ミトフシン（MFN）タンパク質機能を調節することにより、ミトコンドリア融合を調節する新規タンパク質の同定

哺乳類のミトコンドリア外膜のミトフシンタンパク質1および2（それぞれMFN1およびMFN2）は、ショウジョウバエFZOおよび酵母FZO1のホモログであり、両方がGTP依存性ミトコンドリア融合に不可欠です。MIBという名前の55 kDa MFN結合タンパク質を特定しました。これは、中鎖デヒドロゲナーゼ/レダクターゼタンパク質スーパーファミリーのメンバーであり、保存されたコエンザイム結合ドメイン（CBD）を持っています。MIBの大部分は細胞質に局在していますが、少量はミトコンドリアに関連しています。HeLa細胞におけるMIBの外因性発現は、MFN1の共発現によって防止され、MFNタンパク質とMFNタンパク質の機能的相互作用を示唆するミトコンドリアの断片化を誘導しました。MIBのCBDにおけるGGVGシーケンスは、その機能に不可欠です。対照的に、MIBのノックダウンは細胞の成長停止をもたらしましたが、アポトーシスの感受性はノックダウンまたは過剰発現のいずれにも影響を受けませんでした。さらに、MIBノックダウンは、ミトコンドリアネットワーク構造の大きな拡張を誘発しました。対照的に、MIBとMFN1の二重ノックダウンは、MFN1単独のノックダウンによって誘導される形態と成長の表現型であるミトコンドリアの断片化と成長停止の逆転をもたらしました。一緒に、これらの発見は、MFNタンパク質と協力してミトコンドリア膜のダイナミクスを調節することにより、MIBが細胞機能に不可欠であることを示唆しています。

Mitofusin proteins 1 and 2 (Mfn1 and Mfn2, respectively) of the mammalian mitochondrial outer membrane are homologues of Drosophila FZO and yeast Fzo1, and both are essential for GTP-dependent mitochondrial fusion. We identified a 55-kDa Mfn-binding protein named MIB. It is a member of the medium-chain dehydrogenase/reductase protein superfamily, and has a conserved coenzyme-binding domain (CBD). The majority of MIB is localized in the cytoplasm but a small amount is associated with mitochondria. Exogenous expression of MIB in HeLa cells induced mitochondrial fragmentation, which was prevented by coexpression of Mfn1, suggesting a functional interaction of MIB with Mfn proteins; the GGVG sequence in the CBD of MIB is essential for its function. By contrast, MIB knockdown resulted in growth arrest of the cells, although apoptotic sensitivity was not affected by either its knockdown or its overexpression. Furthermore, MIB knockdown induced a large extension of mitochondrial network structures. By contrast, a double knockdown of MIB and Mfn1 resulted in mitochondrial fragmentation and reversal of the growth arrest, the morphology and growth phenotype induced by knockdown of Mfn1 alone, again suggesting that MIB modulates Mfn1 function. Together, these findings suggest that MIB is essential for cellular function by regulating mitochondrial membrane dynamics in cooperation with Mfn proteins.