$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Межорганеллярная коммуникация является определяющей характеристикой эукариотических клеток. Одним из способов, с помощью которого органеллы взаимодействуют, является образование участков мембранного контакта (MCS), которые представляют собой тесные мембранные оппозиции между двумя органеллами, которые поддерживаются структурными и функциональными белками, такими как связывания, белки переноса липидов и кальциевыеканалы. MCS могут устанавливаться между похожими или разными органеллами, и они опосредуют обмен клеточными компонентами, что важно для поддержания клеточного гомеостаза. На сегодняшний день идентифицировано несколько МКС, включая эндоплазматический ретикулум (ЭР)-митохондрии, ЭР-плазматическую мембрану (ПМ) и ЭР-липидно-капельные (ЛД) контакты1. Среди них те, которые образуются между ЭР и митохондриями (MERCS), являются одними из наиболее изученных, поскольку они участвуют в регуляции нескольких клеточных функций, включая липидный и кальциевый гомеостаз2. Поскольку митохондрии в значительной степени исключены из классических везикулярных транспортных путей, они полагаются на MERCS и их молекулярные составляющие для импорта ключевых липидов или предшественников липидов из ER. Невезикулярный транспорт этих липидов через MERCS обеспечивает поддержание надлежащего липидного состава митохондрий, а также их функциональной и структурной целостности3.
Учитывая решающее участие MCS в различных клеточных функциях, интерес к более глубокому пониманию их молекулярных компонентов значительно возрос в последние годы. Для углубления знаний о MCS было использовано несколько типов подходов, основанных на визуализации. Среди них флуоресцентный зондовый анализ с бесконтактным лигированием (PLA) широко используется в качестве индикатора обилия MCS путем обнаружения межорганелловых белок-белковых взаимодействий (в диапазоне обнаружения 40 нм) на эндогенных уровнях4. Например, MERCS были визуализированы и количественно оценены с помощью PLA между несколькими парами белков митохондрий-ER, включая VDAC1-IP3R, GRP75-IP3R, CypD-IP3 и PTPIP51-VAPB 5,6,7,8. Несмотря на то, что эта технология использовалась для обнаружения и количественной оценки межорганелловых белок-белковых взаимодействий, присутствующих в MCS 5,7,9,10,11, в большинстве исследований PLA не сочетали с окрашиванием органелл. Следовательно, количественный метод, позволяющий измерять близость между взаимодействиями PLA и ассоциированными органеллами, до сих пор не разработан. Таким образом, до сих пор в случае белков ER их взаимодействие внутри мембранных субдоменов, контактирующих с другими органеллами, не отличалось от их взаимодействия в широко распространенной сети ER.
В данной статье мы опишем протокол для обнаружения PLA-взаимодействий между белками, находящимися в мембране одной и той же органеллы, и анализа их близости к мембране органеллы-партнера в MCS. Этот протокол был разработан на основе двух предпосылок: 1) предыдущие исследования, показывающие, что в условиях гиперэкспрессии белки переноса липидов ER ORP5 и ORP8 совместно локализуются и взаимодействуют в ER-митохондриях и ER-PM MCS 12,13,14,15 и что ORP5 локализуется в контактах ER-LD 16,17; 2) существующие технологии, включая PLA, конфокальную микроскопию, мечение органелл и анализ 3D-изображений.