Abstract The localization and function of Polycystin-1, the protein encoded by the gene most commonly mutated in autosomal dominant polycystic kidney disease, remains controversial. We have recently reported that its C-terminus is cleaved and traffics to the mitochondria rather than to the nucleus as had been previously described, and we found that absence of PC1 resulted in fragmented mitochondrial networks and increased mitochondrial membrane potential. Direct visualization of PC1 in mitochondria was only possible, however, after over-expression of recombinant, fluorescently labeled-PC1 in a cell culture system. To resolve the issue, we generated a new mouse model with three copies of the HA epitope and eGFP knocked-in frame into the endogenous mouse Pkd1 gene by CRISPR/Cas9. We show that the modified allele is fully functional but the eGFP-tagged protein cannot be detected without antibody amplification methods. We were, however, able to use nanobody-coupled beads and large quantities of tissue to isolate a PC1 interactome and verify nicotinamide nucleotide transhydrogenase (Nnt) as a mitochondrial partner, linking PC1 to regulation of reactive oxygen species levels in the mitochondria. Loss of Nnt function had no significant effect on renal cystic disease in Pkd1 mutants but treatment of young mice with early onset cystic disease with n-acetyl-cysteine (NAC) provided modest benefit only in the Nnt +/+ genetic background. These studies suggest that new methods and brighter tags will be required to track endogenous PC1, but this new mouse model will be a valuable resource for characterizing the protein interactome of endogenous PC1. The data also support our prior findings that the PC1 C-terminus localizes to mitochondria and regulates their function.

HIV disease remains prevalent in the USA and chronic kidney disease remains a major cause of morbidity in HIV-1-positive patients. Host double-stranded RNA (dsRNA)-activated protein kinase (PKR) is a sensor for viral dsRNA, including HIV-1. We show that PKR inhibition by compound C16 ameliorates the HIV-associated nephropathy (HIVAN) kidney phenotype in the Tg26 transgenic mouse model, with reversal of mitochondrial dysfunction. Combined analysis of single-nucleus RNA-seq and bulk RNA-seq data revealed that oxidative phosphorylation was one of the most downregulated pathways and identified signal transducer and activator of transcription (STAT3) as a potential mediating factor. We identified in Tg26 mice a novel proximal tubular cell cluster enriched in mitochondrial transcripts. Podocytes showed high levels of HIV-1 gene expression and dysregulation of cytoskeleton-related genes; and these cells dedifferentiated and were lost from the glomerular tuft. In injured proximal tubules, cell-cell interaction analysis indicated activation of the profibrogenic PKR-STAT3-platelet derived growth factor (PDGF)-D pathway. These findings suggest that PKR inhibition and mitochondrial rescue are potential novel therapeutic approaches for HIVAN.