ABSTRACT Telomere maintenance in neuroblastoma is linked to poor outcome and caused by either TERT activation or through alternative lengthening of telomeres (ALT). In contrast to TERT activation, commonly caused by genomic rearrangements or MYCN amplification, ALT is less well understood. Alterations at the ATRX locus are key drivers of ALT but only present in ∼50% of ALT tumors. To identify potential new pathways to telomere maintenance, we investigate allele-specific gene dosage effects from whole genomes and transcriptomes in 115 primary neuroblastomas. We show that copy-number dosage deregulates telomere maintenance, genomic stability, and neuronal pathways and identify upregulation of variants of histone H3 and H2A as a potential alternative pathway to ALT. We investigate the interplay between TERT activation, overexpression and copy-number dosage and reveal loss of imprinting at the RTL1 gene associated with poor clinical outcome. These results highlight the importance of gene dosage in key oncogenic mechanisms in neuroblastoma.

The fitness effects of new mutations determine key properties of evolutionary processes. Beneficial mutations drive evolution, yet selection is also shaped by the frequency of small-effect deleterious mutations, whose combined effect can burden otherwise adaptive lineages and alter evolutionary trajectories and outcomes in clonally evolving organisms such as viruses, microbes, and tumors. The small effect sizes of these important mutations have made accurate measurements of their rates difficult. In microbes, assessing the effect of mutations on growth can be especially instructive, as this complex phenotype is closely linked to fitness in clonally evolving organisms. Here, we perform high-throughput time-lapse microscopy on cells from mutation-accumulation strains to precisely infer the distribution of mutational effects on growth rate in the budding yeast, Saccharomyces cerevisiae. We show that mutational effects on growth rate are overwhelmingly negative, highly skewed towards very small effect sizes, and frequent enough to suggest that deleterious hitchhikers may impose a significant burden on evolving lineages. By using lines that accumulated mutations in either wild-type or slippage repair-defective backgrounds, we further disentangle the effects of two common types of mutations, single-nucleotide substitutions and simple sequence repeat indels, and show that they have distinct effects on yeast growth rate. Although the average effect of a simple sequence repeat mutation is very small (~0.3%), many do alter growth rate, implying that this class of frequent mutations has an important evolutionary impact.

Abstract Mutations in simple sequence repeat loci underlie many inherited disorders in humans, and are increasingly recognized as important determinants of natural phenotypic variation. In eukaryotes, mutations in these sequences are primarily repaired by the MutSβ mismatch repair complex. To better understand the role of this complex in mismatch repair and the determinants of simple sequence repeat mutation predisposition, we performed mutation accumulation in yeast strains with abrogated MutSβ function. We demonstrate that mutations in simple sequence repeat loci in the absence of mismatch repair are primarily deletions. We also show that mutations accumulate at drastically different rates in short (<8 bp) and longer repeat loci. These data lend support to a model in which the mismatch repair complex is responsible for repair primarily in longer simple sequence repeats.