天然蛋白质组多样性将非整倍体耐受性与蛋白质周转联系起来

探索物种的天然遗传多样性能够揭示隐藏的遗传性状，阐明基因功能，并检验实验室发现的普遍性。在酿酒酵母天然分离株中的一个显著发现是，非整倍体——染色体拷贝数失衡——频繁发生（约20%），这似乎与实验室中工程化非整倍体所表现出的显著适应性代价和短暂性相矛盾。在此，我们生成一个蛋白质组资源，并将其与796个整倍体和天然非整倍体分离株的基因组和转录组数据合并。我们发现，天然和实验室产生的非整倍体在蛋白质组上存在特异性差异。在实验室产生的非整倍体中，一些蛋白质——尤其是蛋白质复合物的亚基——表现出表达降低，但整体蛋白质水平与非整倍体基因剂量相对应。相比之下，在天然分离株中，非整倍体染色体编码的超过70%的蛋白质被剂量补偿，平均蛋白质水平在染色体范围内趋向整倍体状态。在分子水平上，我们检测到蛋白酶体结构组分的诱导、泛素化水平增加，并揭示了蛋白质周转速率与衰减之间的相互依赖关系。因此，我们的研究强调了蛋白质周转在介导非整倍体耐受性中的作用，并展示了利用物种天然多样性来获得对复杂生物过程的普遍性分子见解的效用。