$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Komórki beta trzustki produkują insulinę niezbędną do utrzymania prawidłowej homeostazy glukozy, a ich niepowodzenie powoduje rozwój wszystkich form cukrzycy. Komórki beta zachowują silną zdolność mitochondriów do generowania energii potrzebnej do sprzężenia metabolizmu glukozy z uwalnianiem insuliny. Ostatnio stało się jasne, że utrzymanie funkcjonalnej masy mitochondrialnej ma kluczowe znaczenie dla optymalnego funkcjonowania komórek beta1,2,3. Aby utrzymać funkcjonalną masę mitochondrialną, komórki beta polegają na mechanizmach kontroli jakości w celu usunięcia dysfunkcyjnych, uszkodzonych lub starzejących się mitochondriów4. My i inni wykazaliśmy wcześniej, że komórki beta polegają na wyspecjalizowanej formie obrotu mitochondrialnego, zwanej autofagią mitochondrialną (lub mitofagią), w celu utrzymania kontroli jakości mitochondriów zarówno w wysepkach gryzoni, jak i ludzkich1,2,5. Niestety, nie było prostej metody wykrywania mitofagii, czyli endogennie wyrażanych składników mitofagii, w ludzkich komórkach beta trzustki.
Ostatnio wykazaliśmy, że regulacja mitofagii w komórkach beta opiera się na tworzeniu kompleksu białkowego składającego się z ligaz E3 CLEC16A i NRDP1 oraz deubikwitynazy USP81. Wykazano, że NRDP1 i USP8 niezależnie wpływają na mitofagię poprzez działanie na kluczowy inicjator mitofagii PARKIN6,7. NRDP1 celuje w PARKIN pod kątem ubikwitynacji i degradacji, aby wyłączyć mitofagię6, a USP8 specyficznie deubikwitynuje PARKIN sprzężoną z K6, aby promować jej translokację do mitochondriów7. Technologia testu ligacji zbliżeniowej (PLA) jest najnowszym osiągnięciem w dziedzinie biologii interakcji białek8, umożliwiając wizualizację endogennych interakcji białkowych in situ w pojedynczych komórkach i nie jest ograniczona przez rzadki materiał próbki. Metodologia ta jest szczególnie kusząca dla biologii ludzkich wysp trzustkowych/komórek beta, ze względu na niewielką dostępność próbek, w połączeniu z potrzebą zrozumienia fizjologicznie istotnych kompleksów białkowych w heterogenicznych typach komórek.
Korzystając z podejścia PLA, jesteśmy w stanie obserwować kluczowe endogenne kompleksy mitofagii w pierwotnych ludzkich komórkach beta trzustki i liniach komórkowych neuronów, a także zademonstrować wpływ środowiska cukrzycowego na szlak mitofagii1. Podsumowując, nadrzędnym celem tego protokołu jest analiza specyficznych kompleksów białkowych mitofagii w tkankach pozbawionych obfitego materiału lub tam, gdzie konwencjonalne badania interakcji białkowych nie są możliwe.