Um modelo dinâmico de mudanças no proteoma revela novos papéis para a alteração do transcriptoma em levedura

O transcriptoma e o proteoma mudam dinamicamente à medida que as células respondem ao estresse ambiental; no entanto, estudos proteômicos anteriores relataram uma correlação fraca entre mRNA e proteína, tornando suas relações pouco claras. Para abordar isso, combinamos espectrometria de massas de alta precisão com marcação isotópica para quantificar mudanças dinâmicas em ~2500 proteínas de Saccharomyces cerevisiae, em triplicata biológica e com amostras emparelhadas de mRNA, enquanto as células se aclimatavam a alta osmolaridade. Surpreendentemente, enquanto a indução do transcriptoma correlacionava-se extremamente bem com o aumento da proteína, a redução do transcriptoma produzia pouca ou nenhuma mudança nas proteínas correspondentes. Construímos um modelo matemático de mudanças dinâmicas da proteína e propomos que a falta de redução da proteína é explicada pela parada da divisão celular, enquanto a redução do transcriptoma apoia a redistribuição da maquinaria de tradução. Além disso, o 'explosão' transitória de indução de mRNA após o estresse serve para acelerar a mudança nos níveis das proteínas correspondentes. Identificamos várias classes de regulação pós-transcricional, mas mostramos que a maior parte da variação nas mudanças de proteína é explicada pelo mRNA. Nossos resultados apresentam uma imagem das respostas fisiológicas coordenadas nos níveis de mRNA, proteína, capacidade de síntese proteica e crescimento celular.