# Mitochondrial energetics define cardiac patterning and early development

> **NIH NIH F31** · YALE UNIVERSITY · 2020 · $32,370

## Abstract

PROJECT SUMMARY/ABSTRACT 
 
Congenital Heart Disease (CHD) is the most common birth defect affecting approximately 1% of all live births in 
the US and is one of the leading causes of infant mortality. A severe form of CHD can result from heterotaxy, a 
disorder  of  Left-­Right  (LR)  patterning,  during  embryonic  development.  A  recent  genetic  analysis  of  heterotaxy 
patients identified a novel CHD candidate gene, LRPPRC. LRPPRC encodes a mitochondrial mRNA stabilizer 
which  is  critical  for  oxidative  (aerobic)  metabolism  in  the  mitochondria.  However,  it  has  no  known  role  in  LR 
patterning or embryonic development. Using different knockdown/knockout strategies in the high-­throughput hu-­
man  disease  model,  Xenopus,  loss  of  lrpprc  leads  to  LR  patterning  defects  that  recapitulate  the  patient’s 
phenotype. The overall goal of this proposal is to investigate the molecular mechanism by which lrpprc 
affects LR patterning and heart development in the Xenopus (frog) model system and determine how its 
role in mitochondrial metabolism relates to the regulation of early embryonic development. The first aim 
will  determine  the  required  role  of  lrpprc  during  embryonic  patterning  by  using  loss  of  function  experiments  to 
assess changes in left-­right and dorsal-­ventral patterning markers during the LR patterning cascade and earlier, 
at gastrulation. The second aim will investigate the mechanism by which lrpprc regulates embryonic patterning;; 
specifically,  experiments  will  determine  if  the  protein’s  known  mitochondrial  function  is  important  for  its  role  in 
LR patterning and cardiac development. By attempting to phenocopy left-­right and dorsal-­ventral patterning de-­
fects  through  knockdown  of  other  key  OXPHOS  regulatory  proteins,  performing  real-­time  analysis  of  O2 
consumption (oxidative metabolism) and glycolysis during key developmental events, and confirming that Lrpprc 
is required in the mitochondria during early development, experiments in this aim will better defining the relation-­
ships between lrpprc, metabolism, and early embryonic patterning and development. Altogether, this project will 
improve our understanding of cardiac development and the role of lrpprc and mitochondrial metabolism in the 
pathogenesis of CHD. In the future, this will benefit genetic testing and counseling, as well as improve outcomes 
in CHD because treatments can be tailored to genotype rather than solely on CHD phenotype. In addition, this 
application details the applicant’s training plan including research mentorship, advanced coursework, training in 
new  techniques,  and  the  development  of  skills  in  scientific  professionalism,  writing,  and  presentation  of  data. 
The  research  and  training  outlined  in  this  application  will  prepare  the  applicant  to  pursue  a  career  performing 
patient-­driven research as an independent research scientist.

## Key facts

- **NIH application ID:** 9988914
- **Project number:** 5F31HL140823-03
- **Recipient organization:** YALE UNIVERSITY
- **Principal Investigator:** Alexandra Elizabeth MacColl Garfinkel
- **Activity code:** F31 (R01, R21, SBIR, etc.)
- **Funding institute:** NIH
- **Fiscal year:** 2020
- **Award amount:** $32,370
- **Award type:** 5
- **Project period:** 2018-09-01 → 2021-08-31

## Primary source

NIH RePORTER: https://reporter.nih.gov/project-details/9988914

## Citation

> US National Institutes of Health, RePORTER application 9988914, Mitochondrial energetics define cardiac patterning and early development (5F31HL140823-03). Retrieved via AI Analytics 2026-05-23 from https://api.ai-analytics.org/grant/nih/9988914. Licensed CC0.

---

*[NIH grants dataset](/datasets/nih-grants) · CC0 1.0*