Activation of telomere maintenance mechanisms—caused by novel somatic rearrangements of TERT, by MYCN amplification, or ATRX mutations—is a hallmark of high-risk neuroblastomas. About half of individuals with neuroblastomas — paediatric tumours of the sympathetic nervous system — are at high risk of poor clinical outcomes. These authors sequence 39 such neuroblastoma tumours, along with 17 low-risk types, and find that about one-quarter of the former have rearrangements near the telomerase reverse transcriptase (TERT) gene that are absent in the latter. TERT-rearranged neuroblastoma cell lines had higher levels of enzymatic telomerase activity than those lacking such rearrangements. These findings suggest that further development of inhibitors of the protein telomerase may lead to a novel therapeutic option for the most aggressive subgroup of this disease. Neuroblastoma is a malignant paediatric tumour of the sympathetic nervous system1. Roughly half of these tumours regress spontaneously or are cured by limited therapy. By contrast, high-risk neuroblastomas have an unfavourable clinical course despite intensive multimodal treatment, and their molecular basis has remained largely elusive2,3,4. Here we have performed whole-genome sequencing of 56 neuroblastomas (high-risk, n = 39; low-risk, n = 17) and discovered recurrent genomic rearrangements affecting a chromosomal region at 5p15.33 proximal of the telomerase reverse transcriptase gene (TERT). These rearrangements occurred only in high-risk neuroblastomas (12/39, 31%) in a mutually exclusive fashion with MYCN amplifications and ATRX mutations, which are known genetic events in this tumour type1,2,5. In an extended case series (n = 217), TERT rearrangements defined a subgroup of high-risk tumours with particularly poor outcome. Despite a large structural diversity of these rearrangements, they all induced massive transcriptional upregulation of TERT. In the remaining high-risk tumours, TERT expression was also elevated in MYCN-amplified tumours, whereas alternative lengthening of telomeres was present in neuroblastomas without TERT or MYCN alterations, suggesting that telomere lengthening represents a central mechanism defining this subtype. The 5p15.33 rearrangements juxtapose the TERT coding sequence to strong enhancer elements, resulting in massive chromatin remodelling and DNA methylation of the affected region. Supporting a functional role of TERT, neuroblastoma cell lines bearing rearrangements or amplified MYCN exhibited both upregulated TERT expression and enzymatic telomerase activity. In summary, our findings show that remodelling of the genomic context abrogates transcriptional silencing of TERT in high-risk neuroblastoma and places telomerase activation in the centre of transformation in a large fraction of these tumours.

Abstract Aberrant expression of MYC family members predicts poor clinical outcome in many human cancers. Oncogenic MYC profoundly alters metabolism and mediates an antioxidant response to maintain redox balance. Here we show that MYC induces massive lipid peroxidation upon depletion of cysteine, the rate-limiting amino acid for glutathione biosynthesis and sensitizes cells to ferroptosis, an oxidative, non-apoptotic and irondependent type of cell death. In MYCN -amplified childhood neuroblastoma, MYCN mediates resistance to ferroptosis by activating transsulfuration of methionine to cysteine. MYCN may contribute to spontaneous tumor regression in low-risk neuroblastomas by promoting ferroptosis in cells with epigenetically silenced cystathionine-beta-synthase, the rate-limiting enzyme for transsulfuration. We identified enzymes and antiporter proteins crucial to ferroptotic escape, providing multiple previously unknown sites that may be acted on therapeutically.

Abnormal karyotypes, namely aneuploidy, can be detected in nearly all cancer entities at different grades. The impact of these altering mutations on epigenetic regulation, especially on promoterenhancer interactions are not well understood. Here, we applied a 3D model of MCF10A cells in a high-content screen to measure induced aneuploidy by RNA interference of 82 mitotic genes associated with aneuploidy and breast cancer. Perturbation of ESPL1 and TOP2A expression led to increased mitotic instability and subsequent aneuploidy and polylobed nuclei. During acinus formation these polylobed cells disrupted proper acinus rotation inhibiting the development of a hollow lumen and a polarized outer cell layer. Further, gene expression profiling identified upregulated CCND1 among other breast cancer related genes. We show that acquisition of aneuploidy affects the morphogenesis of MCF10A acini and expression of cancer relevant genes. By conducting 4C chromosome capturing experiments we linked the alteration of interactions of the promoter region to CCND1 upregulation.