Creating the AML-specific t(9;11) chromosomal translocation model to study the structural basis of leukemia development in mouse cells

Abstract

Chromosomal translocation are large-scale genome rearrangements found in several cancers. They are formed when two (or more) non-homologous chromosomes interchange large parts as a result of erroneous DNA repair after concomitant double-strand breaks. They are especially common in leukemias, where their main effect is the formation of fusion genes, e.g., MLL-AF9 in t(9;11)-related leukemia. Most studies so far focused solely on the function of the oncoprotein, omitting the possible effects caused by the translocation, namely the genome structure change and the heterozygous KO of the translocation partner genes. To study more in detail these mechanisms, we apply the CRISPR/Cas9 and gene-trap technology to build the equivalent of t(9;11) in mouse ESCs, namely the t(4;9) translocation, with conditional Mll-Af9 expression. We report that, whether the induced translocation alone has only a seemingly mild effect on the hematopoietic differentiation, expressing Mll-Af9 in ESCs abrogates the hemangioblast emergence. Collectively, our strategy allows for deciphering the different layers contributing to leukemogenesis.Las translocaciones cromosómicas son reordenamientos del genoma a gran escala observados en varios cánceres. Se forman cuando dos (o más) cromosomas no homólogos intercambian partes como resultado de una reparación errónea del ADN después de roturas concomitantes de la cromatina. Son especialmente comunes en las leucemias, donde su efecto principal es la formación de genes de fusión, como por ejemplo MLL-AF9 en la leucemia relacionada con t(9;11). La mayoría de los estudios hasta ahora se han centrado únicamente en la función de la oncoproteína, omitiendo los posibles efectos causados por la translocación, como el cambio de estructura del genoma y el KO heterocigoto de los genes asociados a la translocación. Para estudiar más a fondo estos mecanismos, hemos aplicado CRISPR/Cas9 y la tecnología gene-trap para construir el equivalente de t(9;11) en las células madre (ESCs) de ratón (t(4;9)), con expresión condicional de Mll-Af9. Descubrimos que, si la translocación inducida por sí sola tiene sólo un efecto aparentemente leve sobre la diferenciación hematopoyética, la expresión de Mll-Af9 en ESCs bloquea la emergencia del hemangioblast. En conjunto, nuestra estrategia permite descifrar los diferentes mecanismos que contribuyen a la leucemogénesis.Programa de doctorat en Biomedicina