Abstract Cancer is driven by genetic change, and the advent of massively parallel sequencing has enabled systematic documentation of this variation at the whole-genome scale 1–3 . Here we report the integrative analysis of 2,658 whole-cancer genomes and their matching normal tissues across 38 tumour types from the Pan-Cancer Analysis of Whole Genomes (PCAWG) Consortium of the International Cancer Genome Consortium (ICGC) and The Cancer Genome Atlas (TCGA). We describe the generation of the PCAWG resource, facilitated by international data sharing using compute clouds. On average, cancer genomes contained 4–5 driver mutations when combining coding and non-coding genomic elements; however, in around 5% of cases no drivers were identified, suggesting that cancer driver discovery is not yet complete. Chromothripsis, in which many clustered structural variants arise in a single catastrophic event, is frequently an early event in tumour evolution; in acral melanoma, for example, these events precede most somatic point mutations and affect several cancer-associated genes simultaneously. Cancers with abnormal telomere maintenance often originate from tissues with low replicative activity and show several mechanisms of preventing telomere attrition to critical levels. Common and rare germline variants affect patterns of somatic mutation, including point mutations, structural variants and somatic retrotransposition. A collection of papers from the PCAWG Consortium describes non-coding mutations that drive cancer beyond those in the TERT promoter 4 ; identifies new signatures of mutational processes that cause base substitutions, small insertions and deletions and structural variation 5,6 ; analyses timings and patterns of tumour evolution 7 ; describes the diverse transcriptional consequences of somatic mutation on splicing, expression levels, fusion genes and promoter activity 8,9 ; and evaluates a range of more-specialized features of cancer genomes 8,10–18 .

Pancreatic cancer remains one of the most lethal of malignancies and a major health burden. We performed whole-genome sequencing and copy number variation (CNV) analysis of 100 pancreatic ductal adenocarcinomas (PDACs). Chromosomal rearrangements leading to gene disruption were prevalent, affecting genes known to be important in pancreatic cancer (TP53, SMAD4, CDKN2A, ARID1A and ROBO2) and new candidate drivers of pancreatic carcinogenesis (KDM6A and PREX2). Patterns of structural variation (variation in chromosomal structure) classified PDACs into 4 subtypes with potential clinical utility: the subtypes were termed stable, locally rearranged, scattered and unstable. A significant proportion harboured focal amplifications, many of which contained druggable oncogenes (ERBB2, MET, FGFR1, CDK6, PIK3R3 and PIK3CA), but at low individual patient prevalence. Genomic instability co-segregated with inactivation of DNA maintenance genes (BRCA1, BRCA2 or PALB2) and a mutational signature of DNA damage repair deficiency. Of 8 patients who received platinum therapy, 4 of 5 individuals with these measures of defective DNA maintenance responded. A whole-genome sequencing analysis of 100 pancreatic ductal adenocarcinomas has discovered known and newly identified genetic drivers of pancreatic cancer; these genetic alterations can be classified into four subtypes, which raises the possibility of improved targeting of clinical treatments. A whole-genome sequencing analysis of 100 pancreatic ductal adenocarcinomas has revealed known and newly identified genetic drivers of pancreatic carcinogenesis. These genetic alterations can be classified into four subtypes based on the patterns of structural variation — stable, locally rearranged, scattered and unstable — which raises the possibility of improved targeting of clinical treatments. A number of tumours harboured focal amplifications, many containing druggable oncogenes, although at low individual prevalence. Genomic instability co-segregated with inactivation of DNA maintenance genes and a mutational signature of DNA damage repair deficiency. In a proof-of-concept study, the authors show the potential utility of these genomic signatures as putative biomarkers for therapeutic selection.

Pancreatic cancer is a highly lethal malignancy with few effective therapies. We performed exome sequencing and copy number analysis to define genomic aberrations in a prospectively accrued clinical cohort (n = 142) of early (stage I and II) sporadic pancreatic ductal adenocarcinoma. Detailed analysis of 99 informative tumours identified substantial heterogeneity with 2,016 non-silent mutations and 1,628 copy-number variations. We define 16 significantly mutated genes, reaffirming known mutations (KRAS, TP53, CDKN2A, SMAD4, MLL3, TGFBR2, ARID1A and SF3B1), and uncover novel mutated genes including additional genes involved in chromatin modification (EPC1 and ARID2), DNA damage repair (ATM) and other mechanisms (ZIM2, MAP2K4, NALCN, SLC16A4 and MAGEA6). Integrative analysis with in vitro functional data and animal models provided supportive evidence for potential roles for these genetic aberrations in carcinogenesis. Pathway-based analysis of recurrently mutated genes recapitulated clustering in core signalling pathways in pancreatic ductal adenocarcinoma, and identified new mutated genes in each pathway. We also identified frequent and diverse somatic aberrations in genes described traditionally as embryonic regulators of axon guidance, particularly SLIT/ROBO signalling, which was also evident in murine Sleeping Beauty transposon-mediated somatic mutagenesis models of pancreatic cancer, providing further supportive evidence for the potential involvement of axon guidance genes in pancreatic carcinogenesis. Exome sequencing and copy number analysis are used to define genomic aberrations in early sporadic pancreatic ductal adenocarcinoma; among the findings are mutations in genes involved in chromatin modification and DNA damage repair, and frequent and diverse somatic aberrations in genes known as embryonic regulators of axon guidance. This large-scale study presents exome sequencing and copy number variant analysis from 142 patients with pancreatic ductal adenocarcinoma, the most common form of pancreatic cancer. Among the findings are mutations in genes involved in chromatin modification and DNA damage repair, not previously implicated in this disease. Importantly, the data show that abnormal expression of genes involved in slit and semaphorin signalling is associated with poor patient survival, and in animal models was associated with disease development and progression.

We evaluated 25 protocol variants of 14 independent computational methods for exon identification, transcript reconstruction and expression-level quantification from RNA-seq data. Our results show that most algorithms are able to identify discrete transcript components with high success rates but that assembly of complete isoform structures poses a major challenge even when all constituent elements are identified. Expression-level estimates also varied widely across methods, even when based on similar transcript models. Consequently, the complexity of higher eukaryotic genomes imposes severe limitations on transcript recall and splice product discrimination that are likely to remain limiting factors for the analysis of current-generation RNA-seq data.

Upregulation of the immune response may be involved in the pathogenesis of schizophrenia with changes occurring in both peripheral blood and brain tissue. To date, microarray technology has provided a limited view of specific inflammatory transcripts in brain perhaps due to sensitivity issues. Here we used SOLiD Next Generation Sequencing to quantify neuroimmune mRNA expression levels in the dorsolateral prefrontal cortex of 20 individuals with schizophrenia and their matched controls. We detected 798 differentially regulated transcripts present in people with schizophrenia compared with controls. Ingenuity pathway analysis identified the inflammatory response as a key change. Using quantitative real-time PCR we confirmed the changes in candidate cytokines and immune modulators, including interleukin (IL)-6, IL-8, IL-1β and SERPINA3. The density of major histocompatibility complex-II-positive cells morphologically resembling microglia was significantly increased in schizophrenia and correlated with IL-1β expression. A group of individuals, most of whom had schizophrenia, were found to have increased inflammatory mRNA expression. In summary, we have demonstrated changes in an inflammatory response pathway that are present in ∼40% of people diagnosed with schizophrenia. This suggests that therapies aimed at immune system attenuation in schizophrenia may be of direct benefit in the brain.

The FANTOM4 study identified transcriptional start sites active during proliferation arrest and differentiation of the human monocytic cell line THP-1. Systematic knockdown of 52 transcription factors provide support for their model in which a complex transcriptional network regulates the differentiation process. Using deep sequencing (deepCAGE), the FANTOM4 study measured the genome-wide dynamics of transcription-start-site usage in the human monocytic cell line THP-1 throughout a time course of growth arrest and differentiation. Modeling the expression dynamics in terms of predicted cis-regulatory sites, we identified the key transcription regulators, their time-dependent activities and target genes. Systematic siRNA knockdown of 52 transcription factors confirmed the roles of individual factors in the regulatory network. Our results indicate that cellular states are constrained by complex networks involving both positive and negative regulatory interactions among substantial numbers of transcription factors and that no single transcription factor is both necessary and sufficient to drive the differentiation process.

Background The ability of T cells, acting independently of antibodies, to control malaria parasite growth in people has not been defined. If such cell-mediated immunity was shown to be effective, an additional vaccine strategy could be pursued. Our aim was to ascertain whether or not development of cell-mediated immunity to Plasmodium falciparum blood-stage infection could be induced in human beings by exposure to malaria parasites in very low density. Methods We enrolled five volunteers from the staff at our research institute who had never had malaria. We used a cryopreserved inoculum of red cells infected with P falciparum strain 3D7 to give them repeated subclinical infections of malaria that we then cured early with drugs, to induce cell-mediated immune responses. We tested for development of immunity by measurement of parasite concentrations in the blood of volunteers by PCR of the multicopy gene STEVOR and by following up the volunteers clinically, and by measuring antibody and cellular immune responses to the parasite. Findings After challenge and a extended period without drug cure, volunteers were protected against malaria as indicated by absence of parasites or parasite DNA in the blood, and absence of clinical symptoms. Immunity was characterised by absence of detectable antibodies that bind the parasite or infected red cells, but by the presence of a proliferative T-cell response, involving CD4+ and CD8+ T cells, a cytokine response, consisting of interferon γ but not interleukin 4 or interleukin 10, induction of high concentrations of nitric oxide synthase activity in peripheral blood mononuclear cells, and a drop in the number of peripheral natural killer T cells. Interpretation People can be protected against the erythrocytic stage of malaria by a strong cell-mediated immune response, in the absence of detectable parasitespecific antibodies, suggesting an additional strategy for development of a malaria vaccine