Understanding the full spectrum of epigenetic vulnerability in cancer through the delineation of DNA methylation function in gene 3' end

通过描绘基因 3 端 DNA 甲基化功能,全面了解癌症的表观遗传脆弱性

基本信息

  • 批准号:
    10765365
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 39.24万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2023
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2023-01-19 至 2025-03-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Abstract DNA methylation abnormalities occur in all genomic contexts throughout the cancer genome, and studies of such aberrant epigenetic patterns have led to seminal discoveries regarding tumor suppressor gene silencing by promoter hypermethylation. While promoter hypermethylation causes transcriptional silencing, the functions of non-promoter DNA methylation are poorly defined. Such lack of knowledge severely limits our ability to contextualize the effects of abnormal DNA methylation on cancer biology and to realize the full potential of epigenetic-based cancer therapy. In this proposal, we propose to investigate the impact of non-promoter DNA methylation on the transcriptome and will focus on studying the functions of DNA methylation near gene 3' ends. Using a pair of isogenic cancer cells (HCT116 and DKO cells) that differ specifically in their ability to maintain DNA methylation, we discovered a robust association between gene 3' end differential DNA methylation and alternative cleavage and polyadenylation (APA) events. Briefly, pre-mRNAs undergo cleavage and polyadenylation as part of normal mRNA 3' end formation, and alternative sites of cleavage and polyadenylation can be utilized to produce transcripts with varying regulatory sequences in the 3' untranslated regions (3' UTRs) or protein isoforms via APA within coding sequences. Previous studies have demonstrated that cancer cells can hijack the APA pathway to skew expression of short 3' UTRs in oncogenes to evade negative regulation, highlighting APA as an important process involved in cancer initiation and progression. By leveraging the Cancer Genome Atlas (TCGA) data, we could also observe the correlation between gene 3' DNA methylation and APA at select loci in cancer patient samples. We hypothesize that differential DNA methylation in gene 3' ends can result in cancer-promoting expression patterns through regulation of APA. In Aim 1, we will define the mechanism of DNA methylation-regulated APA using a combination of computational, biochemical, molecular biology, and genomic approaches. In Aim 2, we will validate our model and in vitro data by mapping polyadenylation site usage in additional cancer cell lines and testing for disease-relevant APA events across different cancer types using publically available RNA-seq and DNA methylation data from the International Cancer Genome Consortium (ICGC). The results of our study will improve overall functional understanding of non-promoter DNA methylation, provide a novel mechanism for APA regulation, and ultimately accelerate discovery of novel targets for cancer management. We also envision that our findings here can have broad impact on our knowledge of how epigenetic regulation shapes the transcriptome in cancer as well as in other human healthy and pathological conditions.
抽象的 DNA 甲基化异常发生在整个癌症基因组的所有基因组环境中,并且研究 这种异常的表观遗传模式导致了关于肿瘤抑制基因沉默的开创性发现 通过启动子高甲基化。虽然启动子高甲基化会导致转录沉默,但其功能 非启动子 DNA 甲基化的定义不明确。这种知识的缺乏严重限制了我们的能力 将异常 DNA 甲基化对癌症生物学的影响置于背景下,并充分发挥 基于表观遗传学的癌症治疗。在本提案中,我们建议研究非启动子 DNA 的影响 转录组甲基化,重点研究基因3'附近DNA甲基化的功能 结束。使用一对同基因癌细胞(HCT116 和 DKO 细胞),它们的能力不同 维持 DNA 甲基化,我们发现基因 3' 端差异 DNA 之间存在强有力的关联 甲基化和选择性切割和多聚腺苷酸化 (APA) 事件。简而言之,前 mRNA 经历裂解 和聚腺苷酸化作为正常 mRNA 3' 末端形成的一部分,以及切割和的替代位点 多聚腺苷酸化可用于产生 3' 非翻译区具有不同调节序列的转录本 区域(3'UTR)或通过编码序列内的 APA 的蛋白质亚型。先前的研究表明 癌细胞可以劫持 APA 途径,使癌基因中短 3' UTR 的表达发生偏差,从而逃避 负调节,强调 APA 作为癌症发生和进展的重要过程。经过 利用癌症基因组图谱(TCGA)数据,我们还可以观察基因3'之间的相关性 癌症患者样本中选定位点的 DNA 甲基化和 APA。我们假设差异DNA 基因 3' 末端的甲基化可通过 APA 的调节导致癌症促进的表达模式。在 目标 1,我们将结合计算、 生物化学、分子生物学和基因组方法。在目标 2 中,我们将验证我们的模型和体外数据 通过绘制其他癌细胞系中聚腺苷酸化位点的使用情况并测试与疾病相关的 APA 使用公开的 RNA-seq 和 DNA 甲基化数据来研究不同癌症类型的事件 国际癌症基因组联盟(ICGC)。我们的研究结果将改善整体功能 了解非启动子 DNA 甲基化,为 APA 调节提供新机制,以及 最终加速癌症管理新靶点的发现。我们还预计我们的发现 这可能会对我们关于表观遗传调控如何塑造转录组的知识产生广泛的影响 癌症以及其他人类健康和病理状况。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Angela H Ting其他文献

Angela H Ting的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Angela H Ting', 18)}}的其他基金

Understanding the full spectrum of epigenetic vulnerability in cancer through the delineation of DNA methylation function in gene 3' end
通过描绘基因 3 端 DNA 甲基化功能,全面了解癌症的表观遗传脆弱性
  • 批准号:
    10334486
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 39.24万
  • 项目类别:
Characterizing the DNA methylomes of indolent and aggressive prostate cancers
惰性和侵袭性前列腺癌 DNA 甲基化组的特征
  • 批准号:
    8875628
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 39.24万
  • 项目类别:
Characterizing the DNA methylomes of indolent and aggressive prostate cancers
惰性和侵袭性前列腺癌 DNA 甲基化组的特征
  • 批准号:
    8114365
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 39.24万
  • 项目类别:
Characterizing the DNA methylomes of indolent and aggressive prostate cancers
惰性和侵袭性前列腺癌 DNA 甲基化组的特征
  • 批准号:
    8318568
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 39.24万
  • 项目类别:
Characterizing the DNA methylomes of indolent and aggressive prostate cancers
惰性和侵袭性前列腺癌 DNA 甲基化组的特征
  • 批准号:
    8504796
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 39.24万
  • 项目类别:
Characterizing the DNA methylomes of indolent and aggressive prostate cancers
惰性和侵袭性前列腺癌 DNA 甲基化组的特征
  • 批准号:
    8705895
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 39.24万
  • 项目类别:

相似海外基金

Investigating the role of long non-coding RNAs in regulation of DNA methylation
研究长链非编码 RNA 在 DNA 甲基化调节中的作用
  • 批准号:
    10623599
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 39.24万
  • 项目类别:
Long noncoding RNA regulations in breast cancer among African-American women
非洲裔美国女性乳腺癌中的长非编码 RNA 调控
  • 批准号:
    10207558
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 39.24万
  • 项目类别:
Long noncoding RNA regulations in breast cancer among African-American women
非洲裔美国女性乳腺癌中的长非编码 RNA 调控
  • 批准号:
    10666484
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 39.24万
  • 项目类别:
Long noncoding RNA regulations in breast cancer among African-American women
非洲裔美国女性乳腺癌中的长非编码 RNA 调控
  • 批准号:
    10053610
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 39.24万
  • 项目类别:
Long noncoding RNA regulations in breast cancer among African-American women
非洲裔美国女性乳腺癌中的长非编码 RNA 调控
  • 批准号:
    10436930
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 39.24万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了