A catalogue of molecular aberrations that cause ovarian cancer is critical for developing and deploying therapies that will improve patients’ lives. The Cancer Genome Atlas project has analysed messenger RNA expression, microRNA expression, promoter methylation and DNA copy number in 489 high-grade serous ovarian adenocarcinomas and the DNA sequences of exons from coding genes in 316 of these tumours. Here we report that high-grade serous ovarian cancer is characterized by TP53 mutations in almost all tumours (96%); low prevalence but statistically recurrent somatic mutations in nine further genes including NF1, BRCA1, BRCA2, RB1 and CDK12; 113 significant focal DNA copy number aberrations; and promoter methylation events involving 168 genes. Analyses delineated four ovarian cancer transcriptional subtypes, three microRNA subtypes, four promoter methylation subtypes and a transcriptional signature associated with survival duration, and shed new light on the impact that tumours with BRCA1/2 (BRCA1 or BRCA2) and CCNE1 aberrations have on survival. Pathway analyses suggested that homologous recombination is defective in about half of the tumours analysed, and that NOTCH and FOXM1 signalling are involved in serous ovarian cancer pathophysiology. The Cancer Genome Atlas (TCGA) project reports here its analysis of messenger RNA and microRNA expression, promoter methylation, DNA copy number and exome sequences in 489 high-grade serous ovarian adenocarcinomas. The analyses help establish new tumour subtypes. Among other insights is the finding that while the gene encoding p53 tumour suppressor is mutated in almost all tumours, nine other loci including NF1, BRCA1, BRCA2, RB1 and CDK12 carry recurrent albeit low-prevalence mutations. Homologous recombination is defective in about half of the tumours studied, and Notch and FOXM1 signalling are involved in the pathophysiology.

Abstract Every few years, a new material with unique properties emerges and fascinates the scientific community, typical recent examples being high‐temperature superconductors and carbon nanotubes. Graphene is the latest sensation with unusual properties, such as half‐integer quantum Hall effect and ballistic electron transport. This two‐dimensional material which is the parent of all graphitic carbon forms is strictly expected to comprise a single layer, but there is considerable interest in investigating two‐layer and few‐layer graphenes as well. Synthesis and characterization of graphenes pose challenges, but there has been considerable progress in the last year or so. Herein, we present the status of graphene research which includes aspects related to synthesis, characterization, structure, and properties.

The recent discovery of graphene1,2,3 has led to many advances in two-dimensional physics and devices4,5. The graphene devices fabricated so far have relied on SiO2 back gating1,2,3. Electrochemical top gating is widely used for polymer transistors6,7, and has also been successfully applied to carbon nanotubes8,9. Here we demonstrate a top-gated graphene transistor that is able to reach doping levels of up to 5×1013 cm−2, which is much higher than those previously reported. Such high doping levels are possible because the nanometre-thick Debye layer8,10 in the solid polymer electrolyte gate provides a much higher gate capacitance than the commonly used SiO2 back gate, which is usually about 300 nm thick11. In situ Raman measurements monitor the doping. The G peak stiffens and sharpens for both electron and hole doping, but the 2D peak shows a different response to holes and electrons. The ratio of the intensities of the G and 2D peaks shows a strong dependence on doping, making it a sensitive parameter to monitor the doping.

Chronic obstructive pulmonary disease (COPD) is thought to result from an accelerated decline in forced expiratory volume in 1 second (FEV1) over time. Yet it is possible that a normal decline in FEV1 could also lead to COPD in persons whose maximally attained FEV1 is less than population norms.We stratified participants in three independent cohorts (the Framingham Offspring Cohort, the Copenhagen City Heart Study, and the Lovelace Smokers Cohort) according to lung function (FEV1 ≥80% or <80% of the predicted value) at cohort inception (mean age of patients, approximately 40 years) and the presence or absence of COPD at the last study visit. We then determined the rate of decline in FEV1 over time among the participants according to their FEV1 at cohort inception and COPD status at study end.Among 657 persons who had an FEV1 of less than 80% of the predicted value before 40 years of age, 174 (26%) had COPD after 22 years of observation, whereas among 2207 persons who had a baseline FEV1 of at least 80% of the predicted value before 40 years of age, 158 (7%) had COPD after 22 years of observation (P<0.001). Approximately half the 332 persons with COPD at the end of the observation period had had a normal FEV1 before 40 years of age and had a rapid decline in FEV1 thereafter, with a mean (±SD) decline of 53±21 ml per year. The remaining half had had a low FEV1 in early adulthood and a subsequent mean decline in FEV1 of 27±18 ml per year (P<0.001), despite similar smoking exposure.Our study suggests that low FEV1 in early adulthood is important in the genesis of COPD and that accelerated decline in FEV1 is not an obligate feature of COPD. (Funded by an unrestricted grant from GlaxoSmithKline and others.).

Aneuploidy, whole chromosome or chromosome arm imbalance, is a near-universal characteristic of human cancers. In 10,522 cancer genomes from The Cancer Genome Atlas, aneuploidy was correlated with TP53 mutation, somatic mutation rate, and expression of proliferation genes. Aneuploidy was anti-correlated with expression of immune signaling genes, due to decreased leukocyte infiltrates in high-aneuploidy samples. Chromosome arm-level alterations show cancer-specific patterns, including loss of chromosome arm 3p in squamous cancers. We applied genome engineering to delete 3p in lung cells, causing decreased proliferation rescued in part by chromosome 3 duplication. This study defines genomic and phenotypic correlates of cancer aneuploidy and provides an experimental approach to study chromosome arm aneuploidy.

Summary

 DNA damage repair (DDR) pathways modulate cancer risk, progression, and therapeutic response. We systematically analyzed somatic alterations to provide a comprehensive view of DDR deficiency across 33 cancer types. Mutations with accompanying loss of heterozygosity were observed in over 1/3 of DDR genes, including TP53 and BRCA1/2. Other prevalent alterations included epigenetic silencing of the direct repair genes EXO5, MGMT, and ALKBH3 in ∼20% of samples. Homologous recombination deficiency (HRD) was present at varying frequency in many cancer types, most notably ovarian cancer. However, in contrast to ovarian cancer, HRD was associated with worse outcomes in several other cancers. Protein structure-based analyses allowed us to predict functional consequences of rare, recurrent DDR mutations. A new machine-learning-based classifier developed from gene expression data allowed us to identify alterations that phenocopy deleterious TP53 mutations. These frequent DDR gene alterations in many human cancers have functional consequences that may determine cancer progression and guide therapy.

We report that the flow of a liquid on single-walled carbon nanotube bundles induces a voltage in the sample along the direction of the flow. The voltage that was produced fit a logarithmic velocity dependence over nearly six decades of velocity. The magnitude of the voltage depended sensitively on the ionic conductivity and on the polar nature of the liquid. Our measurements suggest that the dominant mechanism responsible for this highly nonlinear response involves a direct forcing of the free charge carriers in the nanotubes by the fluctuating Coulombic field of the liquid flowing past the nanotubes. We propose an explanation based on pulsating asymmetric ratchets. Our work highlights the device potential for nanotubes as sensitive flow sensors and for energy conversion.

Abstract Metastasis to distant tissues is the chief driver of breast cancer–related mortality, but little is known about the systemic physiologic dynamics that regulate this process. To investigate the role of neuroendocrine activation in cancer progression, we used in vivo bioluminescence imaging to track the development of metastasis in an orthotopic mouse model of breast cancer. Stress-induced neuroendocrine activation had a negligible effect on growth of the primary tumor but induced a 30-fold increase in metastasis to distant tissues including the lymph nodes and lung. These effects were mediated by β-adrenergic signaling, which increased the infiltration of CD11b+F4/80+ macrophages into primary tumor parenchyma and thereby induced a prometastatic gene expression signature accompanied by indications of M2 macrophage differentiation. Pharmacologic activation of β-adrenergic signaling induced similar effects, and treatment of stressed animals with the β-antagonist propranolol reversed the stress-induced macrophage infiltration and inhibited tumor spread to distant tissues. The effects of stress on distant metastasis were also inhibited by in vivo macrophage suppression using the CSF-1 receptor kinase inhibitor GW2580. These findings identify activation of the sympathetic nervous system as a novel neural regulator of breast cancer metastasis and suggest new strategies for antimetastatic therapies that target the β-adrenergic induction of prometastatic gene expression in primary breast cancers. Cancer Res; 70(18); 7042–52. ©2010 AACR.

The mechanisms of paraneoplastic thrombocytosis in ovarian cancer and the role that platelets play in abetting cancer growth are unclear.