利用 bacSCP 突破单细胞蛋白质组学极限以研究细菌异质性

《Nature Communications》：Pushing the limits of single-cell proteomics to investigate bacterial heterogeneity using bacSCP

　　

摘要

单细胞蛋白质组学（SCP）已成为一种在细胞分辨率下量化蛋白质表达变异性的有力方法，然而目前大多数先进的工作流程都是针对真核细胞定制的，仅有一项研究探索了如何通过质谱分析单个细菌。在此，我们建立了 bacSCP，这是一种将 SCP 扩展到细菌细胞的方案，面临着诸如厚重的细菌细胞壁阻碍裂解、极小的细胞尺寸及其导致的低蛋白质含量，以及来自外部来源的相对较高水平的污染蛋白等分析挑战。使用这一 bacSCP 流程，我们从单个枯草芽孢杆菌和大肠杆菌细胞中量化了超过 50 种细菌蛋白。在热应激下，我们可重复地观察到一个枯草芽孢杆菌 ΔmcsB菌株中包括 GroEL、GroES 和 ClpC 在内的伴侣蛋白高达 8 倍的上调。重要的是，单细胞测量揭示了热应激亚群内部潜在的异质性，使得能够在蛋白质组水平上探究应激反应的变异性。这些结果证明了 bacSCP 的可行性，并为以单细胞蛋白质组学分辨率研究细菌应激适应和表型多样性提供了基础。