Smaug membraneless organelles regulate mitochondrial function

Smaug is a conserved translational repressor that recognizes specific RNA motifs in a large number of mRNAs, including nuclear transcripts that encode mitochondrial enzymes. Smaug orthologs have been shown to form membraneless organelles (MLOs) in several organisms and cell types. Using single-molecule FISH we show here that SDHB and UQCRC1 mRNAs associate with Smaug1 MLOs in the human cell line U2OS. Simultaneous loss of function of Smaug1 and Smaug2 affects both mitochondrial respiration and mitochondrial network morphology. Deletion of specific Smaug1 protein regions resulted in impaired MLO formation that correlates with mitochondrial defects. In addition, rotenone but not the respiratory chain uncoupling agent CCCP rapidly induces Smaug1 MLO dissolution. Finally, metformin elicits a similar effect on Smaug1 MLOs and provokes the release of bounded mRNAs. We propose that mitochondrial activity affects Smaug1 MLO dynamics, thus allowing for regulation of nuclear mRNAs that encode key mitochondrial proteins.Fil: Fernández Alvarez, Ana Julia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Thomas, Maria Gabriela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Pascual, Malena Lucía. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Habif, Martin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; ArgentinaFil: Pimentel, Jerónimo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Corbat, Agustín Andrés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; ArgentinaFil: Pessoa, Joao. Universidad de Lisboa; PortugalFil: la Spina, Pablo Ezequiel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Boscaglia, Lara. Fundación Instituto Leloir; ArgentinaFil: Plessis, Anne. Sorbonne University; Francia. Université Paris Diderot - Paris 7; FranciaFil: Carmo Fonseca, Maria. Universidad de Lisboa; PortugalFil: Grecco, Hernan Edgardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; ArgentinaFil: Casado Pinna, Marta. Instituto de Biomedicina de Valencia; EspañaFil: Boccaccio, Graciela Lidia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentin

Smaug1 membrane-less organelles respond to AMPK and mTOR and affect mitochondrial function

© 2022 Published by The Company of Biologists Ltd.Smaug is a conserved translational regulator that binds numerous mRNAs, including nuclear transcripts that encode mitochondrial enzymes. Smaug orthologs form cytosolic membrane-less organelles (MLOs) in several organisms and cell types. We have performed single-molecule fluorescence in situ hybridization (FISH) assays that revealed that SDHB and UQCRC1 mRNAs associate with Smaug1 bodies in U2OS cells. Loss of function of Smaug1 and Smaug2 (also known as SAMD4A and SAMD4B, respectively) affected both mitochondrial respiration and morphology of the mitochondrial network. Phenotype rescue by Smaug1 transfection depends on the presence of its RNA-binding domain. Moreover, we identified specific Smaug1 domains involved in MLO formation, and found that impaired Smaug1 MLO condensation correlates with mitochondrial defects. Mitochondrial complex I inhibition upon exposure to rotenone, but not strong mitochondrial uncoupling upon exposure to CCCP, rapidly induced the dissolution of Smaug1 MLOs. Metformin and rapamycin elicited similar effects, which were blocked by pharmacological inhibition of AMP-activated protein kinase (AMPK). Finally, we found that Smaug1 MLO dissolution weakens the interaction with target mRNAs, thus enabling their release. We propose that mitochondrial respiration and the AMPK-mTOR balance controls the condensation and dissolution of Smaug1 MLOs, thus regulating nuclear mRNAs that encode key mitochondrial proteins. This article has an associated First Person interview with the first authors of the paper.info:eu-repo/semantics/publishedVersio