Genome Biology (Aug 2024)
Microsatellite instability at U2AF-binding polypyrimidic tract sites perturbs alternative splicing during colorectal cancer initiation
- Vincent Jonchère,
- Hugo Montémont,
- Enora Le Scanf,
- Aurélie Siret,
- Quentin Letourneur,
- Emmanuel Tubacher,
- Christophe Battail,
- Assane Fall,
- Karim Labreche,
- Victor Renault,
- Toky Ratovomanana,
- Olivier Buhard,
- Ariane Jolly,
- Philippe Le Rouzic,
- Cody Feys,
- Emmanuelle Despras,
- Habib Zouali,
- Rémy Nicolle,
- Pascale Cervera,
- Magali Svrcek,
- Pierre Bourgoin,
- Hélène Blanché,
- Anne Boland,
- Jérémie Lefèvre,
- Yann Parc,
- Mehdi Touat,
- Franck Bielle,
- Danielle Arzur,
- Gwennina Cueff,
- Catherine Le Jossic-Corcos,
- Gaël Quéré,
- Gwendal Dujardin,
- Marc Blondel,
- Cédric Le Maréchal,
- Romain Cohen,
- Thierry André,
- Florence Coulet,
- Pierre de la Grange,
- Aurélien de Reyniès,
- Jean-François Fléjou,
- Florence Renaud,
- Agusti Alentorn,
- Laurent Corcos,
- Jean-François Deleuze,
- Ada Collura,
- Alex Duval
Affiliations
- Vincent Jonchère
- Sorbonne Université, INSERM, Unité Mixte de Recherche Scientifique 938 and SIRIC CURAMUS, Centre de Recherche Saint-Antoine, Equipe Instabilité Des Microsatellites Et Cancer, Equipe Labellisée Par La Ligue Nationale Contre Le Cancer
- Hugo Montémont
- Sorbonne Université, INSERM, Unité Mixte de Recherche Scientifique 938 and SIRIC CURAMUS, Centre de Recherche Saint-Antoine, Equipe Instabilité Des Microsatellites Et Cancer, Equipe Labellisée Par La Ligue Nationale Contre Le Cancer
- Enora Le Scanf
- INSERM, UMR 1078, Université de Brest, Génétique Génomique Fonctionnelle Et Biotechnologies, Etablissement Français du Sang
- Aurélie Siret
- Sorbonne Université, INSERM, Unité Mixte de Recherche Scientifique 938 and SIRIC CURAMUS, Centre de Recherche Saint-Antoine, Equipe Instabilité Des Microsatellites Et Cancer, Equipe Labellisée Par La Ligue Nationale Contre Le Cancer
- Quentin Letourneur
- Sorbonne Université, INSERM, Unité Mixte de Recherche Scientifique 938 and SIRIC CURAMUS, Centre de Recherche Saint-Antoine, Equipe Instabilité Des Microsatellites Et Cancer, Equipe Labellisée Par La Ligue Nationale Contre Le Cancer
- Emmanuel Tubacher
- Laboratory for Genomics, Foundation Jean Dausset–CEPH (Centre d’Etude du Polymorphisme Humain)
- Christophe Battail
- Université Paris-Saclay, CEA, Centre National de Recherche en Génomique Humaine (CNRGH)
- Assane Fall
- Sorbonne Université, INSERM, Unité Mixte de Recherche Scientifique 938 and SIRIC CURAMUS, Centre de Recherche Saint-Antoine, Equipe Instabilité Des Microsatellites Et Cancer, Equipe Labellisée Par La Ligue Nationale Contre Le Cancer
- Karim Labreche
- Sorbonne Université, INSERM, Unité Mixte de Recherche Scientifique 938 and SIRIC CURAMUS, Centre de Recherche Saint-Antoine, Equipe Instabilité Des Microsatellites Et Cancer, Equipe Labellisée Par La Ligue Nationale Contre Le Cancer
- Victor Renault
- Laboratory for Genomics, Foundation Jean Dausset–CEPH (Centre d’Etude du Polymorphisme Humain)
- Toky Ratovomanana
- Sorbonne Université, INSERM, Unité Mixte de Recherche Scientifique 938 and SIRIC CURAMUS, Centre de Recherche Saint-Antoine, Equipe Instabilité Des Microsatellites Et Cancer, Equipe Labellisée Par La Ligue Nationale Contre Le Cancer
- Olivier Buhard
- Sorbonne Université, INSERM, Unité Mixte de Recherche Scientifique 938 and SIRIC CURAMUS, Centre de Recherche Saint-Antoine, Equipe Instabilité Des Microsatellites Et Cancer, Equipe Labellisée Par La Ligue Nationale Contre Le Cancer
- Ariane Jolly
- Philippe Le Rouzic
- Sorbonne Université, INSERM, Unité Mixte de Recherche Scientifique 938 and SIRIC CURAMUS, Centre de Recherche Saint-Antoine, Equipe Instabilité Des Microsatellites Et Cancer, Equipe Labellisée Par La Ligue Nationale Contre Le Cancer
- Cody Feys
- Sorbonne Université, INSERM, Unité Mixte de Recherche Scientifique 938 and SIRIC CURAMUS, Centre de Recherche Saint-Antoine, Equipe Instabilité Des Microsatellites Et Cancer, Equipe Labellisée Par La Ligue Nationale Contre Le Cancer
- Emmanuelle Despras
- Sorbonne Université, INSERM, Unité Mixte de Recherche Scientifique 938 and SIRIC CURAMUS, Centre de Recherche Saint-Antoine, Equipe Instabilité Des Microsatellites Et Cancer, Equipe Labellisée Par La Ligue Nationale Contre Le Cancer
- Habib Zouali
- Laboratory for Genomics, Foundation Jean Dausset–CEPH (Centre d’Etude du Polymorphisme Humain)
- Rémy Nicolle
- Programme “Cartes d’Identité Des Tumeurs, Ligue Nationale Contre Le Cancer
- Pascale Cervera
- Sorbonne Université, INSERM, Unité Mixte de Recherche Scientifique 938 and SIRIC CURAMUS, Centre de Recherche Saint-Antoine, Equipe Instabilité Des Microsatellites Et Cancer, Equipe Labellisée Par La Ligue Nationale Contre Le Cancer
- Magali Svrcek
- Sorbonne Université, INSERM, Unité Mixte de Recherche Scientifique 938 and SIRIC CURAMUS, Centre de Recherche Saint-Antoine, Equipe Instabilité Des Microsatellites Et Cancer, Equipe Labellisée Par La Ligue Nationale Contre Le Cancer
- Pierre Bourgoin
- Sorbonne Université, INSERM, Unité Mixte de Recherche Scientifique 938 and SIRIC CURAMUS, Centre de Recherche Saint-Antoine, Equipe Instabilité Des Microsatellites Et Cancer, Equipe Labellisée Par La Ligue Nationale Contre Le Cancer
- Hélène Blanché
- Laboratory for Genomics, Foundation Jean Dausset–CEPH (Centre d’Etude du Polymorphisme Humain)
- Anne Boland
- Université Paris-Saclay, CEA, Centre National de Recherche en Génomique Humaine (CNRGH)
- Jérémie Lefèvre
- Sorbonne Université, INSERM, Unité Mixte de Recherche Scientifique 938 and SIRIC CURAMUS, Centre de Recherche Saint-Antoine, Equipe Instabilité Des Microsatellites Et Cancer, Equipe Labellisée Par La Ligue Nationale Contre Le Cancer
- Yann Parc
- Sorbonne Université, INSERM, Unité Mixte de Recherche Scientifique 938 and SIRIC CURAMUS, Centre de Recherche Saint-Antoine, Equipe Instabilité Des Microsatellites Et Cancer, Equipe Labellisée Par La Ligue Nationale Contre Le Cancer
- Mehdi Touat
- Sorbonne Université, INSERM, Unité Mixte de Recherche Scientifique 938 and SIRIC CURAMUS, Centre de Recherche Saint-Antoine, Equipe Instabilité Des Microsatellites Et Cancer, Equipe Labellisée Par La Ligue Nationale Contre Le Cancer
- Franck Bielle
- Sorbonne Université, Inserm, CNRS, UMR S 1127, Institut du Cerveau Et de La Moelle Épinière, ICM, AP-HP, Hôpitaux Universitaires La Pitié Salpêtrière - Charles Foix, Service de Neuropathologie Laboratoire Escourolle
- Danielle Arzur
- INSERM, UMR 1078, Université de Brest, Génétique Génomique Fonctionnelle Et Biotechnologies, Etablissement Français du Sang
- Gwennina Cueff
- INSERM, UMR 1078, Université de Brest, Génétique Génomique Fonctionnelle Et Biotechnologies, Etablissement Français du Sang
- Catherine Le Jossic-Corcos
- INSERM, UMR 1078, Université de Brest, Génétique Génomique Fonctionnelle Et Biotechnologies, Etablissement Français du Sang
- Gaël Quéré
- INSERM, UMR 1078, Université de Brest, Génétique Génomique Fonctionnelle Et Biotechnologies, Etablissement Français du Sang
- Gwendal Dujardin
- INSERM, UMR 1078, Université de Brest, Génétique Génomique Fonctionnelle Et Biotechnologies, Etablissement Français du Sang
- Marc Blondel
- INSERM, UMR 1078, Université de Brest, Génétique Génomique Fonctionnelle Et Biotechnologies, Etablissement Français du Sang
- Cédric Le Maréchal
- INSERM, UMR 1078, Université de Brest, Génétique Génomique Fonctionnelle Et Biotechnologies, Etablissement Français du Sang
- Romain Cohen
- Sorbonne Université, INSERM, Unité Mixte de Recherche Scientifique 938 and SIRIC CURAMUS, Centre de Recherche Saint-Antoine, Equipe Instabilité Des Microsatellites Et Cancer, Equipe Labellisée Par La Ligue Nationale Contre Le Cancer
- Thierry André
- Sorbonne Université, INSERM, Unité Mixte de Recherche Scientifique 938 and SIRIC CURAMUS, Centre de Recherche Saint-Antoine, Equipe Instabilité Des Microsatellites Et Cancer, Equipe Labellisée Par La Ligue Nationale Contre Le Cancer
- Florence Coulet
- Sorbonne Université, INSERM, Unité Mixte de Recherche Scientifique 938 and SIRIC CURAMUS, Centre de Recherche Saint-Antoine, Equipe Instabilité Des Microsatellites Et Cancer, Equipe Labellisée Par La Ligue Nationale Contre Le Cancer
- Pierre de la Grange
- Aurélien de Reyniès
- Programme “Cartes d’Identité Des Tumeurs, Ligue Nationale Contre Le Cancer
- Jean-François Fléjou
- Sorbonne Université, INSERM, Unité Mixte de Recherche Scientifique 938 and SIRIC CURAMUS, Centre de Recherche Saint-Antoine, Equipe Instabilité Des Microsatellites Et Cancer, Equipe Labellisée Par La Ligue Nationale Contre Le Cancer
- Florence Renaud
- Sorbonne Université, INSERM, Unité Mixte de Recherche Scientifique 938 and SIRIC CURAMUS, Centre de Recherche Saint-Antoine, Equipe Instabilité Des Microsatellites Et Cancer, Equipe Labellisée Par La Ligue Nationale Contre Le Cancer
- Agusti Alentorn
- Sorbonne Université, INSERM, Unité Mixte de Recherche Scientifique 938 and SIRIC CURAMUS, Centre de Recherche Saint-Antoine, Equipe Instabilité Des Microsatellites Et Cancer, Equipe Labellisée Par La Ligue Nationale Contre Le Cancer
- Laurent Corcos
- INSERM, UMR 1078, Université de Brest, Génétique Génomique Fonctionnelle Et Biotechnologies, Etablissement Français du Sang
- Jean-François Deleuze
- Laboratory for Genomics, Foundation Jean Dausset–CEPH (Centre d’Etude du Polymorphisme Humain)
- Ada Collura
- Sorbonne Université, INSERM, Unité Mixte de Recherche Scientifique 938 and SIRIC CURAMUS, Centre de Recherche Saint-Antoine, Equipe Instabilité Des Microsatellites Et Cancer, Equipe Labellisée Par La Ligue Nationale Contre Le Cancer
- Alex Duval
- Sorbonne Université, INSERM, Unité Mixte de Recherche Scientifique 938 and SIRIC CURAMUS, Centre de Recherche Saint-Antoine, Equipe Instabilité Des Microsatellites Et Cancer, Equipe Labellisée Par La Ligue Nationale Contre Le Cancer
- DOI
- https://doi.org/10.1186/s13059-024-03340-5
- Journal volume & issue
-
Vol. 25,
no. 1
pp. 1 – 26
Abstract
Abstract Background Microsatellite instability (MSI) due to mismatch repair deficiency (dMMR) is common in colorectal cancer (CRC). These cancers are associated with somatic coding events, but the noncoding pathophysiological impact of this genomic instability is yet poorly understood. Here, we perform an analysis of coding and noncoding MSI events at the different steps of colorectal tumorigenesis using whole exome sequencing and search for associated splicing events via RNA sequencing at the bulk-tumor and single-cell levels. Results Our results demonstrate that MSI leads to hundreds of noncoding DNA mutations, notably at polypyrimidine U2AF RNA-binding sites which are endowed with cis-activity in splicing, while higher frequency of exon skipping events are observed in the mRNAs of MSI compared to non-MSI CRC. At the DNA level, these noncoding MSI mutations occur very early prior to cell transformation in the dMMR colonic crypt, accounting for only a fraction of the exon skipping in MSI CRC. At the RNA level, the aberrant exon skipping signature is likely to impair colonic cell differentiation in MSI CRC affecting the expression of alternative exons encoding protein isoforms governing cell fate, while also targeting constitutive exons, making dMMR cells immunogenic in early stage before the onset of coding mutations. This signature is characterized by its similarity to the oncogenic U2AF1-S34F splicing mutation observed in several other non-MSI cancer. Conclusions Overall, these findings provide evidence that a very early RNA splicing signature partly driven by MSI impairs cell differentiation and promotes MSI CRC initiation, far before coding mutations which accumulate later during MSI tumorigenesis.
Keywords
- Colorectal cancer
- Mismatch repair deficiency
- Microsatellite instability
- Whole-exome and RNA sequencing
- Alternative splicing
- Polypyrimidine U2AF binding site