A diversidade natural do proteoma relaciona a tolerância à aneuploidia à rotatividade de proteínas

Resumo Acessar a diversidade genética natural das espécies revela traços genéticos ocultos, clarifica funções gênicas e permite a avaliação da generalização das descobertas de laboratório. Uma descoberta notável feita em isolados naturais de Saccharomyces cerevisiae é que a aneuploidia—um desequilíbrio nos números de cópias de cromossomos—é frequente 1,2 (cerca de 20%), o que parece contradizer os substanciais custos de aptidão e a natureza transitória da aneuploidia quando é induzida em laboratório 3–5. Aqui geramos um recurso proteômico e o fundimos com dados genômicos 1 e transcriptômicos 6 para 796 isolados naturais euplóides e aneuplóides. Descobrimos que os aneuplóides naturais e gerados em laboratório diferem especificamente no proteoma. Nos aneuplóides gerados em laboratório, algumas proteínas—especialmente subunidades de complexos proteicos—mostram expressão reduzida, mas os níveis gerais de proteínas correspondem à dosagem gênica aneuplóide. Em contraste, em isolados naturais, mais de 70% das proteínas codificadas em cromossomos aneuplóides são compensadas por dosagem, e os níveis médios de proteínas são deslocados em direção ao estado euplóide em toda extensão dos cromossomos. No nível molecular, detectamos uma indução de componentes estruturais do proteassoma, níveis aumentados de ubiquitinação, e lançamos luz sobre uma interdependência entre as taxas de rotatividade de proteínas e a atenuação. Nosso estudo destaca assim o papel da rotatividade de proteínas na mediação da tolerância à aneuploidia e mostra a utilidade de explorar a diversidade natural das espécies para obter entendimentos moleculares generalizáveis sobre processos biológicos complexos.