Methylome and Transcriptome Analyses in MO7e and MO7ep210/BCR-ABL cells

Die aberrante DNA Methylierung ist ein haufig auftretendes Ereignis in der Pathenogenese verschiedener Krebsarten und ist mit einer reduzierten Genexpression verbunden. Aufgrund des bisher limitierten Wissens uber DNA Methylierungsmuster in chronischer myeloischer Leukamie (CML), fuhrten wir mittels der Reduced Representation Bisulfite Sequencing (RRBS) Methode eine genomweite Methylierungsstudie in den Leukamiezelllinien MO7e und MO7e/p210 sowie normalem Knochenmark (nKM) als Kontrolle durch. Zusatzlich untersuchten wir unter Verwendung von RNA-Sequencing (RNA-Seq) die genomweite Genexpression und verglichen RRBS Daten mit RNA-Seq Daten. Insgesamt konnten wir eine deutlich hohere CpG Methylierung in den Zelllinien im Vergleich zu nKM feststellen und ~ 230.000 unterschiedlich methylierte CpGs zwischen MO7e/p210 und nKM identifizieren. Weiters identifizierten wir ~ 2.000 unterschiedlich methylierte CpGs zwischen MO7e/p210 und MO7e. Methylierte CpGs waren vorwiegend in CpG islands (CGIs) und CGI shores in der Nahe von Genpromotorregionen zu finden, wahrend unmethylierte CpGs vermehrt mit Introns und intragenischen Abschnitten abseits von Transkriptionsstarts (TSS) assoziiert werden konnten. Gene mit erhohter Methylierung in MO7e/p210 konnten mit Entwicklungsprozessen, Zelldifferenzierung und abnormen Krankheitsphanotypen in Verbindung gebracht werden. Dagegen wurden hypomethylierte Gene mit Angiogenese assoziiert. Mit der RNA-Seq Datenanalyse wurden 442 Gene mit unterschiedlicher Expression zwischen MO7e/p210 und nKM identifiziert. Der Mehrheit dieser Gene zeigte eine verminderte mRNA Expression und einige der Gene wurden als bekannte/potentielle Tumorsuppressoren und Regulatoren von Apoptose, Zellwachstum und Zelladhasion beschrieben. In einem umfassenden Vergleich von Methylierungs- und Genexpressionsdaten konnten Gene mit erhohtem Methylierungsgrad, dessen Mehrheit mit vermindeter mRNA Expression korrelierte, in MO7e/p210 gefunden werden. Die mRNA Expression von 660 dieser Gene waren im Vergleich zu MO7e und nKM vermindert. Einige dieser Gene konnten mit Apoptose, Zelladhasion und Immunabwehr assoziiert werden. Gen-spezifische Methylierungsanalysen von TGFBI, SGK1 und ST3GAL6 ergaben, dass diese Gene in der Mehrheit der Proben von CML-Patienten methyliert waren. Zusammenfassend zeigen unsere Ergebnisse, dass RRBS eine effiziente Methode zur Untersuchung genomweiter DNA Methylierung darstellt. Wir konnten Gene identifizieren, die in den Leukamiezelllinien durch Methylierung transkriptionell reguliert werden.