Macroautophagy (autofagia, nel presente documento) è un meccanismo di stress cellulare che si caratterizza per il sequestro di massa citoplasma, proteine e organelli in vescicole di membrana doppia chiamati vescicole autofagiche. Attraverso la fusione dello strato esterno della membrana doppia, vescicole autofagiche e loro carico vengono recapitati ai lisosomi e degradato in esso1. L'autofagia si verifica a bassi livelli basali in tutti i tipi cellulari e in tutti gli organismi, svolgono funzioni omeostatiche come degradazione proteica e fatturato organello (ad es., mitocondri). Sotto condizioni che portano a stress cellulare, come la fame, l'autofagia è rapidamente aumentata e permette alla cellula di mantenere livelli di energia e metabolismo di base1,2,3.
Circa 30 geni di autofagia sono stati clonati dal lievito e loro prodotti proteici sono stati indicati per svolgere un ruolo nelle varie fasi del processo autofagico, tra cui nucleazione della vescicola, espansione, fusione della vescicola a fine endosoma/lisosoma e il degrado del carico 4 , 5. ortologhi della maggior parte di questi geni sono stati identificati e gli studi in vari organismi hanno confermato la conservazione delle loro funzioni cellulari6. Studi nell'ultimo decennio hanno dimostrato che diversi autophagy-relative complessi della proteina e interazioni proteina-proteina esistano e che governano le vie dell'autofagia in modo intricato e controllato. Intersezioni, backup, feedback e feedforward meccanismi esistono, e consentono la cella coordinare l'autofagia con altri eventi correlati (ad esempio la secrezione vescicolare, biogenesi lisosoma, endosomal cernita e trasporto7, ecc.) In uno schermo di imparziale LIEVITO-due ibrido utilizzando la proteina di autofagia ATG5 come esca, (ATG5 è una proteina di autofagia chiave coinvolti nel sistema di coniugazione E2-come che media LC3 translazionale nell'inedia indotta autofagia), abbiamo identificato il recettore attivato C-chinasi 1 (RACK1; GNB2L1) come una forte interazione e un romanzo autofagia componente8. D'importanza, lo schermo ha mostrato che l'interazione di ATG5-RACK1 era indispensabile per induzione di autofagia da induttori di autofagia classica (cioè, inedia e mTOR inibizione).
Metodi basati su immunofluorescenza sono comunemente utilizzati per monitorare le interazioni proteina-proteina. Queste tecniche sono principalmente basati su anticorpi e aiutano a visualizzare interazioni e confermare localizzazioni cellulari. In questa tecnica, fluorescente tag anticorpi coniugati che sono specifici per le proteine di interesse sono generalmente utilizzate per la colorazione specifica. Ogni proteina può essere etichettato con anticorpi accoppiati a tinture fluorescenti differenti. Utilizzando anticorpi specifici per proteine, una sovrapposizione del segnale quando le immagini vengono unite indica la co-localizzazione di proteine nell'ambito di microscopia confocale. La tecnica è applicabile a cellule o tessuti anche. Tecniche di immunofluorescenza forniscono indizi circa la dinamica di interazione e aiutano a identificare le dimensioni e la distribuzione dei complessi della proteina, tenendo traccia delle modifiche generali in morfologia cellulare sotto diverse condizioni9. Immunoprecipitazione è un'altra tecnica comunemente usata anticorpo-basato che permette l'analisi delle interazioni tra dato proteine10. Utilizzando questa tecnica, le proteine di interesse sono isolate da cellule o tessuti estratti utilizzando anticorpi specifici, con conseguente precipitazione delle proteine che sono in un complesso o a contatto con una proteina di interesse. Co-immunoprecipitazione, dove la proteina e la sua co-interactor vengono rilevati, rivela non solo l'interazione tra le due proteine, ma può misurare la sua forza di interazione sotto diverse circostanze11.
Questo protocollo descrive in dettaglio le tecniche di base che sono state usate per confermare e caratterizzare ATG5-RACK1 e RACK1-LC3 interazione. Il focus è sulle tecniche di immunofluorescenza e immunoprecipitazione, con enfasi di passaggi critici e insidie per autofagia ricerca, così come suggerimenti di risoluzione dei problemi.