Αφηρημένο

Πρόσφατα έχει αποδειχθεί ότι οι μεταλλάξεις του καρκίνου στοχεύουν επιλεκτικά τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ πρωτεϊνών. Υποθέσαμε ότι οι μεταλλάξεις που επηρεάζουν διακριτές αλληλεπιδράσεις πρωτεϊνών που περιλαμβάνουν ιδρύθηκε γονίδια του καρκίνου θα μπορούσε να συμβάλει στην ετερογένεια του όγκου, και ότι οι νέες μηχανιστικές γνώσεις μπορεί να αποκτηθεί σε ογκογένεση από τη διερεύνηση των αλληλεπιδράσεων πρωτεΐνης υπό θετική επιλογή στον καρκίνο. Για τον προσδιορισμό των αλληλεπιδράσεων πρωτεΐνης υπό θετική επιλογή για τον καρκίνο, θα χαρτογραφηθεί πάνω από 1,2 εκατομμύρια nonsynonymous σωματικές μεταλλάξεις του καρκίνου σε 4.896 προσδιορίζεται πειραματικά πρωτεϊνικών δομών και αναλύονται χωρική κατανομή τους. Συνολικά, παρατηρήθηκε 20% των μεταλλάξεων επί της επιφανείας των γνωστών γονιδίων του καρκίνου διαταράσσονται αλληλεπιδράσεις πρωτεΐνης-πρωτεΐνης (PPIs), και αυτό το εμπλουτισμός για τις διεπαφές ΠΠΑ και για τις δύο καταστολείς όγκων (λόγος πιθανοτήτων 1,28, τιμή Ρ & lt? 10

– 4) και ογκογονίδια (λόγος πιθανοτήτων 1,17, P-value & lt? 10

-3). Να μελετήσει περαιτέρω το θέμα, κατασκευάσαμε ένα διμερές δίκτυο που εκπροσωπεί δομικά επιλυθεί PPIs από όλες τις διαθέσιμες ανθρώπινη συγκροτήματα στο Protein Data Bank (2.864 πρωτεΐνες, 3.072 PPIs). Ανάλυση των συχνά μεταλλαγμένα γονίδια του καρκίνου εντός του δικτύου αυτού αποκάλυψε ότι ο όγκος-καταστολείς, αλλά δεν ογκογονίδια, είναι σημαντικά εμπλουτισμένη με λειτουργικές μεταλλάξεις σε περιοχές ομο-ολιγομερισμού (λόγος πιθανοτήτων 3,68, P-Value & lt? 10

-8). Παρουσιάζουμε δύο σημαντικά παραδείγματα, TP53 και βήτα-2-μικροσφαιρίνη, για τις οποίες τα πρότυπα των σωματικών μεταλλάξεων σε διεπαφές παρέχουν γνώσεις σε συγκεκριμένα ενόχλησή βιολογικές κυκλώματα. Σε ασθενείς με μεταλλάξεις ΤΡ53, επιβίωση ασθενών συσχετίζονται με τις συγκεκριμένες αλληλεπιδράσεις που διαταράσσεται. Επιπλέον, ερευνήσαμε μεταλλάξεις στη διεπιφάνεια των αλληλεπιδράσεων πρωτεΐνης-νουκλεοτιδίου και παρατηρήθηκε μια απρόσμενη αριθμό εσφαλμένου νοήματος μεταλλάξεις, αλλά όχι σιωπηλές μεταλλάξεις που συμβαίνουν μέσα στο DNA και θέσεις πρόσδεσης RNA. Τέλος, παρέχουμε έναν πόρο του 3072 διασυνδέσεις PPI κατατάσσονται ανάλογα με τα ποσοστά μετάλλαξης τους. Η ανάλυση αυτού του καταλόγου υπογραμμίζει 282 νέα γονίδια υποψήφιος καρκίνο που κωδικοποιούν πρωτεΐνες που συμμετέχουν στις αλληλεπιδράσεις που διαταράσσονται περιοδικώς σε όλη την όγκους. Εν ολίγοις, η μετάλλαξη των ειδικών αλληλεπιδράσεων πρωτεϊνών είναι μια σημαντική συμβολή στην ετερογένεια του όγκου και μπορεί να έχει σημαντικές επιπτώσεις για τις κλινικές εκβάσεις

Παράθεση:. Engin HB, Kreisberg JF, Κάρτερ Η (2016) Δομή-Based ανάλυση αποκαλύπτει τον καρκίνο παρερμηνεύσιμη μεταλλάξεις στόχος Διασυνδέσεις πρωτεΐνη αλληλεπίδρασης. PLoS ONE 11 (4): e0152929. doi: 10.1371 /journal.pone.0152929

Επιμέλεια: Narayanaswamy Srinivasan, Ινδικό Ινστιτούτο Επιστημών, ΙΝΔΙΑ

Ελήφθη: 9 Γενάρη του 2016? Αποδεκτές: 20 Μαρ 2016? Δημοσιεύθηκε: 4 Απρ 2016

Copyright: © 2016 Engin et al. Αυτό είναι ένα άρθρο ανοικτής πρόσβασης διανέμεται υπό τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Attribution, το οποίο επιτρέπει απεριόριστη χρήση, τη διανομή και την αναπαραγωγή σε οποιοδήποτε μέσο, ​​με την προϋπόθεση το αρχικό συγγραφέα και την πηγή πιστώνονται

Δεδομένα Διαθεσιμότητα:. Όλη η δεδομένα είναι εντός του χαρτιού και της υποστήριξη αρχείων Πληροφορίες

Χρηματοδότηση:.. το ερευνητικό έργο χρηματοδοτήθηκε από το Εθνικό Ινστιτούτο Υγείας DP5 OD017937-01 για HC και Ρ50 GM085764 προς JFK

Αντικρουόμενα συμφέροντα: Η συγγραφείς έχουν δηλώσει ότι δεν υπάρχουν ανταγωνιστικά συμφέροντα.

Εισαγωγή

αλληλουχίας του γονιδιώματος του όγκου χρησιμοποιείται όλο και περισσότερο για την ενημέρωση των κλινικών αποφάσεων για τους ασθενείς με καρκίνο. Αυτό έχει ως κίνητρο σε μεγάλο βαθμό από τη διαθεσιμότητα των στοχευμένων θεραπειών που σκοτώνουν επιλεκτικά κύτταρα που φιλοξενούν ειδικές μεταλλάξεις που κωδικοποιεί την πρωτεΐνη. Ωστόσο, κάθε όγκος χαρακτηρίζεται από ένα μοναδικό προφίλ μεταλλαγμένων γονιδίων με μικρή επικάλυψη μεταξύ των ασθενών. Λίγα από αυτά τα γονίδια μπορεί να στοχεύσει αποτελεσματικά και σχεδόν το ένα τέταρτο των ασθενών που δεν τρέφουν καμία κλινικά προσφυγής μεταλλάξεις [1]. Η πρόσφατη ανακάλυψη ότι οι διεπαφές μεταξύ πρωτεϊνών εμπλουτισμένο με μεταλλάξεις καρκίνο υποδηλώνει ότι η αλληλεπίδραση ειδικών διαταραχών μπορεί να παίζει ένα κρίσιμο ρόλο στην ογκογένεση [2]. Έτσι διερεύνηση των μοντέλων της μετάλλαξης σε διεπαφές αλληλεπίδρασης πρωτεΐνης σε όγκους μπορεί να δώσει νέες ιδέες σε μηχανισμό της ογκογένεσης και σε παράγοντες που επηρεάζουν την έκβαση του ασθενούς και την ανταπόκριση στη θεραπεία.

Οι περισσότεροι γονιδίωμα του όγκου αναλύσεις μέχρι σήμερα ορίσετε ένα δυαδικό λειτουργική κατάσταση για να ένα γονίδιο ή μονοπάτι εάν φιλοξενεί μια μετάλλαξη προβλέπεται να τροποποιήσει δραστικότητα πρωτείνης? Ωστόσο, αυτή η απλή ταξινόμηση μπορεί να είναι ανεπαρκής. Πρόσφατες μελέτες του Μέντελ ασθενειών, μια κατηγορία γενετικών διαταραχών που περιλαμβάνουν τον καρκίνο προδιαθέσεως σύνδρομα, έχουν διαπιστώσει ότι διακριτές μεταλλάξεις στο ίδιο γονίδιο μπορεί να προκαλέσει διαφορετικούς φαινοτύπους. Το 2009, Zhong

et al

. [3] πρότεινε ότι οι μεταλλάξεις που διακόπτουν εντελώς δραστηριότητα μιας πρωτεΐνης έχουν διαφορετικές λειτουργικές συνέπειες από μεταλλάξεις που επηρεάζουν ένα υποσύνολο της αλληλεπίδρασης πρωτεΐνης-πρωτεΐνης (PPI). Αυτή η ιδέα της «edgetic» διαταραχές σε νοσήματα κίνητρο αρκετές ομάδες την ολοκλήρωση των διαρθρωτικών βιοπληροφορική με βιολογικά δίκτυα για την κατασκευή δομικά επιλυθεί δίκτυα ΠΠΑ [4, 5]. Χρησιμοποιώντας αυτά τα δίκτυα, τρεις ανεξάρτητες ομάδες παρατηρήθηκε ότι πολλά Μέντελ μεταλλάξεις ασθένεια βρίσκεται σε διεπαφές αλληλεπίδρασης [5-7]. Αξίζει να σημειωθεί ότι, οι μεταλλάξεις που επηρεάζουν διαφορετικές διεπαφές για την ίδια πρωτεΐνη μερικές φορές που σχετίζονται με διακριτά φαινοτύπους νόσο, ενώ μεταλλάξεις στις αλληλεπιδρούν εταίρους συχνότερα προκάλεσε το ίδιο φαινότυπο [5, 8]. Πιο πρόσφατα Sahni

et al

. [9] επιβεβαιώθηκε πειραματικά ότι οι μεταλλάξεις που επηρεάζουν διακριτές πρωτεΐνης-πρωτεΐνης και πρωτεΐνης-DNA αλληλεπιδράσεις προκαλούν διαφορετικές μοριακές φαινοτύπους.

Σωματικές μεταλλάξεις που προκύπτουν σε όγκους έχουν χαρακτηριστικά παρόμοια με του Μέντελ μεταλλάξεις ασθένεια [10], και έτσι μπορεί επίσης να προκαλέσει διασύνδεση ειδικών μοριακών φαινοτύπων. Κατά τη διάρκεια της ογκογένεσης, καρκίνο γονίδια-ογκογονίδια και όγκου καταστολείς-συχνά ακατάλληλα ενεργοποιούνται ή απενεργοποιούνται με μεταλλάξεις αντίστοιχα. μεταβολές αλληλουχίας πρωτεΐνης είναι πιο πιθανό να απενεργοποιούν μια πρωτεΐνη από το να το [11] ενεργοποιούν. Πράγματι, τα ογκογονίδια που χαρακτηρίζονται από συχνά μεταλλάσσεται hotspots (

e

.

g

., Υπολείμματα PIK3CA E542, E545 και H1047 ή KRAS υπολείμματα G12, G13 και Q61), ενώ καταστολείς των όγκων, τείνουν να εμφανίζουν μια τυχαία κατανομή των μεταλλάξεων πρωτεΐνης αλλάζοντας [12]. Ωστόσο, καταστολείς όγκων έχουν επίσης δειχθεί ότι φιλοξενούν μη-τυχαία μοτίβα σωματική μετάλλαξη στο επίπεδο των πρωτεϊνικών περιοχών [13, 14]. Miller

et al

. Πρόσφατα ομαδοποιούνται μεταλλάξεις από τον καρκίνο Genome Atlas (TCGA) από οικογένειες γονιδίων με κοινές ομόλογες περιοχές για τον εντοπισμό σπάνιων λειτουργικές μεταλλάξεις ομοίως δημιουργεί διαταραχές σε έναν τομέα [15]. Γενικότερα, τα γονίδια του καρκίνου έχουν διαφορετικές σωματικές ρυθμούς μετάλλαξης σε λειτουργικά σημαντικές περιοχές [16], λιμάνι περίσσεια μεταλλάξεων σε αλληλεπίδρασης πρωτεΐνης διεπαφές [2], και χωρική εντοπισμός μιας μετάλλαξης συσχετίζεται με ογκογονικότητα [17].

για να βοηθήσει τους ερευνητές στη διερεύνηση της διανομής μετάλλαξη στην πρωτεΐνη ενδιαφέροντός τους, Vazquez

et al

. [18] πρόσφατα χαρτογραφηθεί πάνω από 170.000 καρκίνο συγκεκριμένες μόνο παραλλαγές νουκλεοτιδίου (SNVs) πάνω Interactome3D. Αρκετές προηγούμενες μελέτες κατέδειξαν την χρησιμότητα αυτής της προσέγγισης για την ανάλυση μεταλλάξεων καρκίνο? τόσο αναλύει τη χρήση 3D δομή της πρωτεΐνης

4 και πρώιμες προσπάθειες χρησιμοποιώντας δομικά επιλυθεί PPIs [19, 20] σαφείς αποδείξεις ότι οι μεταλλάξεις μεταβάλλοντας PPIs είναι σημαντικές για φαινοτυπικά αποτελέσματα. Έχουμε αναφερθεί πρόσφατα μια στρατηγική για την εξαγωγή πιο συγκεκριμένες οδούς καρκίνου από ένα δίκτυο ΡΡΙ χρησιμοποιώντας άκρη-ειδικό προφίλ μεταλλάξεις του καρκίνου [21]. Σαράντα τρία γονίδια του καρκίνου βρέθηκαν να φιλοξενούν τις μεταλλάξεις στον πυρήνα υπολείμματα ή /και σε διακριτές διεπαφές πρωτεΐνη, και έτσι θα μπορούσαν ενδεχομένως να συμβάλουν στην πολλαπλών μοριακών φαινοτύπων. Ωστόσο, ο βαθμός στον οποίο οι μεταλλάξεις του καρκίνου διαταράξουν δίκτυα αλληλεπίδρασης πρωτεϊνών και πώς αυτές οι διαταραχές συμβάλλουν στην φαινοτυπική ποικιλομορφία παραμένει σε μεγάλο βαθμό ανεξερεύνητη.

Για να διερευνήσουν τους μηχανισμούς μέσω των οποίων ο καρκίνος μεταλλάξεις peturb αλληλεπιδράσεων μεταξύ πρωτεϊνών, αναλύσαμε την κατανομή των 1.297.414 σωματικές μεταλλάξεις εσφαλμένου νοήματος χρησιμοποιώντας πρωτεϊνικές δομές 3D. Εστιάσαμε για πρώτη φορά σε ένα σύνολο 103 γονιδίων που συχνά μεταλλάσσεται σε καρκίνο λόγω της ισχυρής θετικής επιλογής σε όγκους. Αυτά τα γονίδια είναι πιθανό να εμπλουτιστεί για αιτιώδης μεταλλάξεις. Εμείς στη συνέχεια επεκτάθηκε ανάλυσή μας προς τους εταίρους αλληλεπίδρασης και τελικά σε όλα τα γονίδια για τα οποία πρωτεϊνικές δομές ήταν διαθέσιμα. Να διερευνήσει κατά πόσον σωματικές μεταλλάξεις συνέβαλε στην ογκογένεση από διατάραξης αλληλεπιδράσεις πρωτεϊνών, έχουμε δημιουργήσει ένα δίκτυο ΠΠΑ ενσωματώνει στοιχεία ατομικό επίπεδο των διεπαφών, η οποία περιελάμβανε επίσης πρωτεΐνη-DNA και των αλληλεπιδράσεων πρωτεΐνης-RNA (Σχήμα 1α). Βρήκαμε ότι οι ειδικές μοριακές αλληλεπιδράσεις στοχευμένη κατά τη διάρκεια της ογκογένεσης για πολλά γνωστά γονίδια του καρκίνου και ότι οι μεταλλάξεις που επηρεάζουν διαφορετικά τις διεπαφές για την ίδια πρωτεΐνη μπορεί να συνδέεται με ξεχωριστή έκβαση των ασθενών. Αυτά τα ευρήματα είναι συνεπή με εκείνα της Porta-Pardo

et al

. [2], που καταχωρήθηκαν πρόσφατα αλληλεπιδράσεις του οδηγού του καρκίνου βασίζεται σε μεταλλάξεις από μια μικρότερη ομάδα καρκίνου χρησιμοποιώντας ένα υβριδικό σύνολο δεδομένων δομική πρωτεομική που αποτελείται από πειραματικές και διαμόρφωσε συμπλέγματα πρωτεϊνών.

α) Μια ροή εργασίας που περιγράφουν τα στάδια επεξεργασίας των δεδομένων από τις πρωτεϊνικές δομές στο ΠΣΠ και του καρκίνου που σχετίζονται με σωματικές μεταλλάξεις στις κοσμικές και ICGC έως το κατάλοιπο σε επίπεδο διμερούς δίκτυα αλληλεπίδρασης πρωτεϊνών. β) Το ποσοστό των υπολειμμάτων εντός επιφάνεια, ενδιάμεση και κεντρικές περιοχές που φιλοξενούν τις μεταλλάξεις για ογκογονίδια (n = 56) και καταστολείς όγκων (n = 47) με 3D δομές. γ) Εστιάζοντας μόνο για τα υπολείμματα της επιφάνειας, το ποσοστό των υπολειμμάτων εντός των περιφερειών interface και μη-interface που φιλοξενούν μεταλλάξεις για ογκογονίδια και καταστολείς όγκων με 3D δομές.

Η

Αποτελέσματα

Η μεγάλης κλίμακας ανάλυση του εσφαλμένου νοήματος μεταλλάξεις που επηρεάζουν γονίδια του καρκίνου του

Εμείς πραγματοποιηθεί μια σε βάθος ανάλυση του εντοπισμού του καρκίνου που σχετίζονται με μεταλλάξεις απουσίας στην τρισδιάστατη δομή της πρωτεΐνης, λαμβάνοντας υπόψη μόνο σωματικές μεταλλάξεις που υπάρχουν στο exome όγκου αλλά όχι σε ασθενή -matched φυσιολογικό ιστό. Ένα σύνολο των 1.297.414 σωματικών μεταλλάξεων που παρατηρήθηκαν σε 17.028 exomes όγκου από τη συνδυασμένη διεθνή Cancer Genome Consortium (ICGC) [22], καθώς και κατάλογο των σωματικών μεταλλάξεων σε Καρκίνου (COSMIC) [23] βάσεις δεδομένων χαρτογραφήθηκαν σε ανθρώπινη πρωτεΐνη δομές από την πρωτεΐνη τράπεζα δεδομένων (ΠΣΠ ) [24] (Σχήμα 1α) όπου αυτά είναι διαθέσιμα. Κάθε θέση αμινοξέος σε κάθε πρωτεϊνική δομή σημάνθηκε ως πυρήνα, ενδιάμεση ή επιφάνεια με βάση την προσβασιμότητα διαλύτη. Χρησιμοποιώντας τις δομές συν-κρυστάλλου αλληλεπιδράσεων πρωτεΐνης, προσδιορίσαμε περαιτέρω τα υπολείμματα interface κάθε πρωτεΐνη υπεύθυνη για τη μεσολάβηση της φυσικής αλληλεπίδρασης μεταξύ εταίρων δέσμευσης. Παρατηρούμε μια παρόμοια αναλογία μεταλλάξεων (16%) χαρτογράφηση σε υπολείμματα στην επιφάνεια των ογκογονιδίων και καταστολείς όγκων, ενώ ογκογονίδια τείνουν να έχουν λιγότερες μεταλλάξεις στο ενδιάμεσο (13% έναντι 19%) και πυρήνα υπολείμματα (12% έναντι 18%) ( Σχήμα 1β). Είναι ενδιαφέρον, καταστολείς όγκων λιμάνι ελαφρώς περισσότερο (17% έναντι 19%) μεταλλάξεις στις θέσεις διασύνδεσης από ογκογονίδια (Σχήμα 1γ).

εσφαλμένου νοήματος μεταλλάξεις στον καρκίνο γονίδια είναι πιο συχνές σε Core και Interface Υπολείμματα

Η μελέτη μας επικεντρώθηκε αρχικά στις 138 γονίδια είναι γνωστό ότι παίζουν έναν αιτιώδη ρόλο στον καρκίνο [12] (S1a-S1c σχήμα). Από τα 138 γονίδια του καρκίνου, 103 (56 όγκους καταστολείς, 47 ογκογονίδια) είχαν μονομερείς δομικές πληροφορίες, και 89 είχε μία ή περισσότερες δομές συν-κρυστάλλου σε σύμπλεγμα με ένα δεσμευτικό εταίρο. Συγκρίναμε τα αποτελέσματα για τα γονίδια του καρκίνου σε άλλο 4600 ανθρώπινες πρωτεΐνες για τις οποίες είχαμε δομικές πληροφορίες. Δεδομένου ότι αυτά τα γονίδια είναι πιο πιθανό κατά κύριο λόγο δεν σχετίζονται με τον καρκίνο, περιμένουμε να είναι αντιπροσωπευτικά του πληθυσμού που δεν υποβάλλονται σε ισχυρή επιλογή για την αιτιώδη μεταλλάξεις του καρκίνου.

χρησιμοποιήθηκαν ακριβές τεστ Δύο όψεων του Fisher για να ελέγξετε αν η επίπτωση των μεταλλαγμένων κατάλοιπα σε ένα συγκεκριμένο διαρθρωτικό θέση (βασική, ενδιάμεση, επιφάνεια ή interface) παρέκκλινε από τυχαία προσδοκία για τις πρωτεΐνες που κωδικοποιούν ογκογονίδια, καταστολείς όγκων ή άλλων γονιδίων. Παρατηρήσαμε ότι τα μεταλλαγμένα υπολείμματα έτεινε να συμβεί στον πυρήνα της καταστολείς όγκων (P-value & lt? 3.6 x 10

-2, Odds Ratio 1,19) αλλά στην επιφάνεια των ογκογονιδίων (P-value & lt? 1.3×10

-6, Odds Ratio 1,30) και άλλα γονίδια (P-value & lt? 2.2 × 10

-16, Odds Ratio 1,18) (Σχήμα 2α και S1 πίνακα). Όπως πυρήνας μεταλλάξεις συχνά αποσταθεροποιούν σε 3D δομής μιας πρωτεΐνης [25], αυτό το εύρημα είναι συνεπές με ογκοκατασταλτικά γονίδια που φιλοξενούν συχνές μεταλλάξεις απώλειας λειτουργίας. Αναλύοντας τη συχνότητα των συγκεκριμένων μεταλλάξεων σε όλη την όγκους, παρατηρήσαμε ότι οι περισσότεροι επαναλαμβανόμενες μεταλλάξεις σε καταστολείς των όγκων σημειώθηκε κυρίως στον πυρήνα υπολείμματα (S1d σχήμα), ενώ επαναλαμβανόμενες μεταλλάξεις σε ογκογονίδια συνέβησαν κυρίως στα κατάλοιπα διεπαφή (S1E σχήμα).

ακριβές τεστ του Fisher διεξήχθησαν χωριστά για κάθε σετ γονιδίων. Εμφανίζονται είναι οι λόγοι πιθανοτήτων και 95% διαστήματα εμπιστοσύνης σε κάθε σειρά γονιδίων κατά τη λήψη συγκρίνοντας τον αριθμό των μεταλλάξεων που βρίσκονται σε α) επιφάνεια σε σχέση με πυρήνα υπολείμματα, β) διασύνδεση επιφάνεια σε σχέση με τα κατάλοιπα επιφάνεια μη-interface.

Η

Είμαστε δίπλα επικεντρώθηκε σε υπολείμματα επιφάνεια, χωρίζοντας τους σε υπολείμματα σε διεπαφές αλληλεπίδρασης πρωτεΐνης σε σχέση με άλλα υπολείμματα επιφάνεια. Συνολικά το 20% (783) των 3837 γενετικές παραλλαγές χαρτογραφηθεί στην επιφάνεια υπολείμματα στα προϊόντα γονίδιο του καρκίνου εμφανίστηκαν σε διεπαφές PPI. Αναλύοντας κάθε ομάδα γονιδίων ξεχωριστά, παρατηρήσαμε μία περίσσεια νοηματικές μεταλλάξεις σε υπολείμματα διεπαφή σε σχέση με την επιφάνεια υπολείμματα μη διεπαφή στις δύο καταστολείς όγκου (P-value & lt? 1.4×10

-4, Odds Ratio 1,28) και ογκογονίδια (Ρ τιμή-& lt? 7.92×10

-3, Odds Ratio 1,17) (Σχήμα 2β και S1 πίνακα), αλλά όχι άλλα γονίδια. Δεδομένου ότι διαφορετικές διασυνδέσεις διαμεσολαβούν ξεχωριστές δραστηριότητες πρωτεΐνη, αυτό το εύρημα υποδηλώνει ότι οι ειδικές δραστηριότητες των δύο καταστολείς όγκων και ογκογονίδια στοχευμένη στον καρκίνο, και πλήρη απώλεια της λειτουργίας δεν μπορεί να είναι αναγκαία για ορισμένα ογκοκατασταλτικά γονίδια για την προώθηση της ογκογένεσης.

Αθόρυβο οι μεταλλάξεις συχνά χρησιμοποιούνται για να αντιπροσωπεύουν το ρυθμό μετάλλαξης υπόβαθρο στην ογκογένεση [26-28], δεδομένου ότι οι περισσότερες σιωπηλές μεταλλάξεις είναι απίθανο να μεταβάλλει τη δραστικότητα της πρωτεΐνης και ως εκ τούτου είναι πιθανόν να μην υποβάλλονται σε θετική επιλογή. Επαναλάβαμε τις δοκιμές μας χρησιμοποιώντας σιωπηλές μεταλλάξεις για να διαπιστωθεί αν τυχαίων μεταλλάξεων έδειξε παρόμοια προτίμηση για τα υπολείμματα πυρήνα, επιφάνειας και διεπαφή. Δεδομένου ότι δεν τήρησε τις ίδιες τάσεις (S2 σχήμα), αυτό υποδηλώνει ότι η θετική επιλογή ενεργεί για να στοχεύουν συγκεκριμένα αλλοιώσεις αλληλουχίας της πρωτεΐνης σε λειτουργικά σημαντικές περιοχές για τις πρωτεΐνες στον καρκίνο.

Core και Interface Περιφερειών είναι πιο πιθανό να Harbor λειτουργική μεταλλάξεις

σχολιασμένη όλες τις σωματικές μεταλλάξεις απουσίας με λειτουργικά αποτελέσματα που παράγονται από VEST [29]. Αν και δεν είναι ειδική για τον καρκίνο, οι βαθμολογίες VEST μπορεί ακόμα να είναι χρήσιμη για να προσδιοριστεί αν οι παρατηρούμενες μεταλλάξεις είναι πιθανό να διαταράξουν δραστικότητα πρωτεΐνης (Μέθοδοι). Παρατηρήσαμε ότι οι μεταλλάξεις στον πυρήνα των πρωτεϊνών και εκείνα που επηρεάζουν υπολείμματα μεσόφασης ήταν πιο πιθανό να λάβουν λειτουργικές βαθμολογίες γιλέκο, ενώ μεταλλάξεις σε υπολείμματα μη διεπαφή επιφάνεια είχε δικόρυφη κατανομή, που υποδηλώνει ότι αυτές οι μεταλλάξεις μπορεί να επηρεάζουν μέχρι τώρα άγνωστα θέσεις συνδέσεως ή άλλες λειτουργικά σημαντικές κατηγορίες των υπολειμμάτων στην επιφάνεια (Εικ S1f). Σε γενικές γραμμές, λειτουργικές μεταλλάξεις εμπλουτίστηκαν στα κατάλοιπα περιβάλλον σε σύγκριση με υπολείμματα επιφάνεια μη-interface (P-value & lt? 2.6 × 10

-2, Odds Ratio 1,06) (S2 Πίνακας), η οποία θα μπορούσε να δείξει ότι οι υποκαταστάσεις αμινοξέων σε ένα interface είναι πιο πιθανό να έχουν λειτουργικές συνέπειες σε γενικές γραμμές, ή ότι τα λειτουργικά μεταλλάξεις στις διεπαφές είναι κάτω από θετική επιλογή στον καρκίνο, ακόμα και μεταξύ των γονιδίων που δεν είναι συχνά μεταλλαχθεί.

λειτουργική μεταλλάξεις στις διεπαφές αλληλεπίδρασης πρωτεΐνης θα μπορούσε να επηρεάσει συγγένειες δέσμευσης πρωτεΐνης . Nishi

et al

. [20] βρήκαν ότι 97 εσφαλμένου νοήματος μεταλλάξεις από 68 γονίδια σε γενικές γραμμές είχε ένα αποσταθεροποιητικό αποτέλεσμα επί της σύνδεσης συγγένειες αλληλεπιδράσεων πρωτεΐνης-πρωτεΐνης. Για να διερευνήσουν αυτή σε μεγαλύτερη κλίμακα, υπολογίσαμε την αλλαγή στην πρόσδεση ελεύθερης ενέργειας μεταξύ άγριου τύπου και μεταλλαγμένων αλληλουχιών πρωτεϊνών καρκίνου για 5857 αντικαταστάσεις διεπαφή αμινοξέων που αναφέρθηκαν σε ICGC και COSMIC (για την ανάλυση αυτή χρησιμοποιήσαμε όλες τις μεταλλάξεις σε COSMIC). Από αυτούς, 1.225 αλλαγμένη συγγένεια δέσμευσης (S1 αρχείων): 903 είχαν προβλεφθεί να αποσταθεροποιήσουν τις αλληλεπιδράσεις, ενώ η άλλη 322 είχαν προβλεφθεί για τη σταθεροποίηση αλληλεπιδράσεις. Για να καθοριστεί εάν η επίδραση στην συγγένεια δέσμευσης ήταν σύμφωνο με την λειτουργία των αλληλεπιδράσεων που τους περιγράφονται ως ενεργοποίηση ή ανασταλτικό μέσω της βάσης δεδομένων Reactome Pathway [30]. Εκατόν πενήντα δύο αλληλεπιδράσεις θα μπορούσαν να περιγράφονται ως ενεργοποίηση και 15 ως ανασταλτικά. Παρατηρήσαμε ότι η ενεργοποίηση των διεπαφών για ογκοκατασταλτικά γονίδια είχαν υψηλού βαθμού εμπλουτισμού για την αποσταθεροποίηση μεταλλάξεις σε σχέση με την ενεργοποίηση των διεπαφών σε ογκογονίδια (P-value ακριβής δοκιμασία Fisher & lt? 8,36 × 10

-4, Odds Ratio 3,65) (S3 και S4 Πίνακες) .

μια διμερής πρωτεΐνη-υπολειμμάτων αλληλεπίδραση δίκτυο Highlights Μετάλλαξη Μοτίβα σε γονίδια του καρκίνου του

για να διερευνήσει το βαθμό στον οποίο καρκίνο μεταλλάξεις στα κατάλοιπα διεπαφή στοχεύουν συγκεκριμένες διεπαφές αλληλεπίδρασης πρωτεΐνης, κατασκευάσαμε ένα δίκτυο διμερούς πρωτεΐνης-αλληλεπιδράσεων. Το δίκτυο αυτό απεικονίζει ρητά τα υπολείμματα που μεσολαβούν PPIs σε κάθε εταίρο, έτσι το δίκτυο περιλαμβάνει δύο διακριτές κατηγορίες των κόμβων: κύκλοι αντιπροσωπεύουν πρωτεΐνες και τα τρίγωνα παριστάνουν υπολείμματα αμινοξέων (Εικ 3α). Εστιάσαμε για πρώτη φορά στο υποδίκτυο του μεταβάλλονται συχνά γονίδια του καρκίνου και των εταίρων της αλληλεπίδρασής τους (Σχήμα 3), Αυτό το υποδίκτυο αποτελείται από 185 πρωτεΐνες κόμβων εκ των οποίων 65 είναι τα γονίδια του καρκίνου και 120 είναι εταίροι αλληλεπίδραση. Υπολείμματα μεσολαβώντας ομο-διμερισμός δεν συμπεριελήφθησαν σε αυτό το σχήμα, αλλά είναι παρόντα στο πλήρες δίκτυο. Στο Σχήμα 3b, όλα τα κατάλοιπα που συμμετέχουν σε διεπαφές παρουσιάζεται, ενώ το Σχ 3c δείχνει μόνο τα υπολείμματα διασύνδεση που είναι μεταλλαγμένα σε καρκίνο.

Οι ακμές που εμπλέκονται στην αυτο-αλληλεπίδραση δεν φαίνονται. α) Ένα παράδειγμα ενός δικτύου που περιγράφει το πώς οι πρωτεΐνες, τα υπολείμματα interface και μεταλλάξεις που εκπροσωπούνται στο διμερές μοντέλο δικτύου. Σε ένα δίκτυο αλληλεπίδρασης πρωτεΐνης-πρωτεΐνης, οι κόμβοι που αντιπροσωπεύουν πρωτεΐνες A-D είναι άμεσα συνδεδεμένα μεταξύ τους. Σε διμερούς δικτύου αλληλεπίδραση πρωτεϊνικό υπόλειμμα μας, τα υπολείμματα διεπαφής που εμφανίζεται μεταξύ των πρωτεϊνών. Για παράδειγμα, το υπόλειμμα 1 επί πρωτεΐνης Α (A_1) εμπλέκεται στη διεπαφή πρωτεΐνης-πρωτεΐνης μεταξύ Α και Β μαζί με το Α και C. Τα υπολείμματα μεταλλάσσεται σε καρκίνο εμφανίζονται στο δίκτυο αλληλεπίδραση υπόλειμμα διμερούς πρωτεΐνης μεταλλαχθεί. Για παράδειγμα, A_1 μεταλλάσσεται σε ένα τουλάχιστον καρκίνου σε έναν ασθενή ενώ υπόλειμμα B_1 Υποβολή του ανωτέρω αλλά απουσιάζει δεν εδώ έχει. β) Μια διμερής δίκτυο δείχνει τα γονίδια του καρκίνου και την άμεση αλληλεπιδρούν τους. γ) Ένα διμερές δίκτυο εμφανίζει μόνο τα υπολείμματα που μεταλλάχθηκαν σε μία ή περισσότερες όγκους. Τα κυκλικά υπολείμματα διεπαφή αλληλεπιδρούν με πολλαπλές πρωτεΐνες.

Η

Βρήκαμε ότι κατά μέσο όρο, 2,2 θέσεις πρόσδεσης ανά γονίδιο έτρεφε μεταλλάξεις του καρκίνου, με κάποιες καταστολείς όγκων (FUBP1, KMT2D, Notch2 και MLH1) και ογκογονίδια (CCND1 και SKP2) που δεν έχουν μεταλλάξεις interface και μερικά γονίδια του καρκίνου που έχουν μεταλλάξεις σε πολλαπλά διακριτά διεπαφές (συμπεριλαμβανομένου του TP53 με μεταλλάξεις σε 8 διαφορετικές διεπαφές, CTNNB1 με μεταλλάξεις σε 7 διαφορετικές interafaces, APC με μεταλλάξεις σε 6 διαφορετικές διεπαφές και EGFR με μεταλλάξεις σε 4 διαφορετικές διεπαφές ). Η παρατήρηση αυτή υποδηλώνει ότι η φαινοτυπική πλειοτροπίας που προκύπτουν από διακριτές μεταβολές του προφίλ αλληλεπίδρασης των γονιδίων του καρκίνου θα μπορούσε να συμβάλει στην ετερογένεια των όγκων.

Δύο ιδιαίτερα ενδιαφέρουσες περιοχές του κέντρου δικτύου διμερούς σε ογκοκατασταλτικά γονίδια Β2Μ και TP53. Οι ενότητες αυτές δικτύου δείχνουν διαφορετικά πρότυπα του εντοπισμού μετάλλαξης σε διεπαφές που υποδηλώνουν διαφορετικές επιλεκτικές πιέσεις που ασκούνται με στόχο μεταλλάξεις σε κάθε περίπτωση. Έχουμε περιγράψει αυτές τις δύο ενότητες με περισσότερες λεπτομέρειες στις ακόλουθες ενότητες.

Ενότητα Δίκτυο B2M

Σε αντίθεση με τα περισσότερα γονίδια του καρκίνου του δικτύου μας, μεταλλάξεις περιβάλλον που επηρεάζουν το ογκοκατασταλτικό βήτα-2 μικροσφαιρίνη (Β2Μ) ήταν που βρίσκονται κατά κύριο λόγο στα γονίδια συνεργάτη. Οι περισσότεροι από αυτούς τους συνεργάτες ανταγωνίζονται μεταξύ τους για να συνδέουν τον ίδιο χώρο για Β2Μ (Σχήμα 4α). Τα πιο συχνά παρατηρούνται μεταλλάξεις μεταξύ των εταίρων Β2Μ ήταν υπολείμματα 121 και 33 για HLA-A και κατάλοιπα 140 και 118 σχετικά με το HLA-B.

α) Μια διμερής δίκτυο του Β2Μ ογκοκατασταλτικό, τους συνεργάτες του και τα κατάλοιπα διεπαφή με τα οποία αυτά αλληλεπιδρούν. β) Ένα διμερές δίκτυο που δείχνει μόνο το υποσύνολο των υπολειμμάτων που παρατηρήθηκαν στο λιμάνι νοηματικές μεταλλάξεις σε ασθενείς με καρκίνο. Το μέγεθος εδώ από τους κόμβους υπολείμματος αντιπροσωπεύουν τον αριθμό των όγκων στα οποία μεταλλάχθηκε το υπόλειμμα.

Η

Εκτός από LILRB1 και LILRB2, οι άλλοι 10 εταίροι αλληλεπίδραση του Β2Μ (Σχήμα 4β) είναι όλα εμπλέκονται με αντιγόνο παρουσίαση. Αυτές περιλαμβάνουν πρωτεΐνες MHC τάξης 1 (HLA-A, HLA-B, HLA-G, HLA-E) και τα μέλη μιας κατηγορίας στενά σχετιζόμενων πρωτεϊνών που εμπλέκονται με την παρουσίαση των μη-πεπτιδικών αντιγόνων (CD1a, CD1B, CD1D, HFE, MR1 και FCGRT). Επιφανειακή έκφραση και την παρουσίαση αντιγόνου MHC τάξης Ι απαιτεί σύνδεση προς Β2Μ [31]. MHC τάξης 1 γονίδια είναι εξαιρετικά πολυμορφικά, το οποίο τους δίνει τη δυνατότητα να παρουσιάσει μια ποικιλία διαφορετικών ενδογενών πεπτιδίων [31]. Οι μεταλλάξεις που επηρεάζουν τη δέσμευση με τους εταίρους στην οδό παρουσίασης αντιγόνου θα μπορούσε να μειώσει την αποτελεσματικότητα της αυτο-αντιγόνου παρουσίαση και έτσι B2M διευκολυνθεί η ανοσολογική απόκριση της φοροδιαφυγής από τα καρκινικά κύτταρα. Ο εμπλουτισμός των μεταλλάξεων σε διεπαφές εταίρος μπορεί να αντανακλά το γεγονός ότι η επιλογή σε όγκους ενεργεί για να παρεμβαίνουν ειδικά με την παρουσίαση της αυτο-αντιγόνα, έτσι ώστε οι όγκοι με διαφορετικά προφίλ μετάλλαξη πρέπει να παρεμβαίνει με διάφορες πτυχές της οδού παρουσίασης αντιγόνου.

Ενότητα Δίκτυο ΤΡ53

ΤΡ53 είναι η πιο συχνά μεταλλαγμένο γονίδιο σε ανθρώπινους καρκίνους με μεταλλάξεις κατανεμημένα σε όλο το ανοιχτό πλαίσιο ανάγνωσης

3. Οι μεταλλάξεις σε αυτό το γονίδιο έχουν αναφερθεί ότι έχουν διαφορετικές συνέπειες για δραστηριότητα ΤΡ53 [32]? μερικές από τις μεταλλάξεις προκαλούν αύξηση της λειτουργίας, ενώ άλλοι καταστείλουν TP53. Ακόμη και διακριτές υποκαταστάσεις αμινοξέων στο ίδιο υπόλειμμα μπορεί να οδηγήσει σε διαφορετικούς φαινοτύπους [32]. Εδώ χρησιμοποιήσαμε το διμερές δίκτυο αλληλεπίδρασης πρωτεΐνης-καταλοίπων TP53 για να εξετάσει τις πιθανές βιολογικές αποτελέσματα των διακριτών μεταλλάξεων.

Πολλά από τα μεταλλαγμένα υπολείμματα διασύνδεσης στη μονάδα δικτύου TP53 διαμεσολαβούν πολλαπλές αλληλεπιδράσεις πρωτεϊνών. Μεταλλαγμένα ΤΡ53 κατάλοιπα 18 και 27 αλληλεπιδρούν τόσο με MDM2 και EP300 (Σχ 5α και 5β). Κοινόχρηστο κατάλοιπα είναι ιδιαίτερα ενδιαφέροντα, επειδή μεταλλάξεις σε αυτά τα sites θα μπορούσε ταυτόχρονα να παρεμβαίνει με πολλαπλά ενδοκυτταρικά σήματα, ή θα μπορούσε να μετατοπίσει την ισορροπία της δέσμευσης μεταξύ των εταίρων αλληλεπίδραση. Σύμφωνα με την 2-κράτος μοντέλο Kohn της [33] EP300 έχει δύο ρόλους στο δίκτυο TP53. Όταν σε ανενεργή κατάσταση (σε απουσία κυτταρικού στρες), ΤΡ53 μπορεί να απενεργοποιηθεί μέσω ουβικιτινίωση είτε από MDM2 ή EP300. Σε αυτό το σενάριο, EP300 συνεργάζεται με MDM2. Ωστόσο, στην ενεργό κατάσταση (που προκλήθηκε από βλάβη του DNA) φωσφορυλίωση των ΤΡ53 (υπολείμματα 18 ή 20) αναστέλλει τη σύνδεση MDM2, ενώ προωθεί δεσμευτικές EP300. MDM2 είναι ένας αρνητικός ρυθμιστής του TP53, ενώ EP300 διεγείρει μεταγραφική δραστηριότητα TP53 του. Έτσι EP300 έχει μια αντίθετη ρόλο στην MDM2 στην TP53 ενεργή κατάσταση. Με αποσταθεροποίηση της αλληλεπίδρασης ΤΡ53-EP300, η ​​οποία είναι δυσμενής για την εξέλιξη του όγκου, μεταλλάξεις σε αυτά τα υπολείμματα θα μπορούσαν ειδικώς αναστέλλουν τη σύνδεση EP300, απελευθερώνοντας έτσι τη θέση δέσμευσης για να αλληλεπιδράσουν με MDM2.

α) Ένα διμερές δίκτυο του καταστολέα όγκων TP53, τους συνεργάτες του και τα υπολείμματα διασύνδεση με τις οποίες αλληλεπιδρούν. β) Ένα διμερές δίκτυο που δείχνει μόνο το υποσύνολο των καταλοίπων που παρατηρούνται στο λιμάνι νοηματικές μεταλλάξεις σε ασθενείς με καρκίνο. Το μέγεθος εδώ από τους κόμβους υπολείμματος αντιπροσωπεύουν τον αριθμό των όγκων στα οποία μεταλλάχθηκε το κατάλοιπο. γ) Ένα οικόπεδο επιβίωσης Kaplan Meier ασθενών από TCGA που φέρουν μεταλλάξεις στο ΤΡ53 στα κατάλοιπα 175, 248 ή 273. δ) Το ΤΡ53 μεταλλάξεις R175, R273 και R248 που εμφανίζονται στην κρυσταλλική δομή του ΤΡ53 ως ομοτετραμερές.

Η

TP53 υπολείμματα 181, 247 και 249 αλληλεπιδρούν με TP53BP1 και TP53BP2 (Σχήμα 5α και 5β). TP53BP1 συμβάλλει στην επιδιόρθωση του DNA και τον έλεγχο του κυτταρικού κύκλου, καθώς και την ενίσχυση ΤΡ53 μεσολάβηση μεταγραφική δραστηριότητα [34], και TP53BP2 ενισχύει βλάβη επαγόμενη απόπτωση [35]. Σε αντίθεση με το παράδειγμα MDM2-EP300, η ​​πλέον συμφέρουσα αποτέλεσμα για τον όγκο, φαίνεται να έχει ως αποτέλεσμα, αν οι μεταλλάξεις στα κατάλοιπα 181, 247 και 249 σε κίνδυνο τόσο TP53BP1 και TP53BP2 αλληλεπιδράσεις. Είναι ενδιαφέρον ότι, οι μεταλλάξεις στο κατάλοιπο 249 είχαν προβλεφθεί για την σταθεροποίηση της αλληλεπίδρασης με TP53BP1 αλλά αποσταθεροποιούν την αλληλεπίδραση με TP53BP2 (S1 File) προτείνοντας ένα πιο σύνθετο ρόλο για αυτά τα ΤΡ53 εταίρων στην ογκογένεση

κατάλοιπο ΤΡ53 45 είναι σημαντικό για πρόσδεση σε δεσμευτικές RPA1 και HGMB1. Το συγκρότημα ΤΡ53-RPA1 είναι σημαντική για ομόλογο ανασυνδυασμό και είναι ουσιώδης για την καταστολή του όγκου [36], ενώ HMGB1 έχει τόσο ογκογόνο και ογκογόνο δραστηριότητες [37]. Έχει προταθεί ότι απουσία του ΤΡ53, HMBG1 προωθεί αυτοφαγία και HMGB1 μεσολάβηση αυτοφαγία διεγείρει την επιβίωση των κυττάρων του όγκου μέσω διαδικασιών ΤΡ53 εξαρτώμενη [38]. Η διακοπή των δύο RPA1 και HMBG1 αλληλεπιδράσεις με ΤΡ53 μπορεί συνεπώς να είναι πλεονεκτικό για διατήρηση του όγκου.

Ορισμένες μεταλλάξεις στο ΤΡ53 είναι γνωστό ότι έχουν μια προγνωστική αξία για τους ασθενείς με καρκίνο. Αυτές οι μεταλλάξεις κατηγοριοποιούνται ανάλογα με το αν επηρεάζουν την ικανότητα πρόσδεσης στο DNA (R248Q, R273H) ή συνολική σταθερότητα της πρωτεΐνης (R249S, G245S, R175H και R282W) [39]. Poeta

et al

. [40] κατατάσσονται TP53 μεταλλάξεις ως διασπαστική ή μη-διασπαστική ανάλογα με το αν είναι ή όχι βρίσκονται στο DNA τομέα δέσμευσης (DBD). Μεταλλάξεις στο αποδιοργανωτική κατηγορία συνδέθηκαν με βραχύτερη επιβίωση. hotspots συγκεκριμένη μετάλλαξη (248, 273 και 175) παρατηρήθηκαν πρόσφατα να επηρεάζουν την ευαισθησία σε χημειοθεραπεία και τη συνολική επιβίωση στον καρκίνο των ωοθηκών [41]. Αν και δεσμευτικό το DNA και οι τομείς ολιγομερισμού της TP53 συνήθως αντιμετωπίζονται χωριστά, αντιστοιχίσεις διεπαφή μας τονίσει ότι πολλά αμινοξέα που συμμετέχουν στην TP53 διμερισμό βρίσκονται εντός του DBD, γεγονός που έχει αναφερθεί στο παρελθόν [42].

Ενώ και οι δύο υπολείμματα 248 και 273 συμβάλλουν στη δέσμευση του DNA, τοπολογική τους επηρεάζει στο δίκτυο ΠΠΑ διαφέρουν. Παρατηρήσαμε 3 μεταλλάξεων hotspots (συχνά μεταλλαγμένα υπολείμματα) που εμπλέκονται με διαφορετικά σύνολα αλληλεπιδράσεις: υπόλειμμα ΤΡ53 273 επηρεάζει ειδικώς σύνδεσης DNA, το τμήμα 175 επηρεάζει ειδικά ΤΡ53 ολιγομερισμό και το υπόλειμμα 248 είναι σημαντική για ολιγομερισμό, η σύνδεση με το DNA και τις αλληλεπιδράσεις με δύο εταίρων πρωτεΐνη , TP53BP1 και TP53BP2. Όταν οι ασθενείς ομαδοποιήθηκαν σύμφωνα με μετάλλαξη σε αυτές τις τρεις περιοχές, παρατηρήσαμε μια στατιστικά σημαντική διαφορά στις τάσεις επιβίωσης (Chi-Square = 11,1, P-value & lt? 3,8 × 10

-3, δοκιμασία log-rank) (Σχ 5γ ). Το τρισδιάστατο εντοπισμό των καταλοίπων 175, 248 και 273 σε ένα τετραμερές ΤΡ53 φαίνεται στο Σχ 5δ.

Λειτουργική μεταλλάξεις είναι εμπλουτισμένη στο Ογκοκατασταλτικής αλλά όχι ογκογονίδιο Homo-ολιγομερισμός τοποθεσίες

μεταλλάξεις μπορούν να χαρτογραφηθεί σε τόπους ομο-ολιγομερισμό των 46 γονιδίων του καρκίνου. Δεδομένου ότι η κρυστάλλωση μερικές φορές ανιχνεύει πρωτεΐνης-πρωτεΐνης επαφές που δεν συμβαίνουν στο κύτταρο, η ανάλυση μας επικεντρώθηκε 23 των γονιδίων του καρκίνου που επιβεβαιώθηκαν για να σχηματίσουν βιολογικά oligomerizations με PISA [43], και απ ‘ευθείας από τη βιβλιογραφία (S5 και S6 Πίνακες). Από αποτυχία σε ολιγομερισμό είναι πιθανό να επηρεάσει τη λειτουργία των πρωτεϊνών, βρήκαμε ενδιαφέρον το γεγονός ότι μεταλλαγμένες θέσεις ολιγομερισμού ήταν περίπου εκπροσωπούνται ισότιμα ​​μεταξύ των ογκογονιδίων και καταστολείς όγκων (Σχήμα 6). Θεωρήσαμε ότι οι μεταλλάξεις σε αυτές τις θέσεις σε καταστολείς όγκων, αλλά δεν ογκογονιδίων θα εμπλουτισθεί για υποκαταστάσεις λειτουργικών αμινοξέων. Για να δοκιμάσετε αυτό, γιλέκο διανομές βαθμολογία για μεταλλάξεις συγκρίθηκαν σε χώρους ολιγομερισμού σε ογκογονίδια, καταστολείς όγκων και άλλων γονιδίων. Βρήκαμε ότι οι καταστολείς των όγκων είναι σημαντικά εμπλουτισμένη με λειτουργικές μεταλλάξεις σε περιοχές ομο-ολιγομερισμού τους σε σύγκριση με άλλα γονίδια (P-value & lt? 1,73 × 10

-8, Odds Ratio 3,68) (S7 πίνακα), αλλά δεν τήρησε αυτό τον εμπλουτισμό για ογκογονίδια (Εικόνα 6).

οι άκρες χρωματισμένα σύμφωνα με τις λειτουργικές προβλέψεις που γίνονται με τη χρήση γιλέκο. Κόκκινες γραμμές δείχνουν ότι οι μεταλλάξεις που επηρεάζουν ότι υπολείμματος είχαν προβλεφθεί να είναι λειτουργική (VEST & gt? 0.75), μπλε γραμμές δείχνουν μια ουδέτερη πρόβλεψη (VEST & lt? 0.25), και διακεκομμένη γκρι γραμμές δείχνουν μεταλλάξεις δεν θα μπορούσε με βεβαιότητα να ανατεθεί μια λειτουργική ή ουδέτερο ετικέτα.

η

τοποθεσίες δεσμεύονται με νουκλεϊκά οξέα λιμάνι μια απροσδόκητη Αριθμός μεταλλάξεις χωρίς νόημα

στη συνέχεια εξετάσαμε τοποθεσίες στο δίκτυό μας δέσμευσης πρωτεΐνης-DNA. Μέντελ μεταλλάξεις στις θέσεις δέσμευσης του DNA πειραματικά αποτελέσματα είτε να καταργήσει δέσμευσης του DNA ή να μεταβάλλει την ειδικότητα δέσμευσης του DNA για τη σύνδεση μοτίβα σε αλληλουχία DNA [9]. Το ΠΠ περιλαμβάνονται δομές για 10 καταστολείς των όγκων, 2 ογκογονίδια και 168 επιπλέον γονίδια συνδέονται με το DNA (S8 Πίνακας). Μεταξύ αυτών, 9 καταστολείς όγκων, 1 ογκογονιδίου και 131 άλλα γονίδια είχαν μεταλλάξεις σε περιοχές του DNA τους δέσμευσης (S9 πίνακα). DNA περιοχές πρόσδεσης γενικά δεν συμπίπτουν με τις περιοχές πρωτεΐνη που αλληλεπιδρά πρωτεϊνών σε Μεντελικής ασθένειες [9]. Οι πρωτεΐνες στο δίκτυό μας, ομοίως έδειξε σχεδόν καμία επικάλυψη των περιοχών αλληλεπίδρασης πρωτεϊνών με διασυνδέσεις δεσμευτικές δομικά επιλυθεί DNA (P-value & lt? 8,86 × 10

-5, Odds Ratio 0,77). Επιπλέον, ένα αναπάντεχο αριθμό εσφαλμένου νοήματος μεταλλάξεις, αλλά όχι σιωπηλές μεταλλάξεις εμφανίστηκαν εντός θέσεις πρόσδεσης DNA (P-value & lt? 3,38 × 10

-3, Odds Ratio 1,19) (S10 Πίνακας), υποδηλώνοντας ότι το DNA δραστικότητα δέσμευσης κάποιων αυτών των πρωτεϊνών θα μπορούσε να είναι σημαντική για την ογκογένεση.

από τις 180 πρωτεΐνες δέσμευσης DNA στο δίκτυό μας, δέκα ήταν μεταγραφικά ρυθμιστικές μάστερ (ETS1, SRF, FOXO4, GATA3, HNF1B, HNF4A, MAX, MYC, NFKB1 και NFATC1 [44, 45]), εκ των οποίων οκτώ (SRF και HNF1B είναι οι εξαιρέσεις) είχαν μεταλλάξεις σε περιοχές δέσμευσης του DNA τους. Μετεγγραφικών ρυθμιστών master, τα γονίδια στην κορυφή του ρυθμιστικού ιεραρχίας, είναι ικανές να ελέγχουν την έκφραση πολλαπλών γονιδίων-στόχων και είναι καθοριστικοί παράγοντες της κυτταρικής μοίρας. Έτσι, μεταλλάξεις σε αυτά τα γονίδια που είτε καταργούν δέσμευσης του DNA ή να μεταβάλει την ειδικότητα του είναι πιθανό να προκαλέσει εκτεταμένες αλλαγές στην έκφραση των γονιδίων.

Υποθέσαμε ότι οι μεταλλάξεις μεταβάλλοντας RNA περιοχές των πρωτεϊνών δέσμευσης θα έχει παρόμοιες συνέπειες με εκείνες αλλάζοντας θέσεις δέσμευσης DNA . Το δίκτυό μας περιλάμβανε ένα ογκογονίδιο RNA-δεσμευτικές και 73 RNA-δεσμευτικές άλλα γονίδια που υποστηρίζονται από συν-κρυσταλλικές δομές στο ΠΣΠ (S11 Πίνακας). Σε αντίθεση με ό, τι έχει αναφερθεί για τομείς δέσμευσης του DNA, δεν παρατηρήσαμε αμοιβαία αποκλειστικότητα μεταξύ των καταλοίπων που μεσολαβούν αλληλεπιδράσεις μεταξύ πρωτεϊνών και των εν λόγω μεσολάβηση αλληλεπιδράσεων πρωτεΐνης-RNA. Πενήντα έξι από τα γονίδια, συμπεριλαμβανομένου του ενιαίου ογκογονίδιο, harbored μεταλλάξεις στην περιοχή πρόσδεσης του RNA τους (S12 πίνακα).