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.2003年1月20日；160(2):189-200.
doi:10.1083/jcb.200211046。 Epub 2003年1月13日。

线粒体融合蛋白Mfn1和Mfn2协调调节线粒体融合，对胚胎发育至关重要

Xiuchen Chen先生 1, 斯科特·戴特默, 安德鲁·埃瓦尔德, 埃里克·格里芬, 斯科特·弗雷泽, 大卫·C·陈
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线粒体融合蛋白Mfn1和Mfn2协调调节线粒体融合，对胚胎发育至关重要

Xiuchen Chen先生等。 J细胞生物学. .

摘要

线粒体形态由细胞器融合和分裂之间的动态平衡决定，但这些过程在脊椎动物中的意义尚不清楚。丝裂原融合蛋白Mfn1和Mfn2在过度表达时会影响线粒体形态。我们发现Mfn1或Mfn2缺陷的小鼠在妊娠中期死亡。然而，尽管Mfn2突变胚胎具有胎盘滋养层巨细胞层的特异性严重破坏，但Mfn1缺陷巨细胞是正常的。缺乏Mfn1或Mfn2的胚胎成纤维细胞显示出不同类型的破碎线粒体，我们确定这是由于线粒体融合严重减少所致。此外，我们发现Mfn1和Mfn2形成同型和异型复合物，并通过拯救突变细胞表明同型复合物具有融合功能。我们得出的结论是，Mfn1和Mfn2具有冗余和不同的功能，并在三种不同的分子复合物中起作用，促进线粒体融合。令人惊讶的是，突变细胞中的线粒体子集失去了膜电位。因此，线粒体融合对胚胎发育至关重要，通过线粒体之间的合作，对线粒体种群具有保护作用。

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数字

图1。
图1。
敲除小鼠的构建和验证。（A） 基因组靶向Mfn1公司。顶部栏指示野生类型Mfn1公司外显子排列在上面的基因组位点。深灰色片段包含GTPase域G1和G2基序的编码序列。与靶向结构（中间栏）的双重交叉导致靶向等位基因（底部栏）在外显子3中包含一个提前终止密码子（星号），并用新霉素抗性基因（标记为Neo的浅灰色片段；侧面液氧磷用三角形表示的地点）。PGK-DTA，由PGK启动子驱动的白喉毒素亚单位A；Xb、XbaI。（E） 基因组靶向Mfn2公司如A.RI、EcoRI所示。（B和F）对靶向胚胎干细胞克隆和后代进行Southern blot分析。基因组DNA用XbaI（B）消化Mfn1，Eco RI（F）消化Mfn2，并用A和E所示探针进行分析。野生型和敲除带显示为基因型。（C和G）PCR基因分型。同时使用三个引物（标记为1、2和3）扩增野生型和突变位点的不同片段。DNA样本分别与B和F中的样本相同。（D和H）野生型和突变型裂解物的西方分析。用针对Mfn1（D）和Mfn2（H）的亲和纯化抗体分析核后胚胎裂解物。β-肌动蛋白作为负荷对照。
图2。
图2。
突变胎盘巨细胞层缺陷。（A–D）DAPI染色的e10.5野生型（A和C）和突变型（B和D）同窝胚胎胎盘切片。A和B的方框区域在C和D中扩大。箭头和箭头表示滋养层巨细胞。注意D中的巨细胞较稀疏，细胞核较小。（E和F）上述胎盘的苏木精-伊红染色切片。（G和H）PL-I（巨细胞标记）RNA原位分析e9.5野生型（G）和突变型（H）同窝产仔胎盘。
图3。
图3。
突变细胞线粒体的形态缺陷。（A–F）野生型（A和B）、Mfn1突变体（C和D）和Mfn2突变体（E和F）MEF细胞的线粒体形态。表达线粒体EYFP（绿色）的MEF用罗丹明-球蛋白（红色）复染。（B、D和F）A、C和E中装箱区域的高倍图像。箭头表示长度>10μm的小管。活野生型（G）和突变型（H）TS细胞的线粒体形态。线粒体用MitoTracker红染色，细胞核用Syto16（绿色）染色。几个细胞紧密地聚集在一起。
图4。
图4。
野生型和突变细胞中线粒体的动力学。延时共焦显微镜的静止帧。（A） 在野生型细胞中，可以看到两对线粒体相互移动。这些线对端到端接触并立即熔断。注意线粒体沿着它们的长轴运动。（B） 在Mfn1突变细胞中，线粒体以非定向方式移动。（C） 在Mfn2突变细胞中，两个卵球形线粒体相互接触，但直到很久以后才融合。还要注意的是，大多数线粒体缺乏定向运动。（D）一个球形Mfn2缺陷线粒体突出一个管状延伸，分离后沿其长轴迁移。图像在Adobe Photoshop中处理®使用浮雕过滤器，选择的线粒体被手动高亮显示为蓝色。另请参阅视频1-3，网址为http://www.jcb.org/cgi/content/full/jcb.200211046/DC1.
图5。
图5。
线粒体融合测定。含有线粒体靶向dsRed和GFP的细胞的PEG融合。（A） 野生型细胞表现出广泛的线粒体融合。（B和E）Mfn1（B）和Mfn2（E）突变细胞主要显示未融合的线粒体。（C和F）分别放大了B和E的装箱部分。（D） Mfn1突变细胞的分裂效应。
图6。
图6。
突变细胞线粒体膜电位的随机损失。（A） 通过Southern blot分析使用COX1公司探查。（B和C）COXI在Mfn1（B）和Mfn2（C）突变细胞中的表达。（D–F）使用对膜电位敏感的染料对线粒体进行染色。表达线粒体靶向EYFP（绿色）的野生型（D）、Mfn1突变体（E）和Mfn2突变体（F）细胞用染色剂MitoTracker Red染色，其在线粒体中的固存对膜电位敏感。在这些合并的图像中，请注意，在突变细胞（E和F）中，线粒体的一个子集（箭头）用MitoTracker Red染色很差，因此呈现绿色。
图7。
图7。
Mfn1缺陷细胞的抢救。Mfn1突变细胞（A）感染了一种表达Myc表位标记版本的Mfn 1（B）、Mfn 2（D）或显性阴性Drp1（K38A）（E）的逆转录病毒。在合并的图像中，线粒体形态通过MitoTracker红染色显示，感染细胞通过抗Myc抗体（绿色）的免疫荧光识别。在E中，信号大部分不重叠，因为大部分Drp1位于细胞溶质池中。结果总结在F中，它描述了属于四种形态分类中每一种的感染细胞的百分比。每次感染600个细胞。
图8。
图8。
Mfn2缺陷细胞的抢救。Mfnz突变细胞（A）感染了表达Myc表位标记版本的Mfn2（B）、Mfn 2（K109A）（C）、Mf n1（D）或显性阴性Drp1（K38A）（E）的逆转录病毒。细胞染色如图7所示。结果总结于F.200细胞对每次感染进行评分。
图9。
图9。
Mfn复合物的免疫沉淀。（A） 野生型细胞被表达Myc或HA-标记的Mfn1（标记1）、Mfn2（标记2）或Drp1（标记D）的逆转录病毒感染，如顶部所示。抗-Myc免疫沉淀物（顶部）和总细胞裂解物（底部）通过免疫印迹分析HA表位。与免疫沉淀物相比，总的细胞裂解物样品含有六分之一的细胞当量。（B） 在类似于A的分析中使用来自Mfn1或Mfn2突变细胞的抗Myc免疫沉淀物（顶部）和总细胞裂解物（底部）（顶部所示）。
图10。
图10。
模型。（A） 线粒体融合的保护作用。在较低的速率下，单个线粒体随机失去功能。在野生型细胞中，有缺陷的线粒体（阴影）与功能性线粒体融合并恢复活性。在Mfn缺乏的细胞中，这样的拯救发生率大大降低。（B） 丝裂原作用的三种模式。线粒体形成同型和异型复合物，导致三种涉及融合的活动（I、II、III）。有关详细信息，请参阅讨论。Mfn1突变细胞仅含有活性III；Mfn2突变体细胞仅含有活性I。由于Mfn1或Mfn 2断裂线粒体并导致不同的表型，MEF似乎使用了所有三种活性（用星号表示）。相反，滋养层巨细胞主要使用活性III，因为它们在Mfn2突变体中受到影响，而不是Mfn1突变体。
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    1. Bakeeva，L.E.、S.Chentsov Yu和V.P.Skulachev。大鼠膈肌中的线粒体骨架（线粒体网）。生物化学。生物物理学。《学报》。501:349–369.-公共医学
    1. Bakeeva，L.E.、Y.S.Chentsov和V.P.Skulachev。大鼠膈肌线粒体网的发生。《欧洲细胞生物学杂志》。25:175–181.-公共医学
    1. Bakeeva，L.E.、S.Chentsov Yu和V.P.Skulachev。心肌细胞的线粒体间接触。分子细胞杂志。心脏病学。15:413–420.-公共医学
    1. Bereiter-Hahn，J.和M.Voth。活细胞中线粒体的动力学：线粒体的形状变化、错位、融合和裂变。微生物学。研究技术27:198-219。-公共医学
    1. Bleazard，W.、J.M.McCaffery、E.J.King、S.Bale、A.Mozdy、Q.Tieu、J.Nunnari和J.M.Shaw。1999.动力相关GTPase Dnm1调节酵母中的线粒体分裂。自然细胞生物学。1:298–304.-项目管理咨询公司-公共医学

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