Granulki stresu (SGs) to niebłoniaste ogniska cytoplazmatyczne utworzone jako komórkowa odpowiedź ochronna na stres środowiskowy, taki jak podwyższona temperatura, stres oksydacyjny, niedotlenienie, szok osmotyczny, promieniowanie UV, deprywacja glukozy lub infekcja wirusowa1. Można je indukować chemicznie poprzez leczenie związkami takimi jak arsenian sodu, który wyzwala stres oksydacyjny. SG gromadzą zatrzymane przez translację kompleksy rybonukleoproteiny przekaźnikowej (mRNP)2, sekwestrując mRNA z maszynerii translacyjnej, a ich montaż może być wywołany przez fosforylację eIF2α (eukariotyczny czynnik inicjacji 2 α). SG to dynamiczne struktury, które wymieniają składniki z polisomami i innymi granulkami, takimi jak ciała P. Stanowią one "centrum triażu", w którym mRNA są sortowane i przetwarzane w celu translacji, reinicjacji, degradacji lub pakowania w stabilne niepolisomalne mRNP3. Montaż SG jest szybki, ale jest to proces stopniowy, w którym początkowo powstają liczne małe agregaty, które łączą się w większe granulki. Zastosowanie chemicznych inhibitorów, które rozrywają lub stabilizują mikrotubule, pokazuje, że sieć mikrotubul jest wymagana do dynamiki SG, w tym procesów składania, koalescencji i demontażu.
Dynamiczne składanie SG jest również promowane przez agregację specyficznych białek wiążących RNA (RNA-B), takich jak TIA-1 (wewnętrzny antygen komórek T-1) i TIAR (białko pokrewne TIA-1), które są w stanie dimeryzować i promować rozkład polisomów oraz kierowanie mRNA do SG4. G3BP (białko wiążące domenę RasGAP SH3) to taki RNA-BP, który lokalizuje się w SG, gdy komórki są obciążone arsenitem lub wysoką temperaturą, a nadekspresja defosforylowanego G3BP może indukować montaż SGs5.
G3BP to ewolucyjnie konserwatywny RNA-BP, który początkowo został scharakteryzowany poprzez interakcję z białkiem aktywującym Ras-GTPazę (RasGAP p120 6); ale ta interakcja została niedawno ponownie przeanalizowana7. Rodzina G3BP obejmuje dwóch członków ssaków, G3BP1 (określany jako G3BP) i G3BP2 8. Oba białka kolokalizują się w SG, gdy komórki są poddawane stresowi9. G3BP zawierają N-końcową domenę NTF2, co do której sugeruje się, że wpływa na ich lokalizację i oligomeryzację, po której następują motywy bogate w prolinę (PxxP), a następnie motywy C-końcowe związane z wiązaniem RNA: kanoniczny motyw rozpoznawania RNA (RRM) z konserwatywnymi motywami RNP1 i RNP2, po którym następuje pudełko bogate w argininę i glicynę (RGG). Co ciekawe, analiza różnych części białka poprzez konstruowanie różnych domen połączonych z EGFP wykazała, że domena podobna do NTF2 i domena wiążąca RNA były najefektywniej rekrutowane do SG, co sugeruje znaczenie właściwości dimeryzacji i wiązania RNA w składaniu SG. Różne modele ujawniły różne funkcje białek G3BP in vitro10-13. Zakłócenie G3BP u myszy wykazało znaczenie tego białka we wzroście rozwojowym i przeżyciu14, a także ważną rolę G3BP w ośrodkowym układzie nerwowym (OUN), charakteryzującym się ataksją i defektami przestrzennej pamięci roboczej15. Niedobór G3BP prowadzi do zmienionej plastyczności neuronów i homeostazy wapnia, ustanawiając bezpośredni związek między powstawaniem SG a chorobami neurodegeneracyjnymi15. Dlatego ważne jest, aby móc badać dynamikę SG w komórkach pierwotnych, takich jak neurony.
Ten protokół zapewnia prosty sposób na obserwację montażu SG zawierających G3BP1 w pierwotnych komórkach poddanych leczeniu arsenitem. Może być używany do badania montażu SG w różnych warunkach, na przykład w różnych rodzajach naprężeń. Może być również dostosowany do innych granulek lub innych składników SG. Rzeczywiście, protokół ten koncentruje się na G3BP1, ale istnieją inne markery granulek stresu, takie jak TIA-1 / R, TTP (tristetraprolin)2, FMRP (białko zespołu upośledzenia umysłowego Fragile X)16, TDP-43 (białko wiążące DNA odpowiedzi transaktywnej 43)17 lub Staufen18. W szczególności białka takie jak TIA-1 / R są, podobnie jak G3BP, zarodkującymi białkami wiążącymi RNA, które mogą indukować składanie SG w przypadku nadekspresji, nawet jeśli różne utworzone SG mogą różnić się funkcją, regulacją i powiązanymi transkryptami. Transfekcja znakowanej fluoroforem wersji któregokolwiek z tych kluczowych składników lub nukleatorów SG może być przeprowadzona w celu zobrazowania określonego montażu i dynamiki SG.