Αφηρημένο

Ιστορικό

Τα στοιχεία δείχνουν έντονα ότι αυθόρμητες μεταλλάξεις ζεύγος σε φυσιολογικούς ιστούς ποντικού προκύπτουν γενικά από chronocoordinate γεγονότα. Αυτά chronocoordinate μεταλλάξεις αντανακλούν μερικές φορές «ντους μετάλλαξη», τα οποία είναι πολλαπλές μεταλλάξεις chronocoordinate που εκτείνονται σε πολλές χιλιάδες βάσεις. Ωστόσο, λίγα είναι γνωστά για μεταλλαξιγένεση δυάδα και πολλαπλή μεταλλάξεις (domuplets) στον καρκίνο του ανθρώπου. Ο καρκίνος του πνεύμονα ευθύνεται για περίπου το 25% όλων των θανάτων από καρκίνο. Στο παρόν, αναλύουμε την επιδημιολογία της domuplets στο

EGFR

και

TP53

γονιδίων στον καρκίνο του πνεύμονα. Η

EGFR

γονίδιο είναι ένα ογκογονίδιο στο οποίο διπλές είναι γενικά οδηγού συν τον οδηγό μεταλλάξεις, ενώ η

TP53

γονίδιο είναι ένα ογκοκατασταλτικό γονίδιο με μια πιο τυπική κατάσταση στην οποία διπλές προέρχονται από έναν οδηγό και μετάλλαξη των επιβατών.

Μεθοδολογία /Κύρια Ευρήματα

EGFR

μεταλλάξεις που προσδιορίζονται από αλληλουχίας συλλέχθηκαν από 66 δημοσιευμένες εργασίες και μας ενημερώνεται

EGFR

βάση δεδομένων μετάλλαξη (www .egfr.org).

TP53

μεταλλάξεις συλλέχθηκαν από IARC έκδοση 12 (www-p53.iarc.fr). Για

EGFR

και

TP53

διπλών, δεν σαφώς σημαντικές διαφορές στη φυλή, παρατηρήθηκαν εθνικότητα, το φύλο και την κατάσταση καπνίσματος. Ζεύγη στο

EGFR

και

Οι TP53

γονιδίων στον καρκίνο του ανθρώπινου πνεύμονα αυξημένα περίπου οκτώ και τρεις φορές, αντίστοιχα, σε σχέση με την αυθόρμητη ζεύγη στο ποντίκι (6% και 2,3% έναντι 0,7% ).

Συμπεράσματα /Σημασία

Αν και κανείς χαρακτηριστικό είναι οριστική, οι συνολικές ιδιότητες διπλή και πολλαπλή μεταλλάξεις στον καρκίνο του πνεύμονα είναι συνεπείς με ένα υποσύνολο που προέρχεται από chronocoordinate γεγονότα στο

EGFR

γονίδιο: i) οι οκτώ πλαισίου ζεύγη (που υπάρχουν στο 0,5% του συνόλου των ασθενών με

τα EGFR

μεταλλάξεις) συγκεντρωμένα και να παράγει μια καθαρή σε πλαίσιο αλλαγή? ii) περίπου 32% των διπλών είναι πολύ στενά διαστήματα (≤30 nt)? και iii) πολλαπλές περιέχουν δύο ή περισσότερα στενά διαστήματα μεταλλάξεις.

Οι ΤΡ53

μεταλλάξεις σε καρκίνο του πνεύμονα απέχουν πολύ στενά (≤30 nt) σε 33% των διπλών, και πολλαπλές γενικά περιέχουν δύο ή περισσότερα πολύ στενά διαστήματα μεταλλάξεις. Εργασία σε συστήματα μοντέλου είναι απαραίτητη για να επιβεβαιώσει τη σημασία της chronocoordinate γεγονότα στον πνεύμονα και άλλους καρκίνους

Παράθεση:. Chen Ζ, Φενγκ J, Buzin CH, Sommer SS (2008) Επιδημιολογία της Doublet /πολλαπλό Μεταλλάξεις σε καρκίνους του πνεύμονα : Απόδειξη ότι μια υποομάδα Προκύπτει από Chronocoordinate Εκδηλώσεις. PLoS ONE 3 (11): e3714. doi: 10.1371 /journal.pone.0003714

Συντάκτης: Amanda Ewart Toland, Πολιτειακό Πανεπιστήμιο του Οχάιο Medical Center, Ηνωμένες Πολιτείες της Αμερικής

Ελήφθη: 4 Αυγ του 2008? Αποδεκτές: 10 Οκτ 2008? Δημοσιεύθηκε: 13 Νοέμ, 2008

Copyright: © 2008 Sommer 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

Χρηματοδότηση:. Ίδρυμα.

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

Εισαγωγή

Ο καρκίνος είναι μια ετερογενής, multi-βήμα, σύνθετη γενετική νόσος που προκαλείται από τη συσσωρευμένη μεταλλάξεις. Καρκίνοι γενικά θεωρήθηκαν ότι προκύπτουν από τη συσσώρευση των κατ ‘εκτίμηση 5-7 αιτιολογικός μεταλλάξεις [1], [2]. Πρόσφατα, ωστόσο, Vogelstein και άλλοι έχουν δείξει σε μαστού και του παχέος εντέρου ότι οι μεμονωμένοι όγκοι συσσωρεύουν -90 σωματικώς μεταλλαγμένα γονίδια [3]. Ωστόσο, ένας πολύ μικρότερος αριθμός (υπολογίζεται ότι είναι ~ 11) είναι πιθανό να εμπλέκονται στην ογκογένεση σε οποιαδήποτε δεδομένη όγκου. Η συσσώρευση τόσων ανταποδοτικού μεταλλάξεων είναι δύσκολο να εξηγηθεί μόνο από την συχνότητα των πολλαπλών ανεξάρτητα γεγονότα μετάλλαξης. Η συσσώρευση μεταλλάξεων σε ορισμένους καρκίνους μπορεί να αντανακλά ένα φαινότυπο μεταλλάκτη με συνολικά τυχαίες μεταλλάξεις [4] – [6]. Διαδοχική επιλογή προσφέρει μια άλλη εξήγηση [7], [8]. Μία μετάλλαξη προκαλεί υπερ-αντιγραφής, που οδηγεί σε κλώνο, το οποίο περαιτέρω υπερ-αντιγράφεται οφείλεται σε δεύτερη μετάλλαξη, κλπ πρόσφατα την ύπαρξη του ντους μετάλλαξης έχουν αναφερθεί, αυξάνοντας την πιθανότητα του «καρκίνου σε ένα στιγμιαίο» εάν συμβεί διάσπαρτα ντους μετάλλαξη . ντους μετάλλαξη βρέθηκαν μετά από ανάλυση των ενδογονικοί μεταλλάξεων διπλή αποκάλυψε ότι ήταν συγκεντρωμένα και chronocoordinate [9].

Έχουμε αποδείξει ότι η πλειοψηφία των διπλών στο

EGFR

γονιδίου έχουν ένα διαφορετικό μοτίβο μετάλλαξη σχετική για απλές και αποτελούνται από οδηγός συν οδηγού μεταλλάξεις, λόγω διαδοχική ή chronocoordinate μεταλλάξεις, που ακολουθείται πιθανώς από λειτουργική επιλογή δύο ξεχωριστά υπο-βέλτιστη μεταλλάξεων [10]. Επιπλέον, απέκτησε δεύτερο μεταλλάξεις (π.χ. Τ790Μ) σε τέσσερα

έχουν EGFR

ζεύγη έχουν αναφερθεί μετά τη θεραπεία με gefitinib και erlotinib και σχετίζονται με την αντίσταση των ναρκωτικών και της υποτροπής της νόσου [11], [12]. Αντίθετα, οι περισσότεροι

TP53

και

lacI

διπλές δείχνουν μεταλλάξεις οδηγού συν επιβατών σε καρκίνους του πνεύμονα και στο φυσιολογικό ιστό Big Blue ποντίκι, αντίστοιχα. Ωστόσο, οι επιδημιολογία και τους μηχανισμούς που διέπουν μεταλλαξιγένεση διπλών και πολλαπλών μεταλλάξεων είναι ασαφείς.

Για να διευκρινιστεί η συχνότητα δυάδων και το ξεχωριστό μοτίβο μετάλλαξη και το φάσμα στο

EGFR

γονίδιο, η επιδημιολογία της δυάδα μεταλλάξεις στον καρκίνο του πνεύμονα αναλύεται και συγκρίνεται με εκείνη των δυάδων στο

ΤΡ53

γονίδιο. Στο παρόν, βρίσκουμε ότι το κάπνισμα κατάσταση, τη φυλή, την εθνικότητα, το φύλο και η ηλικία δεν έχουν παράγοντες κινδύνου για την εμφάνιση δίπολο στο

EGFR

και

TP53

γονίδια. Η σχετική συχνότητα των δυάδων είναι υψηλότερη στον καρκίνο του πνεύμονα από ό, τι ανθρώπινο σε φυσιολογικό ιστό ποντικού. Η ύπαρξη OMIDI ζεύγη (βλέπε Ορολογία και Συντομογραφίες στα Υλικά και Μέθοδοι) στο

EGFR

, η υψηλή συχνότητα των αλληλομόρφων έναντι διπλών ένωση ετεροζυγώτες, η υψηλή συχνότητα των στενά διαστήματα διπλών, και η ομαδοποίηση σε πολλαπλά συνάδουν με chronocoordinate μεταλλάξεις συμβάλλουν σε τουλάχιστον ένα υποσύνολο του

EGFR

και

TP53

διπλή και πολλαπλή μεταλλάξεις που βρέθηκαν στον ανθρώπινο καρκίνο του πνεύμονα.

Αποτελέσματα

Επιδημιολογία διπλή μεταλλάξεις στο EGFR και γονίδια TP53 στον καρκίνο του πνεύμονα

Ανάλυση με βάση την κατάσταση, το φύλο, την εθνικότητα και το κάπνισμα δεν αποκαλύπτει μια σημαντική διαφορά στη συχνότητα διπλό στο

EGFR

γονίδιο (Πίνακας 1, Πίνακας S1). Η μέση ηλικία των ασθενών με απλές και διπλές είναι παρόμοια (61,4 ± 11,3

vs

65,8 ± 10,3).

Η

Τα αποτελέσματα για το

TP53

γονιδίου στον πνεύμονα καρκίνος είναι παρόμοια με μία εξαίρεση. Η συχνότητα των

ΤΡ53

της δυάδων είναι σημαντικά υψηλότερη σε σχέση με Ασιάτες Καυκάσιους (3,2%

vs

1,8%, Ρ = 0,03) (Πίνακας 1, Πίνακας S2), αλλά αυτό δεν είναι σημαντική όταν διορθωμένη για πολλαπλές συγκρίσεις (έξι Ακριβής Δοκιμές του Fisher εκτελείται για το

EGFR

και

TP53

γονίδια). Πρόσθετα στοιχεία είναι απαραίτητα για την αξιολόγηση σε αυτό το σημείο.

Σε γενικές γραμμές, 98/1627 (6,0%) των μεταλλάξεων του EGFR και 54/2387 (2,3%) των TP53 μεταλλάξεις σε ανθρώπινους καρκίνους του πνεύμονα είναι διπλές, μια πολύ μεγαλύτερη συχνότητα από ό, τι που παρατηρήθηκε στο

lacI

γονίδιο στο Big Blue ποντίκια (8 φορές και 3 φορές, αντίστοιχα) (Πίνακας 2).

η

διπλέτες τείνουν να συγκεντρώνονται στο EGFR και TP53 γονιδίων στον καρκίνο του πνεύμονα: ο «χρόνος ημίσειας ζωής της απόστασης μετάλλαξη» είναι 9 bp και 15 bp, αντίστοιχα

η αυθόρμητη

lacI

ζεύγη (0,7% του συνόλου των μεταλλάξεων) σε σύμπλεγμα με ένα διάστημα προσαρμογής μια εκθετική κατανομή και δείχνουν ένα παρόμοιο μοτίβο μετάλλαξη σε απλές, υποδεικνύοντας chronocoordinate περίπτωση [13], [14]. Με βάση την απόσταση δίπολο μεταξύ δύο μεταλλάξεις,

EGFR

δυάδων μπορούν να χωριστούν σε δύο ομάδες: την εγγύς ομάδα (& lt? 100 bp, μέση απόσταση 22,8 ± 24,4-bp) και το περιφερικό ομάδα (& gt? 809 bp , μέση απόσταση 12,3 ± 5,1 kb) (Πίνακας S1). Ανάλογο με

lacI

διπλών, ένα υποσύνολο [40% (39/98)] του

EGFR

ζεύγη που συμβαίνουν στο ίδιο εξώνιο με εγγύς διάστημα δείχνει μια εκθετική (R

2 = 0.9979 ) αντί για ένα ημι-ομοιόμορφη κατανομή (Σχήμα S1). Τα μισά από τα ζεύγη έχουν μεταλλάξεις που χωρίζονται από 9 bp ή λιγότερο (το «χρόνος ημίσειας ζωής της απόστασης μετάλλαξη»? Δείτε Ορολογία στα Υλικά και Μέθοδοι).

Η κατανομή απόσταση για

TP53

ζεύγη στον πνεύμονα του καρκίνου που συμβαίνουν στο ίδιο εξώνιο (43%, 23/54) δείχνει επίσης εγγύς απόσταση (& lt? 86 bp, κατά μέσο όρο 20,2 ± 20,9 bp) και χωράει σε μια εκθετική κατανομή (R

2 = 0.979) (Πίνακας S2, Σχήμα S1) με χρόνο ημιζωής της απόστασης μετάλλαξης του 15 bp. Ζεύγη που συμβαίνουν σε διαφορετικά εξόνια έχουν άπω απόσταση (131-4504 bp, κατά μέσο όρο 1317.9 ± 1000 bp) που χωρίζονται από ένα ιντρόνιο. Μια παρόμοια απόσταση με εκείνη στο καρκίνο του πνεύμονα βρέθηκε για

ΤΡ53

δυάδων εντός της ίδιας εξώνιο στο μητρικό και του παχέος εντέρου, με χρόνο ημίσειας ζωής της απόστασης μετάλλαξης του 24 και 16 bp, αντίστοιχα (Πίνακες S4 και S5) .

Έτσι, περίπου το ένα τρίτο των

EGFR

και

TP53

ζεύγη είναι ιδιαίτερα συγκεντρωμένοι (≤ 30 bp) και όλα τα ζεύγη που συμβαίνουν μέσα σε ένα μόνο εξώνιο έχουν μια διεθνή απόσταση μετάλλαξη που έχει εκθετική κατανομή παρά την αναμενόμενη οιονεί ομοιόμορφη κατανομή, σε συνέπεια με chronocoordinate γεγονότα στην

lacI

σε φυσιολογικό ιστό ποντικού.

Τα ζεύγη OMIDI είναι ισχυρές ενδείξεις για τα ομαδοποιημένα μεταλλάξεις chronocoordinate

Η μεγάλη πλειοψηφία της αυθόρμητης ανθρώπινης germlime ή σωματικά midis ποντίκι είναι OMIDIs (

FIX

, το Big Blue)? Πράγματι, περίπου οι μισοί είναι μόνο διαγραφές βάσης [15] – [18]. Αντίθετα, υπάρχει ένα πολύ χαμηλό κλάσμα του OMIDIs (0,26%, 4/1526) και μεταλλάξεις ανοησίες (0,13%, 2/1526) στο

EGFR

φανελάκια, σύμφωνα με μια ισχυρή επιλογή για μεταλλάξεις που μεταβάλλουν, αντί να διαγράψετε, λειτουργία. Οκτώ από 98 (6%)

EGFR

δυάδων περιέχουν ένα ζεύγος από μεταλλάξεις μετατόπισης πλαισίου (ζεύγη OMIDI? Βλέπε συντομογραφίες στο Υλικά και Μέθοδοι). Όλα οκτώ από τα ζεύγη OMIDI είναι στενά διαστήματα (Πίνακας 3, Εικόνα S2), με το καθαρό αποτέλεσμα να είναι μια μετάλλαξη εντός πλαισίου. Λαμβάνοντας υπόψη ένα OMIDI μετάλλαξη, ένα δεύτερο τυχαία μετάλλαξη 3 ‘με το πρώτο (είτε IMIDI ή OMIDI) θα αποκαταστήσει το πλαίσιο ανάγνωσης μόνο το 1/3 του χρόνου, και μια υπο-κλάσμα της εν λόγω τρίτης εξακολουθεί πρωτεΐνη περικοπή επειδή μια μετάλλαξη ανοησίες συμβαίνει πριν με τη δεύτερη μετάλλαξη. Συνολικά 0,49% των αναφερθέντων

Οι EGFR

μεταλλάξεις (8/1627) συγκεντρωμένα ζεύγη OMIDI με καμία μετάλλαξη περικοπή που συμβαίνουν πριν από τη δεύτερη OMIDI. Αυτά τα οκτώ ζεύγη OMIDI αναμένεται να διαμένει στο ίδιο αλληλόμορφο? Αλλιώς, ένωση ετερόζυγη διπλές OMIDI θα οδηγήσει σε δύο αλληλόμορφα αποκοπές, εξαλείφοντας όλες τις φωτογραφίες

EGFR

λειτουργίας των γονιδίων. Εν τω μεταξύ, τα δύο από τα συγκεντρωμένα OMIDIs πρέπει επίσης να συμβεί σε γρήγορη διαδοχή (chronocoordinate μεταλλάξεις) εντός του ίδιου κυτταρικού κύκλου διότι η συχνότητα των δευτερογενών μεταλλάξεων τυχαία συμβαίνουν σε ένα πολλαπλασιασμό ανεπάρκεια των κυττάρων που προέρχονται από ένα μόνο OMIDI είναι σπάνια. Οι υπόλοιπες 14 διαγραφές (στα εξόνια), 9 indels και 3 διπλές είναι όλα εντός πλαισίου (IMIDI) μεταλλάξεις (Πίνακας 2? Πίνακας S1).

Η

Οι μεταλλάξεις στο ενιαίο ζεύγος OMIDI αναφερθεί στην

TP53

γονίδιο είναι 2309 bp πέρα, σε διαφορετικά εξώνια (Πίνακας S2, ID # 14373), και, σε αντίθεση με τα ζεύγη OMIDI στο

EGFR

γονίδιο, δεν μαζί αποκαταστήσει το πλαίσιο ανάγνωσης.

πολλαπλά EGFR είναι συνεπείς με μια απλή και πολύ συγκεντρωμένα chronocoordinate δεύτερη μετάλλαξη

Τέσσερις τρίδυμα και μία τετράδα στο

EGFR

βρέθηκαν σε συχνότητα 0,3% (5 /1627) των καρκίνων του πνεύμονα με μεταλλάξεις πριν από τη θεραπεία με αναστολέα τυροσινικής κινάσης (ΤΚΙ) (Πίνακας 4). Είναι ενδιαφέρον το γεγονός ότι τα ζεύγη των μεταλλάξεων σε καθεμία από τις τριπλέτες και τρεις μεταλλάξεις εντός της τετράδα σφιχτά σύμπλεγμα με εγγύς απόσταση (3-60 bp), παρόμοια με διπλές σε

lacI

σε φυσιολογικούς ιστούς ποντικού. Η τρίτη μετάλλαξη βρίσκεται σε διαφορετικό εξώνιο με το απώτερο διάστημα. Τα δεδομένα είναι συνεπή με διαδοχική επιλογή των δύο μεταλλάξεις στις οποίες μια από τις μεταλλάξεις είναι μια διπλή chronocoordinate ή τριπλή.

ΤΡ53

πολλαπλές (6 τριπλέτες και μία τετράδα) επίσης αντιπροσωπεύουν 0,3% ( 7/2387) του συνόλου των μεταλλάξεων (Πίνακας S3). Πέντε πολλαπλές (71%, 5/7) διαμένουν στο ίδιο εξώνιο ή εξώνια δύο, σύμφωνα με μία μετάλλαξη και μία chronocoordinate δυάδα. Επτά πολλαπλές είχαν μεταλλάξεις που χωρίζονται από 15 περιφέρειες απόσταση. Από αυτά, τα έξι ήταν ιδιαίτερα συγκεντρωμένα (≤30 nt) και εννέα ήταν εντός των 100 νουκλεοτιδίων ή λιγότερο. Ογδόντα τοις εκατό (16/20) των πολλαπλών μεταλλάξεων στον καρκίνο του μαστού και 76% (25/33) σε ορθοκολικό καρκίνο κατοικούν επίσης σε μία ή δύο εξόνια (Πίνακες S6, S7).

Η

Μια σύγκριση των OMIDI ζεύγη και σε μικρή απόσταση μεταξύ δυάδα και πολλαπλή μεταλλάξεις στο

EGFR

και

ΤΡ53

γονίδια παρουσιάζεται στον πίνακα 5. η συχνότητα των OMIDI ζευγών στο

EGFR

γονίδιο είναι περίπου 10 φορές μεγαλύτερη από ό, τι το

TP53

γονίδιο (και ένα ζευγάρι OMIDI στο

TP53

γονίδιο δεν έχει ως αποτέλεσμα μια καθαρή σε πλαίσιο μετάλλαξη), αντανακλώντας την πιο συχνή επιλογή των μεταλλάξεων που μεταβάλλουν, αντί να διαγράψετε, της λειτουργίας των πρωτεϊνών EGFR. Η συχνότητα των στενά διαστήματα μεταλλάξεις σε διπλές και πολλαπλές στις δύο γονίδια είναι παρόμοια

Η

Όλα χαρακτηρίζεται διπλές EGFR είναι αλληλομόρφων: α. Σημαντικές υποσύνολο chronocoordinate μεταλλάξεων παρέχει μια εναλλακτική εξήγηση

Στο πρόσωπο αξία, τα δεδομένα αλληλομορφίας υποδηλώνει ότι οι μεταλλάξεις οδηγού /οδηγού σε

EGFR

χρειάζεται να είναι στο ίδιο μόριο [10]. Ωστόσο, η ύπαρξη ενός σημαντικού υποσυνόλου chronocoordinate μεταλλάξεων παρέχει μια εναλλακτική εξήγηση. Δεκαέξι ετερόζυγο

EGFR

δυάδων από τρεις διαφορετικές μελέτες έχουν αναλυθεί με κλωνοποίηση ή ενίσχυση συγκεκριμένων αλληλόμορφων (Πίνακας S1) [10], [19], [20]. Μεταγενέστερη ανάλυση αλληλουχίας των προϊόντων απεκάλυψε ότι όλα αυτά τα αλληλόμορφα ήταν είτε διπλά μεταλλαγμένη ή άγριου τύπου, που δείχνει ότι, σε κάθε περίπτωση, και οι δύο μεταλλάξεις βρίσκονται στο ίδιο αλληλόμορφο. Εάν τα ζεύγη δυάδα προκύπτουν από ανεξάρτητα γεγονότα, τα μισά μπορεί να αναμένεται να είναι ένωση ετεροζυγώτες. Η παρατήρηση του 100% αλληλομορφίας (16/16) έναντι μηδέν ένωσης ετεροζυγώτες (p = 0,002), μπορεί να αντανακλά ότι, λειτουργικά, οι μεταλλάξεις οδηγού /οδηγού που απαιτείται για να είναι στο ίδιο μόριο, ακόμη και αν τα διμερή μορφές πρωτεΐνης EGFR [10] . Ωστόσο, τα στοιχεία είναι επίσης συνεπής με 50% chronocoordinate γεγονότα, πιθανώς κατά τη διάρκεια της αντιγραφής κλώνου ή επισκευή patch, και 50% ανεξάρτητη διαδοχική μεταλλάξεις χωρίς την απαίτηση ότι και οι δύο μεταλλάξεις είναι στο ίδιο μόριο (8 από 8 μεταλλάξεις αλληλόμορφων που παρατηρείται όταν 4 από 8 είναι αναμένεται τυχαία?.. p≤0.08)

Δυστυχώς, με τις γνώσεις μας, αλληλομόρφων ανάλυση δεν έχει πραγματοποιηθεί σε ετερόζυγη

TP53

διπλές

Συζήτηση

Σας παρουσιάζουμε την πρώτη ανάλυση της επιδημιολογίας των διπλών στον καρκίνο του πνεύμονα. το κάπνισμα, τη φυλή, την εθνικότητα, το φύλο και η ηλικία δεν έχουν παράγοντες κινδύνου για διπλή εμφάνιση στον καρκίνο του πνεύμονα. Η υψηλή συχνότητα συγκεντρωμένα διπλών, η εκθετική κατανομή της απόστασης, η εμφάνιση της σε πλαίσιο συγκεντρωμένα ζεύγη OMIDI, η αλληλομόρφων φύση των διπλών, και η ομαδοποίηση των πολλαπλά στο

EGFR

και

TP53

είναι συνεπείς με μια σημαντική μειονότητα των μεταλλάξεων chronocoordinate στον ανθρώπινο καρκίνο. Ωστόσο, υπάρχουν προειδοποιήσεις για κάθε μία από τις παραπάνω παρατηρήσεις (βλέπε παρακάτω).

Έχουμε αποδείξει ότι ζεύγη είναι πιο συχνές στο

EGFR

και

TP53

γονιδίων στον καρκίνο του ανθρώπου από στην αυθόρμητη σωματικές μεταλλάξεις σε φυσιολογικό ιστό ποντικού. Στο πλαίσιο των περιορισμών του μεγέθους του δείγματος, η συχνότητα διπλή δεν εξαρτάται προφανώς από το κάπνισμα, το φύλο, την εθνικότητα ή την ηλικία. Η

ΤΡ53

γονίδιο είναι μεταλλαγμένο σε περίπου το ήμισυ όλων των όγκων και μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μια «δοκιμή μεταλλαξιογόνο», δηλαδή, οι σχετικές συχνότητες των διαφόρων τύπων μετάλλαξης μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως εργαλείο επιδημιολογική να διερευνήσει τις συνεισφορά του εξωγενούς μεταλλαξιογόνων παραγόντων εναντίον ενδογενούς διεργασίες σε καρκίνους του μαστού [21], [22]. Υποθέσαμε ότι τα υψηλότερα ποσοστά μετάλλαξης αναμένεται σε καπνιστές θα παράγουν πιο συχνά μεταλλάξεις ζεύγος. Ωστόσο, δεν υπάρχει καμία σημαντική διαφορά μεταξύ καπνιστών και μη καπνιστών, σύμφωνα με διπλές και πολλαπλές προκύπτουν από ενδογενείς διεργασίες.

Τα στοιχεία είναι συνεπή με μεταλλάξεις chronocoordinate (με επιφυλάξεις)

Αρκετές πτυχές της τα δεδομένα είναι συνεπή με ένα υποσύνολο των

EGFR

και

TP53

ζεύγη που προκύπτουν από choronocoordinate γεγονότα και όχι από hypermutability (τυχαία κατανεμημένα διαστήματα) ή διαδοχική επιλογή. Περίπου 32-35% των διπλών βρεθεί στο

TP53

(35%, 19/54) και

EGFR

(32%, 31/98) γονίδια είναι είτε OMIDI ζεύγη ή ιδιαίτερα συγκεντρωμένα ζεύγη που χωρίζονται από ≤30 nt. Ωστόσο, υπάρχουν επιφυλάξεις για κάθε συμπέρασμα που πρέπει να αποκλειστεί στο μέλλον το έργο.

Η κύρια αξία της παρούσας ανάλυσης είναι να συγκεντρωθούν στοιχεία που περιορίζουν τις υποθέσεις μας και, από Όκκαμ

«

s ξυράφι, να δημιουργήσει μια απλή υπόθεση (το υποσύνολο των chronocoordinate εκδηλώσεων) συνάδει με πολλαπλά στοιχεία.

(1) Τα ζεύγη OMIDI είναι η καλύτερη απόδειξη για μεταλλάξεις chronocoordinate. Για τα περισσότερα γονίδια, η πλειοψηφία των αυθόρμητων MIDIS είναι OMIDIs, αλλά το

EGFR

γονίδιο, OMIDIs είναι σπάνιες, σύμφωνα με τη γενική επιλογή για αλλαγμένη λειτουργία παρά την έλλειψη της λειτουργίας. Είναι αξιοσημείωτο ότι τα οκτώ

EGFR

δυάδες που περιέχουν OMIDI ζεύγη όλοι έχουν μικρή απόσταση μεταξύ τους μεταλλάξεις που οδηγούν σε μία μετάλλαξη δίχτυ-πλαίσιο, δημιουργώντας έτσι ένα EGFR πρωτεΐνη με δυνητικά αλλάξει, όχι απόντα, λειτουργία. Ωστόσο, δεν πειραματική απόδειξη μιας πρωτεΐνης που περιέχει μία από αυτές τις μεταλλάξεις ζεύγος έχει αποδειχθεί. Η πιο λογική εξήγηση για αυτό το φαινόμενο είναι μέσω chronocoordinate μεταλλάξεις που επιλέγονται από κοινού για την αλλαγμένη λειτουργία της πρωτεΐνης. Μια εναλλακτική εξήγηση είναι ότι τα ζεύγη OMIDI θα μπορούσε με κάποιο τρόπο να είναι διαδοχική, αν και τυχαίες μεταλλάξεις μέσα σε λίγα νουκλεοτιδίων στο γονιδίωμα πρέπει να είναι εξαιρετικά απίθανη.

(2) Η σχετικά υψηλή συχνότητα του συμπλέγματος μεταλλάξεις ζεύγος στο

EGFR

γονίδιο είναι συνεπής με μεταλλάξεις chronocoordinate. Η εκθετική κατανομή της απόστασης μεταξύ των δύο μεταλλάξεων στο

EGFR

και

ΤΡ53

δυάδων στις ίδιες εξόνια (R

2 = & gt? 0,98). Είναι εξαιρετικά απίθανο τυχαίο

Μια προσομοίωση έγινε προηγουμένως για κάθε μία από τις

TP53

εξώνια 5-9 για να δοκιμαστεί η μηδενική υπόθεση ότι οι μεταλλάξεις στο

TP53

διπλές είναι ανεξάρτητες εκδηλώσεις και ότι η κατανομή των απόσταση μεταξύ των δύο μεταλλάξεις εξαρτάται μόνο από το φάσμα των μεταλλάξεων στο

ΤΡ53

γονίδιο και το μέγεθος του στόχου μετάλλαξης [13]. Η πρώτη μετάλλαξη του κάθε προσομοιωμένο διπλή συντάχθηκε τυχαία με βάση την παρατηρούμενη κατανομή των μεταλλάξεων μονό σε ένα δεδομένο εξόνιο. Χρησιμοποιώντας τη διανομή απλής από τη βάση δεδομένων TP53 IARC (δελτίο 8) αντιπροσωπεύει προκατάληψη που μπορεί να προκύψουν από στενά διαστήματα hot spots. Η δεύτερη μετάλλαξη στο δίπολο συντάχθηκε τυχαία βασίζεται σε μια ομοιόμορφη κατανομή επί της αλληλουχίας κωδικοποίησης για την εν λόγω ΤΡ53 εξόνιο, δεδομένου ότι είναι πιθανό να είναι ένα (επιβάτης) μετάλλαξη «Hitchhiker», παρά μια μετάλλαξη οδηγός για τον όγκο.

Η απόσταση μετάλλαξη στα προσομοιωμένο δυάδων συγκρίθηκε με 402 πραγματικές

ΤΡ53

δυάδων στη βάση δεδομένων IARC από όλους τους τύπους καρκίνου. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι δύο μεταλλάξεις εντός διπλές δεν είναι ανεξάρτητες εκδηλώσεις με στατιστική σύγκριση των παρατηρούμενων και αναμενόμενων διανομών, και έδειξαν ότι περισσότερο δυάδων συνέβη με απόσταση μετάλλαξη μικρότερη από 30 νουκλεοτίδια από το αναμενόμενο κατά τύχη (Ρ = 0.03, 0.02, 0.0006, και 0,01 για εξώνια 5-8). Αυτά τα αποτελέσματα συμφωνούν με την εμφάνιση chronocoordinate μεταλλάξεων στο ανθρώπινο

ΤΡ53

γονίδιο. Μια εναλλακτική εξήγηση για την ομαδοποίηση των δυάδων είναι ότι μπορεί να αντιπροσωπεύουν μερικές ακόμη παραγνωρισμένη λειτουργικούς περιορισμούς.

(3) Η αλληλομόρφων φύση των διπλών είναι συνεπής με chronocoordinate μεταλλάξεις. Μεταξύ 98 δυάδα ζεύγη που αναφέρονται στη βιβλιογραφία, μόνο λίγα έχουν αναλυθεί για να καθοριστεί εάν είναι παρούσες στο ίδιο ή σε διαφορετικά αλληλόμορφα. Μεταξύ 16 ζεύγη δίπολο δοκιμάζεται με κλωνοποίηση ή αλληλόμορφο-ειδική ενίσχυση, όλα τα 16 ζευγάρια βρέθηκαν να είναι παρόντες στο ίδιο αλληλόμορφο. Ωστόσο, για τα υπόλοιπα ζεύγη διπλό, στο οποίο δεν πραγματοποιήθηκε κλωνοποίηση ή αλληλόμορφο-ειδική ενίσχυση, η πιθανότητα ότι οι μεταλλάξεις ήταν παρούσες σε διαφορετικές αλληλόμορφα δεν μπορεί να αποκλειστεί.

(4) Η σχετικά υψηλή συχνότητα πολλαπλές με δύο ή περισσότερες μεταλλάξεις σε σύμπλεγμα και μία πρόσθετη μετάλλαξη σε ένα απώτατο τοποθεσία ισχυρίζεται επίσης για μια chronocoordinate μεταλλακτικού γεγονότος συν ανεξάρτητο ενιαίο μεταλλακτικού γεγονότος. Και πάλι, μια εναλλακτική εξήγηση θα μπορούσε να περιλαμβάνει λειτουργικούς περιορισμούς σχετικά με τα συγκεντρωμένα μεταλλάξεις.

Συνολικά, τα στοιχεία αυτά είναι συνεπή με συνεισφορά συμπλέγματος μεταλλάξεις chronocoordinate στον καρκίνο του ανθρώπου. Μία περίσσεια από διπλά ή πολλαπλές με ένα υποσύνολο σύμπλεγμα διανομής εμφανίζεται πιο συχνά από ότι είχε προβλεφθεί κατά τύχη σε ένα ευρύ φάσμα οργανισμών, συμπεριλαμβανομένων riboviruses, ιών DNA, προκαρυωτικά, ζυμομύκητες, και ευκαρυωτικών κυττάρων σειρές και ιστούς [23], [24].

διπλές οδηγό υποστήριξης δεδομένων συν TP53 επιβατών στον καρκίνο του πνεύμονα

Περίπου το 22% των δεύτερων μεταλλάξεις σε δυάδες αναμένεται να είναι σιωπηλοί εάν είναι «επιβάτη» μεταλλάξεις, αντί να «οδηγός» μεταλλάξεις [25]. Στις

ΤΡ53

δυάδων, υπάρχουν πέντε σιωπηλός και δύο ιντρονικές αλλαγές νουκλεοτιδίων (13%, 7/54), δεν διαφέρει σημαντικά από τα 23,5% μεταβολές σιωπηλές νουκλεοτιδικές αναμένεται να εμφανισθούν με τυχαίες μεταλλάξεις επιβατών (p = 0.46 ) [26], [27]. Σιωπηλές αλλαγές νουκλεοτιδίων (18%, 4/22) μέσα σε

TP53

πολλαπλά βρίσκονται επίσης κοντά στο 23,5%. Μαζί, αυτά τα δεδομένα υποδηλώνουν ότι

ΤΡ53

δυάδων και πολλαπλές αποτελούνται από ένα πρότυπο οδηγός συν επιβάτης μετάλλαξη, σε αντίθεση με το πρότυπο οδηγό /οδηγός βρεθεί σε

EGFR

δυάδων [10].

Διπλή μεταλλάξεις που σχετίζονται με ντους μετάλλαξη στο ποντίκι [9]. Η έλευση των μαζικά παράλληλων αλληλουχίας μπορεί να διευκολύνει την ανάλυση της ικανό αριθμό δειγμάτων για να καθορίσει όλα τα ζεύγη και στη συνέχεια να καθορίσει αν αυτές οι διπλές σχετίζονται με ντους μετάλλαξη στον καρκίνο. Οι μη τυχαίες μεταλλάξεις ομαδοποίηση ντους μετάλλαξη πρέπει να παρέχουν περισσότερες οριστικά στοιχεία για την εμφάνιση μεταλλάξεων chronocoordinate σε ανθρώπινους καρκίνους. Η συμβολή του ντους μετάλλαξη σε καρκίνο μένει να καθοριστεί.

Υλικά και Μέθοδοι

Ορολογία και συντμήσεις

φάσματος μετάλλαξης.

Οι σχετικές συχνότητες των μεταλλάξεων σε συγκεκριμένες περιοχές.

μοτίβο μετάλλαξη.

Οι σχετικές συχνότητες των διαφορετικών τύπων των μεταλλάξεων, π.χ., C σε Τ μεταβάσεις εναντίον Τ σε μεταβάσεις Γ.

απλής κατάστασης.

μια απλή μετάλλαξη εντοπίστηκαν μέσα σε ένα γονίδιο [13].

Tandem-βάσης μετάλλαξη (ΤΒΜ).

μια μετάλλαξη που οδηγεί σε αλλαγές βάσεων σε παρακείμενα νουκλεοτίδια [28], [29].

Doublet.

Δύο μεταλλάξεις εντοπίστηκαν μέσα σε ένα γονίδιο που περιλαμβάνει ένα μείγμα από ΤΒΜ και μη-ΤΒΜ μεταλλάξεις.

πολλαπλό.

Τρεις ή περισσότερες μεταλλάξεις που εντοπίζονται στο γονίδιο, εκτός από την κατάσταση στην οποία όλες οι μεταλλάξεις είναι γειτονικές. Πολλαπλά μπορεί να περιλαμβάνει ένα μείγμα από TBM και μη-ΤΒΜ μεταλλάξεις.

Domuplets.

Μια μετάλλαξη που είναι είτε ένα διπλό ή πολλαπλό. Περίπου το 1% των

lacI

μεταλλαγμένο πλάκες είναι domuplets [9]

MIDI

Microinsertion, διαγραφή, ή Indel..? μια εισαγωγή, διαγραφή ή Indel που οδηγεί σε κέρδος ή ζημία από 1 έως 50 νουκλεοτίδια [10].

IMIDI.

-πλαίσιο MIDI

OMIDI.

Out-of-πλαισίου MIDI

ο χρόνος ημίσειας ζωής της απόστασης μετάλλαξης.

από την εκθετική προσαρμογή στα δεδομένα, το χρονικό διάστημα της απόστασης μετάλλαξη που αντιστοιχεί στο χρονικό διάστημα που περιλαμβάνει το ήμισυ του υπόλοιπες μεταλλάξεις εντός του δείγματος. Αυτό είναι ανάλογο με το χρόνο ημιζωής του ραδιοϊσοτόπου.

Chronocoordinate μετάλλαξη.

Πολλαπλές μεταλλάξεις που συμβαίνουν μέσα στο ίδιο του κυτταρικού κύκλου και σε γρήγορη διαδοχή, συνήθως μέσα σε δευτερόλεπτα έως λεπτά [13].

μετάλλαξη ντους.

Chronocoordinate πολλαπλές μεταλλάξεις που εκτείνονται σε πολλές χιλιάδες βάσεις [9].

Αθόρυβο μετάλλαξη.

Μια ουδέτερη μετάλλαξη που δεν αλλάζει τη δομή της πρωτεΐνης, συμπεριλαμβανομένων συνώνυμο κωδικοποίησης αλλαγές περιοχή. Αναγνωρίζεται ότι περιστασιακά οι τύποι μετάλλαξη επικαλύπτονται, π.χ., μία σιωπηλή μετάλλαξη μπορεί να ενεργοποιήσει μια κρυπτική θέση ματίσματος ή μπορούν να απενεργοποιήσουν την κανονική θέση ματίσματος αν διαταράσσει την ματίσματος δότη συναινετική αλληλουχία [30]. Στην πράξη, βρέθηκαν πολύ λίγες τέτοιες επικαλύψεις.

Δείγματα και ανάλυση μεταλλάξεων

Για να διερευνήσουν τον μηχανισμό και τα χαρακτηριστικά των διπλών και πολλαπλές,

EGFR

μεταλλάξεις που προσδιορίζονται από αλληλουχίας ήταν συλλέχθηκαν από 66 δημοσιευμένες εργασίες και μας ενημερώνεται

EGFR

βάση δεδομένων μετάλλαξη [10], [31] (www.egfr.org).

TP53

μεταλλάξεις συλλέχθηκαν από IARC έκδοση 12 (www-p53.iarc.fr) και αποκλείονται μεταλλάξεις σε πνευμονική ίνωση και καρκίνο του πνεύμονα σε ασθενείς που εκτέθηκαν σε καπνιστή εκπομπών άνθρακα, ραδόνιο, αέριο μουστάρδας, αμίαντο, βαρέα μέταλλα και ατομική ακτινοβολία βόμβα (γ-ακτίνες). Αποκλείσαμε επίσης δύο έγγραφα στα οποία πολλαπλές μεταλλάξεις αποτελούνται & gt? 50% του συνόλου των μεταλλάξεων, πιθανότατα λόγω αντικείμενα PCR, δεδομένου ότι πολλαπλές μεταλλάξεις γενικά αποτελούν μόνο ~ 3% του συνόλου των μεταλλάξεων.

TP53

μεταλλάξεις σε μαστού και του παχέος εντέρου, επίσης, ανακτήθηκαν και η κατανομή απόσταση από διπλά /πολλαπλά αναλύθηκε.

Στατιστική Ανάλυση

μοτίβα Μετάλλαξη και άλλα κατηγορηματική διανομές καταμέτρηση ελέγχθηκαν για σημαντικές διαφορές με την ακριβή δοκιμή του Fisher ή μη διατεταγμένη R × πίνακες Γ έκτακτης ανάγκης χρησιμοποιώντας τη δοκιμή «Fisher-Freeman-Halton» υλοποιείται από την στατιστική ανάλυση πακέτο λογισμικού StatXact (Cytel Software Corporation, Cambridge, ΜΑ).

Υποστήριξη πληροφορίες

Εικόνα S1.

Ένα υποσύνολο των δυάδων δείχνει εγγύς απόσταση και ταιριάζει με εκθετική κατανομή στα γονίδια EGFR και p53 στον καρκίνο του πνεύμονα. Το πάνελ Α δείχνει το διαχωρισμό (σε ζεύγη βάσεων) μεταξύ των δύο μεταλλάξεις στο EGFR εγγύς διπλών (n = 37). Οι αποστάσεις διαχωρισμού χωρίστηκαν σε τρεις ομάδες, με αποστάσεις των 1-41 bp, 42-82 bp, και 83 – 123 bp, και χαράσσεται στο μέσο της κάθε ομάδας (20, 60, και 100, αντίστοιχα). Διαχωρισμός ορίζεται εδώ ως ο αριθμός των νουκλεοτιδίων μεταξύ, αλλά μη συμπεριλαμβανομένων, των δύο μεταλλάξεις σε ένα δίπολο. Για MIDIS, ο διαχωρισμός ορίζεται ως ο αριθμός των νουκλεοτιδίων μεταξύ, αλλά όχι συμπεριλαμβανομένου, από την έναρξη της πρώτης και της δεύτερης MIDIS. Η ομάδα Β δείχνει την απόσταση (σε ζεύγη βάσεων) μεταξύ των δύο μεταλλάξεις σε ρ53 εγγύς διπλών (n = 23). Οι αποστάσεις διαχωρισμού χωρίστηκαν σε τρεις ομάδες, με αποστάσεις των 1-31 bp, 32-62 bp, και 63 έως 93 bp, και χαράσσεται στο μέσο της κάθε ομάδας (15, 30, και 45, αντίστοιχα).

doi: 10.1371 /journal.pone.0003714.s001

(0,62 MB PPT)

Εικόνα S2.

ζεύγη με το γονίδιο EGFR που σχηματίζουν ζεύγη OMIDI Η άγριου τύπου (wt) EGFR αλληλουχία στο εξώνιο 19 από τα νουκλεοτίδια 2227 να 2280 παρουσιάζεται. Οι οκτώ OMIDI ζεύγη στον καρκίνο του πνεύμονα διαγραμματικά για να δείξει τις διαγραφές (σε ματζέντα), ενθέσεις (με πράσινο χρώμα) και μια περιοχή που είναι διπλές (με κίτρινο χρώμα). Να σημειωθεί ότι δύο από τα ζεύγη αποτελούνται από δύο διαγραφές κάθε πέντε ζεύγη αποτελούνται από ένα διαγραφή συν ένα Indel, και ένα ζεύγος έχει μια επικάλυψη (εισαγωγή) συν ένα Indel. Σε κάθε περίπτωση, το πλαίσιο ανάγνωσης αποκαθίσταται (βλ καθαρή διαγραφή)

doi:. 10.1371 /journal.pone.0003714.s002

(0,03 MB DOC)

Πίνακα S1.

Συμπληρωματικό Πίνακας 1

doi: 10.1371 /journal.pone.0003714.s003

(0,07 MB XLS)

Πίνακας S2.

συμπληρωματικό πίνακα 2

doi: 10.1371 /journal.pone.0003714.s004

(0,07 MB XLS)

Πίνακα S3.

Supplemenatary Πίνακας 3

doi: 10.1371 /journal.pone.0003714.s005

(0,03 MB XLS)

Πίνακας S4.

συμπληρωματικό πίνακα 4

doi: 10.1371 /journal.pone.0003714.s006

(0,08 MB XLS)

Πίνακας S5.

Συμπληρωματικό Πίνακας 5

doi: 10.1371 /journal.pone.0003714.s007

(0,11 MB XLS)

Πίνακας S6.

Συμπληρωματικό Πίνακας 6

doi: 10.1371 /journal.pone.0003714.s008

(0,04 MB XLS)

Πίνακας S7.

Συμπληρωματικό Πίνακας 7

doi: 10.1371 /journal.pone.0003714.s009

(0,06 MB XLS)

Ευχαριστίες

Σας ευχαριστούμε Wenyan Λι και Jiesheng Chen για το DNA αλληλουχίας.