スキゾサッカロミセスポンベMti2とMti3は、ミトコンドリアの翻訳開始時に連動して作用する

Schizosaccharomyces pombe Mti2 and Mti3 act in conjunction during mitochondrial translation initiation.

• Ying Luo
• Ruyue Su
• Yirong Wang
• Wanqiu Xie
• Zecheng Liu
• Ying Huang

抄録

ミトコンドリアDNAは、ATP生産に不可欠な酸化的リン酸化複合体の主要なサブユニットをコードしています。ミトコンドリアでの翻訳開始には、細菌ではタンパク質合成に必須のmtIF2とmtIF3という2つの一般的な因子が必要とされるが、細菌ではこれらの因子はタンパク質合成に必須である。本研究では、分裂酵母SchizosaccharomycespombeのmtIF2（Mti2）とmtIF3（Mti3）の特徴を明らかにした。mti2を欠失させると、呼吸器培地上での細胞増殖が障害される。mti2欠失変異体の増殖障害は、Mti2のSaccharomycescerevisiaeホモログであるIFM1を発現させることで抑制することができ、2つのタンパク質間の機能的保存性を実証した。mti2の欠失はまた、ミトコンドリアのタンパク質合成にも障害を与える。mti2とは異なり、mti3の欠失は呼吸器培地上での細胞増殖やミトコンドリアの翻訳に影響を与えない。しかし、mti3の欠失はΔmti2変異体の成長障害を悪化させることから、S.pombeにおけるミトコンドリア翻訳開始の過程で、2つのタンパク質が異なるが部分的に重複した機能を持っていることが示唆された。Mti2とMti3はともにミトコンドリアリボソーム（ミトリボソーム）のスモールサブユニットに関連している。Mti2の破壊はミトリボソームの解離を引き起こし、Mti3のミトリボソームのスモールサブユニットへの結合も破壊する。これらの結果は、Mti2とMti3がミトリボソームのスモールサブユニットに順次結合し、Mti3がミトコンドリアの翻訳開始におけるMti2の機能を促進していることを示唆している。また、ミトコンドリア翻訳開始因子の重要性は生物によって異なるとの見方を支持する結果となった。

Mitochondrial DNA encodes key subunits of the oxidative phosphorylation complexes essential for ATP production. Translation initiation in mitochondria requires two general factors, mtIF2 and mtIF3, whose counterparts in bacteria are essential for protein synthesis. In this study, we report the characterization of the fission yeast Schizosaccharomyces pombe mtIF2 (Mti2) and mtIF3 (Mti3). Deletion of mti2 impairs cell growth on the respiratory medium. The growth defect of the mti2 deletion mutant can be suppressed by expressing IFM1, the Saccharomyces cerevisiae homolog of Mti2, demonstrating functional conservation between the two proteins. Deletion of mti2 also impairs mitochondrial protein synthesis. Unlike mti2, deletion of mti3 does not affect cell growth on respiratory media and mitochondrial translation. However, deletion of mti3 exacerbates the growth defect of the Δmti2 mutant, suggesting that the two proteins have distinct, but partially overlapping functions during the process of mitochondrial translation initiation in S. pombe. Both Mti2 and Mti3 are associated with the small subunit of the mitochondrial ribosome (mitoribosome). Disruption of mti2, but not mti3, causes dissociation of the mitoribosome and also abolishes Mti3 binding to the small subunit of the mitoribosome. Our results suggest that Mti2 and Mti3 bind in a sequential manner to the small subunit of the mitoribosome and that Mti3 facilitates the function of Mti2 in mitochondrial translation initiation. Our findings also support the view that the importance of the mitochondrial translation initiation factors varies among the organisms.

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