Classification des méthodes in vivo utilisées pour étudier les interactions protéine-protéine
Il existe de nombreuses façons de classer les méthodes in vivo utilisées pour étudier les interactions entre protéines. Si l'accent est mis en particulier sur la détection et la quantification de l'interaction, celle-ci peut être classée en utilisant les propriétés du système rapporteur utilisé par les méthodes respectives.
Toutes les méthodes présentées ici sont basées sur un système rapporteur composé de deux parties : une partie est liée à l'une des protéines d'intérêt (parfois appelée la protéine "appât") et l'autre à l'autre protéine d'intérêt (parfois appelée la protéine "proie"). Lorsque les deux protéines interagissent l'une avec l'autre, les deux parties du système rapporteur sont proches et produisent un effet détectable Les termes "appât" et "proie" sont normalement utilisés lorsqu'il existe une protéine d'intérêt et que l'objectif est de "chasser" les partenaires en interaction. Toutefois, dans de nombreux cas, les deux partenaires sont déjà connus et l'objectif est d'étudier l'interaction plus en détail (par exemple, sa réglementation).
Les méthodes mentionnées ci-dessous sont examinées plus en détail dans Xing et al. 2016.
Méthodes en fonction de la fonctionnalité du système de déclaration
Une différence importante est de savoir si les deux parties du système rapporteur sont pleinement fonctionnelles individuellement ou non.
Essais de complémentation des fragments protéiques (PCA)
Dans les tests de complémentation des fragments de protéines (PCA), le rapporteur est une protéine unique qui a été clivée en deux fragments. Les fragments en eux-mêmes ne sont pas fonctionnels, mais la protéine peut se reconstituer lorsque les deux fragments sont rapprochés et restaurer sa fonctionnalité. Par exemple, dans le test de complémentation de la luciférase divisée, la molécule de luciférase est divisée en deux fragments, dont aucun ne peut produire de lumière, mais si les deux fragments sont suffisamment proches, la luciférase est reconstituée et peut à nouveau produire de la lumière. Le système d'ubiquitine divisée et le test de complémentation de la luciférase divisée sont des exemples de méthodes d'ACP.
Essais à deux hybrides
Dans les essais à deux hybrides, chaque partie du système rapporteur est une protéine ou un domaine protéique pleinement fonctionnel, mais un effet spécifique et mesurable est produit lorsque les deux parties sont suffisamment proches. Par exemple, dans les essais bi-hybrides sur la levure, le domaine de liaison à l'ADN lié à l'une des protéines d'intérêt et le domaine de transactivation lié à l'autre protéine sont tous deux stables et fonctionnels de manière indépendante, mais le gène rapporteur n'est exprimé que s'ils sont très proches l'un de l'autre. De même, les deux protéines fluorescentes utilisées dans un essai FRET sont fluorescentes, mais la protéine acceptrice n'émet de la lumière que s'il y a interaction entre les protéines d'intérêt.
Méthodes selon le signal détecté
Une autre classification importante est le type de signal généré par le rapporteur utilisé pour détecter l'interaction. Cela peut avoir un impact sur l'instrumentation nécessaire à la détection mais aussi sur les possibilités qu'elle offre pour une quantification précise et l'aptitude à l'analyse à haut débit, etc.
Méthodes basées sur l'expression des gènes
Dans ce type de méthode, si les deux protéines d'intérêt interagissent, la combinaison du domaine de liaison à l'ADN et du domaine de transactivation détermine l'expression du rapporteur. Les rapporteurs sont normalement de deux types possibles : des marqueurs prototrophes, tels que HIS3 ou ADE2, permettant la survie sur un milieu de croissance appauvri, ou des enzymes chromogènes tels que la ß-galactosidase, qui peuvent être utilisés pour la sélection par coloration bleu/blanc des colonies. Le test à deux hybrides sur levure et le système de split-ubiquitine (voir ci-dessous) sont tous deux basés sur l'expression génétique.
Ce type de rapporteur n'est pas capable de suivre les changements dynamiques de l'interaction, et ne peut être quantifié que par absorption et en utilisant une enzyme chromogène. Cependant, ces rapporteurs peuvent être utilisés pour évaluer un grand nombre d'interactions binaires en mélangeant deux types defusion haploïde qui ont été transformés avec différents ensembles de protéines d'intérêt. Ils sont donc très utiles pour le criblage à grande échelle des interactions protéine-protéine.
Dans la version classique de cette méthode, le domaine de liaison à l'ADN N-terminal de l'activateur de transcription GAL4 est lié à une protéine d'intérêt, et le domaine de transactivation C-terminal à l'autre. Lorsque les deux protéines interagissent, leur association produit un facteur de transcription chimérique, qui active l'expression du gène en aval de la séquence d'activation amont GAL1 (Fields and Song 1989). D'autres sondes divisées ont été établies avec succès. L'essai à deux hybrides sur levure est facile à réaliser, mais ne peut être utilisé que pour étudier les interactions entre des protéines à localisation nucléaire.
Dans la version classique de cette méthode, le domaine de liaison à l'ADN N-terminal de l'activateur de transcription GAL4 est lié à une protéine d'intérêt, et le domaine de transactivation C-terminal à l'autre. Lorsque les deux protéines interagissent, leur association produit un facteur de transcription chimérique, qui active l'expression du gène en aval de la séquence d'activation amont GAL1 (Fields et Song 1989). D'autres sondes divisées ont été établies avec succès. L'essai à deux hybrides sur levure est facile à réaliser, mais ne peut être utilisé que pour étudier les interactions entre des protéines à localisation nucléaire.