Krooninen sairaus

tiivistelmä

Useat tutkimukset ovat osoittaneet, että syövät aktiivisesti säätelevät vaihtoehtoisen silmukoinnin. Altered silmukoinnin mekanismit syövän aiheuttaa syöpää erityisiä transkriptien eroaa altaan transkriptien esiintyy vain terveessä kudoksessa. Samaan aikaan, muuttaa esittely HLA-luokan I epitooppien havaitaan usein erityyppisiä syöpiä. Down-regulation liittyvien geenien HLA-luokan I antigeeniin käsittely on havaittu useissa syöpätyypeissä, mikä johtaa vähemmän HLA luokka I-antigeenien solun pinnalla. Täällä käytämme peptidomin laaja analyysi ennusti vaihtoehtoisten jatkos muotoja, jotka perustuvat julkisesti saatavilla olevassa tietokannassa, osoittaa, että peptidit yliedustettuina syövän silmukointivarianteista käsittää merkittävästi vähemmän ennustettu HLA-luokan I epitooppien verrattuna peptideihin normaalista selostukset. Peptidit yliedustettuja syövän selostukset ovat, kun kyseessä on kolme yleisintä HLA luokka I supertyyppi edustajia johdonmukaisesti todettu sisältävän vähemmän ennustettu epitooppeja verrattuna normaaliin kudokseen. Havaitsimme merkittävän eron aminohappokoostumus välillä proteiinisekvenssien liittyy normaaliin verrattuna syöpäkudoksessa, kuten tavattavia kopioita syövän on rikastunut hydrofiilisistä aminohapoista. Tämä vaihtelu vaikuttaa havaitun merkittävän epätodennäköisempää syöpää erityisiä peptidejä voidaan ennustaa epitooppeihin verrattuna peptideihin löytyy normaalia kudosta.

Citation: Stranzl T, Larsen MV, Lund O, Nielsen M, Brunak S (2012 ) Cancer Exome Syntyy Vaihtoehtoinen mRNA laimentaa Ennustetut HLA luokka I epitooppitiheys. PLoS ONE 7 (9): e38670. doi: 10,1371 /journal.pone.0038670

Editor: Kjetil Tasken, University of Oslo, Norja

vastaanotettu: 28 joulukuu 2011; Hyväksytty: 09 toukokuu 2012; Julkaistu: 25 syyskuu 2012

Tämä on avoin-yhteys artikkeli, vapaa kaikki tekijänoikeudet, ja saa vapaasti jäljentää, levittää, välittää, modifioitu, rakennettu, tai muuten käyttää kuka tahansa laillista tarkoitusta. Teos on saatavilla Creative Commons CC0 public domain omistautumista.

Rahoitus: Tätä työtä tukivat apurahan Tanskan Research Council Teknologian ja tuotannon Sciences (Project ”Disease Gene Finding, somaattisista mutaatioista, ja Vaccine Design ”; pääasiallinen rahoituksen saaja, Søren Brunak) ja tukivat National Institutes of Health (sopimus HHSN26620040006C). Rahoittajat ollut mitään roolia tutkimuksen suunnittelu, tiedonkeruu ja analyysi, päätös julkaista tai valmistamista käsikirjoituksen.

Kilpailevat edut: Kirjoittajat ovat ilmoittaneet, etteivät ole kilpailevia intressejä ole.

Johdanto

syöpä-erityisiä silmukoitumisvarianttia ovat merkittävää etua, koska ne voivat olla mukana synnyssä ja voi lisäksi mahdollisesti käyttää biomarkkereita ja tuottaa uusia kohteita syövän [1], [2]. Ihmisen immuunijärjestelmä pystyy vastaamaan joitakin näistä syövän antigeenien, kuten on ensimmäisenä esittänyt melanooma-antigeeni, MAGE-1, voivat edistää ihmisen T-soluille [3], [4]. Yleisemmin yksilöiden suuren tai keskisuuren sytotoksinen aktiivisuus ääreistyyppistä veren lymfosyytit lisäksi liittyi merkitsevästi pienempi syöpäriski, mikä viittaa rooli luonnollisen immunologisten isännän puolustusmekanismeja syöpää [5].

vaihtoehtoinen silmukointi voi muuttaa rakennetta mRNA sisällyttämällä tai ohita eksonien, ja tämä voi muuttaa toiminto, vakautta tai sitoutumisominaisuuksia koodattuja proteiineja ja siten edistää ihmisten sairauksien, kuten syövän [6]. Eräässä tutkimuksessa, vaihtoehtoisen silmukoinnin tapahtumia munasarja- ja rintasyövän kudoksiin vaikuttaa kasvainten havaittiin, että noin puolet kaikista silmukointitapahtumilla näissä kudoksissa muuttuvat kasvaimia, ja monet niistä, koska eksonin ohittaminen [7]. Samanlaisia ​​suuntauksia on havaittu muissa syöpiin, esimerkiksi paksusuolen syöpää ja kiveskasvaimen [8], [9], sekä mahasyövän, jossa geenit osoittavat ero ilmentymisen välillä syöpäsolulinjoilla ja vastaavat normaalit kudokset havaittiin [ ,,,0],10]. Syövän lisäksi olla mukana dysregulating reittejä, mikä edistää muutoksia vaihtoehtoisen silmukoinnin ja geeniekspressiota ohjataan näiden proteiinien [11], HLA (HLA) luokan I antigeenista käsittelykomponetteja ja HLA ilme on myös osoitettu vaimentua vuonna yhteydessä syöpä [12], [13]. Tutkimus, jossa tutkittiin korjauksilla HLA luokan I ilmentyminen 12 munasarjasyöpää sairastavilla potilailla on raportoitu alhainen HLA-luokan I antigeenejä syöpäsolujen kaikilla potilailla. Yksi potilas johdettu kasvaimen solulinja osoitti täydellistä haplotyypin tappiota, mukaan lukien HLA-A2 lokuksen [14].

Nämä havainnot tulkitaan omaksuttuja kasvaimet paeta immuunivalvonnan ja välttää kasvainsolun tunnustamista ja tuhoa [15], [16]. On ehdotettu, että poistaminen kasvavan kasvainten immuunijärjestelmä voi johtaa valinnan kasvaimen variantteja, jotka ovat tehokkaita välttää immuunijärjestelmän tunnustamista [17]. Näyttää siis olevan kertyviä todisteita syövän ollessa kytkettynä vaihtoehtoisen silmukoinnin sekä tehosta sisään kiertämisen alkaen immuunijärjestelmää downregulation ja muuttamalla HLA ilme. Suurin osa tutkimuksista, jotka liittyvät syöpää erityisiä vaihtoehtoisen silmukoinnin on muuttunut immuunijärjestelmä valvonta on kuitenkin rajallinen koko ja useimmissa tapauksissa sattumanvaraisia. Täällä, halusimme tutkia, on laajamittainen tutkimus, jos vaihtoehtoinen syövän exome jo vaiheen mRNA sisältää bias verrattuna normaaliin transkriptien joukko mahdollisia HLA luokan I epitooppien.

Tulokset

Transcripts yliedustettuna syövän sisältävät vähemmän ennustettu epitooppeja rajoittaa kolme yleisintä HLA luokka I yläluokka

tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää, käyttäen laajamittainen tiedon set, jos peptidomes spesifinen syövän ja normaalissa kudoksessa on erilaisia ​​ominaisuuksia, jotka liittyvät muuttuneeseen verran immuunijärjestelmän valvonnan. Tätä varten rakensimme kaksi peptidejä, yksi yliedustettuina syövän kudosta ja yksi yli edustaa normaalia kudosta. Maailmanlaajuisesti permutoituina versiot näistä sarjaa tuotettiin kuten on kuvattu materiaalit ja menetelmät. Maailmanlaajuinen permutaatio tuhoaa rakenteelliset ominaisuudet sisällä HLA-sitovaa 9-meerejä, vain säilyttää globaali koostumusta ominaisuuksia. Vertailun rakensimme paikallisesti permutoituina normaali ja syövän sarjoista permutoidaan kunkin peptidin erikseen, mikä säilyttää paikallisen aminohappokoostumus kunkin peptidin. Tutkimaan immuuni liittyvät ominaisuudet, mahdollisten epitoopit kattaa kaikki 12 HLA-luokan I yläluokka ennustettiin käyttämällä NetMHCpan. Kunkin supertyyppi, laskimme prosenttiosuudet ennustettu epitooppeja kuuden peptidin aineistoja: normaali, normaali maailmanlaajuisesti ja normaali paikallisesti permutoituina, syöpä ja syöpä maailmanlaajuisesti ja syövän paikallisesti permutoituina.

On tunnettua, että jotkut HLA luokka Olen supertyyppi edustajat ovat yleisempiä kuin toiset. Sen vuoksi on odotettavissa, että sen harvemmin HLA-alleelit, tulokset ovat todennäköisesti kuuluu melua. Lähde meidän data asettaa, ASTD tietokanta, on suurelta osin peräisin EST tietoja ilman HLA erityistietoja. EST data perustuu pääosin valkoihoinen eurooppalaisten [18]; joten voimme olettaa, että enemmän yhteistä HLA nimikkeet Euroopan väestöstä ovat yleisempiä meidän aineisto. HLA-alleeli taajuudet saatiin dbMHC tietokannasta [19]. Arvioitu määrä odotettua fenotyyppiä kohden supertyyppi Euroopan väestöstä on esitetty taulukossa 1.

Kolme yleisintä supertyyppi edustajat Euroopan väestöstä on HLA-A * 02:01, HLA-A * 01 :01 ja HLA-A * 03:01. Näiden kolmen supertyyppi edustajaa, selostukset liittyy normaalia kudosta on huomattavasti suurempi prosenttimäärä ennusti epitooppeja kuin selostukset yliedustettuna syöpä. Kuvio 1 esittää havaitun numeroita, prosentteina ennusti epitooppien per 9-meerejä, eri aineistoja nämä kolme yleisintä supertyyppi edustajia. Kaikki havaitut erot normaalin ja syövän kudoksissa esitetään kuviossa 1 ovat merkittäviä (p 0,006, 2-näyte testi yhdenvertainen mittasuhteet).

Data on esitetty kolme yleisintä HLA-I alleelien Euroopan väestöstä. Jokainen palkki näyttää prosentteina ennustetun epitooppien per 9-mer vastaavassa sarjassa. Jokainen sarja sisältää peptidejä, jotka ovat joko yliedustettuina normaalissa tai syöpäkudoksessa. Maailmanlaajuisesti permutoituina tai paikallisesti permutoituina versio peptidin sarjaa rakennettiin kuvatulla Materiaalit ja menetelmät. Kaikki havaitut erot syövän ja normaaleissa kudoksissa ovat merkittäviä (p 0,006, 2-näyte testi yhdenvertainen mittasuhteet).

Useimmille HLA luokka I yläluokka, syöpä selostukset sisältävät vähemmän ennustettu epitooppeja

Lisäksi prosenttiosuus ennustettu epitoopit permutoituina eikä permutoidun sekvenssit kaikille 12 supertyyppi edustajat on esitetty taulukossa 2. Tässä havaitsimme samanlainen suuntaus verrattuna havaintomme, että kolme yleisintä yläluokka Euroopan väestöstä . Ei–simplex sekvenssit, seitsemän kahdestatoista supertyyppi edustajat (HLA-A * 01:01, HLA-A * 02:01, HLA-A * 03:01, HLA-A * 24:02, HLA-A * 26:01, HLA-B * 15:01 ja HLA-B * 58:01), oli huomattavasti alempi osa ennustettu epitooppien sekvenssit annetaan syövän patologia. Tilastollinen merkittävä ero, jossa syöpään liittyvien peptidien sisälsi enemmän ennusti epitooppeja oli, toisaalta, vain tarkkailtiin yhden supertyyppi edustaja, nimittäin HLA-B * 27:05.

Kun analysoidaan permutoitu sekvenssit samanlaiset tulokset havaittiin. Vain yksi supertyyppi edustaja (HLA-B * 40:01, paikallisesti permutoituina) oli huomattavasti enemmän ennustettu epitooppeja permutoitu syövän sekvenssit kuin permutoitu normaalissa sekvenssit. Toisaalta, permutoituina, normaali sekvenssit oli johdonmukaisesti sekä paikallisen ja globaalin permutoituina sarjaa enemmän ennustettu epitooppeja seitsemän supertyyppi edustajille (HLA-A * 01:01, HLA-A * 02:01, HLA-A * 03:01 HLA-A * 24:02, HLA-A * 26:01, HLA-B * 15:01, HLA-B * 58:01). Näistä seitsemän supertyyppi edustajaa, ero normaalin ja syövän aineistoja on merkittävä siinä permutoiduista samoin kuin permutoitu aineistoja. Havainto, että syöpä selostukset sisältävät vähemmän ennustettu epitooppeja useimmille HLA luokka I supertyyppi edustajia, on stabiili, kun eri kynnysarvoja ennustamisessa mahdollisia epitooppeja sovelletaan (tuloksia ei ole esitetty).

HLA motiivi ja aminohappokoostumus harhat

suhteellinen ero ennustetun epitooppitiheys välillä normaalin ja syöpä on, meidän on aikaisemmin määritelty yleisin HLA-alleelit, suhteellisen vakaa. Myös ero epitooppitiheys on suurin verrattaessa ei–simplex globaalisti permutoituina peptidin sarjaa. HLA-A * 02:01, huomattava väheneminen ennustettu epitooppien havaitaan verrattaessa normaaliin ja syöpä ei -simplex-peptidien normaaliksi ja syövän permutoituina peptidejä. Kuten taulukosta 2 ja kuviosta 1, eroa prosentteina epitooppien on suurin, kun verrataan ei–simplex sekvenssien maailmanlaajuisesti permutoidun sekvenssit (normaali: 0,83 vs 0,73, syövän: 0,77 vs 0,69). HLA-A * 01:01, prosenttiosuus epitooppien kuin -simplex versus -simplex sekvenssit näyttää olevan suhteellisen vakaa (normaali: 0,82 vs 0,80, syöpä: 0,77 vs 0,76), kun taas permutoituina HLA-A * 03:01 sekvenssit ovat enemmän ennusti epitooppeja kuin vastaava ei–simplex sekvenssit (normaali: 0,94 vs 1,01, syöpä: 0,91 vs 0,96). Näiden kolmen supertyyppi edustajaa, prosenttiosuus ennustettu epitooppien paikallisesti permutoituina peptidejä aina osuu vastaavien prosenttiosuuksien ei permutoidun ja maailmanlaajuisesti permutoituina sekvenssit. Paikallisesti permutoituina peptidejä säilyttää vain paikalliset aminohappokoostumus, ja maailmanlaajuisesti permutoituina peptidien paikallisen rakenteellisia ominaisuuksia tuhottu ja säilyttää vain globaali aminohappokoostumus. Nämä havainnot viittaavat siihen, että sekä kansainvälisten että paikallisten rakenteellisten aminohappo ominaisuudet ovat tekijöitä, jotka määrittelevät havaittu eroja epitoopin tiheydet välillä normaalin ja syöpä peptidomin.

analyysi suhteellisen aminohappokoostumus tehtiin kaikille yliedustettuina 9-meerejä liittyy normaali ja syöpä. Olemme havainneet, että hydrofiiliset tähteet ovat yleisempiä polypeptidien syöpään transkriptien kuin normaalista polypeptidejä. Suhteita N /C-suhteet verrattuna hydrofiilisyyden asteikolla aminohappojen Hopp-Woods, hydrofobisuusasteikolla by Wimley-White sekä keskimääräisen sijoitusta aminohappojen mukaan taajuuden niiden esiintymisen 38 julkaistiin hydrofobisuuden asteikot näkyvät kuviossa 2. kuviossa 2, tähteet ovat yleisempiä syöpä jos N /C on pienempi kuin 1. Hydrofiiliset tähteet on merkitty mustalla.

N /C suhteilla Hopp-Woods hydrofiilisyyden asteikko (A) , Wimley-White hydrofobisuusasteikolla (B), ja keskimääräinen sijoitusta aminohappojen perusteella 38 hydrofobisuuden asteikot (C). N /C-suhde on suhde havaittujen taajuuksien vastaavien aminohappojen polypeptidejä yliedustettuna selostukset normaalia ja syöpäkudoksissa. Jos N /C-arvon 1, aminohappo on yleisempää normaalia kudosta; Jos N /C-arvo 1, aminohappo on yleisempää syöpä. Vihreät palkit viittaavat enemmän hydrofobisia aminohappoja, kun taas mustat palkit viittaavat enemmän hydrofiilisiä aminohappoja. Kaikki N /C-suhteet suurempia tai pienempiä kuin 1 ovat merkittäviä (p 0,001 laskettuna Wilsonin maalin [45] ja Bonferroni korjattu).

Hopp-Woods ja Wimley-White asteikot korreloivat voimakkaasti jossa N /C-suhteet, joiden Spearmanin korrelaatiokerroin -0,72 ja 0,78, tässä järjestyksessä. Keskimääräinen ranking aminohappo asteikko korreloi korrelaatiokerroin -0,65. Kaikki kolme korrelaatiokertoimet ovat merkittäviä (P-arvo 0,003, tarkka permutaatio testi). Mitään korrelaatiota ei löytynyt muita aminohapon ominaisuuksia, kuten massan, pinta-alan tai tilavuuden (tuloksia ei ole esitetty).

On silmiinpistävää, kun todetaan, että kaikki vahvoja hydrofiilisistä aminohapoista (KPRQ, Hopp-Woods asteikko) on rikastunut sekvenssit liittyy syöpään. Samanlainen havainto on tehty Wimley-White asteikko: Havaitsimme seitsemän aminohappoa huomattavasti yleisempää syöpä (APERKDQ). Kuudella näistä (kaikki paitsi A) kuuluvat seitsemän eniten hydrofiilisistä aminohapoista perustuu Wimley-White mittakaavassa. Käänteinen suuntaus on löytynyt hydrofobiset aminohapot. Top merkittävä aminohapot on luokiteltu sekä Hopp-Woods ja Wimley-Scott hydrofobinen (WFICM) ovat yleisempiä sekvenssit liittyvät selostukset normaalista kudoksesta.

Näiden havaintojen voisi ehdottaa selitys ero epitooppitiheys normaalin ja syöpä peptidomin. Sitovat motiivit 3 yleisin supertyyppi edustajia esitetään kuviossa 3. Näistä neljästä edullisin aminohappoa HLA-A * 02:01 ankkuri kantoja, kolme aminohappoa (VMI) rikastetaan normaalissa selostukset, kun taas vain yksi (L) on yleisempää normaalia kuin syövässä. Tämä johtaa päätelmään, että ainakin osa havaitusta eroja prosenttiosuuden ennustetaan epitooppien normaalissa verrattuna syövän selostukset johtuvat aminohappokoostumus. Sama suuntaus on havaittu HLA-A * 01:01. Kaksi yleisintä aminohappoa motiivi (YT) on myös lisää usein normaalissa kudoksessa, kun taas S on neutraali ja seuraava yleinen aminohappo, D, on yleisempää syöpä. Yleisimmät aminohappo HLA-A * 03:01 (K) on hieman yleisempää syöpä, kun taas toiseksi seuraavan usein (Y) on, koska vahvempi etusija sopivaksi peptidejä normaaleista kudoksista, siirtämällä suosiminen aminohapot yleisempää silmukointivariantit normaaliin kudokseen liittyvät. Kaikkien kolmen motiiveja, me edelleen laskettu keskimääräinen painotettu harhojen, joka perustuu N /C-suhteet ja aminohappo taajuuksilla (katso materiaalit ja menetelmät). Painotettu harhat laskettiin sekä vastaavien 5 yleisin aminohappoa kohti motiivi sekä kaikki 20 aminohappoa. Kaikkien kolmen motiiveja havaitsimme yleinen mieltymys aminohappoja löytyy meidän normaalia kudosta sarja.

Kolme yleisintä HLA tyyppejä Euroopan väestöstä. Korkeus sarakkeen kirjeitä on sama tietosisältö tuossa asemassa, kun taas korkeus kunkin kirjaimen sisällä sarake on verrannollinen taajuuden vastaava aminohappo tuossa asemassa [44].

keskustelu

Vaihtoehtoinen silmukointi mRNA-transkriptien on tärkeä mekanismi tuottaa genomisen monimutkaisuus ja sen on osoitettu eroavan syövän ja vastaavat normaalit kudokset [1], [8], [9]. Lisäksi syöpiä joissakin tapauksissa downregulate HLA-luokan I antigeenin prosessointi- komponentteja ja HLA-luokan I ilmentymisen välttää paljastumisen immuunijärjestelmää. Nämä havainnot saivat meidät tutkimaan, selostukset löytyy syöpäkudoksessa osuus ominaisuuksia, jotka vähentäisivät immuunijärjestelmän tunnustamista. Täällä olemme tehneet laajan analyysin tavoitteena on määrittää immuunijärjestelmän liittyviä painatuksia jotka voivat erilaistua syöpää normaalista selostukset. Perustuen ASTD tietokanta, tietokanta, joka tarjoaa ennustettu jatkos muotoja, tunnistimme kaksi peptidi käyttökelpoisuus; yksi liittyy transkriptit yliedustettuna syöpään ja yksi liittyy transkriptit yliedustettuina normaalia kudosta. Käyttämällä state-of-the-art immunoinformatics ennakointivälineet, me seuraavaksi analysoineet kaksi aineistoja eroja todennäköisyys tulla esitettiin vallalla HLA luokan I molekyylejä, ja siten mahdollisia aktivoimiseksi immuunijärjestelmää.

huomasimme, että peptidit, jotka johtuvat vaihtoehtoisen silmukoinnin ilmaistaan ​​syöpäkudoksessa, sisältävät vähemmän ennustettu epitooppeja rajoittaa kolme yleisintä HLA luokan I alleelit kuin peptidit ilmaistaan ​​normaalissa kudoksessa. Käyttämällä maailmanlaajuisesti ionivaihdettua aineistoja me johdonmukaisesti, että kolme yleisintä HLA-luokan I alleelien, todettiin, että havaitut menetys epitooppitiheys syövän peptidomin säilyy myös permutoidun aineistoja. Tämä vahvasti siihen, että erot aminohappokoostumus välillä peptidejä vaihtoehtoisesti liitettyjä normaalia ja syöpä transkriptit ovat liikkeellepaneva voima alennetun ennustetun epitooppitiheys.

Syynä havaittuun muutokseen taajuuden tiettyjen aminohappojen proteiineihin liittyvä syöpä verrattuna normaaliin kudokseen ei tunneta, mutta ilmiö on aiemmin havaittu tutkimuksissa tavoitteena on määrittää biomarkkereita varhaisessa vaiheessa syövän havaitseminen: tuoreessa tutkimuksessa tasot alaniini, isoleusiini, leusiini ja valanine havaittiin lisättävä että pancreases rottien haimasyöpä verrattuna näytteet rotista, joilla oli krooninen haimatulehdus ja terveet rotat [20]. Toisessa tutkimuksessa, tasot N-metyylialaniini ja lysiiniä havaittiin olevan merkittävästi lisääntynyt plasman haiman syöpäpotilaiden, kun taas taso glutamiinia ja fenyylialaniinin havaittiin olevan vähentynyt [21]. Nämä tutkimukset tunnistettu eroja aminohappokoostumus yhdessä syövän tyyppi perustuu veriplasmaa ja kudosnäytteitä. Me sen sijaan analysoida yliedustettuina syöpä peptidejä yleensä. Kuten odotettavissa, koskevat päätelmät aminohapon pitoisuus tässä tutkimuksessa eivät ole samanaikaisia ​​kanssa yhtenäisen syöpätyypin tutkimuksia.

Yksi mahdollinen selitys sille, miksi havaitsimme vähemmän ennustettu epitooppien peptidejä, jotka johtuvat vaihtoehtoisen silmukoinnin ilmaistaan ​​syöpä, voi olla, että isännän immuunijärjestelmä rajoittaa syöpä exome. Tässä tapauksessa paine immuunijärjestelmän disfavors syöpäsolut esittää uusia epitooppeja solun pinnalla. Vaihtoehtoinen selitys – mikä ei sulje pois edellistä selitystä – otetaan lähtökohdaksi havaittu muutos aminohapon taajuuden, erityisesti kasvu hydrofiilisistä aminohapoista syövän proteiineja.

Aikaisemmin on osoitettu, että missense mutaatioiden BRCA domain korkean riskin rinta- ja munasarjasyöpä potilaille usein kohdistaa voimakkaasti hydrofobisia aminohappoja [22]. Lisäksi on ehdotettu, että vakautus- proteiinin rakenne on suurelta osin johtuu Vedenhylkimis [23]. Näin ollen kasvu hydrofiilisistä aminohapoista on epävakautta vaikutus proteiinien rakenteeseen, joka on yhdenmukaiset proteiinin menettämisestä toiminto, joka korreloi syövän etenemiseen. Tästä ovat esimerkkinä tutkimuksessa koskee perinnöllinen missensemutaatioita of tuumorisuppressorigeenin,

BRCA-1

, mikä voi altistaa rinta- tai munasarjasyöpä [24]. Tässä tutkimuksessa havaittiin, että mutaatiot pääasiassa kohdistaa konservoituneita hydrofobisia aminohappoja, jotka ovat vastuussa taitto ja vakautta. Koska erityisesti yleisin HLA-luokan I alleeli, A * 02:01, mieluummin hydrofobisia aminohappoja ankkuriasemissa, kasvu hydrofiilisistä aminohapoista johtaa väistämättä vähemmän ennustettu epitooppeja. Väheneminen epitooppitiheys peptidejä liittyy syövän voisi siis olla luontainen ominaisuus proteiineja, jotka horjuttaa väheneminen hydrofobisten aminohappojen osana etenemisessä syöväksi. Olemme kuitenkin, ei ole tietoinen siitä, tutkimuksia, jotka osoittavat yleistä kasvua hydrofobisten aminohappojen koko eri syövän muotoja.

bias vähemmän mahdollisia epitooppeja johtuu syövästä on aiemmin esitetty Wiedenfeld et ai [25]. Peptidit aiheuttama missensemutaatioita p53 osoitettiin olevan vähentynyt sopivaksi HLA-A * 02:01 motiivi. Kaikki ennustettu muunnelmia peptidien olivat joko potilaista, joilla on muita alleeleja tai alleeli oli kadonnut aikana tuumorigeneesiä. Alentunut sopivaksi HLA motiivi mutaatioiden takia on johdonmukaisesti meidän tutkimuksessa, erot epitooppitiheys takia vaihtoehtoisen silmukoinnin. Tietääksemme tämä on ensimmäinen tutkimus osoittaa, että vaihtoehtoisesti liitettyjä syöpä selostukset yleensä ilmaista vähemmän mahdollisia epitooppeja kuin vaihtoehtoisesti liitettyjä tavattavia kopioita normaalia kudosta. Tunnistetut ero aminohappokoostumus kohti hydrofiilisistä aminohapoista toissijaisesti saumattu syöpä exome on mahdollinen selitys harha potentiaalisen HLA-luokan I epitooppien. Suosiminen hydrofiilisistä aminohapoista vaiheessa vaihtoehtoisen mRNA voisi tukea syövän kehittymistä antamalla sille mahdollisuuden kiertää isännän immuunijärjestelmää. Tässä tapauksessa johtaa vähemmän mahdollisia HLA-luokan I epitooppien esitellään solun pinnalla.

Materiaalit ja menetelmät

Data uuttamalla ASTD tietokannasta

Alternative Jatkaminen ja Transcript Diversity-tietokanta (ASTD) tarjoaa pääsyn kokoelma vaihtoehto liitos tapahtumia ja selostukset geenien ihmisen, hiiren ja rotan [26]. Tavoitteena tietokanta on analysoida mekanismeja vaihtoehtoisen silmukoinnin on genomin laajuisesti. Se yhdistää laskennallinen putki havaitsemista ja karakterisointia isoformin liitos kuvioita sekä vaihtoehtoisia intronit ja eksonit. Tietokanta sisältää ennustettu selostukset, luodaan kuvaamalla ilmenevän geenin osiksi (EST) genomiin sekvensseihin. Tutkimuksemme perustuu ASTD versio v1.1 build 9 (saatavissa osoitteesta ftp://ftp.ebi.ac.uk/pub/databases/astd/). Tietokanta kattaa 14194 ihmisen geenien ja luettelee 50581 ainutlaatuinen selostukset eivät kuulu Ensembl geenejä. Perustuen siihen liittyviä todisteita cDNA-kirjastoista, monet näistä selostukset voidaan merkitä patologian tietoa. Patologian informaatio annetaan EVOC ontologiat, joka on ohjattu sanastoa yhdistävä geeniekspression data [27]. Vaihtoehtona on ASTD tietokantaan, olisimme halunneet käyttää RNA-sekvenssin tietoja, mutta ei ole havainnut mitään käyttökelpoista tietokanta, joka tarjoaa genomin laajuinen kattavuus mahdollisten selostukset sekä patologian tiedot.

Kaksi aineistoja olivat sen perusteella, selityksin patologian tietoa. Kaikki transkriptit koodattu informaatio ilmaistaan ​​normaali kudos siirrettiin alijoukkoa N. Tämä alaryhmä koostui 30739 transkriptien peräisin 11980 geeneistä. Toinen osajoukko, C, jossa selostukset syöpään liittyvät koostui 27967 selostukset peräisin 10730 geeneistä.

Syöpä osajoukko koostuu kaikista selostukset koodattu EVOC ehdot liittyvät syöpään; joka on alaryhmä kasvain EVOC ontologian hierarkian (taulukko 3). Useita EVOC termit voidaan liittää samaan transkriptio.

analyysimme, olimme kiinnostuneita selostukset liittyy ainutlaatuisesti normaaliin kudokseen tai yhteen tai useampaan syöpään EVOC ehdot. Kaksi uutta osajoukot koostuu selostukset vain liittyy normaali tai syöpä EVOC termejä luotiin. Out of 30739 selostukset liittyy normaaliin, 16566 olivat liittyy yksilöllisesti normaalia kudosta, koska ASTD tietokantaan, eikä syöpä (ainutlaatuinen N set). Alijoukko selostukset yksilöllisesti liittyy syövän (ainutlaatuinen C sarja) koostuu 13794 selostukset (katso taulukko 4). Tekstitystiedostojen joita kukin datajoukko ovat ainutlaatuisia joko normaalia kudosta tai syövän määrittelemä ASTD tietokantaan. ASTD tietokanta ei anna patologian tiedot kaikista selostukset eikä luettelot kaikista mahdollisista kudostyypeistä tai patologioita. Niinpä me tutustu sarjaa selostukset yksilöllisesti liittyy normaali tai syövän yliedustettuina joko normaalissa tai syöpäkudoksessa.

Translation proteiineihin

Kaikki selostukset määritetty joko normaali tai syöpä patologian käännettiin omille proteiinisekvenssi käyttäen Virtual Ribosomi [28]. Pisin ORF kaikissa kolmessa lukukehystä valittiin käännetty proteiinisekvenssi. Proteiinisekvenssin ja vastaavia transkripti hylättiin, jos mitään ORF löytynyt tai jos tuloksena proteiinisekvenssin oli lyhyempi kuin 9 aminohappoa. Kynnys on 9 aminohappoa valittiin me myöhemmin soveltaa epitooppiennustamisen 9 proan- peptidejä, vaikka tiedämme, että proteiinit tämä pieni ei ehkä ole toimiva. Soveltamalla tätä suodatin johti normaali joukko 16490 selostukset ja syöpä joukko 13721 selostukset.

Generation ainutlaatuisia 9-meerejä

Kaikki proteiinit osoitetaan joko normaalin tai syövän patologia valtiot jaettiin päällekkäisiä 9-meerinen peptidi sekvenssit. Peptidisekvenssejä, jotka havaittiin molemmissa ryhmissä poistettiin, mikä johtaa siihen, että luodaan kaksi ainutlaatuista 9-mer peptidejä. On 1.856.231 ainutlaatuisia 9-meerejä normaalissa ryhmässä (N-peptidomin) ja 1.684.028 ainutlaatuinen 9-meerejä syövän ryhmään (C-peptidomin). Huomaa, että normaali ja syöpä sarjat eivät muodostu täydellistä proteiinit; ne vain koostuvat ainutlaatuisia 9 proan- peptidejä ei löydy toista ryhmää. Permutoituina sarjaa sekä ainutlaatuisen N- ja ainutlaatuisia C sarja luotiin. Kunkin asetettu, yksi paikallisesti permutoituina ja yksi maailmanlaajuisesti permutoituina joukko 9 proan- peptidejä tuotettiin. Paikallinen permutoitu sarjaa rakennettiin permutoimalla kunkin 9-meerin, mikä pitää aminohappokoostumus kullakin 9-mer kiinteä. Maailmanlaajuinen permutoitu sarjaa tehtiin satunnaisesti rakentamalla uusia 9-meerejä kaikista aminohapoista jokaisen ryhmän. Tämä säilyttää yleinen aminohappokoostumus sisällä ainutlaatuinen N ja C sarjaa, paikallinen ominaisuudet kunkin 9-mer ovat kuitenkin tuhoutui.

Prediction potentiaalisia HLA-luokan I epitooppien

ennustusmenetelmää NetMHCpan-2,4 [29], [30] on käytetty ennustamaan potentiaalisten epitooppien 12 HLA-luokan I yläluokka [31]. NetMHCpan-2,4 menetelmää koulutettu kokeellisesti validoitu tietokokonaisuus yli 100000 määrällinen peptidi – HLA luokka I vuorovaikutusta, joka kattaa yli 100 HLA-molekyyleihin ja on arvioitu parhaaksi yleiseurooppalainen erityinen menetelmä HLA-peptidin sitoutumisen suuressa vertailututkimuksella [32]. Yleinen hyväksytty kynnys sitomiseen on listalla tuloksen 1% [33], [34] (sitomislujuuden kuuluvia top 1% verrattuna suuri joukko satunnaisia ​​luonnon peptidien), joka on myös kynnys, käytetään tässä tutkimuksessa .

prosenttiosuudet potentiaalisten epitooppien per 9-mer kaikille 6 sarjaa (normaali 9-meerejä, normaali maailmanlaajuisesti permutoituina 9-meerejä, normaali paikallisesti permutoituina 9-meerejä, syöpä 9-meerejä, syöpä maailmanlaajuisesti permutoituina 9- jia ja syöpä paikallisesti permutoituina 9-meerejä) laskettiin. P-arvot eroa prosentteina ennusti epitooppien välillä normaalin ja syövän 9-meerejä ei permutoidun ja -simplex alaryhmiä laskettiin 2-näyte testi yhtäläisistä mittasuhteet ja säätää useita testaus (Bonferroni korjaus).

aminohappo skaalaa

aminohapon runsaasti normaalia kudosta verrattuna syövän kudosta määritettiin perustuen kaikki ainutlaatuisia 9-meerejä kahdessa aineistoja. Suhteellinen taajuudet kaikkien aminohappojen sekä normaalin ja syövän sarjaa laskettiin. Havaitut taajuuksien suhde (N /C) aminohappojen joukossa normaaleja ja syövän kudoksissa korreloi Hopp-Woods hydrofiilisyyden [35] ja Wimley-White hydrofobisuusasteikolla [36] arvoihin. Suhde edelleen korreloi keskimääräisen sijoituksen mittakaavassa per aminohapon julkaisemassa Simpso]. Mukaan Simpson [37], mittakaava perustuu keskimääräisen sijoitusta aminohappojen taajuuden mukaan niiden esiintymisen jokaisen sekvenssin sijoitus 38 julkaistiin hydrofobisuuden asteikot [38]. Muita tutkittiin asteikot ovat keskimääräinen tilavuus haudattu jäämiä [39], [40], van der Waalsin volyymi [41] ja koko helposti ala [42].

Bootstrapping levitettiin testata, jos aminohappo ominaisuus asteikko korreloi rikastettua ilmaus jäämien joko ainutlaatuinen normaalissa tai syöpää 9-meerejä. Kunkin mittakaavassa Spearmanin korrelaatiokertoimen laskettiin ja merkitys korrelaation arvioitiin käyttäen tarkkoja permutaatio testiä.

HLA motiivi bias

HLA sidosmotiivien kertyi NetMHCpan-2.4 harjoitustiedoista . Position ominaispaino-matriiseja laskettiin järjestyksessä painotusta ja korjaus pieni määrä [43]. Sekvenssi logoja visualisoitiin edellä kuvatulla Schneider ja Stephens [44], jossa kukin kirjain vastaa sen suhteellinen tiheys vastaava aminohappo tuossa asemassa. Joka perustuu aminohappo- taajuuksilla ja havaittujen taajuuksien suhde (N /C) aminohappojen joukossa normaaleissa ja syöpäsoluissa, laskimme HLA-A * A02:01, HLA-A * A01:01 ja HLA-A * A03: 01 motiiveja niiden yleistä suuntausta kohti joko meidän määritelty normaali tai syövän peptidin asetettu. Tämä tehtiin kaikkien 20 aminohappoa sekä 5 yleisin aminohappo esiintymät per aihe. Per kanta, taipumus sopii edullisesti joko normaaliin tai syövän peptidomin laskettiin laskemalla yhteen kunkin aminohapon taajuudet kerrotaan liittyvien N /C-arvot kaikille 20 aminohappoa.