Novel functional interaction between the plasma membrane Ca2+ pump 4b and the proapoptotic tumor suppressor Ras-associated factor 1 (RASSF1)

Plasma membrane calmodulin-dependent calcium ATPases (PMCAs) are enzymatic systems implicated in the extrusion of calcium from the cell. We and others have previously identified molecular interactions between the cytoplasmic COOH-terminal end of PMCA and PDZ domain-containing proteins. These interactions suggested a new role for PMCA as a modulator of signal transduction pathways. The existence of other intracellular regions in the PMCA molecule prompted us to investigate the possible participation of other domains in interactions with different partner proteins. A two-hybrid screen of a human fetal heart cDNA library, using the region 652-840 of human PMCA4b (located in the catalytic, second intracellular loop) as bait, revealed a novel interaction between PMCA4b and the tumor suppressor RASSF1, a Ras effector protein involved in H-Ras-mediated apoptosis. Immunofluorescence co-localization, immunoprecipitation, and glutathione S-transferase pull-down experiments performed in mammalian cells provided further confirmation of the physical interaction between the two proteins. The interaction domain has been narrowed down to region 74-123 of RASSF1C (144-193 in RASSF1A) and 652-748 of human PMCA4b. The functionality of this interaction was demonstrated by the inhibition of the epidermal growth factor-dependent activation of the Erk pathway when PMCA4b and RASSF1 were co-expressed. This inhibition was abolished by blocking PMCA/RASSSF1 association with an excess of a green fluorescent protein fusion protein containing the region 50-123 of RASSF1C. This work describes a novel protein-protein interaction involving a domain of PMCA other than the COOH terminus. It suggests a function for PMCA4b as an organizer of macromolecular protein complexes, where PMCA4b could recruit diverse proteins through interaction with different domains. Furthermore, the functional association with RASSF1 indicates a role for PMCA4b in the modulation of Ras-mediated signaling.

Evidence of epigenetic regulation of the tumor suppressor gene cluster flanking RASSF1 in breast cancer cell lines

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Análise de metilação da região promotora do gene RASSF1 em linhagens celulares derivadas de carcinomas mamários

O câncer de mama é o tipo de neoplasia que mostra as maiores taxas de mortalidade entre as mulheres no Brasil, provavelmente pelo fato de que, na maioria dos casos, a doença é diagnosticada em estadios avançados, dificultando o sucesso do tratamento. Dessa forma, essa doença é considerada um problema crítico de saúde pública. O câncer é uma doença que se caracteriza por sucessivas alterações genéticas e epigenéticas que causam um crescimento e multiplicação celular desordenados. A hipermetilação da região promotora de genes específicos pode levar ao silenciamento gênico, um evento importante no processo da carcinogênese. Este estudo analisou o padrão de metilação da isoforma RASSF1A do gene RASSF1 em linhagens celulares derivadas de carcinoma mamário. Esse gene está mapeado na região cromossômica 3p21.3 e, segundo dados da literatura, atua como supressor tumoral. O principal objetivo desse estudo foi investigar a presença de hipermetilação na região promotora desse gene em linhagens celulares de carcinomas mamários. Para a realização dessa análise foi empregada a metodologia de MSP (Methylation-specific Polymerase Chain Reaction) convencional e de qMSP (Methylation-Specific Polymerase Chain Reaction quantitativa em tempo real). Todas as linhagens de carcinomas mamários analisadas no estudo (MCF7, MDA-MB-231, MDA-MB-453, MDA-MB-134 e SKBR3) apresentaram um padrão hipermetilado na região promotora do gene RASSF1 corroborando com dados da literatura que relacionam a inativação desse gene à hipermetilação do promotor. Estes dados, associados aos obtidos em uma análise paralela realizada em nosso laboratório que demonstrou a re-expressão do gene RASSF1 após o tratamento com o agente desmetilante 5 aza 2’desoxicitidina, confirmam a regulação epigenética desse gene supressor tumoral

Alterações epigenéticas do gene RASSF1 e investigação de modulação gene-específica por non-coding RNA em linhagens celulares derivadas de carcinomas mamários

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Methylation of PITX2, HOXD3, RASSF1 and TDRD1 predicts biochemical recurrence in high-risk prostate cancer

PURPOSE To explore differential methylation of HAAO, HOXD3, LGALS3, PITX2, RASSF1 and TDRD1 as a molecular tool to predict biochemical recurrence (BCR) in patients with high-risk prostate cancer (PCa). METHODS A multiplexed nested methylation-specific PCR was applied to quantify promoter methylation of the selected markers in five cell lines, 42 benign prostatic hyperplasia (BPH) and 71 high-risk PCa tumor samples. Uni- and multivariate Cox regression models were used to assess the importance of the methylation level in predicting BCR. RESULTS A PCa-specific methylation marker HAAO in combination with HOXD3 and a hypomethylation marker TDRD1 distinguished PCa samples (>90 % of tumor cells each) from BPH with a sensitivity of 0.99 and a specificity of 0.95. High methylation of PITX2, HOXD3 and RASSF1, as well as low methylation of TDRD1, appeared to be significantly associated with a higher risk for BCR (HR 3.96, 3.44, 2.80 and 2.85, correspondingly) after correcting for established risk factors. When DNA methylation was treated as a continuous variable, a two-gene model PITX2 × 0.020677 + HOXD3 × 0.0043132 proved to be the best predictor of BCR (HR 4.85) compared with the individual markers. This finding was confirmed in an independent set of 52 high-risk PCa tumor samples (HR 11.89). CONCLUSIONS Differential promoter methylation of HOXD3, PITX2, RASSF1 and TDRD1 emerges as an independent predictor of BCR in high-risk PCa patients. A two-gene continuous DNA methylation model "PITX2 × 0.020677 + HOXD3 × 0.0043132" is a better predictor of BCR compared with individual markers.

O controle epigenético da expressão gênica na carcinogênese mamária: investigação de genes candidatos a supressores tumorais mapeados em 3p21.3

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Alterações genéticas e epigenéticas em meningiomas na população paraense

Os meningiomas são os tumores intracranianos mais frequentes, originando-se das meninges que revestem o cérebro e cordão espinhal. Apesar de terem sido um dos primeiros neoplasmas sólidos estudados citogeneticamente, ainda são escassos os estudos genéticos e epigenéticos nesses tumores. O presente trabalho teve como objetivo investigar alterações genéticas e epigenéticas que pudessem contribuir na iniciação e progressão tumoral em meningiomas na população paraense. Essa tese está subdivida em três capítulos. No Capítulo I foi investigada a associação entre o polimorfismo MTHFR C677T e meningioma em 23 pacientes da população paraense, utilizando 96 indivíduos sem histórico de lesões pré-neoplásicas como grupo controle. Essa associação não foi encontrada, apesar de sugerir um aumento não estatisticamente significante no risco de desenvolver meningioma em portadores do genótipo TT quando comparados ao genótipo CC. No Capítulo II foi avaliado o padrão de metilação em duas famílias do microRNA124 em meningiomas na população paraense. Hipermetilação na região promotora de miRN124a2 e miRNA124a3 parece ser um evento frequente, uma vez que foi encontrada em 73,9% e 69,56% das amostras analisadas, respectivamente. No Capítulo III, foi analisado o padrão de metilação dos genes APC, BRCA1, CDH1, CDH13, CDKN2A, DAPK1, ESR1, FHIT, GSTP1, MGMT, MLH1, NEUROG1, PDLIM4, PTEN, RARB, RASSF1, RUNX3, SOCS1, TIMP3, TP73, VHL e WIF1 em um meningioma de grau I e um de grau II através de uma placa comercial desenvolvida através da tecnologia MethylScreen. O padrão de metilação do gene CDKN2B também foi analisado na amostra coletada em 25 pacientes com meningioma através da conversão por bissulfito, PCR e sequenciamento direto. O gene RASSF1A apresentou-se metilado em 16,73% e 63,66% dos sítios CpGs analisados na amostra de meningioma de grau I e grau II, respectivamente. O gene RUNX3 se apresentou metilado apenas na amostra de grau II em 52,88% dos sítios CpG analisados. Nossos resultados apontam a importância das alterações epigenéticas na tumorigênese e progressão tumoral em meningiomas.

The intronic long noncoding RNA ANRASSF1 recruits PRC2 to the RASSF1A promoter, reducing the expression of RASSF1A and increasing cell proliferation

The down-regulation of the tumor-suppressor gene RASSF1A has been shown to increase cell proliferation in several tumors. RASSF1A expression is regulated through epigenetic events involving the polycomb repressive complex 2 (PRC2); however, the molecular mechanisms modulating the recruitment of this epigenetic modifier to the RASSF1 locus remain largely unknown. Here, we identify and characterize ANRASSF1, an endogenous unspliced long noncoding RNA (lncRNA) that is transcribed from the opposite strand on the RASSF1 gene locus in several cell lines and tissues and binds PRC2. ANRASSF1 is transcribed through RNA polymerase II and is 5'-capped and polyadenylated; it exhibits nuclear localization and has a shorter half-life compared with other lncRNAs that bind PRC2. ANRASSF1 endogenous expression is higher in breast and prostate tumor cell lines compared with non-tumor, and an opposite pattern is observed for RASSF1A. ANRASSF1 ectopic overexpression reduces RASSF1A abundance and increases the proliferation of HeLa cells, whereas ANRASSF1 silencing causes the opposite effects. These changes in ANRASSF1 levels do not affect the RASSF1C isoform abundance. ANRASSF1 overexpression causes a marked increase in both PRC2 occupancy and histone H3K27me3 repressive marks, specifically at the RASSF1A promoter region. No effect of ANRASSF1 overexpression was detected on PRC2 occupancy and histone H3K27me3 at the promoter regions of RASSF1C and the four other neighboring genes, including two well-characterized tumor suppressor genes. Additionally, we demonstrated that ANRASSF1 forms an RNA/DNA hybrid and recruits PRC2 to the RASSF1A promoter. Together, these results demonstrate a novel mechanism of epigenetic repression of the RASSF1A tumor suppressor gene involving antisense unspliced lncRNA, in which ANRASSF1 selectively represses the expression of the RASSF1 isoform overlapping the antisense transcript in a location-specific manner. In a broader perspective, our findings suggest that other non-characterized unspliced intronic lncRNAs transcribed in the human genome might contribute to a location-specific epigenetic modulation of genes.