< Terug naar vorige pagina

Project

Enhancer logica en transcriptionele regulatie exploiteren om fenotype switching in melanomen te sturen

Enhancers zijn regulatorische genomische regio’s die een belangrijke rol spelen in genregulatorische netwerken. Tezamen met sekwentie-specifieke transcriptiefactoren die binden op de enhancers, regelen ze de expressie van hun doelwit genen, en, uiteindelijk, het fenotype van een cel. Melanomen zijn een van de meest gevaarlijk en moeilijk te behandelen kankertypes. Zowel de cellulaire heterogeniteit als plasticiteit van melanoom cel statussen dragen bij tot de agressiviteit van dit kankertype en de gemakkelijkheid waarmee melanomen drugresistent worden. Het doel van dit doctoraatsonderzoek was om de enhancer landschappen in melanomen te ontrafelen om zo regulatorische logica die onderliggend is aan de verschillende melanoma cel statussen beter te begrijpen. 

Aangezien active enhancers in het algemeen toegankelijk zijn, kunnen we ze bestuderen door de accessibiliteit van het chromatine te meten via bijvoorbeeld ATAC-seq. Allereerst hebben we gebruik gemaakt van zowel bulk als single-cell ATAC-seq op melanoom cellijnen waarin we de transcriptiefactor SOX10 onderdrukten. Het verlies van SOX10 imiteert de switch van een melanocytisch melanoom status naar een meer invasieve mesenchymaal-achtige status. Daardoor heeft de gegenereerde data ons toegelaten om de epigenomische dynamiek en heterogeniteit gedurende melanoma fenotype switching te bestuderen. Hierop volgend hebben we chromatine accessibiliteit data gegenereerd in melanoom cellijnen afkomstig van zes diersoorten. Daaruit konden we aantonen dat de twee meestvoorkomende melanoom statussen en hun master regulatoren geconserveerd zijn in verschillende diersoorten. We hebben een diepe studie gedaan naar de enhancer code in melanoma door comparatieve epigenomica te combineren met artificiële intelligentie. Dit heeft geleid tot onze hypothese dat SOX10 als ‘pioneer’ factor functioneert in melanocytische melanomen door enhancers te openen voor het binden van andere transcriptiefactoren, namelijk TFAP2A, MITF and RUNX. Voortgaande op dit werk hebben we via een hoge doorvoer enhancer reporter meting aangetoond dat MITF en ETS waarschijnlijk de belangrijkste bijdragers zijn voor de activiteit van melanocytische enhancers in melanomen. Ten slotte, door gebruik te maken van een microfluidisch single-cell migratie chip hebben we kunnen aantonen dat melanoomcellen in een intermediaire status op transcriptomics niveau zich ook voortbewegen met een intermediaire en heterogene snelheid.

Tezamen heeft dit onderzoek geleid tot nieuwe inzichten in de enhancer code van melanomen en de specifieke rollen van transcriptiefactoren en regulatorische regio’s in verschillende statussen van melanoomcellen.

Datum:1 okt 2016 →  14 dec 2020
Trefwoorden:Medical bioinformatics, Transcriptional regulation, Melanoma
Disciplines:Genetica, Systeembiologie, Computationele transcriptomics en epigenomics
Project type:PhD project