Group Leader/s

 

intro

Deficiencies in the mitochondrial oxidative phosphorylation (OXPHOS) system are the leading cause of inborn metabolic disorders, encompassing over 350 genetic conditions with highly diverse clinical manifestations, affecting more than 1 in 4,500 newborns globally. The proper function of the OXPHOS system relies on five large multiprotein complexes embedded in the inner mitochondrial membrane. Mutations that disrupt the assembly or stability of these complexes result in isolated or combined defects in one or more OXPHOS complexes, reducing ATP production and impairing the function of affected tissues. These complexes are organized into higher-order structures called supercomplexes and respirasomes, which are thought to prevent destabilization or degradation of individual complexes and optimize the OXPHOS system's efficiency in response to metabolic changes and varying cellular energy demands. Thus, proper assembly of OXPHOS complexes and supercomplexes is critical for maintaining mitochondrial function under diverse physiological conditions and plays a key role in the development of neurodegenerative and metabolic diseases. Our research focuses on elucidating the cellular and molecular mechanisms underlying primary OXPHOS system defects, identifying and validating novel biomarkers and therapeutic targets for mitochondrial respiratory chain disorders, and investigating the regulatory processes governing OXPHOS biogenesis in both health and disease.

 

Research lines

 

Members

Staff Scientists
Cristina Ugalde Bilbao
Predoctoral Students
Alba Cantalejo Rodrigo
Visitors
Paula San Roman Ruiz
 

Liang Chao, Padavannil Abhilash, Zhang Shan, Beh Sheryl, Robinson David R.L., Meisterknecht Jana, Cabrera-Orefice Alfredo, Koves Timothy R., Watanabe Chika, Watanabe Miyuki, Illescas María, Lim Radiance, Johnson Jordan M., Ren Shuxun, Wu Ya-Jun, Kappei Dennis, Ghelli Anna Maria, Funai Katsuhiko, Osaka Hitoshi, Muoio Deborah, Ugalde Cristina, Wittig Ilka, Stroud David A., Letts James A., Ho Lena  [2025]. Formation of I2+III2 supercomplex rescues respiratory chain defects. Cell Metab . 2025 Jan 8:S1550-4131(24)00457-1. doi: 10.1016/j.cmet.2024.11.011.

Fernández-Vizarra, Erika, López-Calcerrada, Sandra, Sierra-Magro, Ana, Pérez-Pérez, Rafael, Formosa, Luke E., Hock, Daniella H., Illescas, María, Peñas, Ana, Brischigliaro, Michele, Ding, Shujing, Fearnley, Ian M., Tzoulis, Charalampos, Pitceathly, Robert D.S., Arenas, Joaquín, Martín, Miguel A., Stroud, David A., Zeviani, Massimo, Ryan, Michael T., Ugalde, Cristina  [2022]. Two independent respiratory chains adapt OXPHOS performance to glycolytic switch. Cell Metab. 2022 Nov 1;34(11):1792-1808.e6.

 

Funding

NATIONAL GRANTS:

CaixaResearch Health 2024, grant HR24-00604. Mito4Neuro: Integrative characterization of the mitochondrial DNA replisome in health and disease. La Caixa Foundation. Co-PIs: Rafael Fernández-Leiro (CNIO), Borja Ibarra (IMDEA Nanociencia), Cristina Ugalde (CIB-CSIC). 01/10/2024-30/09/2027. 900.300 €.
PID2023-147288NB-I00 - Biogenetic regulation of human mitochondrial respiratory chain complex I in health and disease. Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades – Agencia Estatal de Investigación. PI: C. Ugalde (Centro de Investigaciones Biológicas Margarita Salas, CIB-CSIC). 01/01/2025-31/12/2027. 406.250 €.
PI20/00057 - New tools for the diagnosis and treatment of mitochondrial OXPHOS disorders. Instituto de Salud Carlos III. PI: C. Ugalde (IIS Hospital 12 de Octubre, i+12). 01/01/2021-31/12/2023. 147.620 €.
S2018/BAA- 4403 - SINOXPHOS: Soluciones interdisciplinares con control de edición génica al déficit bioenergético OXPHOS. Consejería de Educación de la Comunidad Autónoma de Madrid. PI coordinador: I. López-Montero (UCM). Co-PI: C. Ugalde (IIS Hospital 12 de Octubre, i+12). 01/01/2019-31/12/2022. 719.900 €.
PI17/00048 - Desarrollo de una plataforma de diagnóstico no invasivo para las enfermedades OXPHOS basada en la detección de nuevos biomarcadores proteicos implicados en la disfunción mitocondrial. Instituto de Salud Carlos III. PI: C. Ugalde (IIS Hospital 12 de Octubre, i+12). 01/01/2018-31/12/2020. 212.650 €.
BA17/00006 - Identificación de nuevos genes asociados a patologías mitocondriales OXPHOS mediante el desarrollo combinado de tecnologías CRISPR/Cas9 y espectrometría de masas cuantitativa. Instituto de Salud Carlos III. PI: C. Ugalde (IIS Hospital 12 de Octubre, i+12). 01/01/2018-31/12/2018. 41.970 €.
PI14/00209 - Búsqueda y caracterización de biomarcadores de enfermedades mitocondriales asociadas a déficits enzimáticos del sistema OXPHOS. Instituto de Salud Carlos III. PI: C. Ugalde (IIS Hospital 12 de Octubre, i+12). 01/01/2015-31/12/2017. 224.150 €.
S2010/BMD-2361 - Una nueva DNA primasa/polimerasa con un posible papel en envejecimiento. Consejería de Educación de la Comunidad Autónoma de Madrid. PI coordinador: Luis Blanco Dávila (CBMSO). Co-PI: C. Ugalde (IIS Hospital 12 de Octubre, i+12). 01/01/2012-31/12/2015. 644.000 €.
PI11/00182 - Identificación y validación de biomarcadores de enfermedades mitocondriales. Instituto de Salud Carlos III. PI: C. Ugalde (IIS Hospital 12 de Octubre, i+12). 01/01/2012-31/12/2014. 254.319 €.
PI08/0021 - Bases moleculares y fisiopatológicas de las enfermedades multisistémicas causadas por mutaciones en genes nucleares del complejo III de la cadena respiratoria mitocondrial. Instituto de Salud Carlos III. PI: C. Ugalde (IIS Hospital 12 de Octubre, i+12). 01/01/2009-31/12/2011. 266.805 €.
PI05/0379 - Bases moleculares del déficit enzimático del complejo ubiquinol:citocromo c oxidorreductasa mitocondrial. Instituto de Salud Carlos III. PI: C. Ugalde (IIS Hospital 12 de Octubre, i+12). 01/01/2006-31/12/2008. 102.500 €.
CP04/00011 - Estado del respirasoma mitocondrial en pacientes con déficits de los complejos enzimáticos de la cadena respiratoria: 2D-BN-SDS-PAGE como técnica para el diagnóstico de citopatías mitocondriales. Instituto de Salud Carlos III. PI: C. Ugalde (IIS Hospital 12 de Octubre, i+12). 01/01/2005-31/12/2008. 42.050 €.

INTERNATIONAL GRANTS:

1R35GM118141 - Mitochondrial Biogenesis in Health and Disease. National Institutes of Health (NIH), USA. PI: A. Barrientos (Univ. Miami Miller School of Medicine, FL, USA). Co-PI: C. Ugalde. 01/06/2021-31/05/2026.
1R01GM105781 - The Biosynthetic Pathway of Mitochondrial Respirasomes. National Institutes of Health (NIH), USA. PI: A. Barrientos (Univ. Miami Miller School of Medicine, FL, USA). Co-PI: C. Ugalde. 01/05/2014-31/12/2017.

 

More info

News:

https://www.cib.csic.es/news/research/two-researchers-cib-margarita-salas-receive-funding-caixaresearch-call-research

https://caixaresearch.org/es/convocatoria-caixaresearch-investigacion-salud-2024-proyecto-enfermedades-neurodegenerativas