PJ
Philipp Junk
Author with expertise in Analysis of Gene Interaction Networks
Achievements
Open Access Advocate
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
3
(100% Open Access)
Cited by:
1
h-index:
3
/
i10-index:
0
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

Analysis of context-specific KRAS-effectors (sub)complexes in Caco-2 cells

Camille Ternet et al.Aug 15, 2022
+4
P
K
C
Abstract Ras is a key switch controlling cell behavior. In the GTP-bound form, Ras interacts with numerous effectors in a mutually exclusive manner, where individual Ras-effectors are likely part of larger cellular (sub)complexes. The molecular details of these (sub)complexes and their alteration in specific contexts is not understood. Focusing on KRAS, we performed affinity purification (AP)-mass spectrometry (MS) experiments of exogenous expressed FLAG-KRAS WT and three oncogenic mutants (‘genetic contexts’) in the human Caco-2 cell line, each exposed to 11 different culture media (‘culture contexts’) that mimic conditions relevant in the colon and colorectal cancer. We identified four effectors present in complex with KRAS in all genetic and growth contexts (‘context-general effectors’). Seven effectors are found in KRAS complexes in only some contexts (‘context-specific effectors’). Analyzing all interactors in complex with KRAS per condition, we find that the culture contexts had a larger impact on interaction rewiring than genetic contexts. We investigated how changes in the interactome impact functional outcomes and created a shiny app for interactive visualization. We validated some of the functional differences in metabolism and proliferation. Finally, we used networks to evaluate how KRAS effectors are involved in the modulation of functions by random walk analyses of effector-mediated (sub)complexes. Altogether, our work shows the impact of environmental contexts on network rewiring, which provides insights into tissue-specific signaling mechanisms. This may also explain why KRAS oncogenic mutants may be causing cancer only in specific tissues despite KRAS being expressed in most cells and tissues.
0
Citation1
0
Save
0

Cell State Transition Models Stratify Breast Cancer Cell Phenotypes and Reveal New Therapeutic Targets

Oleksii Rukhlenko et al.Jun 27, 2024
+5
A
H
O
Understanding signaling patterns of transformation and controlling cell phenotypes is a challenge of current biology. Here we applied a cell State Transition Assessment and Regulation (cSTAR) approach to a perturbation dataset of single cell phosphoproteomic patterns of multiple breast cancer (BC) and normal breast tissue-derived cell lines. Following a separation of luminal, basal, and normal cell states, we identified signaling nodes within core control networks, delineated causal connections, and determined the primary drivers underlying oncogenic transformation and transitions across distinct BC subtypes. Whereas cell lines within the same BC subtype have different mutational and expression profiles, the architecture of the core network was similar for all luminal BC cells, and mTOR was a main oncogenic driver. In contrast, core networks of basal BC were heterogeneous and segregated into roughly four major subclasses with distinct oncogenic and BC subtype drivers. Likewise, normal breast tissue cells were separated into two different subclasses. Based on the data and quantified network topologies, we derived mechanistic cSTAR models that serve as digital cell twins and allow the deliberate control of cell movements within a Waddington landscape across different cell states. These cSTAR models suggested strategies of normalizing phosphorylation networks of BC cell lines using small molecule inhibitors.
0

Structure-based prediction of Ras-effector binding affinities and design of ‘branchegetic’ interface mutations

Philipp Junk et al.Sep 5, 2022
C
P
Summary Ras is a central cellular hub protein controlling multiple cell fates. How Ras interacts with a variety of potential effector proteins is relatively unexplored, with only some key effectors characterized in great detail. Here, we have used homology modelling based on X-ray and AlphaFold2 templates to build structural models for 54 Ras-effectors complexes. These models were used to estimate binding affinities using a supervised learning regressor. Furthermore, we systematically introduced Ras ‘branch-pruning’ (or branchegetic) mutations to identify 200 interface mutations that affect the binding energy with at least one of the model structures. The impacts of these branchegetic mutants were integrated into a mathematical model to assess the potential for rewiring interactions at the Ras hub on a systems level. These findings have provided a quantitative understanding of Ras-effector interfaces and their impact on systems properties of a key cellular hub.