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镁离子(Mg2+)是细胞中含量最高的二价阳离子,参与了数百种生理生化反应,其稳态与正常的细胞功能、机体代谢密不可分,而这种稳态的维持很大程度上依赖于细胞内各种镁离子的转运蛋白。果蝇是一种研究金属离子(如锌、铁、铜等等)代谢的优秀模式生物,但关于其镁离子代谢的研究领域却几乎是一片空白。因此,本项研究以本实验室前期鉴定并加以研究的酵母线粒体镁离子转出蛋白Mme1(Mitochondrial Magnesium Exporter 1)为切入点,通过序列比对和功能性互补实验等手段,鉴定出果蝇基因组中的功能同源蛋白CG3476,并对其生理功能进行了一系列后续研究。首先,哺乳动物细胞培养和大肠杆菌免疫荧光实验结果表明,CG3476定位于线粒体膜上。异源性表达CG3476能显著降低酵母线粒体或者大肠杆菌细胞内镁离子的含量,表明其功能与线粒体镁离子转出相关,因而我们将其命名为dMme1。在细胞水平上,过表达dMME1的果蝇其线粒体镁离子含量较对照组有明显降低,而对dMME1进行RNA干扰(RNAi)的果蝇其线粒体镁离子含量则明显高于对照组,进一步证明dMme1的功能是将镁离子从果蝇线粒体转运至胞质。另一方面,不论是过表达dMME1还是RNAi的果蝇都表现出肌肉ATP水平降低以及寿命缩短的表型,而在果蝇的培养食物中添加或者降低镁离子含量则能够在一定程度上挽救这些表型,并同时恢复其异常的线粒体镁离子水平,说明dMme1很可能是通过其转运镁离子的功能来实现对线粒体的镁离子代谢平衡的精确调节,进而保持线粒体和细胞的正常功能以及果蝇机体的正常生长。此外,在果蝇肌肉组织中特异性过表达酵母MME1会导致羽化率下降,而进一步敲低果蝇dMME1能有效挽救这一表型,也从一个侧面证明了dMme1转运镁离子的功能以及dMme1和酵母Mme1在功能上的保守性。本项研究通过序列比对和功能性互补鉴定出第一个果蝇线粒体镁离子的转运蛋白,为鉴定出其他未知的可能的镁离子转运蛋白提供了方法和手段的参考。果蝇寿命、羽化率表型检测以及挽救实验的结果也增进了对镁离子代谢稳态在维持细胞和机体正常生理功能上的重要性的了解和认识。