Background: Microsatellites are short-tandem repeated uncleotide sequences present throughout the human genome. Alterations of microsatellites have been termed microsatellite instability(MI). It has been generally known that microsatellite instability detected in hereditary non-polyposis colorectal cancer (HNPCC) reflects genetic instability that is caused by impairments of DNA mismatch repair system regarding as a novel tumorigenic mechanism. A number of studies reported that MI occurred at varying frequencies in non-small cell lung carcinoma (NSCLC). However It has been unproven whether MI could be a useful market of genetic instability and have a clinical significance in NSCLC. Material and Method : We have examined whether MI can be observed in thirty NCSLC using polymerase chain reaction whether such alterations are associated with other molecular changes such as p53, K-ras and c-myc oncoproteins expression detected by immunohistochemical stain,. Result: MI(+) was observed in 16.6%(5/30) and MI(-) was 83.3% (25/30) Average age was 50$\pm$7.5 year-old in MI(+) group and 57$\pm$6.6 year-old in MI(-) group. Two year survival rate in MI(=) group (20% 1/5) was worse than MI(-) group (64% 16/25) with a statistic difference. (P=0.04) The positive rate of K-ras oncoprotein expression and simultaneous expression of 2 or 3 oncoproteins expression were higher in MI(+) group than MI(-) group with a statistic difference(P=0.05, P=0.01) Conclusion: From, these results the authors can conclude that MI is found in some NSCLC and it may be a novel tumorigenic mechanism in some NSCLC. We also conclude that MI could be used as another poor prognostic factor in NSCLS.
Genomic instability and altered metabolism are key features of most cancers. Recent studies suggest that metabolic reprogramming is part of a systematic response to cellular DNA damage. Thus, defining the molecules that fine-tune metabolism in response to DNA damage will enhance our understanding of molecular mechanisms of tumorigenesis and have profound implications for the development of strategies for cancer therapy. Sirtuins have been established as critical regulators in cellular homeostasis and physiology. Here, we review the emerging data revealing a pivotal function of sirtuins in genome maintenance and cell metabolism, and highlight current advances about the phenotypic consequences of defects in these critical regulators in tumorigenesis. While many questions should be addressed about the regulation and context-dependent functions of sirtuins, it appears clear that sirtuins may provide a promising, exciting new avenue for cancer therapy.
Most genes are processed by alternative splicing for gene expression, resulting in the complexity of the transcriptome in eukaryotes. It allows a limited number of genes to encode various proteins with intricate functions. Alternative splicing is regulated by genetic mutations in cis-regulatory factors and epigenetic events. Furthermore, splicing events occur differently according to cell type, developmental stage, and various diseases, including cancer. Genome instability and flexible proteomes by alternative splicing could affect cancer cells to grow and survive, leading to metastasis. Cancer cells that are transformed by aberrant and uncontrolled mechanisms could produce alternative splicing to maintain and spread them continuously. Splicing variants in various cancers represent crucial roles for tumorigenesis. Taken together, the identification of alternative spliced variants as biomarkers to distinguish between normal and cancer cells could cast light on tumorigenesis.
Vitamin B6 functions as a coenzyme in >140 enzymatic reactions involved in the metabolism of amino acids, carbohydrates, neurotransmitters, and lipids. It comprises a group of three related 3-hydroxy-2-methyl-pyrimidine derivatives: pyridoxine (PN), pyridoxal (PL), pyridoxamine (PM) and their phosphorylated derivatives [pyridoxal 5'-phosphate (PLP) and pyridoxamine 5'-phosphate (PMP)], In the folate metabolism pathway, PLP is a cofactor for the mitochondrial and cytoplasmic isozymes of serine hydroxymethyltransferase (SHMT2 and SHMT1), the P-protein of the glycine cleavage system, cystathionine ${\beta}$-synthase (CBS) and ${\gamma}$-cystathionase, and betaine hydroxymethyltransferase (BHMT), all of which contribute to homocysteine metabolism either through folate-mediated one-carbon metabolism or the transsulfuration pathway. Folate cofactors carry and chemically activate single carbons for the synthesis of purines, thymidylate and methionine. So the evidence indicates that vitamin B6 plays an important role in maintenance of the genome, epigenetic stability and homocysteine metabolism. This article focuses on studies of strand breaks, micronuclei, or chromosomal aberrations regarding protective effects of vitamin B6, and probes whether it is folate-mediated one-carbon metabolism or the transsulfuration pathway for vitamin B6 which plays critical roles in prevention of cancer and cardiovascular disease.
Objective: Mitochondrial DNA (mtDNA) is considered a hotspot of mutations in various tumors. However, the relationship between microsatellite instability (MSI) and mtDNA copy number alterations in lung cancer has yet to be fully clarifieds. In the current study, we investigated the copy number and MSI of mitochondrial genome in lung carcinomas, as well as their significance for cancer development. Methods: The copy number and MSI of mtDNA in 37 matched lung carcinoma/adjacent histological normal lung tissue samples were examined by polymerase chain reaction-single strand conformation polymorphism (PCR-SSCP) assays for sequence variation, followed by sequence analysis and fluorogenic 5'-nuclease real-time PCR. Student's t test and linear regression analyses were employed to analyze the association between mtDNA copy number alterations and mitochondrial MSI (mtMSI). Results: The mean copy number of mtDNA in lung carcinoma tissue samples was significantly lower than that of the adjacent histologically normal lung tissue samples (p<0.001). mtMSI was detected in 32.4% (12/37) of lung carcinoma samples. The average copy number of mtDNA in lung carcinoma samples containing mtMSI was significantly lower than that in the other lung carcinoma samples (P<0.05). Conclusions: Results suggest that mtMSI may be an early and important event in the progression of lung carcinogenesis, particularly in association with variation in mtDNA copy number.
Cell reprogramming has been considered a powerful technique in the regenerative medicine field. In addition to diverse its strengths, cell reprogramming technology also has several drawbacks generated during the process of reprogramming. Telomere shortening caused by the cell reprogramming process impedes the efficiency of cell reprogramming. Transcription factors used for reprogramming alter genomic contents and result in genetic mutations. Additionally, defective mitochondria functioning such as excessive mitochondrial fission leads to the limitation of pluripotency and ultimately reduces the efficiency of reprogramming. These problems including genomic instability and impaired mitochondrial dynamics should be resolved to apply cell reprograming in clinical research and to address efficiency and safety concerns. Sirtuin (NAD+-dependent histone deacetylase) has been known to control the chromatin state of the telomere and influence mitochondria function in cells. Recently, several studies reported that Sirtuins could control for genomic instability in cell reprogramming. Here, we review recent findings regarding the role of Sirtuins in cell reprogramming. And we propose that the manipulation of Sirtuins may improve defects that result from the steps of cell reprogramming.
Telomeres consist of tandem guanine-thymine(G-T) repeats in most eukaryotic chromosomes. Human telomeres are predominantly linear, double stranded DNA as they ended in 30-200 nucleotides(bases,b) 3'-overhangs. In DNA replication, removal of the terminal RNA primer from the lagging strand results in a 3'-overhang of uncopied DNA. This is because of bidirectional DNA replication and specificity of unidirectional DNA polymerase. After the replication, parental and daughter DNA strands have unequal lengths due to a combination of the end-replication problem and end-processing events. The gradual chromosome shortening is observed in most somatic cells and eventually leads to cellular senescence. Telomere shortening could be a molecular clock that signals the replicative senescence. The shortening of telomeric ends of human chromosomes, leading to sudden growth arrest, triggers DNA instability as biological switches. In addition, telomere dysfunction may cause chronic allograft nephropathy or kidney cancers. The renal cell carcinoma(RCC) in women may be less aggressive and have less genomic instability than in man. Younger patients with telomere dysfunction are at a higher risk for RCC than older patients. Thus, telomeres maintain the integrity of the genome and are involved in cellular aging and cancer. By studying the telomeric DNA, we may characterize the genetic determinants in diseases and discover the tools in molecular medicine.
Hyunji Choi;Moonkyung Kang;Kee-Ho Lee;Yeon-Soo Kim
BMB Reports
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v.56
no.11
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pp.612-617
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2023
Pleiotropic regulator 1 (PLRG1), a highly conserved element in the spliceosome, can form a NineTeen Complex (NTC) with Prp19, SPF27, and CDC5L. This complex plays crucial roles in both pre-mRNA splicing and DNA repair processes. Here, we provide evidence that PLRG1 has a multifaceted impact on cancer cell proliferation. Comparing its expression levels in cancer and normal cells, we observed that PLRG1 was upregulated in various tumor tissues and cell lines. Knockdown of PLRG1 resulted in tumor-specific cell death. Depletion of PLRG1 had notable effects, including mitotic arrest, microtubule instability, endoplasmic reticulum (ER) stress, and accumulation of autophagy, ultimately culminating in apoptosis. Our results also demonstrated that PLRG1 downregulation contributed to DNA damage in cancer cells, which we confirmed through experimental validation as DNA repair impairment. Interestingly, when PLRG1 was decreased in normal cells, it induced G1 arrest as a self-protective mechanism, distinguishing it from effects observed in cancer cells. These results highlight multifaceted impacts of PLRG1 in cancer and underscore its potential as a novel anti-cancer strategy by selectively targeting cancer cells.
The transformation-associated recombination (TAR) cloning technique allows selective isolation of chromosome regions or genes from complex genome. The procedure requires knowledge of relatively small genomic sequences that reside adjacent to the chromosome region of interest. This method involves homologous recombination during spheroplast transformation between genomic DNA and a TAR vector that has 5' and 3' gene targeting sequences (hooks). To examine whether TAR cloning can be applied to the isolation of gene homologues, we chose the HPRT genes from human and mouse genome. As results, the yield of positive clones for HPRT gene from human and mouse genome when using a TAR vector containing mHPRT hook or hHPRT hook was almost same level. Analysis of the gap regions in mHPRT revealed that they contain abnormalities that could result in instability of the sequences. In conclusion, we were able to use the TAR cloning technology to isolate gene homologue (orthologue) from nonidentical genome. Moreover, the use of the TAR cloning system may accelerate work on closing the remaining gaps in mammalian genome to achieve the goal of annotation of all mammalian genes.
We have evaluated a new mutagenesis strategy called random insertional mutagenesis with subtracted cDNA fragments. The cDNAs from long day Arabidopsis plants were subtracted by cDNAs from short day plants using PCR based cDNA subtraction. The subtracted cDNAs were inserted between 35S promoter and 3'-NOS terminator regardless of orientation. When the cDNA library was used for the random insertion into Arabidopsis genome by Agrobacterium-mediated transformation, approximately 15% of transformants showed abnormal development in leaf, floral organ, shoot apex. When 20 mutants were analyzed, 12 mutants showed single cDNA fragment insertion and 8 mutants showed more than 2 transgene insertions. Only two mutants among 12 mutants that have single cDNA insert showed consistent phenotype at T2 generation, suggesting the genetic instability of the mutants.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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