• Non ci sono risultati.

Physical and functional cross talk between endo-sarcoplasmic reticulum and mitochondria in skeletal muscle

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Condividi "Physical and functional cross talk between endo-sarcoplasmic reticulum and mitochondria in skeletal muscle"

Copied!
32
0
0

Testo completo

(1)

1 Antioxidants  an d  Redox  Signal ing   PHYSICAL  AND  FU N C TIONAL  CROSS ‐TALK  BET W EE N  EN DO ‐SA R C O P LA SM IC  RETICUL U M  AN D  MITOCHONDR IA  IN  SKEL ETA L  MUSCLE   (D O I:  10 .10 89/ ar s.2 0 1 9 .79 34 )  This  paper  has  been  peer ‐r ev iewed  an d  acc ept ed  fo r  p u blicat ion,  but  has  yet  to  und ergo  copy editin g  and  proof  co rr ec ti o n . The  fi nal  published  ve rs io n  may  di ff er  from  this  pr oo f.   Invited review article for the Special Forum Issue of “Mitochondrial Metabolism and  Mitophagy” in Antioxidant & Redox Signaling 

PHYSICAL AND FUNCTIONAL CROSS‐TALK BETWEEN ENDO‐

SARCOPLASMIC RETICULUM AND MITOCHONDRIA IN SKELETAL 

MUSCLE 

Simona Boncompagni2, Diego Pozzer1, Carlo Viscomi3, Ana Ferreiro4, Ester Zito1 

1 Istituto di Ricerche Farmacologiche Mario Negri‐IRCCS, Milan, Italy  2 CeSI‐Met ‐ Center for Research on Ageing and Translational Medicine and DNICS ‐ Dept.  of Neuroscience, Imaging and Clinical Sciences; University G. d' Annunzio, Chieti, Italy  3 MRC‐Mitochondrial Biology Unit, University of Cambridge, Cambridge, UK  4 Pathophysiology of Striated Muscles laboratory, Unit of Functional and Adaptive Biology,  BFA, University Paris Diderot/CNRS, Sorbonne Paris Cité, Paris, France ‐ AP‐HP, Centre de  Référence  Maladies  Neuromusculaires  Paris‐Est,  Groupe  Hospitalier  Pitié‐Salpêtrière,  Paris, France  Abbreviated title for running head: Association between endo‐sarcoplasmic reticulum and  mitochondria  Corresponding author:  Ester Zito,   Istituto di Ricerche Farmacologiche Mario Negri‐IRCCS  Via Mario Negri 2,  Milano,   Italy  Tel: +39 0239014480     E‐mail: ester.zito@marionegri.it  Word count: 4721 words  Reference numbers: 72 references   Number of grayscale illustrations: 0  Number of color illustrations: 6 (online 6 and hard copy 0) 

(2)

2  Antioxidants  and  Re d o x  Signaling   PH YS IC AL  AND  FU NCTIONA L  CROSS ‐TALK  BET W EEN  EN DO ‐SA R C O P LA SM IC  RETICULUM  AN D  MITOCHO N DRIA  IN  SKELETA L  MUSCLE   (DOI:  10 .10 89/ ars.2 0 1 9 .79 34 )  This  paper  ha s  been  peer ‐r ev iewed  an d  ac ce p te d  for  pu blicati o n,  bu t  has  yet  to  u nderg o  co p yeditin g  and  proof  correc tion . The  fi nal  published  versi o n  may  differ  from  this  proof.  

Key  words:  Mitochondria  associated  membranes;  endoplasmic  reticulum  stress;  mitochondria; congenital myopathies; calcium handling proteins; skeletal muscle 

(3)

3  Antioxidants  and  Re d o x  Signaling   PH YS IC AL  AND  FU NCTIONA L  CROSS ‐TALK  BET W EEN  EN DO ‐SA R C O P LA SM IC  RETICULUM  AN D  MITOCHO N DRIA  IN  SKELETA L  MUSCLE   (DOI:  10 .10 89/ ars.2 0 1 9 .79 34 )  This  paper  ha s  been  peer ‐r ev iewed  an d  ac ce p te d  for  pu blicati o n,  bu t  has  yet  to  u nderg o  co p yeditin g  and  proof  correct ion . The  fi nal  published  ve rs io n  may  differ  from  this  proof.   ABSTRACT  Significance: The physiological relevance of contacts between the sarcoplasmic reticulum  (SR),  a  specialized  domain  of  the  endoplasmic  reticulum  (ER)  in  skeletal  muscle,  and  mitochondria is still not clear.  

Recent  Advances:  An  extensive  close  proximity  of  these  two  organelles  is  a  late  developmental event, which suggests that it does not have an essential function. 

Critical  Issues:  The  intimate  SR/mitochondria  association  develops  during  murine  post‐ natal differentiation and the recovery of denervated atrophic muscle, which suggests this  is a highly regulated process with a specific function. Analysis of mouse models for muscle  diseases suggest that impaired ER/SR‐mitochondria contacts may be due to ER stress and  lead to defective bioenergetics and insulin signalling. 

Future  Directions:  Future  studies  are  necessary  to    identify  the  molecular  determinants  weakening  insulin  signalling  upon  impairment  of  ER/mitochondria  contacts  in  skeletal  muscles  as  well  as  to  analyse  the  distance  between  SR/ER  and  mitochondria  in  muscle  diseases associated with ER stress. 

     

(4)

4  Antioxidants  and  Re d o x  Signaling   PH YS IC AL  AND  FU NCTIONA L  CROSS ‐TALK  BET W EEN  EN DO ‐SA R C O P LA SM IC  RETICULUM  AN D  MITOCHO N DRIA  IN  SKELETA L  MUSCLE   (DOI:  10 .10 89/ ars.2 0 1 9 .79 34 )  This  paper  ha s  been  peer ‐r ev iewed  an d  ac ce p te d  for  pu blicati o n,  bu t  has  yet  to  u nderg o  co p yeditin g  and  proof  correc tion . The  fi nal  published  versi o n  may  differ  from  this  proof.   INTRODUCTION  Contacts between the endoplasmic reticulum (ER) and mitochondria are signalling hubs in  many tissues, but their importance in skeletal muscle is still questioned. Extensive contacts  between these two organelles appear following a late developmental event in mammalian  skeletal  muscle,  and    are  completely  lacking  in  very  fast  skeletal  muscles  such  as  the  toadfish swimbladder muscle where mitochondria are relegated to the periphery (3); this  suggests  a  non‐essential  functional  role  of  the  ER/mitochondria  pairing.  On  the  other  hand,  the  close  proximity  between  the  sarcoplasmic  reticulum  (SR),  which  is  a  very  extensive specialized sub‐domain of the ER in skeletal muscle, and mitochondria seems to  be  generated  through  a  regulated  process  that  takes  place  during  post‐natal  murine  differentiation  and  the  recovery  of  human  denervated  atrophic  muscle,  so  this  indicates  that although not essential, this structural organization is advantageous. 

This  review  will  analyse  the  characteristics  of  the  ER,  SR  and  mitochondria,  how  their  contacts are regulated in skeletal muscle, and it will describe what has been learned about  the physiological role of these contacts from animal models of muscle diseases. Finally, the  thought‐provoking hypothesis that these contacts are impaired in ER stress conditions and  this triggers a metabolic impairment of the skeletal muscle will be suggested. 

Sarcoplasmic Reticulum: an endoplasmic reticulum specialized for skeletal muscle cells  

The  endoplasmic  reticulum  (ER)  of  eukaryotic  cells  consists  of  a  network  of  flattened  cisternae  and  tubule‐like  membranes  which  are  continuous  with  the  outer  nuclear  membrane  and  distributed  throughout  the  cell  (47).  The  ER  plays  a  variety  of  functions  including  storage  of  intracellular  Ca2+,  lipid  metabolism  or    protein  synthesis  and  folding  (51).  

Some  of  the  cellular  functions  of  the  ER  are  fullfilled  by  distinct  domains  (6,42,51).  For  example the rough ER is associated with ribosomes and is the site of protein synthesis. In  1988 Volpe et al. described discrete cytoplasmic organelles, referred to as “calciosomes”,  that contained calsequestrin  in their lumen and whose  membrane was studded with the  reticulum  calcium  pump,  SERCA  (63).  Since  calciosomes  were  intracellular  targets  for  inositol 1,4,5‐trisphosphate (Ins‐P3), it was speculated that the calciosome was a small ER 

(5)

5  Antioxidants  and  Re d o x  Signaling   PH YS IC AL  AND  FU NCTIONA L  CROSS ‐TALK  BET W EEN  EN DO ‐SA R C O P LA SM IC  RETICULUM  AN D  MITOCHO N DRIA  IN  SKELETA L  MUSCLE   (DOI:  10 .10 89/ ars.2 0 1 9 .79 34 )  This  paper  ha s  been  peer ‐r ev iewed  an d  ac ce p te d  for  pu blicati o n,  bu t  has  yet  to  u nderg o  co p yeditin g  and  proof  correct ion . The  fi nal  published  ve rs io n  may  differ  from  this  proof.   domain communicating with the rest of the ER and involved in maintaining luminal calcium  homeostasis (32,63).  

Muscle  fibers  contain  not  only  ER  but  also  an  extensive  myofibril‐associated  network  of  membranes, termed “sarcoplasmic reticulum”, SR. The SR is a fully differentiated domain  of the muscle ER (46), dedicated to the uptake, storage and efflux of calcium  (23). Analysis  of the levels and distribution of well‐known (general house‐keeping) ER proteins indicated  that they were present in SR, but at lower levels, suggesting  a general reorganization of  the  ER  membranes  to  give  rise  to  SR  during  myogenic  differentiation    (64).  Volpe  and  colleagues showed that during the early stages of muscle differentiation the ER, in which  they  identified  several  house‐keeping  proteins,  enlarged  in  size  and  volume,  with  myofibrils surrounding them like a net, and lost many but not all of the generic ER proteins  (64).  The  "myofibril  associated‐ER",  conveniently  called  SR,  is  just    an  expanded  differentiated  version  of  ER  domains  or  "enlarged  calciosome"  for  adult  skeletal  muscle  cells (47,63,64). The SR origin from ER is clearly demonstrated not only by the fact that like  the  ER,  SR  is  a  network  that  is  continuous  throughout  the  cell  (41)  but  also  because  it  contains some ER proteins (30).  

  Unlike  other  cells  which  often  have  a  quite  large  amount  of  cytoplasmic  space,  skeletal  muscle  fibers  are  filled  with  myofibrils  except  for  the  regions  under  the  sarcolemma near nuclei. In these regions  and close to the nuclei there are both rough and  smooth  ER  components  and  Golgi,  which  are  dedicated  to  protein  synthesis,  folding  and  transport. SR is a subdomain of ER specialized to serve muscle contraction, and contains all  the  proteins  necessary  for  this  function  (i.e.  RyRs,  CASQ,  SERCA,  etc).  The  SR  function  in  the control of muscle contraction involves two quite distinct actions: one is the uptake and  storage  of  calcium  ions,  which  is  mediateds  by  the  calcium  ATPase  pump,  SERCA,  distributed over the extensive free SR surface.  The second function is the rapid release of  calcium during muscle activation thtat occurs at the specialized junctional SR membranes  associated  with  plasmalemma/transverse  tubules.  To  conclude,  a  skeletal  muscle  fiber  contains  three  distinct  domains  of  a  membrane  delimited  system,  that  are  part  of  a  continuum with distinct functions: the ER domain, the longitudinal or free SR domain (fSR)  and the junctional SR domain  (jSR)  (Figure1). 

(6)

6  Antioxidants  and  Re d o x  Signaling   PH YS IC AL  AND  FU NCTIONA L  CROSS ‐TALK  BET W EEN  EN DO ‐SA R C O P LA SM IC  RETICULUM  AN D  MITOCHO N DRIA  IN  SKELETA L  MUSCLE   (DOI:  10 .10 89/ ars.2 0 1 9 .79 34 )  This  paper  ha s  been  peer ‐r ev iewed  an d  ac ce p te d  for  pu blicati o n,  bu t  has  yet  to  u nderg o  co p yeditin g  and  proof  correc tion . The  fi nal  published  versi o n  may  differ  from  this  proof.   Sarcoplasmic Reticulum (SR) and Calcium Release Units (CRUs)  

Skeletal  muscle  contraction  and  relaxation  are  finely  regulated  by  changes  in  the  intracellular  calcium  (Ca2+)  concentration.  The  SR  is  functionally  and  morphologically  organized  to  support  the  muscle  relaxation‐contraction  cycle.  This  is  achieved  through  specialized SR domains, the jSR and the fSR, which are in direct continuity with each other  (Figure 1 and 2).   

The jSR is the region closely associated to both sides of the transverse tubules (TTs), that  are  invaginations  of  the  sarcolemma  carrying  an  electrical  signal  from  the  plasmalemma  inside the fiber. The jSR‐T tubule association forms the triads or Ca2+ Release Units (CRUs)  in  many  mammalian  skeletal  muscles.  In  the  myofibers  of  some  mammals  (e.g.  mouse)  CRUs  are  placed  in  proximity  to  the  transition  between  the  A‐  and  I‐bands  of  the  sarcomere  and  contain  the  macromolecular  complex  involved  in  excitation‐contraction  (EC)‐coupling. The EC‐coupling events link an action potential carried along TTs to SR Ca2+  release via the RyRs, or calcium release channels of the SR. The lumen of the jSR contains  CASQ1, a Ca2+ binding protein that in EC coupling plays a dual role as: a) an intraluminal  moderate‐affinity  (KD of  1mM),  high‐capacity  Ca2+  buffer  and  b)  a  modulator  of  RyR1‐

mediated SR Ca2+ release by interacting with RyR1 (29,37) (25).   The fSR surface has a high density of SERCA that pumps two Ca2+ ions from the cytoplasm  to the SR lumen by hydrolysing an ATP molecule and allows Ca2+ refill in the SR lumen after  a muscle contraction (20,21,66).  Redox regulation of calcium‐handling proteins and excitation‐contraction coupling   There are more than ten isoforms of SERCA and three isoforms of RyR in skeletal muscle,  the  most  expressed  variants  being  SERCA1a,  SERCA2a  and  RyR1.  The    SERCA1  and  RyR1  isoforms  are  both  involved  in  severe  skeletal  muscle  diseases:  SERCA1  mutations  have  been associated with Brody myopathy, and RyR1 mutations with malignant hyperthermia  (MH) and core myopathies (CCD) (28) (17). 

Given the importance of SERCA pumps and RyRs in Ca2+ metabolism and muscle health, it  is not surprising that their activity in skeletal muscle is closely regulated at many levels: for 

(7)

7  Antioxidants  and  Re d o x  Signaling   PH YS IC AL  AND  FU NCTIONA L  CROSS ‐TALK  BET W EEN  EN DO ‐SA R C O P LA SM IC  RETICULUM  AN D  MITOCHO N DRIA  IN  SKELETA L  MUSCLE   (DOI:  10 .10 89/ ars.2 0 1 9 .79 34 )  This  paper  ha s  been  peer ‐r ev iewed  an d  ac ce p te d  for  pu blicati o n,  bu t  has  yet  to  u nderg o  co p yeditin g  and  proof  correct ion . The  fi nal  published  ve rs io n  may  differ  from  this  proof.   example, sarcolipin (SLN) binds to the trans‐membrane domains of SERCA1a and SERCA2a,  and inhibits the pump’s affinity for Ca2+. Abnormally high levels of SLN in a mouse model of  Duchenne muscle dystrophy are part of the pathogenic phenotype and the partial ablation  of SLN improved the muscle pathology by restoring SERCA activity (62).   

SERCAs  and  RyRs  contain  numerous  thiols  and  are  thus  redox‐regulated  by  different  chemical modifications. For example, SERCA2 has two cysteines in the L4 ER luminal loop  which  might  be  oxidised  to  form  a  disulfide  bond  that  impairs  SERCA2  activity  (35).  Selenoprotein  N1  (SELENON,  formerly  SEPN1),  a  protein  whose  mutations  give  rise  to  SEPN1‐related myopathy and which carries the highly nucleophilic selenocysteine residue,  interacts  with  SERCA2  in  a  redox‐dependent  manner  and  modulates  SERCA‐mediated  calcium  pumping  into  the  ER/SR.  Its  activity  counteracts  the  inhibitory  and  oxidative  effects  of  the  protein  disulfide  oxidase  ERO1  on  the  SERCA  pump.  In  line  with  impaired  SERCA  activity  in  cells  lacking  SELENON,  relaxation  times  are  longer  in  electrically  stimulated  fast  digitorum  brevis  (FDB)  muscle  fibers  (39)  (48).    Similarly,  RyR1  activity  is  also  regulated  in  a  redox‐dependent  manner;  for  example,  H2O2‐mediated  oxidation 

generated by SR‐localised  NOX isoform 4 affects the redox state of regulatory RyR1 thiols,  leading to a leaky RyR1 and affecting muscle performance (56). 

ER, ER stress and muscle defects 

ER, like its close cognate continuum SR, is a calcium reservoir but also the site of protein  folding  and  lipid  synthesis.  Calcium  dysregulation  impairs  the  activity  of  calcium‐ dependent chaperones and therefore raises the levels of unfolded proteins and triggers ER  stress  (Figure  3)  (65).  ER  stress  activates  a  complex  signalling  response  (the  ER  stress  response) initiated by the three proximal sensors of ER stress: inositil‐requiring enzyme 1  (IRE1), a kinase and endoribonuclease that promotes the splicing of X box binding protein  1  (XBP1),  which    in  turn  becomes  a  transcription  factor  of  the  genes  involved  in  protein  folding  and  ER‐associated  protein  degradation  (ERAD);  activated  protein  kinase  R‐like  ER  kinase (PERK), which attenuates protein synthesis by phosphorylating eukaryotic initiation  factor 2‐alpha (eIF2‐alpha); and activated transcription factor (ATF6), which traffics to the  Golgi  where  it  is  proteolytically  cleaved  from  its  transmembrane  domain,  and  then 

(8)

8  Antioxidants  and  Re d o x  Signaling   PH YS IC AL  AND  FU NCTIONA L  CROSS ‐TALK  BET W EEN  EN DO ‐SA R C O P LA SM IC  RETICULUM  AN D  MITOCHO N DRIA  IN  SKELETA L  MUSCLE   (DOI:  10 .10 89/ ars.2 0 1 9 .79 34 )  This  paper  ha s  been  peer ‐r ev iewed  an d  ac ce p te d  for  pu blicati o n,  bu t  has  yet  to  u nderg o  co p yeditin g  and  proof  correc tion . The  fi nal  published  versi o n  may  differ  from  this  proof.  

migrates  to  the  nucleus  where  it  acts  as  a  transcription  factor  of  chaperones  such  as  BIP/GRP78  and  GRP94.  An  adaptive  ER  stress  response  therefore  acts  by  attenuating  protein  translation  and  favoring  protein  folding,  and  thus  helps  to  re‐establish  ER  homeostasis (65).  

However,  sustained  activation  of  the  PERK  pathway  and  of  its  effector,  the  transcription  factor C/EBP homologous protein (CHOP), may induce a maladaptive response to ER stress  that  triggers  dysfunction  and  eventually  apoptosis.  This  may  also  be  due  to  the  two  downstream  targets  of  CHOP:  endoplasmic  oxidoreductin  (ERO1α,  henceforth  ERO1),  which produces H2O2 and may promote the hyperoxidation of the ER lumen, and GADD34, 

a phosphatase involved in the dephosphorylation of eIF2‐alpha that reactivates the pace of  protein translation (Figure 3) (38) (69). 

The mouse models carrying a deletion in each of the three proximal sensors of ER stress  (IRE1, PERK and ATF6) demonstrate the importance and specific roles of the three related  branches  in  skeletal  muscle.  Muscle‐specific  PERK  ablation  reduces  skeletal  muscle  mass  and  force,  which  suggests  that  the  PERK  pathway  is  important  in  mantaining  muscle  homeostasis  (26).  However,  given  the  double‐edged  nature  of  the  PERK  pathway,  CHOP  deletion improves the pathological skeletal muscle phenotype in exercise‐intolerant PGC1‐ alpha  muscle  knock‐out  (KO)  mice  and  also  ameliorates  impaired  diaphragm  force  in  a  SELENON  KO  mouse  model,  indicating  that  the  PERK  pathway  may  be  maladaptive  in  muscle‐related  pathological  conditions  (48)  (68).  ATF6‐alpha  KO  mice  are  exercise‐ intolerant  and  show  high  levels  of  ER  stress  in  skeletal  muscle  after  running,  which  suggests that the ATF6 branch of the ER stress response is important for preserving muscle  integrity  during  ER  stress  (68).  There  are  no  data  concerning  the  IRE1  branch  in  skeletal  muscle physiology. 

Mitochondria structure and function 

Mitochondria are organelles surrounded by an outer mitochondrial membrane (OMM) and  an  inner  mitochondrial  membrane  (IMM),  which  is  folded  to  form  the  mitochondrial  cristae  where  the  respiratory  complexes  involved  in  the  oxidative  phosphorylation  (OxPhos) system are located. The OxPhos converts the energy derived from the nutrients  into  Adenosine  Triphosphate  (ATP).  The  efficiency  of  this  oxidative  metabolism  critically  depends on the Krebs cycle for the generation of NADH and FADH2, which feed electrons 

(9)

9  Antioxidants  and  Re d o x  Signaling   PH YS IC AL  AND  FU NCTIONA L  CROSS ‐TALK  BET W EEN  EN DO ‐SA R C O P LA SM IC  RETICULUM  AN D  MITOCHO N DRIA  IN  SKELETA L  MUSCLE   (DOI:  10 .10 89/ ars.2 0 1 9 .79 34 )  This  paper  ha s  been  peer ‐r ev iewed  an d  ac ce p te d  for  pu blicati o n,  bu t  has  yet  to  u nderg o  co p yeditin g  and  proof  correct ion . The  fi nal  published  ve rs io n  may  differ  from  this  proof.   to the electron transport chain. Electron flow is coupled with the translocation of protons  across  the  IMM,  generating  a  transmembrane  electrochemical  gradient,  which  is  finally  exploited by ATP synthase to generate ATP.  

Oxidative  metabolism  is  controlled  at  multiple  levels:  for  example,  in  this  context,  it  is  worth citing that calcium ions cross the OMM through a voltage‐dependent anion channel  (VDAC) (55) and the IMM through the mitochondrial calcium uniporter (MCU) (5,16), and  activate  several  key  metabolic  enzymes,  including  pyruvate  dehydrogenase,  alpha‐ ketoglutarate,  isocitrate‐dehydrogenase,  as  well  as  complexes  I,  III,  IV  and  V  of  the  electron transport chain. Mitochondrial calcium therefore is an important regulator of ATP  production (27).  

Mitochondria are highly dynamic organelles that adapt their shape and distribution to the  metabolic  conditions  of  the  cells.    In  post‐mitotic  tissues,  such  as  skeletal  muscle,  which  have  limited  ability  to  dilute  damaged  mitochondria  among  dividing  cells,  mitochondrial  dynamics  determined  by  fusion/fission  and  mitophagy  is  a  very  important  means  of  preserving mitochondrial function. The core machinery of mitochondrial dynamics consists  of highly regulated GTPases involved in the fission and fusion. Fission is carried out by the  Dynamin‐related protein 1 (Drp1) and Dynamin2 (Dnm2) and fusion by Mitofusins 1 and 2  (Mfn1  and  Mfn2)  on  the  OMM  and  Opa1  on  the  IMM.  However,  numerous  additional  proteins take part in these processes (58). 

Mitochondrial  fusion  gives  rise  to  interconnected  mitochondrial  networks  and  leads  to  greater  cell  oxidative  capacity,  whereas  increased  mitochondria  fission  gives  rise  to  isolated  mitochondria  and  less  efficient  mitochondrial  respiration,  which  are  easily  eliminated  by  mitophagy  (7,67).  Mitophagy  is  triggered  as  a  consequence  of  several  processes, such as cellular differentiation, mitochondrial damage and after fertilization to  eliminate paternal mtDNA (45). For each of these processes, mitochondria are flagged to  mitophagy  by  specific  proteins.  For  instance,  NIX/BNIP3L  mediates  mitophagy  in  reticulocyte differentiation, BNIP3 in hypoxia‐induced mitophagy, PINK1 and Parkin in the  presence  of  mitochondrial  damage.  Once  mitochondria  have  been  flagged  on  the  OMM  with one of these proteins, they are recognized by the adaptor proteins NDP52 and OPTN  that target them to the autophagic machinery and finally to the lysosomes for elimination 

(10)

10  Antioxidants  and  Re d o x  Signaling   PH YS IC AL  AND  FU NCTIONA L  CROSS ‐TALK  BET W EEN  EN DO ‐SA R C O P LA SM IC  RETICULUM  AN D  MITOCHO N DRIA  IN  SKELETA L  MUSCLE   (DOI:  10 .10 89/ ars.2 0 1 9 .79 34 )  This  paper  ha s  been  peer ‐r ev iewed  an d  ac ce p te d  for  pu blicati o n,  bu t  has  yet  to  u nderg o  co p yeditin g  and  proof  correc tion . The  fi nal  published  versi o n  may  differ  from  this  proof.   (45). These observations have led to the hypothesis that mitochondria dynamics regulate  mitochondrial function in response to metabolic demand (71).   Mitochondrial activity and metabolism are clearly dependent on mitochondrial biogenesis,  which is boosted, among the other triggers, also by physical activity. Seminal studies have  shown  that  more  active  muscles  have  greater  mitochondrial  content  and  activity  than  sporadically  working  muscles,  and  that  runners  have  a  larger  percentage  of  oxidative,  slow‐twitch  skeletal  muscle  fibres  and  more  succinate  dehydrogenase  activity  than  sedentary  controls.  PGC‐1  is  a  co‐transcriptional  master  regulator  of  the  oxidative  metabolism  induced  by  muscle  exercise,  which  positively  regulates  mitochondrial  biogenesis and mitochondrial oxidative metabolism genes (36).  

Mitochondria distribution in skeletal muscle fibers  

The  intensity  of  skeletal  muscle  activity  varies  widely,  and  different  muscle  fibers  have  evolved different biophysical properties to appropriately respond to different functions. To  meet metabolic demand during contraction and relaxation, skeletal muscle fibers require  large  amounts  of  ATP,  mostly  supplied  by  mitochondria  (43).    Slow‐twitch  (type  I)  fibers  are highly oxidative and have the highest mitochondrial content compared to fast‐twitch  (type  II)  fibers.  In  these  fibers  three  sets  of  mitochondria  with  different  orientation  and  myofibrillar disposition are clearly distinguishable (Figure 4). The majority of mitochondria  appear  in  longitudinal  sections  as  round/oval  paired  profiles  symmetrically  positioned  in  the  inter‐myofibrillar  spaces  at  the  I‐band  of  the  sarcomere  on  either  side  of  the  Z  line  adjacent  to  the  CRU  or  triads  (triadic  mitochondria;  Figure  4).  Triadic  mitochondria  are  structurally tethered to the jSR (Figures 1 and 4) (9) and often continuous with a smaller  subset of mitochondria, positioned longitudinally at the A–band of the sarcomere between  myofibrils  (longitudinal  mitochondria;  Figure  4).  Longitudinal  mitochondria  also  appear  structurally  anchored  to  the  free  SR  (Figure  1).  A  third  set  of  mitochondria,  smaller  and  with  a  more  variable  profile,  accumulate  at  the  fiber  periphery  under  the  plasmalemma  (subsarcolemmal mitochondria; Figure  4). Subsarcolemmal mitochondria  also show some  continuity with the single, extended network formed by the first two sets, although several  studies  sustain  that  they  are  part  of  a  different  subpopulation  given  their  distinct  morphological  and  biochemical  properties  (1,44)  (57).  Type  II  fibers  have  almost  exclusively triadic mitochondria while longitudinal mitochondria are less frequently found 

(11)

11  Antioxidants  and  Re d o x  Signaling   PH YS IC AL  AND  FU NCTIONA L  CROSS ‐TALK  BET W EEN  EN DO ‐SA R C O P LA SM IC  RETICULUM  AN D  MITOCHO N DRIA  IN  SKELETA L  MUSCLE   (DOI:  10 .10 89/ ars.2 0 1 9 .79 34 )  This  paper  ha s  been  peer ‐r ev iewed  an d  ac ce p te d  for  pu blicati o n,  bu t  has  yet  to  u nderg o  co p yeditin g  and  proof  correct ion . The  fi nal  published  ve rs io n  may  differ  from  this  proof.   as well as clusters of subsarcolemmal mitochondria that are usually very small in size when  they are present (Figure 4).  Mitochondrial connections with the ER/SR   The first description of a close association between mitochondria and ER dates back to the  1970s  (54) although their functional relevance for the transfer of phospholipds and Ca2+  emerged only in the ‘90s. Nowadays, mitochondria‐ER contact sites are considered central  hubs for the exchange of ions and lipids between the two compartments and for a large  number  of  signalling  pathways,  including  those  related  to  mitochondrial  dynamics,  mitochondrial  DNA  replication,  apoptosis  and  autophagy.  Over  the  last  few  years,  considerable progress has been made in identifying the nature of tethers that keep the ER  and  mitochondria  together  (see  (14)  for  an  extensive  review).  The  physical  properties  of  the linkers determine the gap distance and the extension of the contact sites. For instance  the presence of ribosomes, IP3Rs or RyRs pose physical constraint to the minimal distance  between  the  two  compartments.  This  distance  is  critical  to  ensure  efficient  exchange  of  Ca2+  and  lipids  between  the  compartments,  as  well  as  the  recruitment  of  apoptotic  and  autophagy machineries to the contact sites (49). In murine skeletal muscles, both ER and  SR are closely associated to mitochondria  (12) (Figure 5 ) and about a quarter of the outer  surface of mitochondria is very close to the jSR and to the CRUs. The connection between  mitochondria and SR is maintained by a tether about 10 nm long (9); that was first seen by  electron tomography in fractioned rat‐liver mitochondria (13).   Electron microscopy indicates that the OMM is on an average of 130 nm from the site of  RyR‐mediated Ca2+  release (22). These  measurements support the concept of short‐term  formation  of  high  [Ca2+]  microdomains  that  functionally  allow  efficient  Ca2+  uptake  by  mitochondria (50). Although mitochondrial Ca2+ uptake is likely to be minimal, it has been  reported in myotubes  and skeletal muscle fibers after RyR1‐mediated Ca2+ release (22). In  addition,  skeletal  muscle  mitochondrial  Ca2+  uptake  occurs  during  electrical  stimulation  and  exposure  to  caffeine,  and  persists  in  a  subpopulation  of  mitochondria  (presumably  those tightly juxtaposed to CRUs) even in the presence of fast Ca2+ chelators (53). 

(12)

12  Antioxidants  and  Re d o x  Signaling   PH YS IC AL  AND  FU NCTIONA L  CROSS ‐TALK  BET W EEN  EN DO ‐SA R C O P LA SM IC  RETICULUM  AN D  MITOCHO N DRIA  IN  SKELETA L  MUSCLE   (DOI:  10 .10 89/ ars.2 0 1 9 .79 34 )  This  paper  ha s  been  peer ‐r ev iewed  an d  ac ce p te d  for  pu blicati o n,  bu t  has  yet  to  u nderg o  co p yeditin g  and  proof  correc tion . The  fi nal  published  versi o n  may  differ  from  this  proof.  

Although  an  extensive  close  proximity  between  CRUs  and  mitochondria  appears  in  mammals  (24),  it  is  completely  lacking  in  some  very  fast‐acting  muscles  such  as  the  toadfish  swimbladder  muscle  where  mitochondria  are  relegated  to  the  periphery  of  myofibers  (3).  This  structural  evidence    suggests  that  the  close  association  between  the  two organelles is not essential but, as it is acquired as a developmentally regulated event  during post‐natal differentiation in mice and the recovery of human denervated atrophic  muscle, is functionally advantageous (24). 

Over the last few years considerable progress has been made in identifying the nature of  tethers that keep the ER and mitochondria together. Mitofusin 2 (MFN2) is linked to both  the  OMM  and  the  ER  membrane  (15)  and,  through  its  C‐terminal  domain,  forms  homo‐  and  hetero‐typic  complexes  with  other  molecules  of  MFN2  and  MFN1  (which  is  only  localised  on  the  OMM)  in  order  to  tether  the  ER/SR  to  mitochondria.  Quantitative  electromicroscopy upon acute MFN2 knockdown in the fast digitorum brevis (FDB) muscle  have shown that the SR is detached from mitochondria and that their tethering therefore  depends  on  MFN2.  Furthermore,  functional  measurements  of  calcium  levels  show  that  mitochondrial  calcium  uptake  in  MFN2  knock‐down  muscle  fibres  decreases  during  repetitive tetanic stimulation, suggesting that mitochondria are not only more distant from  the SR but also take up less calcium (2). Interestingly, it has been shown that muscles in  the  conditional  knock‐out  of  MFN2  (with  ablation  of  80%  of  skeletal  muscle  MFN2)  are  insulin  resistant,  and  that  insulin‐dependent  AKT  phosphorylation  is  blocked  in  isolated  MFN2‐deficient  muscle,  thus  suggesting  decreased  insulin  signalling.  A  second  major  finding  of  this  study  was  that  MFN2  deficiency  also  triggers  ER  stress  in  skeletal  muscle  which, together with mitochondrial dysfunction, is an important driver of insulin resistance  (31). It is however unclear whether the lack of MFN2 weakens the insulin signal simply by  altering  the  distance  between  the  SR  and  mitochondria,  or  whether  it  is  part  of  a  more  complex  scenario  in  which  the  lack  of  MFN2  alters  the  SR/mitochondria  distance,  which  then triggers an ER stress that impairs the insulin (52). 

An early report suggested that the cytoplasmic region of PERK is involved in the formation  of MAMs (mitochondria‐associated membranes) in mouse embryonic fibroblasts, and this  is independent of the activity of PERK as a kinase and mediator of the ER stress response  (61).  However, the stress response may be involved in shaping the distance between the 

(13)

13  Antioxidants  and  Re d o x  Signaling   PH YS IC AL  AND  FU NCTIONA L  CROSS ‐TALK  BET W EEN  EN DO ‐SA R C O P LA SM IC  RETICULUM  AN D  MITOCHO N DRIA  IN  SKELETA L  MUSCLE   (DOI:  10 .10 89/ ars.2 0 1 9 .79 34 )  This  paper  ha s  been  peer ‐r ev iewed  an d  ac ce p te d  for  pu blicati o n,  bu t  has  yet  to  u nderg o  co p yeditin g  and  proof  correct ion . The  fi nal  published  ve rs io n  may  differ  from  this  proof.  

ER  and  mitochondria  by  inducing  CHOP  and  downstream  ERO1,  which  oxidises  and  hyperactivates the IP3‐mediated calcium release that induces mitochondrial fragmentation  (34). Unfortunately, the distance between the ER and mitochondria was not measured in  the muscle‐specific PERK KO model, thus leaving a doubt whether PERK tethers the SR to  mitochondria in skeletal muscle (26). 

Interestingly,  H2O2  nanodomains,  probably  generated  by  the  electron  transport  chain, 

have  been  detected  in  the  contacts  between  ER  and  mitochondria.  They  might  redox‐ regulate  IP3R‐  and  RyR1‐dependent  calcium  flux,  suggesting  that  mitochondrial  activity  may also regulate calcium release from the SR (10). 

The  SR‐mitochondrial  tethers  provide  a  structural  framework  for  bi‐directional  SR‐ mitochondrial  signalling  in  adult  striated  muscle,  in  which  both  organelles  can  influence  each other’s function. However, signalling between mitochondria and SR in skeletal muscle  is not only due to their physical interactions, but also to the complex co‐regulation of the  genes involved in mitochondria and SR homeostasis. In fact, a seminal study showed that  the PGC‐1, a master regulator of mitochondrial oxidative metabolism, also acts as a co‐ activator  of  the  ATF6‐alpha  mediator  of  the  ER  stress  response  in  promoting  the  transcription  of  chaperones  and  enabling  skeletal  muscle  to  adapt  to  physical  exercise  (68).  

MUSCLE MODELS WITH AN ALTERED DISTANCE BETWEEN THE SR AND MITOCHONDRIA  

What  follows  is  a  description  of  the  phenotype  of  mouse  models  of  muscle  disease  that  have an altered interaction between the SR and mitochondria, the phenotypic analysis of  which provide clues to the physiological role of SR/mitochondria connections. 

RyR1 

RyR1Y522S  heterozygous  knock‐in  mice,  carrying  a  mutation  in  RyR1  (orthologous  to  the  Y524S mutation identified in human patients) that leads to malignant hyperthermia (MH)  and  central  core  disease  (CCD),  are  viable  and  reproduce  the  human  phenotype  of  MH  when  challenged  with  a  volatile  anesthetic  or  heat  stress  (19).  Electron  microscopy  analysis of RyR1Y522S/WT muscle fibres at different stages shows that mitochondrial damage  and changes in SR/mitochondria contacts are already evident at 2  months of age (Figure 

(14)

14  Antioxidants  and  Re d o x  Signaling   PH YS IC AL  AND  FU NCTIONA L  CROSS ‐TALK  BET W EEN  EN DO ‐SA R C O P LA SM IC  RETICULUM  AN D  MITOCHO N DRIA  IN  SKELETA L  MUSCLE   (DOI:  10 .10 89/ ars.2 0 1 9 .79 34 )  This  paper  ha s  been  peer ‐r ev iewed  an d  ac ce p te d  for  pu blicati o n,  bu t  has  yet  to  u nderg o  co p yeditin g  and  proof  correc tion . The  fi nal  published  versi o n  may  differ  from  this  proof.  

6).  These  initial  alterations  will  eventually  lead  to  formation  of  cores,  which  are  areas  lacking both functional mitochondria and CRUs and showing sarcomere disorganization (9).  At  the  molecular  level,  the  Y522S  mutation  triggers  SR  Ca2+  leakage,  and  increases  RyR1  channel  sensitivity  to  activation  by  voltage  and  agonists  (17,18).    Therefore,  it  has  been  proposed  that  chronic  elevated  resting  cytoplasmic  Ca2+  levels  result  in  excessive  production  of  oxidative  species,  triggering  both  MH  crises  and  mitochondrial  damage  leading  to  development  of  cores  in  RYR1Y522S/WT mice  (19).  Anti‐oxidant  treatment  was  indeed successfully used to lower the sensitivity of RYR1Y522S/WT muscle fibers to heat and a   recent  investigation  shows  that  a  chronic  antioxidant  treatment  with  N‐acetylcysteine  (NAC)  of  RYR1Y522S/WT mice  was  able  to:  a)  lower  oxidative  stress;  b)  lower  mitochondrial  damage and core formation; and c) improve muscle function (40).  

RyR1I4895T heterozygous knock‐in mice express a mutation orthologous to I4898T in human  RyR1,  which  is  associated  with  a  form  of  CCD  in  patients.  Unlike  Y522S,  the  RyR1I4895T  mutation decreases SR Ca2+ release (72) and in slow‐twitch muscle of  heterozygous mice  causes  the  formation  of  mitochondrial‐deficient  areas  (8)(Figure  6).  The  net  loss  of  mitochondria  or  their  possible  migration  from  the  inter‐myofibrillar  space  at  the  I‐band  and  relocation  in  large  inter‐myofibrillar  and/or  sub‐sarcolemmal  clusters  suggests  disruption  of  mitochondrial/CRUs  association  possibly  due  to  reduced  Ca2+‐signaling.  Consistently with the fiber‐type specific effects of the I4895T mutation, fast twitch fibers  do  not  show  mitochondrial  alteration  but  an  enlargement (or  swelling)  of  junctional  and  free SR which appear filled with an electron dense material, that is quite likely to be CASQ  (Figure 6) (8). 

 In addition, in a more recent investigation the RyR1I4895T/WT mutation has been associated  with ER stress and a reduced distance between the SR and mitochondria (33). 

Although these two findings on the distance between SR and mitochondria of RyR1I4895T/WT  muscle      seem  contradictory  they  could  be  two  sequential  events;  namely,  first  the  SR/mitochondria  contacts  increase  (33)  and  consequently  a  possible  alteration  in  mitochondria  triggers  loss  or  migration  of  mitochondria  (8).    It  is  important  to  note  that  chronic  treatment  of  RYR1I4895T/WT knock‐in  mice  with  the  chemical  chaperone  4‐phenyl  butyric  acid  (4‐PBA)  improves  muscle  strength  by  decreasing  ER  stress,  thus  suggesting  that ER stress is a pathogenic defect involved in impaired muscle strength; unfortunately, 

(15)

15  Antioxidants  and  Re d o x  Signaling   PH YS IC AL  AND  FU NCTIONA L  CROSS ‐TALK  BET W EEN  EN DO ‐SA R C O P LA SM IC  RETICULUM  AN D  MITOCHO N DRIA  IN  SKELETA L  MUSCLE   (DOI:  10 .10 89/ ars.2 0 1 9 .79 34 )  This  paper  ha s  been  peer ‐r ev iewed  an d  ac ce p te d  for  pu blicati o n,  bu t  has  yet  to  u nderg o  co p yeditin g  and  proof  correct ion . The  fi nal  published  ve rs io n  may  differ  from  this  proof.  

whether  this  treatment  also  re‐establishes  the  correct  distance  between  the  ER  and  mitochondria  has  not  been  investigated,  thus  leaving  uncertainty  about  the  real  contribution of altered SR/mitochondria distance to the pathological muscle phenotype of  RYR1I4895T/WT knock‐in mice. 

SELENON 

Mutations in the human SELENON gene are associated with autosomic recessive SELENON‐ /  SEPN1‐related  myopathy,  and  with  insulin  resistance  in  a  subgroup  of  these  patients.  SELENON activates the ER calcium pump SERCA2 in a redox‐dependent manner, and thus  counteracts  its  ERO1‐alpha‐dependent  inactivation.  In  line  with  the  existence  of  a  mechanism  by  means  of  which  SELENON  regulates  SERCA  activity,  experiments  using  electrically stimulated FDB muscle fibres devoid of SELENON have shown longer relaxation  times,  thus  suggesting  that  SELENON  might  modulate  SERCA  in  muscle  as  well  as  in  cell  lines (39,48).  This could explain the reported increase of cytosolic Ca2+ and reduced Ca2+  content  in  the  SR  lumen  (a  ER‐stress  trigger)  in  patient‐derived  myotubes  devoid  of  SELENON  (4).    Although  milder  than  the  phenotype  of  patients  with  SEPN1‐related  myopathy, the SELENON KO mouse leads to diaphragmatic weakness consistently with the  human phenotype of respiratory impairment (48) (11). 

 This weakness is associated with increased levels of BIP, CHOP and ERO1, and attenuated  protein translation in the diaphragm, thus suggesting a concomitant chronic ER stress and  maldaptive  ER  stress  response.  The  fact  that  the  genetic  ablation  of  CHOP  completely  restores  the  diaphragmatic  defect  in  SELENON  KO  mice  indicates  that  this  maladaptive  response is the pathogenic cause of the muscle dysfunction. 

The lack of SELENON alters the distance between the ER and mitochondria, and sensitises  skeletal  muscle  to  the  ER  stress‐dependent  consequence  of  lipotoxicity  in  mice  that  compromises insulin sensitivity and muscle strength similarly to that observed in patients  with SEPN1‐related myopathy (60).   

RyR1 and SELENON mice are two models of altered calcium transients in skeletal muscle in  which,  regardless  of  whether  they  are  reduced  or  enhanced,  defects  in  SR‐ ER/mitochondria  contacts  are  associated  with  muscle  defects  and  ER  stress.  The  overlapping phenotypes of the SELENON KO and MFN2 KO mouse models suggest that an 

(16)

16  Antioxidants  and  Re d o x  Signaling   PH YS IC AL  AND  FU NCTIONA L  CROSS ‐TALK  BET W EEN  EN DO ‐SA R C O P LA SM IC  RETICULUM  AN D  MITOCHO N DRIA  IN  SKELETA L  MUSCLE   (DOI:  10 .10 89/ ars.2 0 1 9 .79 34 )  This  paper  ha s  been  peer ‐r ev iewed  an d  ac ce p te d  for  pu blicati o n,  bu t  has  yet  to  u nderg o  co p yeditin g  and  proof  correc tion . The  fi nal  published  versi o n  may  differ  from  this  proof.  

increased  distance  between  mitochondria  and  the  ER  in  muscle  might  underlie  both  the  defective bioenergetics and insulin sensitivity of skeletal muscle.  

Although the molecular determinants weakening insulin signalling in SELENON and MFN2  KO mice still need to be identified, both models suggest that an altered distance between  the  ER  and  mitochondria  correlates  with  insulin  resistance.  Interestingly,  disrupted  ER‐ SR/mitochondria interaction is an early event preceding muscle mitochondrial dysfunction  and insulin resistance in mouse models of obesity and type II diabetes, which suggests that  impairment of ER‐SR/mitochondria interaction might cause insulin resistance. These latter  models  do  not  have  any  genetic  defects  in  proteins  involved  in  tethering  the  two  organelles, but they display ER stress, indicating that ER stress per se may be involved in  the disruption of ER‐SR/mitochondria interactions (59). 

CONCLUDING REMARKS 

An extensive association between mitochondria and SR has only been found in mammalian  skeletal  muscles.  It  is  a  late  event  and  therefore  it  is  not  essential  in  development,  however  it  must  offer  some  advantages.  An  altered  distance  between  ER,  SR  and  mitochondria  is  a  common  feature  of  mouse  models  of  myopathies  due  to  different  genetic defects. However it is not clear whether this altered distance is caused by a direct  impairment  in  the  structural  proteinaceous  tethers  joining  the  two  organelles  or  ‐more  likely‐  a  consequence  of  the  related  ER  stress.  Strategies  aimed  at  relieving  ER  stress  in  these  models  will  help  clarify  this  point,  as  well  as  the  contribution  of  altered  contacts  between  ER  and  mitochondria  to  the  phenotype  of  the  myopathies.  Future  studies  are  necessary  to    identify  the  molecular  determinants  weakening  insulin  signalling  upon  impairment  of  ER/mitochondria  contacts  in  skeletal  muscles  as  well  as  to  analyse  the  distance between  SR/ER and mitochondria in muscle diseases associated with ER stress. 

Acknowledgments  

This  study  was  supported  by  a  Cure  CMD/AFM  Telethon  grant,  My  first  AIRC  grant  and  Ricerca Finalizzata Ministero della salute to E.Zito and by a Cure CMD grant to A. Ferreiro.  We are indebted to Prof. Clara Franzini‐Armstrong for useful hints and fruitful discussion of  the manuscript. 

   

(17)

17  Antioxidants  and  Re d o x  Signaling   PH YS IC AL  AND  FU NCTIONA L  CROSS ‐TALK  BET W EEN  EN DO ‐SA R C O P LA SM IC  RETICULUM  AN D  MITOCHO N DRIA  IN  SKELETA L  MUSCLE   (DOI:  10 .10 89/ ars.2 0 1 9 .79 34 )  This  paper  ha s  been  peer ‐r ev iewed  an d  ac ce p te d  for  pu blicati o n,  bu t  has  yet  to  u nderg o  co p yeditin g  and  proof  correct ion . The  fi nal  published  ve rs io n  may  differ  from  this  proof.   List of Abbreviations  ATF6= Activating transcription factor 6  ATP= Adenosine triphosphate  BIP= Binding Immunoglobulin Protein  CASQ= Calsequestrin  CCD= Central core disease  CHOP=C/EBP homologous protein  DHPR= Dihydropyridine receptor  EM= Electron microscopy  ER= Endoplasmic reticulum  ERO1= Endoplasmic oxidoreductin 1  FDB= Fast digitorum brevis  GRP94= 94kDa glucose‐regulated protein   H2O2= Hydroperoxide  IMM= Inner mitochondria Membrane  IRE1= Inositol‐requiring enzyme 1  MAM= Mitochondria associated membranes  MFN2=Mitofusin 2  MH= Malignant hyperthermia  NOX4=NADPH oxidase 4  OMM=outer mitochondria membrane  OxPhos= Oxidative phosphorilation    PERK= Protein kinase RNA‐like endoplasmic reticulum kinase  JSR=Junctional sarcoplasmic Reticulum  FSR= Free or longitudinal sarcoplasmic Reticulum  RyR= Ryanodine receptor  SELENON= Selenoprotein N1  SERCA= Sarcoplasmic‐endoplasmic reticulum calcium ATPase  SR= Sarcoplasmic Reticulum     

(18)

18  Antioxidants  and  Re d o x  Signaling   PH YS IC AL  AND  FU NCTIONA L  CROSS ‐TALK  BET W EEN  EN DO ‐SA R C O P LA SM IC  RETICULUM  AN D  MITOCHO N DRIA  IN  SKELETA L  MUSCLE   (DOI:  10 .10 89/ ars.2 0 1 9 .79 34 )  This  paper  ha s  been  peer ‐r ev iewed  an d  ac ce p te d  for  pu blicati o n,  bu t  has  yet  to  u nderg o  co p yeditin g  and  proof  correc tion . The  fi nal  published  versi o n  may  differ  from  this  proof.   REFERENCES: 

1.  Adhihetty  PJ,  Ljubicic  V,  Menzies  KJ,  Hood  DA.  Differential  susceptibility  of  subsarcolemmal  and  intermyofibrillar  mitochondria  to  apoptotic  stimuli.  Am  J  Physiol Cell Physiol 289: C994‐C1001, 2005. 

2.  Ainbinder  A,  Boncompagni  S,  Protasi  F,  Dirksen  RT.  Role  of  Mitofusin‐2  in  mitochondrial  localization  and  calcium  uptake  in  skeletal  muscle.  Cell  Calcium  57:  14‐24, 2015. 

3.  Appelt  D,  Shen  V,  Franzini‐Armstrong  C.  Quantitation  of  Ca  ATPase,  feet  and  mitochondria  in  superfast  muscle  fibres  from  the  toadfish,  Opsanus  tau.  J  Muscle  Res Cell Motil 12: 543‐52, 1991.  4.  Arbogast S, Beuvin M, Fraysse B, Zhou H, Muntoni F, Ferreiro A. Oxidative stress in  SEPN1‐related myopathy: from pathophysiology to treatment. Ann Neurol 65: 677‐ 86, 2009.  5.  Baughman JM, Perocchi F, Girgis HS, Plovanich M, Belcher‐Timme CA, Sancak Y, Bao  XR, Strittmatter L, Goldberger O, Bogorad RL, Koteliansky V, Mootha VK. Integrative  genomics identifies  MCU as an  essential  component  of  the mitochondrial calcium  uniporter. Nature 476: 341‐5, 2011. 

6.  Baumann O, Walz B. Endoplasmic reticulum of animal cells and its organization into  structural and functional domains. Int Rev Cytol 205: 149‐214, 2001. 

7.  Benard  G,  Bellance  N,  James  D,  Parrone  P,  Fernandez  H,  Letellier  T,  Rossignol  R.  Mitochondrial  bioenergetics  and  structural  network  organization.  J  Cell  Sci  120:  838‐48, 2007. 

8.  Boncompagni S,  Loy RE, Dirksen RT, Franzini‐Armstrong C. The I4895T mutation in  the  type  1  ryanodine  receptor  induces  fiber‐type  specific  alterations  in  skeletal  muscle that mimic premature aging. Aging Cell 9: 958‐70, 2010. 

 

(19)

19  Antioxidants  and  Re d o x  Signaling   PH YS IC AL  AND  FU NCTIONA L  CROSS ‐TALK  BET W EEN  EN DO ‐SA R C O P LA SM IC  RETICULUM  AN D  MITOCHO N DRIA  IN  SKELETA L  MUSCLE   (DOI:  10 .10 89/ ars.2 0 1 9 .79 34 )  This  paper  ha s  been  peer ‐r ev iewed  an d  ac ce p te d  for  pu blicati o n,  bu t  has  yet  to  u nderg o  co p yeditin g  and  proof  correct ion . The  fi nal  published  ve rs io n  may  differ  from  this  proof.   9.  Boncompagni S, Rossi AE, Micaroni M, Beznoussenko GV, Polishchuk RS, Dirksen RT,  Protasi  F.  Mitochondria  are  linked  to  calcium  stores  in  striated  muscle  by  developmentally regulated tethering structures. Mol Biol Cell 20: 1058‐67, 2009.  10.  Booth  DM,  Enyedi  B,  Geiszt  M,  Varnai  P,  Hajnoczky  G.  Redox  Nanodomains  Are 

Induced  by  and  Control  Calcium  Signaling  at  the  ER‐Mitochondrial  Interface.  Mol  Cell 63: 240‐248, 2016. 

11.  Caggiano  S,  Khirani  S,  Dabaj  I,  Cavassa  E,  Amaddeo  A,  Arroyo  JO,  Desguerre  I,  Richard  P,  Cutrera  R,  Ferreiro  A,  Estournet  B,  Quijano‐Roy  S,  Fauroux  B.  Diaphragmatic  dysfunction  in  SEPN1‐related  myopathy.  Neuromuscul  Disord  27:  747‐755, 2017. 

12.  Csordas  G,  Hajnoczky  G.  SR/ER‐mitochondrial  local  communication:  calcium  and  ROS. Biochim Biophys Acta 1787: 1352‐62, 2009. 

13.  Csordas G, Renken C, Varnai P, Walter L, Weaver D, Buttle KF, Balla T, Mannella CA,  Hajnoczky  G.  Structural  and  functional  features  and  significance  of  the  physical  linkage between ER and mitochondria. J Cell Biol 174: 915‐21, 2006. 

14.  Csordas  G,  Weaver  D,  Hajnoczky  G.  Endoplasmic  Reticulum‐Mitochondrial  Contactology: Structure and Signaling Functions. Trends Cell Biol 28: 523‐540, 2018.  15.  de  Brito  OM,  Scorrano  L.  Mitofusin  2  tethers  endoplasmic  reticulum  to 

mitochondria. Nature 456: 605‐10, 2008. 

16.  De Stefani D, Raffaello A, Teardo E, Szabo I, Rizzuto R. A forty‐kilodalton protein of  the  inner  membrane  is  the  mitochondrial  calcium  uniporter.  Nature  476:  336‐40,  2011. 

17.  Dirksen  RT,  Avila  G.  Altered  ryanodine  receptor  function  in  central  core  disease:  leaky  or  uncoupled  Ca(2+)  release  channels?  Trends  Cardiovasc  Med  12:  189‐97,  2002. 

 

(20)

20  Antioxidants  and  Re d o x  Signaling   PH YS IC AL  AND  FU NCTIONA L  CROSS ‐TALK  BET W EEN  EN DO ‐SA R C O P LA SM IC  RETICULUM  AN D  MITOCHO N DRIA  IN  SKELETA L  MUSCLE   (DOI:  10 .10 89/ ars.2 0 1 9 .79 34 )  This  paper  ha s  been  peer ‐r ev iewed  an d  ac ce p te d  for  pu blicati o n,  bu t  has  yet  to  u nderg o  co p yeditin g  and  proof  correc tion . The  fi nal  published  versi o n  may  differ  from  this  proof.  

18.  Dirksen  RT,  Avila  G.  Distinct  effects  on  Ca2+  handling  caused  by  malignant  hyperthermia and central core disease mutations in RyR1. Biophys J 87: 3193‐204,  2004. 

19.  Durham  WJ,  Aracena‐Parks  P,  Long  C,  Rossi  AE,  Goonasekera  SA,  Boncompagni  S,  Galvan  DL,  Gilman  CP,  Baker  MR,  Shirokova  N,  Protasi  F,  Dirksen  R,  Hamilton  SL.  RyR1  S‐nitrosylation  underlies  environmental  heat  stroke  and  sudden  death  in  Y522S RyR1 knockin mice. Cell 133: 53‐65, 2008.  20.  Ebashi S, Lipmann F. Adenosine Triphosphate‐Linked Concentration of Calcium Ions  in a Particulate Fraction of Rabbit Muscle. J Cell Biol 14: 389‐400, 1962.  21.  Fleischer S, Inui M. Regulation of muscle contraction and relaxation in heart. Prog  Clin Biol Res 273: 435‐50, 1988.  22.  Franzini‐Armstrong C. ER‐mitochondria communication. How privileged? Physiology  (Bethesda) 22: 261‐8, 2007.  23.  Franzini‐Armstrong C. The relationship between form and function throughout the  history of excitation‐contraction coupling. J Gen Physiol 150: 189‐210, 2018. 

24.  Franzini‐Armstrong  C,  Boncompagni  S.  The  evolution  of  the  mitochondria‐to‐ calcium  release  units  relationship  in  vertebrate  skeletal  muscles.  J  Biomed  Biotechnol 2011: 830573, 2011. 

25.  Franzini‐Armstrong C, Kenney LJ, Varriano‐Marston E. The structure of calsequestrin  in  triads  of  vertebrate  skeletal  muscle:  a  deep‐etch  study.  J  Cell  Biol  105:  49‐56,  1987. 

26.  Gallot  YS,  Bohnert  KR,  Straughn  AR,  Xiong  G,  Hindi  SM,  Kumar  A.  PERK  regulates  skeletal muscle mass and contractile function in adult mice. FASEB J 33: 1946‐1962,  2019. 

27.  Glancy  B,  Willis  WT,  Chess  DJ,  Balaban  RS.  Effect  of  calcium  on  the  oxidative  phosphorylation  cascade  in  skeletal  muscle  mitochondria.  Biochemistry  52:  2793‐ 809, 2013. 

(21)

21  Antioxidants  and  Re d o x  Signaling   PH YS IC AL  AND  FU NCTIONA L  CROSS ‐TALK  BET W EEN  EN DO ‐SA R C O P LA SM IC  RETICULUM  AN D  MITOCHO N DRIA  IN  SKELETA L  MUSCLE   (DOI:  10 .10 89/ ars.2 0 1 9 .79 34 )  This  paper  ha s  been  peer ‐r ev iewed  an d  ac ce p te d  for  pu blicati o n,  bu t  has  yet  to  u nderg o  co p yeditin g  and  proof  correct ion . The  fi nal  published  ve rs io n  may  differ  from  this  proof.   28.  Guglielmi V, Vattemi G, Gualandi F, Voermans NC, Marini M, Scotton C, Pegoraro E,  Oosterhof A, Kosa M, Zador E, Valente EM, De Grandis D, Neri M, Codemo V, Novelli  A, van Kuppevelt TH, Dallapiccola B, van Engelen BG, Ferlini A, Tomelleri G. SERCA1  protein  expression  in  muscle  of  patients  with  Brody  disease  and  Brody  syndrome  and in cultured human muscle fibers. Mol Genet Metab 110: 162‐9, 2013. 

29.  Ikemoto  N,  Ronjat  M,  Meszaros LG,  Koshita  M.  Postulated  role  of  calsequestrin  in  the  regulation  of  calcium  release  from  sarcoplasmic  reticulum.  Biochemistry  28:  6764‐71, 1989. 

30.  Kaisto T, Metsikko K. Distribution of the endoplasmic reticulum and its relationship  with  the  sarcoplasmic  reticulum  in  skeletal  myofibers.  Exp  Cell  Res  289:  47‐57,  2003. 

31.  Koh  HJ,  Toyoda  T,  Didesch  MM,  Lee  MY,  Sleeman  MW,  Kulkarni  RN,  Musi  N,  Hirshman  MF,  Goodyear  LJ.  Tribbles  3  mediates  endoplasmic  reticulum  stress‐ induced insulin resistance in skeletal muscle. Nat Commun 4: 1871, 2013. 

32.  Krause  KH,  Pittet  D,  Volpe  P,  Pozzan  T,  Meldolesi  J,  Lew  DP.  Calciosome,  a  sarcoplasmic  reticulum‐like  organelle  involved  in  intracellular  Ca2+‐handling  by  non‐muscle  cells:  studies  in  human  neutrophils  and  HL‐60  cells.  Cell  Calcium  10:  351‐61, 1989. 

33.  Lee  CS,  Hanna  AD,  Wang  H,  Dagnino‐Acosta  A,  Joshi  AD,  Knoblauch  M,  Xia  Y,  Georgiou  DK,  Xu  J,  Long  C,  Amano  H,  Reynolds  C,  Dong  K,  Martin  JC,  Lagor  WR,  Rodney GG, Sahin E, Sewry C, Hamilton SL. A chemical chaperone improves muscle  function in mice with a RyR1 mutation. Nat Commun 8: 14659, 2017. 

34.  Li G, Mongillo M, Chin KT, Harding H, Ron D, Marks AR, Tabas I. Role of ERO1‐alpha‐ mediated stimulation of inositol 1,4,5‐triphosphate receptor activity in endoplasmic  reticulum stress‐induced apoptosis. J Cell Biol 186: 783‐92, 2009. 

35.  Li  Y,  Camacho  P.  Ca2+‐dependent  redox  modulation  of  SERCA  2b  by  ERp57.  J  Cell  Biol 164: 35‐46, 2004. 

(22)

22  Antioxidants  and  Re d o x  Signaling   PH YS IC AL  AND  FU NCTIONA L  CROSS ‐TALK  BET W EEN  EN DO ‐SA R C O P LA SM IC  RETICULUM  AN D  MITOCHO N DRIA  IN  SKELETA L  MUSCLE   (DOI:  10 .10 89/ ars.2 0 1 9 .79 34 )  This  paper  ha s  been  peer ‐r ev iewed  an d  ac ce p te d  for  pu blicati o n,  bu t  has  yet  to  u nderg o  co p yeditin g  and  proof  correc tion . The  fi nal  published  versi o n  may  differ  from  this  proof.  

36.  Lin  J,  Wu  H,  Tarr  PT,  Zhang  CY,  Wu  Z,  Boss  O,  Michael  LF,  Puigserver  P,  Isotani  E,  Olson  EN,  Lowell  BB,  Bassel‐Duby  R,  Spiegelman  BM.  Transcriptional  co‐activator  PGC‐1  alpha  drives  the  formation  of  slow‐twitch  muscle  fibres.  Nature  418:  797‐ 801, 2002. 

37.  MacLennan  DH,  Wong  PT.  Isolation  of  a  calcium‐sequestering  protein  from  sarcoplasmic reticulum. Proc Natl Acad Sci U S A 68: 1231‐5, 1971. 

38.  Marciniak SJ, Yun CY, Oyadomari S, Novoa I, Zhang Y, Jungreis R, Nagata K, Harding  HP, Ron D. CHOP induces death by promoting protein synthesis and oxidation in the  stressed endoplasmic reticulum. Genes Dev 18: 3066‐77, 2004. 

39.  Marino  M,  Stoilova  T,  Giorgi  C,  Bachi  A,  Cattaneo  A,  Auricchio  A,  Pinton  P,  Zito  E.  SEPN1, an endoplasmic reticulum‐localized selenoprotein linked to skeletal muscle  pathology, counteracts hyper‐oxidation by means of redox‐regulating SERCA2 pump  activity. Hum Mol Genet: 1843‐55, 2015. 

40.  Michelucci  A,  De  Marco  A,  Guarnier  FA,  Protasi  F,  Boncompagni  S.  Antioxidant  Treatment Reduces Formation of Structural Cores and Improves Muscle Function in  RYR1(Y522S/WT) Mice. Oxid Med Cell Longev 2017: 6792694, 2017. 

41.  Nori A, Bortoloso E, Frasson F, Valle G, Volpe P. Vesicle budding from endoplasmic  reticulum is involved in calsequestrin routing to sarcoplasmic reticulum of skeletal  muscles. Biochem J 379: 505‐12, 2004. 

42.  Nori  A,  Villa  A,  Podini  P,  Witcher  DR,  Volpe  P.  Intracellular  Ca2+  stores  of  rat  cerebellum:  heterogeneity  within  and  distinction  from  endoplasmic  reticulum.  Biochem J 291 ( Pt 1): 199‐204, 1993. 

43.  Ogata  T,  Yamasaki  Y.  Ultra‐high‐resolution  scanning  electron  microscopy  of  mitochondria  and  sarcoplasmic  reticulum  arrangement  in  human  red,  white,  and  intermediate muscle fibers. Anat Rec 248: 214‐23, 1997. 

44.  Philippi M, Sillau AH. Oxidative capacity distribution in skeletal muscle fibers of the  rat. J Exp Biol 189: 1‐11, 1994. 

(23)

23  Antioxidants  and  Re d o x  Signaling   PH YS IC AL  AND  FU NCTIONA L  CROSS ‐TALK  BET W EEN  EN DO ‐SA R C O P LA SM IC  RETICULUM  AN D  MITOCHO N DRIA  IN  SKELETA L  MUSCLE   (DOI:  10 .10 89/ ars.2 0 1 9 .79 34 )  This  paper  ha s  been  peer ‐r ev iewed  an d  ac ce p te d  for  pu blicati o n,  bu t  has  yet  to  u nderg o  co p yeditin g  and  proof  correct ion . The  fi nal  published  ve rs io n  may  differ  from  this  proof.  

45.  Pickles  S,  Vigie  P,  Youle  RJ.  Mitophagy  and  Quality  Control  Mechanisms  in  Mitochondrial Maintenance. Curr Biol 28: R170‐R185, 2018. 

46.  Porter  KR,  Claude  A,  Fullam  EF.  A  Study  of  Tissue  Culture  Cells  by  Electron  Microscopy : Methods and Preliminary Observations. J Exp Med 81: 233‐46, 1945.  47.  Porter  KR,  Palade  GE.  Studies  on  the  endoplasmic  reticulum.  III.  Its  form  and 

distribution in striated muscle cells. J Biophys Biochem Cytol 3: 269‐300, 1957.  48.  Pozzer  D,  Varone  E,  Chernorudskiy  A,  Schiarea  S,  Missiroli  S,  Giorgi  C,  Pinton  P, 

Canato  M,  Germinario  E,  Nogara  L,  Blaauw  B,  Zito  E.  A  maladaptive  ER  stress  response triggers dysfunction in highly active muscles of mice with SELENON loss.  Redox Biol 20: 354‐366, 2018. 

49.  Prudent  J,  McBride  HM.  The  mitochondria‐endoplasmic  reticulum  contact  sites:  a  signalling platform for cell death. Curr Opin Cell Biol 47: 52‐63, 2017. 

50.  Rizzuto  R,  Pozzan  T.  Microdomains  of  intracellular  Ca2+:  molecular  determinants  and functional consequences. Physiol Rev 86: 369‐408, 2006. 

51.  Rossi  D,  Barone  V,  Giacomello  E,  Cusimano  V,  Sorrentino  V.  The  sarcoplasmic  reticulum: an organized patchwork of specialized domains. Traffic 9: 1044‐9, 2008.  52.  Sebastian D, Hernandez‐Alvarez MI, Segales J, Sorianello E, Munoz JP, Sala D, Waget 

A,  Liesa  M,  Paz  JC,  Gopalacharyulu  P,  Oresic  M,  Pich  S,  Burcelin  R,  Palacin  M,  Zorzano  A.  Mitofusin  2  (Mfn2)  links  mitochondrial  and  endoplasmic  reticulum  function with insulin signaling and is essential for normal glucose homeostasis. Proc  Natl Acad Sci U S A 109: 5523‐8, 2012. 

53.  Shkryl  VM,  Shirokova  N.  Transfer  and  tunneling  of  Ca2+  from  sarcoplasmic  reticulum to mitochondria in skeletal muscle. J Biol Chem 281: 1547‐54, 2006.  54.  Shore  GC,  Tata  JR.  Two  fractions  of  rough  endoplasmic  reticulum  from  rat  liver.  I. 

Recovery  of  rapidly  sedimenting  endoplasmic  reticulum  in  association  with  mitochondria. J Cell Biol 72: 714‐25, 1977. 

(24)

24  Antioxidants  and  Re d o x  Signaling   PH YS IC AL  AND  FU NCTIONA L  CROSS ‐TALK  BET W EEN  EN DO ‐SA R C O P LA SM IC  RETICULUM  AN D  MITOCHO N DRIA  IN  SKELETA L  MUSCLE   (DOI:  10 .10 89/ ars.2 0 1 9 .79 34 )  This  paper  ha s  been  peer ‐r ev iewed  an d  ac ce p te d  for  pu blicati o n,  bu t  has  yet  to  u nderg o  co p yeditin g  and  proof  correc tion . The  fi nal  published  versi o n  may  differ  from  this  proof.  

55.  Shoshan‐Barmatz  V,  Gincel  D.  The  voltage‐dependent  anion  channel:  characterization,  modulation,  and  role  in  mitochondrial  function  in  cell  life  and  death. Cell Biochem Biophys 39: 279‐92, 2003. 

56.  Sun  QA,  Hess  DT,  Nogueira  L,  Yong  S,  Bowles  DE,  Eu  J,  Laurita  KR,  Meissner  G,  Stamler  JS.  Oxygen‐coupled  redox  regulation  of  the  skeletal  muscle  ryanodine  receptor‐Ca2+ release channel by NADPH oxidase 4. Proc Natl Acad Sci U S A 108:  16098‐103, 2011. 

57.  Takahashi  M,  Hood  DA.  Protein  import  into  subsarcolemmal  and  intermyofibrillar  skeletal  muscle  mitochondria.  Differential  import  regulation  in  distinct  subcellular  regions. J Biol Chem 271: 27285‐91, 1996. 

58.  Tilokani L,  Nagashima S,  Paupe V, Prudent J. Mitochondrial dynamics: overview of  molecular mechanisms. Essays Biochem 62: 341‐360, 2018. 

59.  Tubbs E, Chanon S, Robert M, Bendridi N, Bidaux G, Chauvin MA, Ji‐Cao J, Durand C,  Gauvrit‐Ramette  D,  Vidal  H,  Lefai  E,  Rieusset  J.  Disruption  of  Mitochondria‐ Associated  Endoplasmic  Reticulum  Membrane  (MAM)  Integrity  Contributes  to  Muscle Insulin Resistance in Mice and Humans. Diabetes 67: 636‐650, 2018. 

60.  Varone E, Pozzer D, Di Modica S, Chernorudskiy A, Nogara L, Baraldo M, Cinquanta  M,  Fumagalli  S,  Villar‐Quiles  RN,  De  Simoni  MG,  Blaauw  B,  Ferreiro  A,  Zito  E.  SELENON  (SEPN1)  protects  skeletal  muscle  from  saturated  fatty  acid‐induced  ER  stress and insulin resistance. Redox Biol 24: 101176, 2019.  61.  Verfaillie T, Rubio N, Garg AD, Bultynck G, Rizzuto R, Decuypere JP, Piette J, Linehan  C, Gupta S, Samali A, Agostinis P. PERK is required at the ER‐mitochondrial contact  sites to convey apoptosis after ROS‐based ER stress. Cell Death Differ 19: 1880‐91,  2012.  62.  Voit A, Patel V, Pachon R, Shah V, Bakhutma M, Kohlbrenner E, McArdle JJ, Dell'Italia  LJ,  Mendell  JR,  Xie  LH,  Hajjar  RJ,  Duan  D,  Fraidenraich  D,  Babu  GJ.  Reducing  sarcolipin  expression  mitigates  Duchenne  muscular  dystrophy  and  associated  cardiomyopathy in mice. Nat Commun 8: 1068, 2017. 

(25)

25  Antioxidants  and  Re d o x  Signaling   PH YS IC AL  AND  FU NCTIONA L  CROSS ‐TALK  BET W EEN  EN DO ‐SA R C O P LA SM IC  RETICULUM  AN D  MITOCHO N DRIA  IN  SKELETA L  MUSCLE   (DOI:  10 .10 89/ ars.2 0 1 9 .79 34 )  This  paper  ha s  been  peer ‐r ev iewed  an d  ac ce p te d  for  pu blicati o n,  bu t  has  yet  to  u nderg o  co p yeditin g  and  proof  correct ion . The  fi nal  published  ve rs io n  may  differ  from  this  proof.  

63.  Volpe  P,  Krause  KH,  Hashimoto  S,  Zorzato  F,  Pozzan  T,  Meldolesi  J,  Lew  DP.  "Calciosome,"  a  cytoplasmic  organelle:  the  inositol  1,4,5‐trisphosphate‐sensitive  Ca2+ store of nonmuscle cells? Proc Natl Acad Sci U S A 85: 1091‐5, 1988. 

64.  Volpe  P,  Villa  A,  Podini  P,  Martini  A,  Nori  A,  Panzeri  MC,  Meldolesi  J.  The  endoplasmic  reticulum‐sarcoplasmic  reticulum  connection:  distribution  of  endoplasmic  reticulum  markers  in  the  sarcoplasmic  reticulum  of  skeletal  muscle  fibers. Proc Natl Acad Sci U S A 89: 6142‐6, 1992. 

65.  Walter  P,  Ron  D.  The  unfolded  protein  response:  from  stress  pathway  to  homeostatic regulation. Science 334: 1081‐6, 2011. 

66.  Weber  A,  Herz  R,  Reiss  I.  On  the  mechanism  of  the  relaxing  effect  of  fragmented  sarcoplasmic reticulum. J Gen Physiol 46: 679‐702, 1963. 

67.  Westermann  B.  Bioenergetic  role  of  mitochondrial  fusion  and  fission.  Biochim  Biophys Acta 1817: 1833‐8, 2012. 

68.  Wu J, Ruas JL, Estall JL, Rasbach KA, Choi JH, Ye L, Bostrom P, Tyra HM, Crawford RW,  Campbell  KP,  Rutkowski  DT,  Kaufman  RJ,  Spiegelman  BM.  The  unfolded  protein  response  mediates  adaptation  to  exercise  in  skeletal  muscle  through  a  PGC‐ 1alpha/ATF6alpha complex. Cell Metab 13: 160‐9. 

69.  Zito E.  ERO1: A protein disulfide oxidase and H2O2  producer. Free  Radic  Biol Med  83: 299‐304, 2015. 

70.  Zito E. Targeting ER stress/ER stress response in myopathies. Redox Biol 26: 101232,  2019. 

71.  Zorzano  A,  Liesa  M,  Sebastian  D,  Segales  J,  Palacin  M.  Mitochondrial  fusion  proteins:  dual  regulators  of  morphology  and  metabolism.  Semin  Cell  Dev  Biol  21:  566‐74, 2010. 

   

(26)

26  Antioxidants  and  Re d o x  Signaling   PH YS IC AL  AND  FU NCTIONA L  CROSS ‐TALK  BET W EEN  EN DO ‐SA R C O P LA SM IC  RETICULUM  AN D  MITOCHO N DRIA  IN  SKELETA L  MUSCLE   (DOI:  10 .10 89/ ars.2 0 1 9 .79 34 )  This  paper  ha s  been  peer ‐r ev iewed  an d  ac ce p te d  for  pu blicati o n,  bu t  has  yet  to  u nderg o  co p yeditin g  and  proof  correc tion . The  fi nal  published  versi o n  may  differ  from  this  proof.   72.  Zvaritch E, Depreux F, Kraeva N, Loy RE, Goonasekera SA, Boncompagni S, Kraev A,  Gramolini  AO,  Dirksen  RT,  Franzini‐Armstrong  C,  Seidman  CE,  Seidman  JG,  Maclennan  DH.  An  Ryr1I4895T  mutation  abolishes  Ca2+  release  channel  function  and delays development in homozygous offspring of a mutant mouse line. Proc Natl  Acad Sci U S A 104: 18537‐42, 2007. 

   

Riferimenti

Documenti correlati

These results suggest that the loss of glycogen during prolonged exercise does not contribute to the reductions in SR function that are associated with muscle fatigue.. Key Words:

This investigation examined the effects of metabolic stress, induced by acute epinephrine treatment on skeletal muscle sarcoplasmic reticulum (SR) Ca 2+ ATPase function.. Sixty

E arly observations of networks of ryanodine receptors (type I RyRs) of skeletal muscle was reported in 1984 from isolated guinea pig sarcoplasmic reticulum (SR)

The enriched GO term belonging to the biological process category found through the customized Singular Enrichment Analysis (SEA) performed with the down-regulated genes

These cases have been faced through solid-state techniques, which allow overcoming the conformational flexibility problem, but on the other hand may arise difficulties in

In previous studies our group applied on mitochondrial myopathies (MM) and McArdle’s disease (McA) patients two non−invasive methods of functional evaluation specifically aimed

Allora, i processi di schematic design si correlano alla messa a punto degli strumenti di conoscenza della realtà e degli “sche- mi d’azione” in accordo alloo sviluppo delle

This hollow cathode represents the first prototype for HETs, designed completely at the Centrospazio in a previous work, so the experimental activity has been focused on the