Investigation of chromatinchromatin interaction of glioma risk locus at 8q24.21 by chromosome conformation capture techniquesand effects of idh mutations

Abstract

Beyin tümörleri zayıf teşhisi olan ve her yıl dünyada binlerce insanın ölümüne neden olanvakalardır. Beyin tümörleri arasında en yaygın olarak görülenler gliomalardır. Bugüne kadar,gliomalarla ilişkilendirilen pek çok mutasyon olmasına ragmen IDH (İzositrat Dehidrojenaz)mutasyonları `sürücü mutasyon` olarak tanımlanmış ve vakaların yaklaşık yüzde 80 indegörülmektedir. Yapılan çalışmalarla gliomalarla ilişkilendirilen mutasyonların sayısı güngeçtikçe artmıştır. GWAS (Genom Boyu İlişkilendirme Çalışmaları) ile önemli risk lokuslarıtanımlanarak hastalığın tanısı için önemli adımlar atılmıştır. Bu projenin amacı GWASçalışmalarında tanımlanan 8q24.21 risk bölgesinde konumlanan ve en güçlü yatkınlık aleliolarak gösterilen tek nükleotit varyantı (SNP) rs55705857 G alelinin moleküler seviyedeki etkimekanizmasını anlamak ve IDH1-R132H mutasyonuyla olan ilişkisini ortaya koymaktır.Buamaçla, IDH1-R132H mutasyonu içeren ve içermeyen ölümsüzleştirlmiş insan astrosithücrelerinde (IHA) kromozom konformasyonu yakalama yöntemleriyle, risk aleliyle olanetkileşimler belirlenerek gliomagenez sürecini tetikleyen aday etkileşimler belirlenmiştir.Ayrıca, risk aleli genom düzenleme yöntemi ile uyarılabilen pluripotent kök hücrelerdeoluşturulmuş ve MYC ifadesinde artış gözlenmiştir. Ek olarak, MYC ifadesi 2-HG (2-hidroksiglutarat, IDH-R132H ın onkometaboliti olarak bilinmekte, ile muamele edilen R132Hmutasyonu içeren ölümsüzleştirilmiş insan astosit hücrelerinde de görülmüştür. Elde ettiğimizsonuçlar, rs55705857'nin uzak mesafeli kromatin-kromatin etkileşimleri sayesinde MYCgeninin ifadesini düzenlediğini göstermiştir. IDH1- R132H mutasyonu/ 2-hidroksiglutarata (2-HG) bağlı MYC ifadesinin artması, 8q24 ilişkili gliom riskinin IDH-mutant tümörlere özgüolmasını açıklayabilir. Sonuç olarak, glioma yatkınlığının mekanizmasının anlaşılması, tümöroluşumunun erken evrelerine ışık tutar. Bulunan yeni etkileşimler de hastalığın tedavi vetanısında yeni olanaklar sağlayabilecektir.

Brain tumors are poorly diagnosed and cause to death of thousands of people around the worldevery year. Gliomas are the most common brain tumors. Although there have been manymutations associated with gliomas to date, IDH (Isocitrate Dehydrogenase) mutations havebeen identified as `driver mutations` and are seen in about 80 percent of cases. The number ofmutations associated with gliomas has increased day by day. GWAS (Genome WideAssociation Studies) has identified significant risk locis and important steps have taken todiagnosis of the disease. The aim of this project is to identify at the molecular level of themechanism of action of the single nucleotide polymorphism (SNP) rs55705857 G allele,whichwas found by GWAS, which is located in the 8q24.21 region and is defined as the mostly relatedglioma allele, and demonstrates its association with the IDH1-R132H mutation. For thispurpose, interactions with the risk allele in the immortalized human astrocyte (IHA) cells withand without IDH1-R132H mutation were identified and the candidate interactions that increasethe susceptibility to gliomagenesis were determined. In addition, the risk allele was created inthe IPSCs (Induced Pluripotent Stem Cells) by genome regulation and increase in theexpression of MYC was observed. In addition, expression of MYC has also been found in 2-HG (2-hydroxyglutarate, oncometabolite of IDH-R132H mutations) treated IHA-R132H cells.Our results show that rs55705857 regulates expression of the MYC gene through long-rangechromatin-chromatin interactions. The increase of MYC expression due to IDH1-R132Hmutation / 2-HG may explain the 8q24-associated glioma risk being specific to IDH-mutanttumors. In conclusion, understanding the mechanism of glioma susceptibility sheds light on theearly stages of tumor formation