Abstract 385: Network-driven discovery of cancer drivers and pathways using 2,500 whole cancer genomes
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Cancer driver genes exhibit unexpectedly high mutation rates in large cancer genomic datasets. We hypothesize that driver mutations specifically alter molecular interaction networks by disrupting “active sites” - interaction interfaces in proteins and DNA. We present ActiveDriverWGS, a novel computational method to discover cancer drivers in whole-genome sequencing (WGS) data. ActiveDriverWGS finds genome regions that are significantly enriched in somatic single nucleotide variants (SNVs) and indels and ascertains whether these associate to known active sites. Analysis of active sites allows us to predict the mechanisms of mutation on three layers of the central dogma: regulatory DNA with transcription factor (TF) binding sites (TFBS), mRNA with microRNA binding sites in untranslated regions (UTRs), and post-translational modification (PTM) sites in proteins. To discover cancer driver genes and pathways, we analysed the WGS dataset of >2,500 samples from the International Cancer Genome Consortium (ICGC) Pan-Cancer Analysis Working Group (PCAWG). We found 61 protein-coding candidates with 34 known drivers (P=10-40), validating the high accuracy of our method. 40 genes have significant mutations of PTM sites, suggesting that rewiring of PTM signalling networks is a common oncogenic mechanism. For example, the BRAF V600E SNV flanks two phosphorylation sites and one ubiquitination site (FDR P=10-44), a novel interpretation and potential avenue for precision therapies targeting the kinase and ubiquitin network of BRAF. In the non-coding genome, we detected known lncRNAs (NEAT1, MALAT1), promoters (TERT, WDR74) and novel candidates with mutation enrichment. For example, an enhancer on chr6 has a mutation hotspot in 33 patients (FDR P=10-19), with 20 SNVs affecting binding motifs of cancer-associated TFs FOXO3, SOX2, HMGA2 (FDR P=10-10). Thus our method discovers non-coding drivers and their candidate mechanisms in a single analysis. Our ActiveDriverPW method extends coding and non-coding mutations to biological pathways. We found >600 mutation-enriched pathways in the PCAWG pan-cancer dataset. Of these ~200 are also significant when only non-coding mutations are analysed, showing that the non-coding genome includes previously unstudied mutations in pathways. The DNA double-strand break response pathway (FDR p=10-10) includes non-coding SNVs in ~20 histones and chromatin modifiers, such as the demethylase KDM4B with 46 SNVs in its promoter and enhancers. ActiveDriverPW maps mutations of the long tail that affect genes in hallmark cancer processes yet remain undiscovered in gene-focused analyses. Our methods accurately capture known drivers in the ICGC-PCAWG dataset and suggest specific mechanistic details. Our benchmarks also emphasize the robust performance of our methods. ActiveDriverWGS and ActiveDriverPW are valuable additions to the toolbox for cancer genome analysis. Citation Format: Jüri Reimand. Network-driven discovery of cancer drivers and pathways using 2,500 whole cancer genomes [abstract]. In: Proceedings of the American Association for Cancer Research Annual Meeting 2017; 2017 Apr 1-5; Washington, DC. Philadelphia (PA): AACR; Cancer Res 2017;77(13 Suppl):Abstract nr 385. doi:10.1158/1538-7445.AM2017-385
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,003 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,005 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».