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bioRxiv 预印本· Sahay, H., Duan, Y., Gordan, R. ·· 1 天前评分53

研究构建覆盖 655 个 TF 和 15 种组织类型的结合位点体细胞突变图谱

A pan-cancer catalog of mutagenesis at transcription factor binding sites

导读

研究分析了 15 种组织类型、超过 4,000 个肿瘤的体细胞突变,构建覆盖 655 个 TF 和 276 个基序簇的跨癌突变目录。突变计数足够的 TF 簇与组织配对中,近三分之一在至少一个结合位点位置显示显著富集,所有 15 种组织均有发现,黑色素瘤最为广泛。

深度解读

癌症基因组的体细胞突变并非随机堆积,其模式记录着细胞所经历的DNA损伤与修复过程[1][2]。基于这一认识,研究者发展出从突变目录中解析突变特征的计算方法[4],并借助大规模测序计划系统刻画了人类癌症的突变特征全景,将许多特征与外源或内源暴露以及DNA维护缺陷联系起来[3]。早在乳腺癌全基因组分析中,就已观察到突变频率与转录之间存在复杂关系[2]。然而,这类工作大多停留在基因组整体或外显子层面,对非编码调控区、尤其是转录因子结合位点上的突变富集有多普遍,一直缺乏系统刻画。转录因子结合虽被认为可通过改变DNA损伤形成或干扰DNA修复而促进突变,但此前只在个别转录因子和个别致突变过程上被描述,其在不同转录因子与癌症类型间的普遍性并不清楚。

为此,作者分析了15种组织类型、4000余例肿瘤的体细胞突变,为655个转录因子的结合位点构建了泛癌症突变目录,这些因子按结合基序归入276个簇。他们在单核苷酸分辨率上评估突变富集,并校正了序列依赖性与局部的背景突变率差异。结果显示,在突变数充足的“转录因子簇—组织”配对中,近三分之一在至少一个结合位点位置上出现显著富集;富集在黑色素瘤中最为广泛,但在全部15种组织中均可检出,且涉及的转录因子和位点位置因组织而异。高表达转录因子比低表达者更可能显示富集,与“转录因子结合提高结合位点突变率”的解释相符。突变特征分析进一步提示,除紫外损伤外,年龄相关过程、脱氨损伤、氧化损伤和烟草暴露等过程也可能参与其中,而烟草、紫外等外源暴露对应的特征此前已被识别[3][5]。

相对已有认识,这项研究把突变特征范式[1][3]的视角延伸到调控DNA中转录因子结合位点的具体位置上,指明了哪些转录因子、哪些位置富集突变,以及哪些致突变过程可能在这些位置起作用,从而为非编码突变的解读与优先级排序提供了依据,也为转录因子诱导突变的实验验证提供了路线图。

当然,这一目录本质上是相关性证据:虽然高表达转录因子的富集模式与结合促突变的机制解释一致,但每一处富集背后具体的损伤与修复相互作用仍需实验检验,不同组织间因子和位置的差异也尚待解释;加之结果目前以预印本形式发表,仍有待同行评议。

来源:bioRxiv 预印本

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