Discovery of EMRE in fungi resolves the true evolutionary history of the mitochondrial calcium uniporter
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Mitochondrial calcium (mt-Ca 2+ ) uptake is central for the regulation of numerous cellular processes in eukaryotes 1 . This occurs through a highly selective Ca 2+ uniporter located at the inner mitochondrial membrane and driven by the membrane potential 2–4 . While the physiological role of the uniporter was extensively studied for decades, its genetic identity was only recently determined, with MCU 5,6 , MICU1 7 and EMRE 8 constituting pore-forming and regulatory subunits. Preliminary evolutionary analyses suggested an ancient eukaryotic origin of mt-Ca 2+ uptake, but also pinpointed inconsistent phylogenetic distributions of MCU, MICU1, and EMRE within fungi, where homologs of MCU were present in the absence of the supposedly essential regulators, MICU1 and EMRE 9,10 . Here, we perform the most comprehensive phylogenomic analysis of the mt-Ca 2+ uptake system and trace its evolution across 1,156 fully-sequenced eukaryotes. In contrast to earlier assumptions 9–11 we find compelling evidence that previously identified animal and fungal MCUs, the targets of several structural and functional efforts 11–16 , represent two distinct paralogous subfamilies originating from an ancestral duplication. We further uncover a complete “animal-like” uniporter complex within chytrid fungi, including bona-fide orthologs of MCU, MICU1, and EMRE. This first identification of EMRE outside Holozoa (animals and their unicellular relatives) and its strong coevolution with “animal-like” MICU1 and MCU indicates that these three components formed the core of the ancestral opisthokont uniporter. We confirm this finding experimentally, by showing that chytrid EMRE orthologs in combination with either human or “animal-like” MCUs, but not with “fungal-specific” MCUs, can reconstitute mt-Ca 2+ uptake in vivo in the yeast Saccharomyces cerevisiae . Hence, we here solve a purported evolutionary paradox: the presence of MCU homologs in fungal species devoid of other uniporter components and with no detectable mt-Ca 2+ uptake. Altogether, our study clarifies the evolution of the mt-Ca 2+ uniporter and identifies new important targets for comparative structural and functional studies.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».