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.2011年10月17日；195(2):323-40.
doi:10.1083/jcb.201107053。 Epub 2011年10月10日。

以线粒体为中心的遗传相互作用图揭示了线粒体内膜组织所需的支架样复合体

苏珊·霍平斯 1, 肖恩·柯林斯, 安·卡西迪·斯通, 埃里克·汉梅尔, 瑞秋·M·德维, 劳拉·拉克纳, 贝内迪克特·韦斯特曼, 玛娅·舒尔迪纳, 乔纳森·魏斯曼, 乔迪·努纳里
附属公司

以线粒体为中心的遗传相互作用图揭示了线粒体内膜组织所需的支架样复合体

苏珊娜·霍普平斯等。 J细胞生物学. .

摘要

为了广泛探索线粒体的结构和功能以及线粒体与其他细胞途径的通讯，我们构建了酿酒酵母的定量、高密度遗传相互作用图（MITO-map）。MITO-MAP提供了线粒体功能的综合视图，包括对无特征线粒体蛋白的活性以及线粒体和内质网之间的功能联系的见解。MITO-MAP还揭示了一个大的内膜相关复合体，我们将其称为线粒体组织结构，由Fcj1/Mitofilin（一种保守的内膜蛋白）和五种其他成分组成。MitOS在物理和功能上与外膜和内膜组件相互作用，并定位于包裹内膜的延伸结构。我们表明，MitOS与ATP合成酶二聚体协同作用，组织内膜并促进正常线粒体形态。我们认为MitOS是一种保守的线粒体骨骼结构，可以区分内膜区域，建立线粒体的正常内部结构。

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数字

图1。
图1。
生成MITO-MAP。（A） MITO-MAP中包含的基因的手动定义的功能注释在饼图中进行了总结：592个基因的产物预计定位于线粒体，437个基因的产品预计定位于早期分泌途径（ESP），以及529个其他基因。定位组基于GFP标记蛋白和GO-Slim成分注释的系统结果。（B） 从两个可能的查询阵列亲本菌株组合中的每一个产生的双突变体的所有完整生物复制遗传交互作用分数（S分数）测量值的散点图。这些重复的皮尔逊相关系数为0.65。
图2。
图2。
线粒体内和线粒体与分泌途径之间遗传相互作用的结构。（A） 原木热图10被注释为在分泌系统、线粒体或相关途径的不同途径中发挥作用的基因之间的合成遗传相互作用富集的P值（S评分＜−3）。根据文献的整理，手动为基因指定一个注释(表S2). 使用二项式分布来计算富集P值，该二项式分布是观察到具有指示注释的基因之间的尽可能多或更多的合成相互作用的概率，给定测量次数和合成交互的预期概率，该概率解释了每个注释的总体交互频率（有关更多详细信息，请参阅材料和方法）。在考虑每个注释的总体交互频率后，计算富集P值。（B） 细胞脂质生物合成机制不同主要分支的合成相互作用丰富程度的热图（如A）。（C） ERMES组分基因平均值的遗传联系散点图MDM10型,MDM12型,MDM34型、和MMM1型x轴表示ERMES基因交互作用得分均值之间的余弦相关，y轴表示ERME基因与MITO-MAP中每个基因之间的平均交互作用得分。散点图中的每个点代表一个基因。使用剩余选定基因的交互得分向量的平均值计算与选定基因本身对应的点的余弦相关值。在未测量遗传相互作用得分的情况下，该点沿y=0线以灰色绘制。
图3。
图3。
MitOS与线粒体内外膜相互作用。（A） 材料和方法中描述的FLAG-tag免疫沉淀的蛋白质组分析。对于所示FLAG-tag纯化或未标记野生型对照（顶行）的每个珠上消化物，显示每个已识别蛋白质的肽数量（和覆盖率）（左列）。数据表示为三个独立实验的平均值±标准误差。星号表示数据表示为两个独立实验的平均值±标准偏差。（B） MitOS复合物成分的相互依赖蛋白质稳定性。对从指定的MitOS成分FLAG-tag菌株制备的指定相对量的全细胞提取物进行SDS-PAGE和α-FLAG、α-Ugo1和α-G6PDH免疫印迹。（C） MitOS组分基因平均值的遗传联系散点图AIM5型,AIM13型,FCJ1型、和AIM37系列x轴表示MitOS基因相互作用得分平均值之间的余弦相关，y轴表示Mit OS基因与MITO-MAP中每个基因之间的平均相互作用得分。散点图中的每个点代表一个基因。使用剩余选定基因的交互得分向量的平均值计算与选定基因本身对应的点的余弦相关值。在未测量遗传相互作用得分的情况下，该点沿y=0线以灰色绘制。（D） 编码MitOS组分的基因平均值的遗传相互作用散点图（x轴）和POR1（y轴）。x轴表示AIM5型,目标13,FCJ1型、和AIM37系列MITO-MAP中的每个基因，y轴表示POR1型和MITO-MAP中的每个基因。突出了显著的常见负面遗传相互作用。（E） 材料和方法中描述的交联线粒体FLAG-tag免疫纯化的蛋白质组分析。对于所示FLAG-tag蛋白质或未标记野生型对照物的每个珠上消化物（顶行），显示了每个已识别蛋白质的肽数量和覆盖率（左列）。数据表示为三个独立实验的平均值±标准误差。
图4。
图4。
MitOS是一种保守的线粒体内膜相关复合体。（A） MitOS组件预测结构特征的示意图。如材料和方法所述，对MitOS组分的氨基酸序列进行生物信息学分析，以确定保守特征。Fcj1包含一个保守的线粒体蛋白结构域，Mos1包含一个守恒的真核生物DUF，Aim37和Mos2都与载脂蛋白类似，预计会形成扩展的两亲性α螺旋（Lamant等人，2006）。Aim13在其C末端区域包含一个保守的真菌特异性DUF和一个CHCHD-like基序，其特征是两个保守的半胱氨酸残基（Cavallaro，2010）。值得注意的是，据报道，一种人类CHCHD3蛋白与从人类心脏线粒体分离出来的丝裂霉素复合物中存在（Xie等人，2007）。（B） 从表达FLAG标记的MitOS组分的菌株中分离的线粒体的蛋白酶保护分析。在使用（+）或不使用（−）胰蛋白酶处理之前，用SDS-PAGE和免疫印迹法分析完整的线粒体（1和4道）、有丝分裂体（3道）或溶解的线粒体（2道）以及所示抗血清。（C） 通过碱提取分离可溶性和膜蛋白。用0.1 M NaCO处理线粒体三离心成颗粒（P）和可溶性（S）组分，用SDS-PAGE和免疫印迹法对其进行分析。T、 总计。
图5。
图5。
线粒体结构需要MitOS。（A） 表达基质靶向GFP的野生型和指示缺失菌株在SD-dextrose中生长，并通过荧光显微镜观察。显示了每个菌株的代表性图像。该图表示所示菌株中线粒体形态的量化。数据表示为三个独立实验的平均值±标准误差（误差条），表征每个重复中≥75个细胞的线粒体形态。（B） 通过薄片电子显微镜分析野生型和突变细胞，并显示线粒体的代表性图像。（C） 野生型和Δ中观察到的脊状连接（箭头）的代表性图像fcj1型显示单元格。（D） 野生型电子断层扫描中观察到的脊状连接宽度的量化，Δaim5、和Δaim37细胞。数据表示为三次独立测量的平均值±标准差。棒材：（A）2µm；（B） 200纳米；（C） 20纳米。
图6。
图6。
线粒体和ATP合成酶二聚体协同作用控制内膜结构。（A） 野生型和Δfcj1带有（rho）的菌株+)或不带（rho0)用光学显微镜观察表达基质靶向GFP的mtDNA（上图）。显示了具有代表性的图像。该图表示所示菌株线粒体形态的量化。数据表示为三个独立实验的平均值±标准误差，表征每个重复中≥75个细胞的线粒体形态。罗0野生型和Δfcj1如下图所述，通过EM分析菌株。显示了具有代表性的图像。（B） 表达基质靶向GFP的指示菌株在SD-dextrose中生长并通过光学显微镜观察。显示了具有代表性的图像。棒材，2µm。该图表示所示菌株的观察线粒体形态的量化。数据表示为三个独立实验（误差条）的平均值±标准误差，表征每个重复中≥75个细胞的线粒体形态。（C） 生成的遗传联系散点图ATP1（ATP1）,ATP5型、和第12页如图2 C所示。棒材：（A，顶部）2µm；（A，底部）200 nm；（B） 2微米。
图7。
图7。
MitOS在线粒体内膜上形成一个复杂的延伸支架状结构。（A） 通过光学显微镜观察到表达GFP标记的MitOS成分和mito-dsRed的细胞。显示了具有代表性的图像。方框表示插图中显示的区域。（B） 通过光学显微镜观察表达Fcj1-mCherry和Aim5-yeGFP的细胞。显示了具有代表性的图像。方框表示插图中显示的区域。箭头表示Fcj1-mCherry punta。双箭头表示Aim5-yeGFP专门标记的区域。（C） 罗0通过光学显微镜观察到表达GFP标记的MitOS成分和mito-dsRed的细胞。显示了具有代表性的图像。方框表示插图中显示的区域。棒，2µm。（D） 线粒体中MitOS定位示意图及其作为内膜结构组织者的作用。BR，界膜区；CJ，嵴交界处；线粒体内膜；MOM，线粒体外膜。棒材，2µm。
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    爱丁顿AR、康纳OM、马勒·帕维M、弗里德曼JR。 爱丁顿AR等人。 bioRxiv[预印本]。2024年3月22日：2024.03.21.586162。doi:10.1101/2024.03.21.586162。 生物Rxiv。2024 PMID：38562768 免费PMC文章。 预打印。
  • 果蝇属MIC10b可聚合成脊状纤维。
    Stephan T、Stoldt S、Barbot M、Carney TD、Lange F、Bates M、Bou Dib P、Inamdar K、Shcherbata HR、Meinecke M、Riedel D、Dennerlein S、Rehling P、Jakobs S。 Stephan T等人。 生命科学联盟。2024年1月22日；7（4）：e202302177。doi:10.26508/lsa.2023022177。打印日期：2024年4月。 生命科学联盟。2024 PMID：38253420 免费PMC文章。
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    董杰、陈磊、叶菲、唐杰、刘B、林杰、周PH、卢B、吴M、卢JH、何JJ、恩格伦德S、孟Q、宋Z、何H。 董杰等。 国家公社。2024年1月2日；15(1):168. doi:10.1038/s41467-023-44057-6。 国家公社。2024 PMID：38168065 免费PMC文章。
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    Golombek M、Tsigaras T、Schaumkessel Y、Hänsch S、Weidtkamp Peters S、Anand R、Reichert AS、Kondadi AK。 Golombek M等人。 生命科学联盟。2023年11月13日；7（2）：e202302386。doi:10.26508/lsa.202302386。打印日期：2024年2月。 生命科学联盟。2023 PMID：37957016 免费PMC文章。
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    Venkatraman K、Lee CT、Garcia GC、Mahapatra A、Milshteyn D、Perkins G、Kim KY、Pasolli HA、Phan S、Lippincott-Schwartz J、Ellisman MH、Rangamani P、Budin I。 Venkatraman K等人。 EMBO J.2023年12月11日；42（24）：e114054。doi:10.15252/embj.2023114054。Epub 2023年11月7日。 EMBO J.2023。 PMID：37933600 免费PMC文章。
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工具书类

    1. Acehan D.、Malhotra A.、Xu Y.、Ren M.、Stokes D.L.、Schlame M.，2011年。心磷脂影响线粒体ATP合成酶的超分子结构。生物物理学。期刊100:2184–2192 10.1016/J.bpj.2011.03.031-内政部-项目管理咨询公司-公共医学
    1. Ackerman S.H.，Tzagoloff A.1990年。ATP10，一种组装线粒体F1-F0复合物所需的酵母核基因。生物学杂志。化学。265:9952–9959-公共医学
    1. Aguilar P.S.、Fröhlich F.、Rehman M.、Shales M.、Ulitsky I.、Olivera-Couto A.、Braberg H.、Shamir R.、Walter P.、Mann M.等人，2010年。质膜E-MAP揭示了溶酶体与鞘脂代谢和内体运输的联系。自然结构。分子生物学。17:901–908 10.1038/nsmb.1829-内政部-项目管理咨询公司-公共医学
    1. Arlt H.、Tauer R.、Feldmann H.、Neupert W.、Langer T.，1996年。YTA10-12复合物，一种在线粒体细胞内膜中具有伴侣样活性的AAA蛋白酶。85:875–885 10.1016/S0092-8674（00）81271-4-内政部-公共医学
    1. 阿瑟林·G·、瓦利耶·J·、萨林·B·、谢弗·J·，吉拉德·M.F.、道坦·A·、布赖特·D·、维洛斯·J·2004。酵母ATP合成酶亚基e和g数量的调节改变线粒体嵴形态。生物学杂志。化学。279:40392–40399 10.1074/jbc。M404316200型-内政部-公共医学

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