AbstractsBiology & Animal Science

BORIS/CTCFL is an epigenetic modifier of melanoma tumorigenicity

by Samuel Ohayon




Institution: McGill University
Department: Department of Pathology
Degree: MS
Year: 2015
Keywords: Biology - Molecular
Record ID: 2059637
Full text PDF: http://digitool.library.mcgill.ca/thesisfile130383.pdf


Abstract

CTCF (CCCTC-binding factor) is an 11-zinc finger transcription factor that is both ubiquitously and highly expressed. Due to its central role in maintaining chromatin architecture and transcriptome homeostasis, CTCF has been named the "Master Weaver" of the genome. BORIS (also known as CTCFL) is a CTCF paralog with almost identical DNA binding specificity but different interacting partners. In normal tissue, its expression is restricted to testis, but it is aberrantly expressed in certain solid tumors thereby classifying as a Cancer Testis Antigen. Here we show that BORIS is expressed at different levels in a panel of melanoma cell lines and that its expression correlates with known and predicted BORIS-regulated genes. We have generated a stable BORIS knockdown (KD) in 3 high BORIS-expressing melanoma cell lines. Loss of BORIS strongly reduced the tumorigenic properties of melanoma cells in a xenograft model. Targeted expression analysis of 702 X-linked genes (nanoString) revealed a consistent change in expression of 126 genes in all 3 cell lines after BORIS KD, which includes downregulation of CTAs. Intriguingly, BORIS KD-induced effects on expression were not randomly distributed over the chromosome, but occurred in clusters. This suggests that BORIS can change the chromatin architecture locally into a transcription-permissive structure. To investigate the latter, we designed a ChIP-loop assay and found that BORIS interfered with CTCF-mediated chromatin-loop formation possibly underpinning BORIS's effect on clustered gene expression. Collectively, these findings show that BORIS is a melanoma growth promoting epigenetic modifier that triggers epigenetic reprogramming and subsequently alters the transcriptome, possibly through competition with CTCF. CTCF (CCCTC-binding factor) est un facteur de transcription à 11 doigts de zinc qui est exprimé à un haut niveau et de façon ubiquitaire. Du fait de son rôle clef dans le maintien de l'architecture chromatinienne et l'homéostasie transriptionnelle, CTCF a été qualifié de “Maître tisserand" du génome. BORIS (aussi appelé CTCF) est un paralogue de CTCF possédant les même spécificité de liaison à l'ADN mais des partenaires d'interactions différent. Bien que son expression soit d'ordinaire limité au testes dans les tissus sains, BORIS est également exprimé de manière anormale dans certaines tumeurs solides d'ou sa classification comme “Cancer Testis Antigen" (CTA), Ici, nous montrons que BORIS est exprimé à différents niveau dans un panel de lignée cellulaire de mélanome et que son expression est corrélé avec celles de gènes connu pour être sous son contrôle. A l'aide de techniques d'interférence ARN, nous avons réduit de manière stable les niveaux de BORIS dans 3 lignées cellulaire de mélanome possédant un niveau élevé de BORIS. La perte de BORIS résulte en une forte diminution des propriétés tumorigénique des cellules de mélanome dans un modèle de xénogreffe. L'analyse de l'expression ciblée de 702 gènes localisés sur le chromosome X par Nanostring a révélé un changement…