线粒体裂变因子; MFF

2 号染色体开放解读码组 33；C2ORF33

HGNC 批准的基因符号：MFF

细胞遗传学位置：2q36.3 基因组坐标（GRCh38）：2:227,325,251-227,357,836（来自 NCBI）

▼ 说明

线粒体和过氧化物酶体是动态细胞器，根据细胞需求不断分裂和融合。线粒体裂变因子（MFF）在促进线粒体和过氧化物酶体裂变的蛋白质复合物中起作用（Gandre-Babbe 和 van der Bliek，2008）。

▼ 克隆与表达

Gandre-Babbe 和 van der Bliek（2008）使用数据库分析来鉴定果蝇 Tango11 的人类直向同源物（它会改变线粒体形态），然后对 HeLa 细胞 cDNA 文库进行 RT-PCR，克隆了全长 MFF。推导的 342 个氨基酸的蛋白质在 N 末端附近包含 2 个短重复基序，随后是一个卷曲螺旋结构域、一个跨膜结构域和一个短 C 末端尾部。EST数据库分析揭示了至少8个额外的MFF剪接变体是由外显子1的存在或不存在以及外显子5、6和7的各种组合产生的，它们编码蛋白质的中间部分。Northern印迹分析检测到MFF在心脏、肾脏、肝脏、大脑、肌肉和胃中高表达，而在其他组织中低表达。免疫荧光分析揭示了 MFF 与线粒体标记的共定位。

▼ 基因功能

Gandre-Babbe 和 van der Bliek（2008）通过突变分析发现，MFF 的 C 端跨膜结构域是其线粒体定位所必需的。敲低和过表达研究表明，MFF 对线粒体形态的影响与 DRP1（DNM1L；603850）（一种线粒体裂变蛋白）没有区别。所有 MFF 同工型或 DRP1 的敲低会导致广泛的线粒体网络并抑制化学诱导的线粒体裂变。MFF 或 DRP1 的过度表达本身并不诱导线粒体断裂。MFF 或 DRP1 的敲低同样诱导管状过氧化物酶体的形成。MFF 的敲除还部分抑制显性失活丝裂融合蛋白（见 608506）突变体诱导的线粒体断裂，并抑制细胞色素 c（123970）的凋亡释放。HeLa 细胞的免疫沉淀分析表明，表位标记的 MFF 能够在 220 kD 蛋白质复合物中形成多聚体。复合物的大小表明包含其他蛋白质，但未检测到 DRP1。数据库分析揭示了后生动物中 MFF 的直系同源物，但在酵母中却没有。

富山等人（2016）发现，能量感应单磷酸腺苷（AMP）激活蛋白激酶（AMPK；参见 602739）是细胞在用电子传递链（ETC）抑制剂处理后经历快速线粒体断裂所必需的。此外，即使在没有线粒体应激的情况下，AMPK 的直接药理激活也足以快速促进线粒体断裂。AMPK 底物筛选鉴定出 MFF，DRP1 的线粒体外膜受体，DRP1 是催化线粒体裂变的细胞质鸟苷三磷酸酶。MFF 中 AMPK 位点的不可磷酸化和拟磷酸化等位基因表明，它是 AMPK 介导的线粒体裂变的关键效应子。

▼ 基因结构

Gandre-Babbe 和 van der Bliek（2008）确定 MFF 基因包含 9 个编码外显子。外显子 1、5、6 和 7 进行选择性剪接，外显子 2 包含选择性翻译起始密码子。

▼ 测绘

Hartz（2012）根据 MFF 序列（GenBank AF226049）与基因组序列（GRCh37）的比对，将 MFF 基因对应到染色体 2q36.3。

▼ 分子遗传学

Shamseldin 等人发现，沙特阿拉伯的 2 名兄弟因线粒体和过氧化物酶体裂变 2（EMPF2；617086）缺陷而患有脑病（2012）鉴定了 MFF 基因中的纯合截短突变（Q64X; 614785.0001）。患者成纤维细胞显示线粒体和过氧化物酶体的异常管状外观，表明这些细胞器的裂变和融合平衡存在缺陷。

Koch 等人在来自 2 个不相关家庭的 3 名 EMPF2 患者中（2016）鉴定了 MFF 基因中的纯合或复合杂合截短突变（614785.0002-614785.0004）。这些突变是通过外显子组测序发现的，并通过桑格测序证实，与家族中的疾病分开。与对照组相比，患者成纤维细胞显示出异常延长的过氧化物酶体和线粒体，提示存在裂变缺陷。患者成纤维细胞的蛋白质印迹分析显示 DRP1（DNM1L; 603850）水平正常，但 DRP1 存在异常的弥漫性细胞内定位，表明它没有正确募集到线粒体裂变节点。

Panda 等人对一名患有 EMPF2 的印度男孩进行了研究（2020）鉴定了 MFF 基因中无义突变的纯合性（R145X; 614785.0005）。该突变通过全外显子组测序进行鉴定，并通过桑格测序进行确认。使用共聚焦显微镜对患者淋巴母细胞进行成像显示，线粒体异常圆形和肿胀，并伴有正常丝状网络的丧失。

在 3 个兄弟中，由近亲父母出生（家庭 2），具有 EMPF2，Shamseldin 等人（2022）鉴定了 MFF 基因中的纯合错义突变（W337R; 614785.0006）。该突变是通过外显子组测序发现并经桑格测序证实的，与家族中的疾病分离。它不存在于 gnomAD 数据库中。免疫印迹分析显示 MFF 蛋白水平正常。患者成纤维细胞显示出畸形线粒体，具有长缠结的融合小管和具有短管状外观的异常过氧化物酶体；这些发现与裂变缺陷一致。与对照组相比，细胞活力也显着降低。

▼ 等位基因变异体（6 个精选示例）：

.0001 由于线粒体缺陷和过氧化物酶体裂变导致的脑病 2
MFF，GLN64TER

Shamseldin 等人发现，沙特阿拉伯的 2 名兄弟因线粒体和过氧化物酶体裂变 2（EMPF2；617086）缺陷而患有脑病（2012）在 MFF 基因的外显子 4 中鉴定出纯合 190C-T 转换，导致 gln64-to-ter（Q64X）取代，预计这会去除跨膜结构域。该突变经外显子组测序鉴定并经桑格测序证实，在 114 名沙特对照者中未发现。患者成纤维细胞显示线粒体和过氧化物酶体的异常管状外观，表明这些细胞器的裂变和融合平衡存在缺陷。

.0002 由于线粒体缺陷和过氧化物酶体裂变导致的脑病 2
MFF、1-BP DUP、NT184

Koch 等人在一名因线粒体和过氧化物酶体裂变 2（EMPF2; 617086）缺陷而患有脑病的奥地利男孩中（2016）鉴定了 MFF 基因中的复合杂合截断突变：1 bp 重复（c.184dup），导致移码和提前终止（Leu62ProfsTer13），以及 c.892C-T 转换，导致 arg298-to -ter（R298X；614785.0003）替换。这些突变是通过外显子组测序发现的，并通过桑格测序证实，与家族中的疾病分开。在 dbSNP、Exome Variant Server 或 ExAC 数据库中未发现 c.184dup 突变，但在 ExAC 数据库中发现过一次 c.892C-T（2015 年 8 月）。

.0003 由于线粒体缺陷和过氧化物酶体裂变导致的脑病 2
MFF，ARG298TER

讨论 MFF 基因中的 c.892C-T 转变，导致 arg298-to-ter（R298X）取代，这种取代在一名因线粒体和过氧化物酶体裂变 2 缺陷而导致脑病的患者中以复合杂合状态被发现（ EMPF2；617086），作者：Koch 等人（2016），参见 614785.0002。

.0004 由于线粒体缺陷和过氧化物酶体裂变导致的脑病 2
MFF、2-BP DEL、NT453

Koch 等人发现，土耳其近亲父母所生的 2 兄弟因线粒体和过氧化物酶体裂变 2（EMPF2; 617086）缺陷而患有脑病（2016）在 MFF 基因中发现了一个纯合 2-bp 缺失（c.453_454del），导致移码和提前终止（Glu153AlafsTer5）。该突变通过外显子组测序发现并经桑格测序证实，与家族中的疾病分离，并且在 dbSNP、外显子组变异服务器或 ExAC 数据库中未发现（2015 年 8 月）。

.0005 由于线粒体缺陷和过氧化物酶体裂变导致的脑病 2
MFF，ARG145TER

Panda 等人在一名因线粒体和过氧化物酶体裂变 2（EMPF2; 617086）缺陷而患有脑病的印度男孩中进行了研究（2020）鉴定了 MFF 基因外显子 6 中 c.433C-T 转换（c.433C-T, NM_020194）的纯合性，导致 arg145 到 ter（R145X）取代。该突变通过全外显子组测序进行鉴定，并通过桑格测序进行确认。没有已知的亲本血亲关系，但 MFF 突变周围存在一段大约 2.5 Mb 的纯合性。千人基因组计划、ExAC 或 gnomAD 数据库中不存在该突变。使用共聚焦显微镜对患者淋巴母细胞进行成像显示，线粒体异常圆形和肿胀，并伴有正常丝状网络的丧失。

.0006 由于线粒体缺陷和过氧化物酶体裂变导致的脑病 2
MFF，TRP337ARG

Shamseldin 等人在 3 名近亲兄弟（家庭 2）中发现，由于线粒体和过氧化物酶体裂变 2 缺陷（EMPF2；617086）而患有脑病（2022）在 MFF 基因中鉴定出纯合 c.1009T-C 转换（c.1009T-C, NM_001277061.1），导致 C 末端高度保守残基处的 trp337 到 arg（W337R）取代。该突变是通过外显子组测序发现并经桑格测序证实的，与家族中的疾病分离。它不存在于 gnomAD 数据库中。免疫印迹分析显示 MFF 蛋白水平正常。患者成纤维细胞显示出畸形线粒体，具有长缠结的融合小管和具有短管状外观的异常过氧化物酶体；这些发现与裂变缺陷一致。