Мультиомный анализ продукции рекомбинантного белка в клетках HEK293

Клетки HEK293 являются основными хозяевами для транзиентной экспрессии рекомбинантных белков и используются для стабильной экспрессии белков, когда посттрансляционные модификации, осуществляемые клетками CHO, недостаточны. Тем не менее информация о ключевых клеточных особенностях, лежащих в основе продукции рекомбинантного белка в клетках HEK293, остается ограниченной. Для углубления понимания продукции рекомбинантного белка в клетках HEK293 и выявления мишеней для создания улучшенной клеточной линии-хозяина мы сравнили стабильную клеточную линию HEK293, продуцирующую рекомбинантный белок, с ее родительской клеточной линией, используя совокупность методов транскриптомики, метаболомики и флюксомики. Культуры-продуценты потребляли меньше глюкозы, чем непродуцирующие культуры, при этом демонстрируя одинаковую скорость роста, несмотря на дополнительную нагрузку, связанную с продукцией рекомбинантного белка. Неожиданно не было выявлено признаков того, что культуры-продуценты компенсировали снижение образования энергии в ходе гликолиза за счет повышения эффективности утилизации глюкозы или увеличения потребления глутамина. Напротив, потребление глутамина было ниже, а большинство генов, участвующих в окислительном фосфорилировании, в культурах-продуцентах были подавлены. В культурах-продуцентах мы наблюдали общее снижение экспрессии большого числа генов, связанных с широким спектром клеточных функций, включая рост и пролиферацию клеток, и поэтому предполагаем, что широкая адаптация клеточной сети высвободила ресурсы для продукции рекомбинантного белка при сохранении той же скорости роста. Повышенное содержание генов, связанных со стрессом эндоплазматического ретикулума, указывало на возможное наличие узкого места на стадии фолдинга и сборки белка.