TET1 overexpression, DNA hypomethylation and aberrant expression of human endogenous retrovirus ERVWE1 in germ cell tumors

Abstract

TGCTs are tumors of male germ cells. They comprise of seminomas and non-seminomas (embryonal carcinoma, yolk sac tumor, choriocarcinoma, and teratoma). GCT types differ in the stage of differentiation, from undifferentiated seminoma to more differentiated non-seminomas. In our studies, we aimed to characterize specific epigenetic features of GCT types that enable transcription derepression of the human endogenous retrovirus ERVWE1 in these tumors. We detected upregulated mRNA expression of TET1-3 dioxygenases in GCTs, especially of TET1 in seminomas. Moreover, seminomas showed low global levels of 5mC and 5hmC. TET1 knock-down in a seminoma-derived cell line resulted in a decreased amount of 5hmC and unchanged 5mC level. These results stress the dynamics of cytosine modifications, which has not been precisely described yet. Further, we observed high level of ERVWE1 transcript together with efficient RNA splicing in seminomas. Detected ERVWE1 transcription is independent of the expression of other examined endogenous retroviruses. ERVWE1 transcription derepression corresponds with the low global level of 5mC detected in seminomas, which involves extensive DNA hypomethylation of the ERVWE1 promoter. We propose the high TET1 dioxygenase expression as s marker of undifferentiated GCTs. Furthermore, we...

Testikulární nádory zárodečných buněk se dělí na seminomy a neseminomy (embryonální karcinom, nádor žloutkového váčku, choriokarcinom a teratom). Tyto nádory se mezi sebou liší ve stupni diferenciace, kdy seminom představuje jejich nejméně diferencovaný typ. Našim cílem bylo charakterizovat specifické epigenetické vlastnosti nádorů mužských zárodečných buněk, které zde umožňují transkripci lidského endogenního retroviru ERVWE1. Náš výzkum odhalil zvýšenou hladinu mRNA TET1-3 dioxygenáz, zejména pak TET1 v seminomech. Pro seminomy byla také charakteristická nízká celková hladina 5mC a 5hmC. TET1 knock-down v buněčné linii odvozené od seminomu vedl ke snížení množství 5hmC, zatímco hladina 5mC se nezměnila. Tyto výsledky poukazují na význam málo prozkoumané dynamiky cytosinových modifikací. Nízká celková hladina 5mC v seminomech se odráží i v nízké hladině metylace DNA promotorové oblasti ERVWE1. Nízká hladina metylace DNA v promotorové oblasti je jedním z faktorů, které umožňují pozorovanou intenzivní transkripcí ERVWE1 a účinný sestřih vzniklé RNA. Transkripce dalších zkoumaných lidských endogenních retrovirů neodpovídá produkci pozorované u ERVWE1. Z našich výsledků vyplývá, že vysoká hladina dioxygenázy TET1 je charakteristickou vlastností nediferencovaných typů nádorů zárodečných buněk. Navíc,...