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La communication inter-organites est une caractéristique déterminante des cellules eucaryotes. L’une des façons dont les organites communiquent est de former des sites de contact membranaire (MCS), qui sont des oppositions membranaires étroites entre deux organites qui sont maintenues par des protéines structurelles et fonctionnelles, telles que les attaches, les protéines de transfert de lipides et les canaux calciques1. Les MCS peuvent être établis entre des organites similaires ou différents, et ils interviennent dans l’échange de composants cellulaires, ce qui est important pour maintenir l’homéostasie cellulaire. À ce jour, plusieurs MCS ont été identifiés, notamment les mitochondries du réticulum endoplasmique (RE), les contacts ER-membrane plasmique (PM) et les contacts ER-gouttelettes lipidiques (LD)1. Parmi eux, ceux formés entre le RE et les mitochondries (MERCSs) sont parmi les plus étudiés car ils sont impliqués dans la régulation de plusieurs fonctions cellulaires, dont l’homéostasie lipidique et calcique2. Comme les mitochondries sont largement exclues des voies de transport vésiculaires classiques, elles dépendent des MERCS et de leurs constituants moléculaires pour importer des lipides clés ou des précurseurs lipidiques du RE. Le transport non vésiculaire de ces lipides à travers les MERCS assure le maintien d’une bonne composition lipidique mitochondriale, ainsi que leur intégrité fonctionnelle et structurelle3.
Compte tenu de l’implication cruciale des MCS dans diverses fonctions cellulaires, l’intérêt pour une compréhension plus approfondie de leurs composants moléculaires a considérablement augmenté au cours des dernières années. Plusieurs types d’approches basées sur l’imagerie ont été utilisés pour faire progresser les connaissances sur les MCS. Parmi eux, le test de ligature de proximité (PLA) basé sur une sonde de fluorescence a été largement utilisé comme indicateur de l’abondance des MCS en détectant les interactions protéine-protéine inter-organites (dans une plage de détection de 40 nm) à des niveaux endogènes4. Par exemple, les MERCS ont été visualisés et quantifiés en utilisant le PLA entre plusieurs paires de protéines mitochondries-RE, notamment VDAC1-IP3R, GRP75-IP3R, CypD-IP3 et PTPIP51-VAPB 5,6,7,8. Bien que cette technologie ait été utilisée pour détecter et quantifier les interactions protéine-protéine inter-organites présentes au MCS 5,7,9,10,11, la plupart des études n’ont pas combiné le PLA avec la coloration des organites. Par conséquent, une méthode quantitative permettant de mesurer la proximité entre les interactions PLA et les organites associés n’a pas encore été développée. Ainsi, jusqu’à présent, dans le cas des protéines RE, leur interaction au sein des sous-domaines membranaires en contact avec d’autres organites n’a pas été distinguée de leur interaction au sein du réseau RE largement distribué.
Nous décrivons ici un protocole permettant de détecter les interactions PLA entre les protéines qui résident dans la membrane d’un même organite et d’analyser leur proximité avec la membrane de l’organite partenaire au niveau du MCS. Ce protocole a été développé sur la base de deux prémisses : 1) des études antérieures montrant que, dans des conditions de surexpression, les protéines de transfert de lipides ER ORP5 et ORP8 co-localisent et interagissent au niveau des mitochondries ER-et des MCS ER-PM 12,13,14,15 et que ORP5 se localise aux contacts ER-LD 16,17 ; 2) les technologies existantes, y compris le PLA, la microscopie confocale, le marquage des organites et l’analyse par imagerie 3D.