GLUD1 determines murine muscle stem cell fate by controlling mitochondrial glutamate levels.

Fecha de publicación: Fecha Ahead of Print:

Autores de IIS La Fe

Participantes ajenos a IIS La Fe

  • Soro-Arnáiz I
  • Fitzgerald G
  • Cherkaoui S
  • Zhang J
  • Gilardoni P
  • Ghosh A
  • Bar-Nur O
  • Masschelein E
  • Maechler P
  • Zamboni N
  • Poms M
  • Cremonesi A
  • De Bock K
  • Morscher RJ

Grupos

Abstract

Muscle stem cells (MuSCs) enable muscle growth and regeneration after exercise or injury, but how metabolism controls their regenerative potential is poorly understood. We describe that primary metabolic changes can determine murine MuSC fate decisions. We found that glutamine anaplerosis into the tricarboxylic acid (TCA) cycle decreases during MuSC differentiation and coincides with decreased expression of the mitochondrial glutamate deaminase GLUD1. Deletion of Glud1 in proliferating MuSCs resulted in precocious differentiation and fusion, combined with loss of self-renewal in vitro and in vivo. Mechanistically, deleting Glud1 caused mitochondrial glutamate accumulation and inhibited the malate-aspartate shuttle (MAS). The resulting defect in transporting NADH-reducing equivalents into the mitochondria induced compartment-specific NAD(+)/NADH ratio shifts. MAS activity restoration or directly altering NAD(+)/NADH ratios normalized myogenesis. In conclusion, GLUD1 prevents deleterious mitochondrial glutamate accumulation and inactivation of the MAS in proliferating MuSCs. It thereby acts as a compartment-specific metabolic brake on MuSC differentiation.

Copyright © 2024 The Authors. Published by Elsevier Inc. All rights reserved.

Datos de la publicación

ISSN/ISSNe:
1534-5807, 1878-1551

Developmental cell  Cell Press

Tipo:
Article
Páginas:
-
Factor de Impacto:
4,705 SCImago
Cuartil:
Q1 SCImago

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Keywords

  • GLUD1; glutamine metabolism; malate aspartate shuttle; metabolite compartmentalization; muscle stem cells; tricarboxylic acid cycle

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