Uloga heterozigotnosti gena za ribosomski protein S6 u zloćudnoj preobrazbi stanica

Hrvatska zaklada za znanost – Uloga heterozigotnosti gena za ribosomski protein S6 u zloćudnoj preobrazbi stanica

Vrijednost projekta: 1.000.000,00 kn
Trajanje projekta: 08.05.2017. – 07.10. 2021.
Voditelj projekta: prof. dr. sc. Siniša Volarević, dr. med.

Istraživanja tijekom proteklih dvadeset godina dokazala su da heterozigotne mutacije specifičnih ribosomskih proteina (RP) uzrokuju patološke promjene u životinjskim pokusnim modelima i nekoliko nasljednih bolesti u ljudi koje imaju povećanu predispoziciju za nastanak zloćudnih tumora, uključujući mijelodisplastični sindrom (MDS) s izoliranom del(5q) kromosomskom abnormalnošću i anemiju Diamond-Blackfan (DBA). Najnovija istraživanja dokazala su povezanost heterozigotnih mutacija gena koji kodiraju specifične RP i nastanka sporadičnih zloćudnih tumora u ljudi. Mutacije gena za RP rezultiraju aktivacijom supresora tumora p53, a zloćudna preobrazba u pacijenata s MDS s izoliranom del(5q) kromosomskom abnormalnošću i anemijom DBA korelira s inaktivacijom gena p53. Ta opažanja ukazuju na mogućnost da p53 štiti stanice s mutacijama RP od zloćudne preobrazbe. Međutim, molekularni mehanizmi putem kojih gubitak funkcije gena p53 surađuje s heterozigotnim mutacijama specifičnih RP tijekom zloćudne preobrazbe stanica gotovo su u potpunosti nepoznati. Da bismo dobili uvid u te mehanizme, najprije smo proizveli miševe u kojima se jedan lox alel RPS6 u kombinaciji s dva lox alela p53 mogu izrezati iz genoma pomoću rekombinaze CRE. Odgovarajućim križanjem tih miševa proizveli smo embrije E13.5 te iz njih izolirali mišje embrionalne fibroblaste ili MEF (akronim od engl. mouse embryonic fibroblasts) sljedećih genotipova: RPS6wt/wt; RPS6wt/lox; p53lox/lox i RPS6wt/lox: p53lox/lox. U tim MEF-ovima lox RPS6 i p53 aleli izrezani su pomoću rekombinazu CRE te su posljedice inaktivacije jednog alela RPS6 i/ili dva alela p53 analizirane. Upotrebom sekvenciranja ukupnih RNA (RNA-seq), bioinformatičke analize i pokusa u staničnoj kulturi identificirali smo nekoliko bioloških procesa koji su značajno promijenjeni u RPS6wt/-:p53-/- MEF-ovima u usporedbi s p53-/- MEF-ovima te testirali njihovu funkcionalnu važnost. Pretpostavljamo da bi specifične promjene bioloških procesa otkrivene u RPS6wt/-:p53-/- MEF-ovima mogle biti odgovorne i za zloćudnu preobrazbu normalnih stanica u ljudi uslijed mutacija gena za specifične RP i p53 te da bi dobiveno znanje moglo biti iskorišteno u dizajnu novih lijekova za liječenje takvih oblika raka.

Naša istraživanja na ovom projektu HRZZ, a u suradnji s nekoliko vrhunskih svjetskih istraživačima (profesori Jiri Bartek, Moshe Oren, Andre Gerber i Aristides Eliopoulos), rezultirala su važnim znanstvenim otkrićima. Kvalitetnim obrazovanjem mladih znanstvenika i uvođenjem novih tehnologija i metoda u naš istraživački rad povećan je kapacitet za buduća istraživanja na Medicinskom fakultetu Sveučilišta u Rijeci.

Suradnici na projektu:

• Doc. dr. sc. Slađana Bursać – Medicinski fakultet Sveučilišta u Rijeci
• Dr. sc. Ines Oršolić – Medicinski fakultet Sveučilišta u Rijeci
• Deana Jurada, mag. sanit. ing – Medicinski fakultet Sveučilišta u Rijeci (07.05.2017. – 07.05.2020.)
• Ylenia Prodan, mag.mikrobiol. – Medicinski fakultet Sveučilišta u Rijeci (08.05.2018. – 08.05.2020.)
• Ivana Matušić, mag.med. lab.ing. – Medicinski fakultet Sveučilišta u Rijeci
• Miljana Uzelac, bacc.med.lab.diagn. – Medicinski fakultet Sveučilišta u Rijeci
• Prof. Moshe Oren – Weizmann Institute of Science, Izrael
• Prof. Andre Gerber – Faculty of Health and Medical Sciences, School of Biosciences and Medicine, University of Surrey
• Prof. Aristides Eliopoulos – National and Kapodistrian University of Athens, Greece
• Prof. Jiri Bartek – Karolinska Institutet, Stockhlom; Danish Cancer Society Research Center, Copenhagen (08.05.2020. – 07.10.2021.)

Suradne institucije na projektu:

• Medicinski fakultet Sveučilišta u Rijeci
• Weizmann Institute of Science, Izrael
• Faculty of Health and Medical Sciences, School of Biosciences and Medicine, University of Surrey
• National and Kapodistrian University of Athens, Greece
• Karolinska Institutet, Stockhlom
• Danish Cancer Society Research Center, Copenhagen

Objavljeni radovi:

1. Moudry P, Chroma K , Bursać S , Volarević S , Bartek J. RNA-interference screen for p53 regulators unveils a role of WDR75 in ribosome biogenesis. Cell Death and Differentiation. 2021.
2. Bursać, S, Prodan Y, Pullen N, Bartek J, Volarević, S. Dysregulated Ribosome -Biogenesis Reveals Therapeutic Liabilities in Cancer, Trends in Cancer, 2020, 7(1):57-762.
3. Oršolić I., Bursać S., Jurada D., Drmić Hofman I., Dembić Z., Bartek J., Mihalek I., Volarević S. Cancer-associated mutations in the ribosomal protein L5 gene dysregulate the HDM2/p53-mediated ribosome biogenesis checkpoint, Oncogene, 2020, 39, 3443-3457.
4. Lindström MS, Jurada D, Bursać S, Oršolić I, Bartek J, Volarević S. Nucleolus as an emerging hub in maintenance of genome stability and cancer pathogenesis. Oncogene, 2018, 37 (18): 2351 – 2366.
5. Bursać S, Jurada D, Volarević S. New insights into HEATR1 functions. Cell Cycle, 2018, 2:1 – 2.
6. Pelletier J, Thomas G, Volarević S. Ribosome biogenesis in cancer: new players and therapeutic avenues. Nat Rev Cancer, 2018, 18(1): 51 – 63.
7. Lindström M. S., Jurada D., Bursać S., Oršolić I., Bartek J. Nucleolus as an emerging hub in maintenance of genome stability and cancer pathogenesis, Oncogene, 2018, 37(18):2351-2366.

Dva rada su u pripremi za objavljivanje u nekim od kvalitetnih znanstvenih časopisa.

Održana pozvana predavanja:

1. Prof. dr. sc. Siniša Volarević, održao je predavanje „Dysregulation of ribosome biogenesis in cancer“, The first Dubrovnik Summer School of Patophysiology, Dubrovnik.
2. Prof. dr. sc. Siniša Volarević, održao je 8. srpnja 2019. godine predavanje „Ribosome biogenesis in cancer“, University of Oxford.
3. Prof. dr. sc. Siniša Volarević, održao je 20. lipnja 2019. godine predavanje, „Impaired ribosome Biogenesis and Diseases“, Medils, Split.
4. Prof. dr. sc. Siniša Volarević, održao je 26. ožujka 2019. Godine predavanje „Uloga narušene kontrolne točke biogeneze ribosoma u supresiji tumora“, HAZU, Zagreb.
5. Prof. dr. sc. Siniša Volarević održao je 26. ožujka 2019.godine predavanje u sklopu simpozija “Apoptoza i novotvorine” na Hrvatskoj akademiji znanosti i umjetnosti u ožujku 2019. pod nazivom “Uloga nadzora biogeneze ribosoma u supresiji tumora”.
6. Prof. dr. sc. Siniša Volarević održao je 28. rujna 2019. predavanje na kongresu Hrvatskog genetičkog društva “4 th Congress of Croatian Geneticists with International Participation” na otoku Krku pod nazivom “The role of ribosomal proteins L5 and L11 in tumor suppression”.
7. Prof. dr. sc. Siniša Volarević održao je 22. rujna 2017. na 7. Hrvatskom kongresu hematologa u Šibeniku pozvano predavanje pod nazivom “The role of ribosomal proteins L5 and L11 in tumor suppression”.
8. Prof. dr. sc. Siniša Volarević održao je 27. rujna 2017. godine pozvano predavanje na IDIBELL institutu u Barceloni pod nazivom “The interplay between impaired ribosome biogenesis and p53”.

Sudjelovanje na kongresu/simpoziju:

1. Doc. dr. sc. Slađana Bursać i dr.sc. Ines Oršolić sudjelovale su na kongresu Hrvatskog genetičkog društva “4 th Congress of Croatian Geneticists with International Participation” na otoku Krku u trajanju od 26.09.2018. – 29.09.2018.
2. Prof. dr. sc. Siniša Volarević sudjelovao je od 17.10.2017. do 21.10.2017. na kongresu EMBO-a u Heilderbergu, Njemačka.

Posjet suradnom laboratoriju:

1. Deana Jurada je u razdoblju od 23.04.2019. do 27.04.2019. boravila u laboratoriju prof. Barteka na Danish Cancer Society Research Center-u. u Kopenhagenu, Danska.