General biochemistry and metabolism (Council of Medical and Biological Sciences)
100 %
Ortelius classification: Molecular biology
Panel
Molecular and Structural Biology and Biochemistry
Department or equivalent
Institute of Genetics (HUN-REN Biological Research Centre Szeged)
Starting date
2011-09-01
Closing date
2014-08-31
Funding (in million HUF)
26.688
FTE (full time equivalent)
2.40
state
closed project
Summary in Hungarian
A rák ma világszerte az egyik vezető halálok. Az intenzív kutatások ellenére, genetikai sokféleségének köszönhetően a kifejlődéséhez szükséges genetikai változások nehezen felderíthetőek. A rákos sejtek génállománya természetüknél fogva változékony így a betegség kifejlődése szempontjából jelentőséggel bíró mutációk elkülönítése, a háttérben nagy gyakorisággal megjelenő un. “passenger” mutációktól, komoly nehézségekbe ütközik. A klasszikus genetikai “screen” eljárások hatékony eszközei lehetnének a rákkutatásnak. Jelen pálzázat egy olyan szomatikus génbeviteli és szelekciós rendszer előállítását tűzi ki célul amely az ilyen irányú kutatásokat hatékonyan segítené elő, lehetővé téve nagy számú genetikailag manipulált szomatikus klón egyszerű és gyors létrehozását és in vivo tesztelését. A DNS hibajavító mechanizmusainak károsodása fontos szerepet játszik a rák kialakuásában. Ezen mechanizmusok érdekes alcsoportját képezik a direkt hibajavító rendszerek, melyek egy típusú sérülésre specifikusak és a hibás bázist visszalakítják. Ebbe a csoportba tartozik bakteriális AlkB enzim is. A javasolt génbeviteli rendszer felhasználásával tervezem az egér AlkB homológok csendesítését és a csendesítés következményeinek vizsgálatát mozaikos egér modellben.
Summary
Cancer is the leading cause of death in the developed world. Significant emphasis has recently been placed on the characterization of the human cancer genome. However, the genetic complexity of cancer has complicated the identification of driver mutations among the more abundant passenger mutations found in tumours. Forward genetic screens are powerful methods to identify genes involved in specific biological processes like cancer formation. However the difficulties and costs currently associated to such screens in vivo in mammalian systems are equally enormous. Here I propose the creation of a novel site-directed gene transfer system, allowing efficient and controlled somatic gene transfer in vivo in mice. This approach offers the possibility for the rapid creation of large number of somatic clones, over-expressing target proteins, or carrying transgenes to trigger RNAi response against the targeted gene products. Recent findings are emphasizing the role of genomic instability, caused by errors of DNA repair, in cancer. Using a candidate gene approach, I would also like to investigate such mechanisms, by perturbing the AlkB type direct DNA repair in vivo in the proposed mosaic mouse model.
Final report
Results in Hungarian
A rák ma világszerte az egyik vezető halálok. Az intenzív kutatások ellenére, genetikai sokféleségének köszönhetően a kifejlődéséhez szükséges genetikai változások nehezen felderíthetőek. A rákos sejtek génállománya természetüknél fogva változékony így a betegség kifejlődése szempontjából jelentőséggel bíró un. „driver” mutációk elkülönítése, a háttérben nagy gyakorisággal megjelenő un. „passenger” mutációktól, komoly nehézségekbe ütközik. A „driver” mutációk jellemzően szomatikusan alakulnak ki a betegség kifejlődése során, ezért a klasszikusan a csíravonal módosításával előállított transzgénikus állat modellek az ilyen mutációk létrehozására/vizsgálatára sokszor alkalmatlanok.
Az OTKA támogatás segítségével sikerrel fejlesztettünk ki egy olyan alternatív módszert, amely a csíravonal módosításának elkerülésével, akár több mesterségesen létrehozott „driver” mutáció egyidejű és gyors szomatikus vizsgálatát is lehetővé teszi egér modellben. Ez a rendszer a rák kialakulásának in vivo vizsgálatára minden eddiginél alkalmasabb.
A DNS hibajavító mechanizmusainak károsodása fontos szerepet játszik a rák kialakuásában. Ezen mechanizmusok érdekes alcsoportja a DNS egyes károsodásainak un. direkt javítása. A bakteriális AlkB fehérje is ezen direkt hibajavító fehérjék csoportjába tartozik. A sikerrel létrehozott génbeviteli rendszer felhasználásával az egér AlkB homológok csendesítésének következményeit jelenleg is vizsgáljuk mozaikos egér modellben.
Results in English
Cancer is the leading cause of death in the developed world. Significant emphasis has recently been placed on the characterization of the human cancer genome. However, the genetic complexity of cancer has complicated the identification of the so called "driver" mutations facilitating disease progression, among the more abundant “passenger” mutations found in tumours. These aggressive "driver" mutations typically occur somatically during the development of the disease. Consequently, classical transgenic animals, produced by the modification of the germline, are frequently inadequate for the creation/testing of such mutations.
With the help of the OTKA, we have successfully developed an alternative method that avoids the modification of the germline and allows the rapid somatic analysis of artificially created "driver" mutations in a mouse model. This method is unprecedentedly suitable for the examination of genetic causes of cancer.
Recent findings are emphasizing the role of genomic instability, caused by errors of DNA repair, in cancer. An interesting subset of the DNA repair mechanisms is the direct DNA repair mediated by specific enzymes like the bacterial AlkB protein and its homologues in higher organisms. With the help of our novel somatic gene transfer system we are currently examining the consequences of the silencing of mouse AlkB homologues in a mosaic mouse model.
