Establishing and exploring a dual-layered proteome and phosphoproteome atlas for preclinical models of ovarian cancer cell lines

Abstract

Ovarian cancer is one of the deadliest cancer forms in women and is a disease in need of improved biomarkers for detection and drug targets alike. Such molecules can be discovered by studying the proteome of the cells. Phosphoproteomic studies have become increasingly more popular as it has a high potential for mapping cell signaling and to find new signaling molecules for drug targeting. Currently, proteomes for focused aspects of ovarian cancer exist, but not for the full proteome. A full-scale phosphoproteome for ovarian cancer is yet to be established. In this study, a full proteome and phosphoproteome library composed of nine ovarian and one cervical cancer cell line was constructed by using mass spectrometry in a direct data-independent analysis. The data sets were explored to investigate condition grouping, protein and phosphopeptide regulation and clustering of libraries. In summary, the established libraries showed the phosphoproteome to better separate conditions in sample correlation analysis and principal component analysis, as well as having a higher degree of fold changes in up and downregulation compared to the proteome. Both libraries were able to cluster all cell lines together, and a cluster analysis showed distinct expression patterns that could be used to identify proteins and phosphopeptides involved in molecular functions as well as protein motifs. The phosphoproteome atlas has opened up new possibilities for preclinical models of ovarian cancer.

Popular Abstract (Swedish)

Utforskning av äggstockscancers proteiner med ett nytt proteinbibliotek

Just nu finns det ingen forskning som kartlagt vilka fosforylerade proteiner som finns hos äggstockscancer-celler. Dessa proteiner är intressanta eftersom de kan berätta för oss vilka signaleringar som går fel i cellerna. Detta kan användas för att hitta nya proteiner som antingen kan attackeras för att bekämpa cancern, eller som ett sätt att upptäcka sjukdomen hos patienter. För att öppna upp möjligheten att studera dessa signaleringar har den här studien skapat ett bibliotek för proteiner och fosfoproteiner från äggstockscancerceller.

Att titta vanliga på vanliga proteiner hos cancerceller har länge gjorts av forskare för att kunna förstå sjukdomen och komma fram till nya läkemedel och sätt att upptäcka dessa celler tillförlitligt. Sådana studier kallas proteomikstudier. Att istället titta fosforylerade proteiner, fosforproteomik, har ökat explosionsartat i forskningsvärlden eftersom det möjliggör för oss att kartlägga cellsignaleringen, vilket öppnar upp ett helt nytt sätt att studera cancerceller på och kan leda till upptäckten av nya proteiner som måltavlor för cancerbehandling och sjukdomsupptäckt. Fosforylerade proteiner, eller fosfopeptider, är proteiner som fått en fosfatgrupp påkopplad av ett enzym. Detta fungerar som en “av/på”-knapp för proteinet och det är den främsta metoden celler använder för att berätta för proteiner när de ska utföra sin uppgift. Just nu finns tyvärr inget bibliotek för äggstockscancers fosfopeptider, så därför skapades ett bibliotek för både vanliga proteiner och fosfoproteiner genom att extrahera dem från celler. Med hjälp av analyseringsmjukvara upptäcktes det att båda biblioteken påvisade tydliga ökningar och minskningar av produktion av särskilda proteiner, och den informationen kunde användas för att hitta proteiner som vanligen orsakar cancer! Fosfopeptiderna visade större skillnader i upp och nedproduktion av proteiner jämfört med referensceller, och två olika analyser visade även att fosfopeptiderna kunde bättre separera olika celltyper, vilken underlättar analyser. Projektet använde sig av så kallade cellinjer, celler som anpassat sig till att kunna växa i konstgjord miljö. Detta från nio olika äggstockscancer-cellinjer som ursprungligen kommer från patienter, och en från en livmoderhalscancer-cellinje. Proteinerna från cellerna extraherades genom att behandla cellerna med kemikalier och enzymer som bryter ner celler och proteinerna i små bitar. Dessa proteinbitar analyserades med en masspektrometer som slår sönder bitarna i ännu mindre fragment och mäter dess storlekar. Fragmenten jämförs med databaser och på så sätt får fram vilka proteiner som finns och i hur stora mängder.

• author: Werner, Lucas
• supervisor: Magnus Jakobsson
• organization: Department of Immunotechnology
• course: KIMM05 20221
• year: 2022
• type: H2 - Master's Degree (Two Years)
• subject: Technology and Engineering
• keywords: Proteomics, Phosphoproteomics, Cancer, Ovarian Cancer, Cell Lines, Post-Translational Modifications, Liquid Chromatography, Mass Spectrometry, Data-Independent Analysis, Hierarchical Clustering Analysis, Bioinformatics
• language: English
• id: 9092159
• date added to LUP: 2022-06-22 14:16:15
• date last changed: 2022-06-22 14:16:15