Los análisis a nivel de sistemas disocian los reguladores genéticos de las especies reactivas de oxígeno y la producción de energía.

La disfunción de la cadena respiratoria puede disminuir el ATP y aumentar los niveles de especies reactivas de oxígeno (ROS). A pesar de la importancia de estos parámetros metabólicos para una amplia gama de funciones y enfermedades celulares, carecemos de una comprensión integrada de cómo se regulan diferencialmente. Para abordar esta pregunta, adaptamos una plataforma basada en CRISPRi y FACS para comparar los efectos de la eliminación de genes respiratorios en ROS con sus efectos sobre ATP. Centrándonos en los genes cuya eliminación se sabe que disminuye el ATP derivado de las mitocondrias, demostramos que la eliminación de genes en complejos específicos de la cadena respiratoria (biosíntesis I, III y CoQ10) aumentó las ROS, mientras que la eliminación de otros niveles bajos de ATP tampoco tuvo ningún impacto (biosíntesis mitocondrial). proteínas) o realmente disminución de ROS (complejo IV). Además, aunque las condiciones metabólicas cambiantes alteraron profundamente los niveles de ATP derivados de las mitocondrias, tuvieron poco impacto en las ROS mitocondriales o citosólicas. Además, la eliminación de un subconjunto de subunidades del complejo I, incluidas NDUFA8, NDUFB4 y NDUFS8, disminuyó la actividad del complejo I, el ATP derivado de las mitocondrias y el nivel de supercomplejos, pero la eliminación de estos genes tuvo efectos diferenciales sobre las ROS. Por el contrario, encontramos un papel esencial para los éter-lípidos en la regulación dinámica de los niveles de ROS mitocondriales independientemente del ATP. Por lo tanto, nuestros resultados identifican reguladores metabólicos específicos del equilibrio celular de ATP y ROS que pueden ayudar a analizar las funciones de estos procesos en la enfermedad e identificar estrategias terapéuticas para abordar de forma independiente la falla energética y el estrés oxidativo.