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Prola A, Blondelle J, Vandestienne A, Piquereau J, Denis RGP, Guyot S, Chauvin H, Mourier A, Maurer M, Henry C, Khadhraoui N, Gallerne C, Molinié T, Courtin G, Guillaud L, Gressette M, Solgadi A, Dumont F, Castel J, Ternacle J, Demarquoy J, Malgoyre A, Koulmann N, Derumeaux G, Giraud MF, Joubert F, Veksler V, Luquet S, Relaix F, Tiret L, Pilot-Storck F. Cardiolipin content controls mitochondrial coupling and energetic efficiency in muscle. SCIENCE ADVANCES 2021; 7:7/1/eabd6322. [PMID: 33523852 PMCID: PMC7775760 DOI: 10.1126/sciadv.abd6322] [Citation(s) in RCA: 14] [Impact Index Per Article: 4.7] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Grants] [Track Full Text] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 07/08/2020] [Accepted: 11/04/2020] [Indexed: 05/11/2023]
Abstract
Unbalanced energy partitioning participates in the rise of obesity, a major public health concern in many countries. Increasing basal energy expenditure has been proposed as a strategy to fight obesity yet raises efficiency and safety concerns. Here, we show that mice deficient for a muscle-specific enzyme of very-long-chain fatty acid synthesis display increased basal energy expenditure and protection against high-fat diet-induced obesity. Mechanistically, muscle-specific modulation of the very-long-chain fatty acid pathway was associated with a reduced content of the inner mitochondrial membrane phospholipid cardiolipin and a blunted coupling efficiency between the respiratory chain and adenosine 5'-triphosphate (ATP) synthase, which was restored by cardiolipin enrichment. Our study reveals that selective increase of lipid oxidative capacities in skeletal muscle, through the cardiolipin-dependent lowering of mitochondrial ATP production, provides an effective option against obesity at the whole-body level.
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Affiliation(s)
- Alexandre Prola
- Université Paris-Est Créteil, INSERM, IMRB, Team Relaix, F-94010 Créteil, France
- EnvA, IMRB, F-94700 Maisons-Alfort, France
- EFS, IMRB, F-94010 Créteil, France
| | - Jordan Blondelle
- Université Paris-Est Créteil, INSERM, IMRB, Team Relaix, F-94010 Créteil, France
- EnvA, IMRB, F-94700 Maisons-Alfort, France
- EFS, IMRB, F-94010 Créteil, France
| | - Aymeline Vandestienne
- Université Paris-Est Créteil, INSERM, IMRB, Team Relaix, F-94010 Créteil, France
- EnvA, IMRB, F-94700 Maisons-Alfort, France
- EFS, IMRB, F-94010 Créteil, France
| | - Jérôme Piquereau
- UMR-S 1180, INSERM, Université Paris-Sud, Université Paris-Saclay, F-92296 Châtenay-Malabry, France
| | | | - Stéphane Guyot
- Université Bourgogne Franche-Comté, AgroSup Dijon, PAM UMR A 02.102, F-21000 Dijon, France
| | - Hadrien Chauvin
- Université Paris-Est Créteil, INSERM, IMRB, Team Relaix, F-94010 Créteil, France
- EnvA, IMRB, F-94700 Maisons-Alfort, France
- EFS, IMRB, F-94010 Créteil, France
| | - Arnaud Mourier
- Université Bordeaux, CNRS, IBGC, UMR 5095, F-33000 Bordeaux, France
| | - Marie Maurer
- Université Paris-Est Créteil, INSERM, IMRB, Team Relaix, F-94010 Créteil, France
- EnvA, IMRB, F-94700 Maisons-Alfort, France
- EFS, IMRB, F-94010 Créteil, France
| | - Céline Henry
- PAPPSO, Université Paris-Saclay, INRAE, AgroParisTech, Micalis Institute, F-78350 Jouy-en-Josas, France
| | - Nahed Khadhraoui
- Université Paris-Est Créteil, INSERM, IMRB, Team Relaix, F-94010 Créteil, France
- EnvA, IMRB, F-94700 Maisons-Alfort, France
- EFS, IMRB, F-94010 Créteil, France
| | - Cindy Gallerne
- Université Paris-Est Créteil, INSERM, IMRB, Team Relaix, F-94010 Créteil, France
- EnvA, IMRB, F-94700 Maisons-Alfort, France
- EFS, IMRB, F-94010 Créteil, France
| | - Thibaut Molinié
- Université Bordeaux, CNRS, IBGC, UMR 5095, F-33000 Bordeaux, France
| | - Guillaume Courtin
- Université Paris-Est Créteil, INSERM, IMRB, Team Relaix, F-94010 Créteil, France
- EnvA, IMRB, F-94700 Maisons-Alfort, France
- EFS, IMRB, F-94010 Créteil, France
| | - Laurent Guillaud
- Université Paris-Est Créteil, INSERM, IMRB, Team Relaix, F-94010 Créteil, France
- EnvA, IMRB, F-94700 Maisons-Alfort, France
- EFS, IMRB, F-94010 Créteil, France
| | - Mélanie Gressette
- UMR-S 1180, INSERM, Université Paris-Sud, Université Paris-Saclay, F-92296 Châtenay-Malabry, France
| | - Audrey Solgadi
- UMS IPSIT, Université Paris-Saclay, F-92296 Châtenay-Malabry, France
| | - Florent Dumont
- UMS IPSIT, Université Paris-Saclay, F-92296 Châtenay-Malabry, France
| | - Julien Castel
- Université de Paris, BFA, UMR 8251, CNRS, F-75014 Paris, France
| | - Julien Ternacle
- Université Paris-Est Créteil, INSERM, IMRB, Team Derumeaux, F-94010 Creteil, France
| | - Jean Demarquoy
- Université Bourgogne Franche-Comté, AgroSup Dijon, PAM UMR A 02.102, F-21000 Dijon, France
| | - Alexandra Malgoyre
- Département Environnements Opérationnels, Unité de Physiologie des Exercices et Activités en Conditions Extrêmes, Institut de Recherche Biomédicale des Armées, F-91220 Brétigny-Sur-Orge, France
- LBEPS, Université Evry, IRBA, Université Paris-Saclay, F-91025 Evry, France
| | - Nathalie Koulmann
- Département Environnements Opérationnels, Unité de Physiologie des Exercices et Activités en Conditions Extrêmes, Institut de Recherche Biomédicale des Armées, F-91220 Brétigny-Sur-Orge, France
- LBEPS, Université Evry, IRBA, Université Paris-Saclay, F-91025 Evry, France
- École du Val de Grâce, Place Alphonse Laveran, F-75005 Paris, France
| | - Geneviève Derumeaux
- Université Paris-Est Créteil, INSERM, IMRB, Team Derumeaux, F-94010 Creteil, France
| | | | - Frédéric Joubert
- Laboratoire Jean Perrin, CNRS, Sorbonne Université, UMR 8237, Paris, F-75005, France
| | - Vladimir Veksler
- UMR-S 1180, INSERM, Université Paris-Sud, Université Paris-Saclay, F-92296 Châtenay-Malabry, France
| | - Serge Luquet
- Université de Paris, BFA, UMR 8251, CNRS, F-75014 Paris, France
| | - Frédéric Relaix
- Université Paris-Est Créteil, INSERM, IMRB, Team Relaix, F-94010 Créteil, France.
- EnvA, IMRB, F-94700 Maisons-Alfort, France
- EFS, IMRB, F-94010 Créteil, France
| | - Laurent Tiret
- Université Paris-Est Créteil, INSERM, IMRB, Team Relaix, F-94010 Créteil, France.
- EnvA, IMRB, F-94700 Maisons-Alfort, France
- EFS, IMRB, F-94010 Créteil, France
| | - Fanny Pilot-Storck
- Université Paris-Est Créteil, INSERM, IMRB, Team Relaix, F-94010 Créteil, France.
- EnvA, IMRB, F-94700 Maisons-Alfort, France
- EFS, IMRB, F-94010 Créteil, France
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