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A comunicação interorganela é uma característica definidora das células eucarióticas. Uma maneira pela qual as organelas se comunicam é formando sítios de contato com a membrana (MCSs), que são oposições de membrana próximas entre duas organelas que são mantidas por proteínas estruturais e funcionais, como amarrações, proteínas de transferência de lipídios e canais de cálcio1. Os SCGs podem ser estabelecidos entre organelas semelhantes ou diferentes e medeiam a troca de componentes celulares, o que é importante para a manutenção da homeostase celular. Até o momento, vários SCMs foram identificados, incluindo retículo endoplasmático (RE)-mitocôndrias, RE-membrana plasmática (PM) e contatos RE-gotículas lipídicas (DL)1. Dentre elas, as formadas entre o RE e as mitocôndrias (MERCSs) estão entre as mais estudadas, pois estão envolvidas na regulação de diversas funções celulares, incluindo a homeostase lipídica e docálcio2. Como as mitocôndrias são amplamente excluídas das vias de transporte vesicular clássicas, elas dependem do MERCS e de seus constituintes moleculares para importar lipídios chave ou precursores lipídicos do RE. O transporte não vesicular desses lipídios através dos MERCSs garante a manutenção da composição lipídica mitocondrial adequada, bem como sua integridade funcional e estrutural3.
Dado o envolvimento crucial dos MCSs em várias funções celulares, o interesse em fornecer uma compreensão mais profunda de seus componentes moleculares tem aumentado muito nos últimos anos. Vários tipos de abordagens baseadas em imagem têm sido usados para avançar o conhecimento sobre os SCGs. Dentre eles, o ensaio de ligadura de proximidade (PLA) baseado em sonda de fluorescência tem sido amplamente utilizado como um indicador da abundância de MCSs por meio da detecção de interações proteína-proteína interorganela (em uma faixa de detecção de 40 nm) em níveis endógenos4. Por exemplo, MERCSs foram visualizados e quantificados usando PLA entre vários pares de proteínas mitocondria-RE, incluindo VDAC1-IP3R, GRP75-IP3R, CypD-IP3 e PTPIP51-VAPB 5,6,7,8. Embora essa tecnologia tenha sido utilizada para detectar e quantificar interações proteína-proteína interorganelas presentes no ACM 5,7,9,10,11, a maioria dos estudos não combinou PLA com coloração de organela. Consequentemente, um método quantitativo que permita medir a proximidade entre as interações do PLA e organelas associadas ainda não foi desenvolvido. Assim, até o momento, no caso das proteínas de RE, sua interação dentro de subdomínios de membrana em contato com outras organelas não foi distinguida de sua interação dentro da rede de RE amplamente distribuída.
Aqui, descrevemos um protocolo para detectar interações de PLA entre proteínas que residem na membrana da mesma organela e analisar sua proximidade com a membrana da organela parceira no MCS. Esse protocolo foi desenvolvido com base em duas premissas: 1) estudos prévios mostrando que, em condições de superexpressão, as proteínas de transferência lipídica ORP5 e ORP8 co-localizam e interagem em ER-mitocôndrias e ER-PM MCSs 12,13,14,15 e que ORP5 localiza-se em contatos ER-LD 16,17; 2) tecnologias existentes, incluindo PLA, microscopia confocal, marcação de organelas e análise de imagens 3D.