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Wen P, Lei H, Deng H, Deng S, Rodriguez Tirado C, Wang M, Mu P, Zheng Y, Pan D. Hyd/UBR5 defines a tumor suppressor pathway that links Polycomb repressive complex to regulated protein degradation in tissue growth control and tumorigenesis. Genes Dev 2024; 38:675-691. [PMID: 39137945 PMCID: PMC11368183 DOI: 10.1101/gad.351856.124] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Grants] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 04/24/2024] [Accepted: 07/24/2024] [Indexed: 08/15/2024]
Abstract
Tumor suppressor genes play critical roles in normal tissue homeostasis, and their dysregulation underlies human diseases including cancer. Besides human genetics, model organisms such as Drosophila have been instrumental in discovering tumor suppressor pathways that were subsequently shown to be highly relevant in human cancer. Here we show that hyperplastic disc (Hyd), one of the first tumor suppressors isolated genetically in Drosophila and encoding an E3 ubiquitin ligase with hitherto unknown substrates, and Lines (Lin), best known for its role in embryonic segmentation, define an obligatory tumor suppressor protein complex (Hyd-Lin) that targets the zinc finger-containing oncoprotein Bowl for ubiquitin-mediated degradation, with Lin functioning as a substrate adaptor to recruit Bowl to Hyd for ubiquitination. Interestingly, the activity of the Hyd-Lin complex is directly inhibited by a micropeptide encoded by another zinc finger gene, drumstick (drm), which functions as a pseudosubstrate by displacing Bowl from the Hyd-Lin complex, thus stabilizing Bowl. We further identify the epigenetic regulator Polycomb repressive complex1 (PRC1) as a critical upstream regulator of the Hyd-Lin-Bowl pathway by directly repressing the transcription of the micropeptide drm Consistent with these molecular studies, we show that genetic inactivation of Hyd, Lin, or PRC1 resulted in Bowl-dependent hyperplastic tissue overgrowth in vivo. We also provide evidence that the mammalian homologs of Hyd (UBR5, known to be recurrently dysregulated in various human cancers), Lin (LINS1), and Bowl (OSR1/2) constitute an analogous protein degradation pathway in human cells, and that OSR2 promotes prostate cancer tumorigenesis. Altogether, these findings define a previously unrecognized tumor suppressor pathway that links epigenetic program to regulated protein degradation in tissue growth control and tumorigenesis.
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Affiliation(s)
- Pei Wen
- Department of Physiology, Howard Hughes Medical Institute, University of Texas Southwestern Medical Center, Dallas, Texas 75390, USA
| | - Huiyan Lei
- Department of Physiology, Howard Hughes Medical Institute, University of Texas Southwestern Medical Center, Dallas, Texas 75390, USA
| | - Hua Deng
- Department of Physiology, Howard Hughes Medical Institute, University of Texas Southwestern Medical Center, Dallas, Texas 75390, USA
| | - Su Deng
- Department of Molecular Biology, Harold C. Simmons Comprehensive Cancer Center, University of Texas Southwestern Medical Center, Dallas, Texas 75390, USA
| | - Carla Rodriguez Tirado
- Department of Molecular Biology, Harold C. Simmons Comprehensive Cancer Center, University of Texas Southwestern Medical Center, Dallas, Texas 75390, USA
| | - Meiling Wang
- Department of Physiology, Howard Hughes Medical Institute, University of Texas Southwestern Medical Center, Dallas, Texas 75390, USA
| | - Ping Mu
- Department of Molecular Biology, Harold C. Simmons Comprehensive Cancer Center, University of Texas Southwestern Medical Center, Dallas, Texas 75390, USA
| | - Yonggang Zheng
- Department of Physiology, Howard Hughes Medical Institute, University of Texas Southwestern Medical Center, Dallas, Texas 75390, USA
| | - Duojia Pan
- Department of Physiology, Howard Hughes Medical Institute, University of Texas Southwestern Medical Center, Dallas, Texas 75390, USA;
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Thauvin-Robinet C, Garde A, Delanne J, Racine C, Rousseau T, Simon E, François M, Moutton S, Sylvie O, Quelin C, Morel G, Goldenberg A, Guerrot AM, Vera G, Gruchy N, Colson C, Boute O, Abel C, Putoux A, Amiel J, Guichet A, Isidor B, Deiller C, Wells C, Rooryck C, Legendre M, Francannet C, Dard R, Sigaudy S, Bruel AL, Safraou H, Denommé-Pichon AS, Nambot S, Asensio MLH, Binquet C, Duffourd Y, Vitobello A, Philippe C, Faivre L, Tran-Mau-Them F, Bourgon N. Prenatal exome sequencing, a powerful tool for improving the description of prenatal features associated with genetic disorders. Prenat Diagn 2024. [PMID: 39138116 DOI: 10.1002/pd.6623] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Grants] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 10/19/2023] [Revised: 05/11/2024] [Accepted: 06/03/2024] [Indexed: 08/15/2024]
Abstract
OBJECTIVE Prenatal exome sequencing (pES) is now commonly used in clinical practice. It can be used to identifiy an additional diagnosis in around 30% of fetuses with structural defects and normal chromosomal microarray analysis (CMA). However, interpretation remains challenging due to the limited prenatal data for genetic disorders. METHOD We conducted an ancillary study including fetuses with pathogenic/likely pathogenic variants identified by trio-pES from the "AnDDI-Prenatome" study. The prenatal phenotype of each patient was categorized as typical, uncommon, or unreported based on the comparison of the prenatal findings with documented findings in the literature and public phenotype-genotype databases (ClinVar, HGMD, OMIM, and Decipher). RESULTS Prenatal phenotypes were typical for 38/56 fetuses (67.9%). For the others, genotype-phenotype associations were challenging due to uncommon prenatal features (absence of recurrent hallmark, rare, or unreported). We report the first prenatal features associated with LINS1 and PGM1 variants. In addition, a double diagnosis was identified in three fetuses. CONCLUSION Standardizing the description of prenatal features, implementing longitudinal prenatal follow-up, and large-scale collection of prenatal features are essential steps to improving pES data interpretation.
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Affiliation(s)
- Christel Thauvin-Robinet
- Centre de Génétique et Centre de Référence Maladies Rares "Anomalies du Développement et Syndromes Malformatifs de l'Inter-région Est", CHU Dijon Bourgogne, Dijon, France
- FHU-TRANSLAD, Fédération Hospitalo-Universitaire Médecine Translationnelle et Anomalies du Développement, CHU Dijon Bourgogne, Dijon, France
- UF Innovation en Diagnostic Génomique des Maladies Rares, CHU Dijon Bourgogne, Dijon, France
- INSERM UMR 1231, Génétique des Anomalies du Développement, Université́ de Bourgogne Franche-Comté́, Dijon, France
| | - Aurore Garde
- Centre de Génétique et Centre de Référence Maladies Rares "Anomalies du Développement et Syndromes Malformatifs de l'Inter-région Est", CHU Dijon Bourgogne, Dijon, France
- FHU-TRANSLAD, Fédération Hospitalo-Universitaire Médecine Translationnelle et Anomalies du Développement, CHU Dijon Bourgogne, Dijon, France
| | - Julian Delanne
- Centre de Génétique et Centre de Référence Maladies Rares "Anomalies du Développement et Syndromes Malformatifs de l'Inter-région Est", CHU Dijon Bourgogne, Dijon, France
- FHU-TRANSLAD, Fédération Hospitalo-Universitaire Médecine Translationnelle et Anomalies du Développement, CHU Dijon Bourgogne, Dijon, France
| | - Caroline Racine
- Centre de Génétique et Centre de Référence Maladies Rares "Anomalies du Développement et Syndromes Malformatifs de l'Inter-région Est", CHU Dijon Bourgogne, Dijon, France
- FHU-TRANSLAD, Fédération Hospitalo-Universitaire Médecine Translationnelle et Anomalies du Développement, CHU Dijon Bourgogne, Dijon, France
| | - Thierry Rousseau
- Service de Gynécologie Obstétrique Médecine Fœtale et Stérilité Conjugale, Centre Hospitalier Universitaire Dijon Bourgogne, Dijon, France
| | - Emmanuel Simon
- Service de Gynécologie Obstétrique Médecine Fœtale et Stérilité Conjugale, Centre Hospitalier Universitaire Dijon Bourgogne, Dijon, France
| | - Michel François
- Service de Chirurgie Pédiatrique, Centre Hospitalier Universitaire Dijon Bourgogne, Dijon, France
| | - Sebastien Moutton
- Centre de Génétique et Centre de Référence Maladies Rares "Anomalies du Développement et Syndromes Malformatifs de l'Inter-région Est", CHU Dijon Bourgogne, Dijon, France
| | - Odent Sylvie
- Service de Génétique Clinique, Centre de Référence "Anomalies du Développement et Syndromes Malformatifs" de l'Inter-région Ouest, CHU Rennes Hôpital Sud, Rennes, France
| | - Chloe Quelin
- Service de Génétique Clinique, Centre de Référence "Anomalies du Développement et Syndromes Malformatifs" de l'Inter-région Ouest, CHU Rennes Hôpital Sud, Rennes, France
| | - Godelieve Morel
- Service de Génétique Clinique, Centre de Référence "Anomalies du Développement et Syndromes Malformatifs" de l'Inter-région Ouest, CHU Rennes Hôpital Sud, Rennes, France
| | - Alice Goldenberg
- Service de Génétique-Unité de Génétique Clinique, CHU Rouen, Rouen, France
| | - Anne-Marie Guerrot
- Service de Génétique-Unité de Génétique Clinique, CHU Rouen, Rouen, France
| | - Gabriella Vera
- Service de Génétique-Unité de Génétique Clinique, CHU Rouen, Rouen, France
| | - Nicolas Gruchy
- Service de Génétique, CHU Caen Clemenceau, EA 7450 Biotargen - Université de Caen, Caen, France
| | - Cindy Colson
- Clinique de Génétique Guy Fontaine et Centre de Référence Maladies Rares "Anomalies Du Développement et Syndromes Malformatifs" Nord-Ouest, CHU Lille, Lille, France
| | - Odile Boute
- Clinique de Génétique Guy Fontaine et Centre de Référence Maladies Rares "Anomalies Du Développement et Syndromes Malformatifs" Nord-Ouest, CHU Lille, Lille, France
| | - Carine Abel
- Service de Génétique, CHU de Lyon HCL - GH Nord-Hôpital de La Croix Rousse, Lyon, France
| | - Audrey Putoux
- Service de Génétique, CHU de Lyon HCL - GH Est-Hôpital Femme Mère Enfant, Bron, France
| | - Jeanne Amiel
- Service de Médecine Génomique des Maladies Rares, Hôpital Necker Enfants Malades, AP-HP, Paris, France
| | - Agnes Guichet
- Plateau de Biochimie et Médecine Moléculaire, CHU d'Angers, Angers, France
| | - Bertrand Isidor
- Service de Génétique Médicale, CHU de Nantes, Nantes, France
| | - Caroline Deiller
- Département Génétique Médicale, Maladies Rares et Médecine Personnalisée, Equipe Maladies Génétiques de L'Enfant et de L'Adulte, CHU de Montpellier, Montpellier, France
| | - Constance Wells
- Département Génétique Médicale, Maladies Rares et Médecine Personnalisée, Equipe Maladies Génétiques de L'Enfant et de L'Adulte, CHU de Montpellier, Montpellier, France
| | - Caroline Rooryck
- Service de Génétique Médicale, CHU de Bordeaux, Bordeaux, France
| | - Marine Legendre
- Service de Génétique Médicale, CHU de Bordeaux, Bordeaux, France
| | - Christine Francannet
- Service de Génétique Médicale, Pôle Femme et Enfant, CHU de Clermont-Ferrand, Clermont-Ferrand, France
| | - Rodolphe Dard
- Unité Fonctionnelle de Génétique Médicale, Cytogénétique, Génétique Médicale et Biologie de La Reproduction, Centre Hospitalier Intercommunal Poissy-Saint-Germain-en-Laye, Poissy, France
| | - Sabine Sigaudy
- Département de Génétique Médicale, Unité de Génétique Clinique Prénatale, CHU de Marseille-Hôpital de La Timone, Marseille, France
| | - Ange-Line Bruel
- FHU-TRANSLAD, Fédération Hospitalo-Universitaire Médecine Translationnelle et Anomalies du Développement, CHU Dijon Bourgogne, Dijon, France
- UF Innovation en Diagnostic Génomique des Maladies Rares, CHU Dijon Bourgogne, Dijon, France
- INSERM UMR 1231, Génétique des Anomalies du Développement, Université́ de Bourgogne Franche-Comté́, Dijon, France
| | - Hana Safraou
- FHU-TRANSLAD, Fédération Hospitalo-Universitaire Médecine Translationnelle et Anomalies du Développement, CHU Dijon Bourgogne, Dijon, France
- UF Innovation en Diagnostic Génomique des Maladies Rares, CHU Dijon Bourgogne, Dijon, France
- INSERM UMR 1231, Génétique des Anomalies du Développement, Université́ de Bourgogne Franche-Comté́, Dijon, France
| | - Anne-Sophie Denommé-Pichon
- FHU-TRANSLAD, Fédération Hospitalo-Universitaire Médecine Translationnelle et Anomalies du Développement, CHU Dijon Bourgogne, Dijon, France
- UF Innovation en Diagnostic Génomique des Maladies Rares, CHU Dijon Bourgogne, Dijon, France
- INSERM UMR 1231, Génétique des Anomalies du Développement, Université́ de Bourgogne Franche-Comté́, Dijon, France
| | - Sophie Nambot
- Centre de Génétique et Centre de Référence Maladies Rares "Anomalies du Développement et Syndromes Malformatifs de l'Inter-région Est", CHU Dijon Bourgogne, Dijon, France
- FHU-TRANSLAD, Fédération Hospitalo-Universitaire Médecine Translationnelle et Anomalies du Développement, CHU Dijon Bourgogne, Dijon, France
| | - Marie-Laure Humbert Asensio
- Centre D'Investigation Clinique CIC-EC Inserm CIC1432, UFR des Sciences de Santé, Université de Bourgogne-Franche-Comté, Dijon, France
| | - Christine Binquet
- Centre D'Investigation Clinique CIC-EC Inserm CIC1432, UFR des Sciences de Santé, Université de Bourgogne-Franche-Comté, Dijon, France
| | - Yannis Duffourd
- FHU-TRANSLAD, Fédération Hospitalo-Universitaire Médecine Translationnelle et Anomalies du Développement, CHU Dijon Bourgogne, Dijon, France
- UF Innovation en Diagnostic Génomique des Maladies Rares, CHU Dijon Bourgogne, Dijon, France
- INSERM UMR 1231, Génétique des Anomalies du Développement, Université́ de Bourgogne Franche-Comté́, Dijon, France
| | - Antonio Vitobello
- FHU-TRANSLAD, Fédération Hospitalo-Universitaire Médecine Translationnelle et Anomalies du Développement, CHU Dijon Bourgogne, Dijon, France
- UF Innovation en Diagnostic Génomique des Maladies Rares, CHU Dijon Bourgogne, Dijon, France
- INSERM UMR 1231, Génétique des Anomalies du Développement, Université́ de Bourgogne Franche-Comté́, Dijon, France
| | - Christophe Philippe
- FHU-TRANSLAD, Fédération Hospitalo-Universitaire Médecine Translationnelle et Anomalies du Développement, CHU Dijon Bourgogne, Dijon, France
- UF Innovation en Diagnostic Génomique des Maladies Rares, CHU Dijon Bourgogne, Dijon, France
- INSERM UMR 1231, Génétique des Anomalies du Développement, Université́ de Bourgogne Franche-Comté́, Dijon, France
| | - Laurence Faivre
- Centre de Génétique et Centre de Référence Maladies Rares "Anomalies du Développement et Syndromes Malformatifs de l'Inter-région Est", CHU Dijon Bourgogne, Dijon, France
- FHU-TRANSLAD, Fédération Hospitalo-Universitaire Médecine Translationnelle et Anomalies du Développement, CHU Dijon Bourgogne, Dijon, France
- UF Innovation en Diagnostic Génomique des Maladies Rares, CHU Dijon Bourgogne, Dijon, France
- INSERM UMR 1231, Génétique des Anomalies du Développement, Université́ de Bourgogne Franche-Comté́, Dijon, France
| | - Frédéric Tran-Mau-Them
- FHU-TRANSLAD, Fédération Hospitalo-Universitaire Médecine Translationnelle et Anomalies du Développement, CHU Dijon Bourgogne, Dijon, France
- UF Innovation en Diagnostic Génomique des Maladies Rares, CHU Dijon Bourgogne, Dijon, France
- INSERM UMR 1231, Génétique des Anomalies du Développement, Université́ de Bourgogne Franche-Comté́, Dijon, France
| | - Nicolas Bourgon
- FHU-TRANSLAD, Fédération Hospitalo-Universitaire Médecine Translationnelle et Anomalies du Développement, CHU Dijon Bourgogne, Dijon, France
- UF Innovation en Diagnostic Génomique des Maladies Rares, CHU Dijon Bourgogne, Dijon, France
- Service d'Obstétrique Maternité́, Chirurgie Médecine et Imagerie Fœtale, Hôpital Necker Enfants Malades, AP-HP, Paris, France
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