PHOSCAN

Czech-Norwegian Research Programme (CZ09)

Phosphorylation-mediated signalling in DNA damage response and cancer (PHOSCAN)

Cancer strongly reduces the quality of life and represents one of the major causes of death worldwide. One of the hallmarks of cancer is genomic and epigenomic instability that allows accumulation of mutations and modifications of the genome in cancer cells. The DNA damage response (DDR) network is essential for maintenance of genome integrity and provides an intrinsic barrier preventing tumorigenesis. Defects in DDR cause accumulation of mutations which may lead to uncontrolled cell division and cancer development. Protein kinases ATM and ATR and the tumour suppressor p53 are master regulators of DDR. By phosphorylating multiple targets ATM/ATR arrest the progression through the cell cycle and coordinate DNA repair. Whereas the role of ATM/ATR has been intensively studied, there is now emerging evidence for a critical role of protein phosphatases in control of the DDR.

In the PHOSCAN project we will study the function of protein phosphatases in cellular responses to various forms of genotoxic stress. In particular, we will address the molecular mechanisms of PP2Cdelta phosphatase (referred to as PPM1D/Wip1) localization and control of protein stability. This will help to understand the gain-of-function phenotype of novel PPM1D/Wip1 truncating mutants we have recently identified in breast cancer patients. We will also investigate the role of genetic aberrations affecting selected phosphatases in predisposition and somatic development of colorectal cancer. Further, we will employ candidate and unbiased approaches to identify novel roles of regulatory subunits of the PP1 phosphatase in acute and recovery phases of the DDR. Replication stress evoked by activated oncogenes is likely the major cause of cancer-associated DNA damage. To better understand how cells respond to replication stress, we will elucidate the molecular mechanisms of Cdc7/Dbf4 kinase-dependent stabilization of DNA replication forks.

PHOSCAN project will not only increase our knowledge of general molecular mechanisms of cell function but also identify new pathogenic mechanisms contributing to cancer development and potentially also novel candidate biomarkers and pharmacological targets.

Project annotation (in Czech) /Anotace projektu

Rakovina zásadním způsobem snižuje kvalitu života a v celosvětovém měřítku představuje jednu z hlavních příčin úmrtí. Jedním ze znaků rakoviny je nestabilita genomu, která umožňuje rakovinným buňkám získávat další mutace a změny v genetické výbavě. Signální dráha DDR (z angl. DNA damage response) hraje důležitou roli v udržování genomové integrity a představuje bariéru, která brání rozvoji nádorů. Defekty v DDR vedou k hromadění mutací, které mohou vést k nekontrolovanému buněčnému dělení a rozvoji nádorů. Proteinkinázy ATM a ATR a tumor-supresorový protein p53 jsou hlavními regulátory DDR a společně brání progresi buněčným cyklem v přítomnosti poškozené DNA a koordinují její opravu. Nejnovější poznatky naznačují, že rovněž proteinfosfatázy přispívají ke kontrole DDR.

V projektu PHOSCAN se zaměříme na studium funkce proteinfosfatáz v buněčné odpovědi na různé formy genotoxického stresu. Především budeme studovat jakým způsobem je kontrolována lokalizace a proteinová stabilita fosfatázy PP2C delta. Tato studie pomůže vysvětlit roli trunkačních mutací této fosfatázy, které byly nedávno popsány u pacientů s karcinomem prsu. Rovněž budeme testovat funkci PP1 fosfatázy a jejích podjednotek v kontrole akutní i pozdní fáze buněčné odpovědi na poškození DNA. Replikační stress způsobený aktivací onkogenů je zřejmě hlavním zdrojem poškození DNA pozorovaným v rakovinných buňkách. Zaměříme se proto i na studium role Cdc7/Dbf4 kinázy v replikaci DNA.

Projekt PHOSCAN přispěje k lepšímu porozumění základních molekulárních mechanismů funkce buněk, zároveň však umožní popsání nových patogenetických mechanismů přispívajících k rozvoji nádorů, nových biomarkerů a potenciálních cílů farmakologické léčby.

Participating teams & contacts/Pracovní týmy a kontakty

img-logo

Department of Cancer Cell Biology, Institute of Molecular Genetics 
http://www.img.cas.cz/research/libor-macurek/

 

Libor Macůrek (Project promoter/Vedoucí projektu)
Jan Benada (PhD student)
Kamila Burdová (Postdoc)
Kateřina Krejčíková (Research assistant)
Soňa Pecháčková (PhD student)
 
Economy Department, Institute of Molecular Genetics
Martina Málková (Project manager/Projektový manažer)

 

OUH-logo

Department of Radiation Biology, Oslo University Hospital
http://ous-research.no/radiationbiology/

 

Randi Syljuåsen
Gro Elise Rødland (Postdoc)

 

OUH-logo

Department of Molecular Oncology, Oslo University Hospital
http://www.ous-research.no/lothe/

 

Prof. Ragnhild A. Lothe
Stine Aske Danielsen (Postdoc)

 

Univerzita-Palackeho_logo

Institute of Molecular and Translational Medicine, Palacký University in Olomouc
www.imtm.cz/laboratory-genome-integrity/

 

Prof. Jiří Bartek, e-mail: jb@CANCER.DK
Juraj Kramara – do 12/2015
Pavel Moudrý
Markéta Šenkyříková
Masayuki Yamada (Postdoc) – do 06/2015

Publications

  • J. Benada, L. Macurek: Targeting the Checkpoint to Kill Cancer Cells (PDF)

  • Pecháčková S, Burdová K, Macurek L. WIP1 phosphatase as pharmacological target in cancer therapy. Journal of Molecular Medicine. 2017 (in press) (PDF)

  • Jaiswal H, Benada J, Müllers E, Akopyan K, Burdova K, Koolmeister T, Helleday T, Medema RH, Macurek L, and Lindqvist A. ATM/Wip1 activities at chromatin control Plk1 re-activation to determine G2 checkpoint duration EMBO Journal (in press)

  • Hauge S, Naucke C, Hasvold G, Joel M, Rødland GE, Juzenas P, Stokke T, Syljuåsen RG. Combined inhibition of Wee1 and Chk1 gives synergistic DNA damage in S-phase due to distinct regulation of CDK activity and CDC45 loading. Oncotarget. 2017; 8:10966-10979. (PDF)

  • Chroma K, Mistrik M, Moudry P, Gursky J, Liptay M, Strauss R, Skrott Z, Vrtel R, Bartkova J, Kramara J, Bartek J. Tumors overexpressing RNF168 show altered DNA repair and responses to genotoxic treatments, genomic instability and resistance to proteotoxic stress. Oncogene. 2017, 36:2405-2422.

  • Moudry P, Watanabe K, Wolanin KM, Bartkova J, Wassing IE, Watanabe S, Strauss R, Troelsgaard Pedersen R, Oestergaard VH, Lisby M, Andújar-Sánchez M, Maya-Mendoza A, Esashi F, Lukas J, Bartek J. TOPBP1 regulates RAD51 phosphorylation and chromatin loading and determines PARP inhibitor sensitivity. J Cell Biol. 2016; 212:281-8.

Events

  • 2-6. 4. 2017 – Identification and validation of WIP1 phosphatase substrates – prezentace posteru na konferenci Genomic Instability and DNA Repair, Santa Fe, USA (Kamila Burdová)

  • 27-29. 3. 2017 – TOPBP1 regulates Rad51 phosphorylation and chromatin loading and determinates PARP inhibitor sensitivity – prezentace posteru na konferenci Australian Cell Cycle Meeting, Sydney, Austrálie (Pavel Moudrý)

  • 3.11.2016 – DNA damage response and cellular checkpoints – přednáška na kurzu pro postgraduální studenty Pokroky v molekulární biologii a genetice (L. Macůrek)

  • 24.10.2016 – přednáška Libora Macůrka na Dni otevřených dveří na ÚMG AV ČR v Praze

  • 7.5.2016 – Prezentace Kamily Burdové na konferenci GenomeEngineering, Boston USA (poster in PDF)

  • 7-10.3.2016 – Prezentace Pavla Moudrého na konferenci Maintenance of Genome Stability, Panama (abstract book in PDF)

  • 4.2.2016 – PPM1/Wip1 mutations impair the DNA damage response pathway and break the checkpoint barrier – přednáška Libora Macůrka na Oslo University a setkání s norskými spolupracovníky

  • 3. 12. 2015 – prezentace výsledků na konferenci „Molekulární genetika nádorových onemocnění“ konané na ÚMG v Praze (programme in PDF)

    December 3, 2015 – seminar Molecular Genetics in Cancer, IMG, Prague 

  • 3.-5. 11. 2015 – setkání českých a norských partnerů projektu PHOSCAN a jejich prezentace v rámci konference „PI3K-like Protein Kinases meeting“ na IFOM v Miláně, Itálie

    November 3-5, 2015 – presentation and meeting with project partners at PI3K-like Protein Kinases meeting, IFOM, Milan, Italy

  • 5.-9. 10. 2015 – setkání českých partnerů projektu PHOSCAN na konferenci „The DNA damage response in cell physiology and disease“ konané v Cape Sounio, Řecko

    October 5-9, 2015 – DNA damage response in cell physiology and disease,Cape Sounio, Greece

  • 17.-19. 9. 2015 – setkání českých partnerů projektu PHOSCAN a jejich prezentace v rámci konference „7th Annual meeting on stem cells, DNA damage and apoptosis“ v Želivi

    September 17-19, 2015 – meeting of Czech partners at 7th Annual meeting on stem cells, DNA damage and apoptosis, Zeliv, Czech Republic

  • 17.-21. 6. 2015 – setkání českých a norských partnerů projektu PHOSCAN na konferenci „Tomas Lindahl Conference on DNA repair” v Oslu – Návštěva norského partnera Randi Syljuasen na Ústavu molekulární genetiky v Praze

    June 17-21, 2015 – meeting of Czech and Norwegian project partners at Tomas Lindahl Conference on DNA repair, Oslo, Norway

  • 23.-24. 3. 2015 – Návštěva norského partnera Randi Syljuasen na Ústavu molekulární genetiky v Praze

    March 23-24, 2015 – visit and presentation of Randi Syljuasen in collaborating lab at IMG, Prague

  • 2014 – Návštěva českého partnera Libora Macůrka na Oslo University Hospital

    2014 – visit and presentation of Libor Macurek in collaborating lab at OUH, Oslo

Gallery

Links/Odkazy

Norway grants – http://eeagrants.org
Norske fondy – www.eeagrants.cz

Ministry of Education Youth and Sports – www.msmt.cz
Ministerstvo škoství, mládeže a sportu – www.msmt.cz

Last change: September 1, 2017