在真核生物中,线粒体和内质网等细胞器都在不停地进行着分裂和融合以维持其正常功能。线粒体外膜同源膜融合需要dynamin家族GTP酶mitofusin (MFN), MFN的N端GTP酶和C端尾部均朝向胞浆,并具有发卡结构的跨膜区,在结构域划分上与介导内质网同源膜融合的dynamin家族GTP酶Atlastin(ATL)结构非常相似。MFN介导膜融合机制还不是非常清楚,基于对ATL介导膜融合机制的了解,我们构建了一系列不同的嵌合体对MFN1介导膜融合机制进行进一步研究。当MFN1的GTP酶结构域换为ATL1N端胞浆区结构,线粒体聚集到核周,这可能是融合前的"tethering"状态。MFN1的胞浆区结构域加上ATL1的跨膜区即嵌合体A1,可以定位于内质网上,而且A1可以恢复因缺少融合的酵母缺陷内质网的正常形态。研究表明MFN1的跨膜区具有不依赖于核苷酸的相互作用,而且MFN1的C端结构域可以与ATLl的C端结构域互换,即与膜相互作用,而可能并不形成反向平行结构。Dynamin家族另一促进内质网同源膜融合的GTP酶ATLs家族有3个成员：ATL1、ATL2和ATL3,它们的表达具有组织特异性,但在介导内质网膜融合上的差异却不是很清楚。我们的结果表明,在COS-7细胞中敲掉ATL2比敲掉ATL3导致更多不分叉内质网的产生。在同时敲掉ATL2和ATL3导致几乎所有内质网出现不分叉的形态时,ATL1的表达可恢复绝大多数内质网网状结构,ATL2的表达可部分恢复内质网网状结构,但ATL3的表达则不能恢复正常的内质网形态。ATLs家族的3个蛋白在维持内质网网状结构的不同能力在酵母细胞中也得到了验证。进一步的研究表明,这种介导膜融合能力的不同主要由核苷酸介导的蛋白二聚化能力不同及导致的GTP酶活差异所造成。综上所述,我们认为MFN和ATL介导同源膜融合中各个结构域发挥着非常保守且相似的作用,而且同一家族不同成员介导膜融合能力的不同可能是细胞动态性调节的一个普遍方式。