$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
La comunicazione tra gli organelli è una caratteristica distintiva delle cellule eucariotiche. Un modo in cui gli organelli comunicano è la formazione di siti di contatto di membrana (MCS), che sono strette opposizioni di membrana tra due organelli che sono mantenute da proteine strutturali e funzionali, come i legami, le proteine di trasferimento lipidico e i canali del calcio1. Le MCS possono essere stabilite tra organelli simili o diversi e mediano lo scambio di componenti cellulari, che è importante per mantenere l'omeostasi cellulare. Ad oggi, sono stati identificati diversi MCS, tra cui il reticolo endoplasmatico (ER)-mitocondri, i contatti ER-membrana plasmatica (PM) e ER-goccioline lipidiche (LD)1. Tra questi, quelli che si formano tra l'ER e i mitocondri (MERCS) sono tra i più studiati in quanto coinvolti nella regolazione di diverse funzioni cellulari, tra cui l'omeostasi lipidica e del calcio2. Poiché i mitocondri sono in gran parte esclusi dalle classiche vie di trasporto vescicolare, si affidano a MERCS e ai loro costituenti molecolari per importare lipidi chiave o precursori lipidici dal reticolo endoplasmatico. Il trasporto non vescicolare di questi lipidi attraverso i MERCS garantisce il mantenimento di una corretta composizione lipidica mitocondriale, nonché la loro integrità funzionale e strutturale3.
Dato il coinvolgimento cruciale delle MCS in varie funzioni cellulari, l'interesse nel fornire una comprensione più profonda dei loro componenti molecolari è notevolmente aumentato negli ultimi anni. Diversi tipi di approcci basati sull'imaging sono stati utilizzati per far progredire le conoscenze sugli MCS. Tra questi, il saggio di legatura di prossimità (PLA) basato su sonda di fluorescenza è stato ampiamente utilizzato come indicatore dell'abbondanza di MCS rilevando le interazioni proteina-proteina inter-organello (in un intervallo di rilevamento di 40 nm) a livelli endogeni4. Ad esempio, i MERCS sono stati visualizzati e quantificati utilizzando il PLA tra diverse coppie di proteine mitocondri-ER, tra cui VDAC1-IP3R, GRP75-IP3R, CypD-IP3 e PTPIP51-VAPB 5,6,7,8. Sebbene questa tecnologia sia stata utilizzata per rilevare e quantificare le interazioni proteina-proteina inter-organello presenti a MCS 5,7,9,10,11, la maggior parte degli studi non ha combinato il PLA con la colorazione degli organelli. Di conseguenza, non è stato ancora sviluppato un metodo quantitativo che consenta di misurare la prossimità tra le interazioni del PLA e gli organelli associati. Così, finora, nel caso delle proteine ER, la loro interazione all'interno dei sottodomini di membrana a contatto con altri organelli non è stata distinta dalla loro interazione all'interno della rete ER ampiamente distribuita.
Qui, descriviamo un protocollo per rilevare le interazioni del PLA tra proteine che risiedono nella membrana dello stesso organello e per analizzare la loro vicinanza alla membrana dell'organello partner al MCS. Questo protocollo è stato sviluppato sulla base di due premesse: 1) studi precedenti che dimostrano che, in condizioni di sovraespressione, le proteine di trasferimento lipidico ER ORP5 e ORP8 co-localizzano e interagiscono a livello dei mitocondri ER e dei MCS 12,13,14,15 dell'ER-PM e che ORP5 si localizza ai contatti ER-LD16,17; 2) tecnologie esistenti, tra cui PLA, microscopia confocale, marcatura di organelli e analisi di imaging 3D.