Принципы регуляции количества белков в отдельных клетках тканей млекопитающих

Фрагмент презентации, представленной в июле 2025 года в подразделении фосфорилирования и убиквитинилирования белков MRC в Университете Данди. В нем представлены результаты, полученные на основе данного препринта: Принципы регуляции количества белков в отдельных клетках ткани млекопитающих Эндрю Ледук, Гергана Шипковенска, Яньсинь Сюй, Александр Фрэнкс, Николай Славов bioRxiv 2025.09.17.676955; doi: https://doi.org/10.1101/2025.09.17.676955 Синтез и удаление белков являются основными регуляторными этапами экспрессии генов, но их регуляторная роль in vivo в клетках, составляющих сложные ткани, остается неизученной. Здесь мы систематически количественно оцениваем синтез и удаление белков в более чем 4200 клетках первичной ткани. Благодаря интеграции с транскриптомикой отдельных клеток, мы представляем первый количественный анализ того, как отдельные типы клеток регулируют свои протеомы в континууме экспрессии генов. Наш анализ количественно оценивает относительный вклад количества РНК, трансляции и удаления белков в вариации количества тысяч белков. Эти результаты выявляют предполагаемый организующий принцип: вклад как трансляции, так и удаления белков линейно зависит от скорости роста клеток. Кроме того, мы обнаружили, что некоторые белки регулируются преимущественно одним механизмом (количество РНК, трансляция или удаление) во всех типах клеток, в то время как количество других белков определяется различными регуляторными механизмами в разных типах клеток. Наши надежные мультимодальные измерения позволили количественно оценить и функционально интерпретировать молекулярные вариации в отдельных клетках одного и того же типа. Белково-белковые корреляции значительно сильнее, чем мРНК-мРНК, что опосредовано регуляцией удаления белков. Белково-белковые корреляции сильнее не только для непосредственно взаимодействующих белков, но и между функциональными наборами белков. Кроме того, эти белковые корреляции позволяют идентифицировать функциональные кластеры, специфичные для каждого типа клеток. Эти кластеры различаются в зависимости от типа клеток, выявляя различия в координации метаболических процессов, частично опосредованные регуляцией клиренса белков. Наш подход предоставляет масштабируемую мультиплексную структуру для количественной оценки регуляторных процессов, формирующих ткани млекопитающих, и выявляет организующие принципы, определяющие относительный вклад трансляции и клиренса белков в протеомы первичных клеток млекопитающих.