Investigating critical mechanisms of oncogenesis using cell model systems

Abstract

(CZ) Lidé jsou v průběhu života vystaveni různým faktorům způsobujícím poškození DNA, vedoucí ke změnám v buněčné fyziologii a potenciálně k expanzi imortalizovaného buněčného klonu a vzniku nádoru. Mutace v DNA jsou jak záznamem o působení mutagenních procesů, tak klíčem k biologii a patofyziologii nádorů. Masivně paralelní sekvenování umožňuje sekvenování všech kódujících sekvencí či dokonce celých genomů lidských nádorů. Z těchto dat je možné získat vzorce mutací typické pro jednotlivé mutagenní procesy, stejně jako poukázat na mutace a geny hrající roli při vzniku a vývoji nádoru. Řada popsaných vzorců mutací však nemá známou příčinu a řada známých karcinogenů nemá dosud přiřazen mutační vzorec. Stejně tak se předpokládá, že dosud není známa řada mutací a genů s vlivem na vznik nádoru. Tato disertační práce charakterizuje experimentální systém založený na imortalizaci myších embryonálních fibroblastů (MEF) za působení mutagenu, umožňující určení vzorců mutací daných mutagenů a určení mutovaných genů důležitých pro vznik nádoru. Kultivace buněk MEF vede k jejich senescenci, která může být překonána mutacemi ve funkčně důležitých genech, analogicky ke stádiím vzniku lidských nádorů. Sekvenování kódujících sekvencí 25 imortalizovaných buněčných linií, které vznikly za působení rozličných mutagenů...

(EN) Humans and cells in their bodies are exposed to various mutagens in their lifetime that cause DNA damage and mutations, which affect the biology and physiology of the target cell, and can lead to the expansion of an immortalized cell clone. Genome-wide massively parallel sequencing allows the identification of DNA mutations in the coding sequences (whole exome sequencing, WES), or even the entire genome of a tumour. Mutational signatures of individual mutagenic processes can be extracted from these data, as well as mutations in genes potentially important for cancer development ('cancer drivers', as opposed to 'passengers', which do not confer a comparative growth advantage to a cell clone). Many known mutational signatures do not yet have an attributed cause; and many known mutagens do not have an attributed signature. Similarly, it is estimated that many cancer driver genes remain to be identified. This Thesis proposes a system based on immortalization of mouse embryonic fibroblasts (MEF) upon mutagen treatment for modelling of mutational signatures and identification and testing of cancer driver genes and mutations. The signatures extracted from WES data of 25 immortalized MEF cell lines, which arose upon treatment with a variety of mutagens, showed that the assay recapitulates the...