高度互連的增強子群體調控人類間充質幹細胞中的譜系決定基因

2020-11-23 科學網

高度互連的增強子群體調控人類間充質幹細胞中的譜系決定基因

作者：

小柯機器人

發布時間：2020/10/10 13:52:33

南丹麥大學Susanne Mandrup研究團隊發現，高度互連的增強子群體調控人類間充質幹細胞中的譜系決定基因。這一研究成果於2020年10月5日在線發表在國際學術期刊《自然—遺傳學》上。

研究人員使用高通量染色體構象增強子捕獲來研究了人類間充質幹細胞分化過程中的增強子-增強子相互作用。研究人員發現增強子形成了一個精細的網絡，其在分化過程中是動態的，並與增強子活性的變化相耦合。誘餌增強子上的轉錄因子（TF）放大了靶增強子上的TF結合，這種現象被稱為TF互作的穩定。此外，高度互連的增強子（HICE）充當整合中心，通過形成三維增強子群體來協調分化，其中，HICE和其他增強子在表型上重要的基因啟動子上匯合。

 

總的來說，這些結果表明，增強子相互作用在增強子功能的調節中起著關鍵作用，而HICE對於信號整合和基因組區室化都是重要的。

 

據介紹，脂肪細胞的分化是由轉錄調節因子波動引起的，從而重編程增強子格局並改變啟動子相互作用組的連接。

 

附：英文原文

Title: Highly interconnected enhancer communities control lineage-determining genes in human mesenchymal stem cells

Author: Jesper G. S. Madsen, Maria S. Madsen, Alexander Rauch, Sofie Traynor, Elvira L. Van Hauwaert, Anders K. Haakonsson, Biola M. Javierre, Mette Hyldahl, Peter Fraser, Susanne Mandrup

Issue&Volume: 2020-10-05

Abstract: Adipocyte differentiation is driven by waves of transcriptional regulators that reprogram the enhancer landscape and change the wiring of the promoter interactome. Here, we use high-throughput chromosome conformation enhancer capture to interrogate the role of enhancer-to-enhancer interactions during differentiation of human mesenchymal stem cells. We find that enhancers form an elaborate network that is dynamic during differentiation and coupled with changes in enhancer activity. Transcription factors (TFs) at baited enhancers amplify TF binding at target enhancers, a phenomenon we term cross-interaction stabilization of TFs. Moreover, highly interconnected enhancers (HICE) act as integration hubs orchestrating differentiation by the formation of three-dimensional enhancer communities, inside which, HICE, and other enhancers, converge on phenotypically important gene promoters. Collectively, these results indicate that enhancer interactions play a key role in the regulation of enhancer function, and that HICE are important for both signal integration and compartmentalization of the genome. High-throughput chromosome conformation enhancer capture identifies dynamic enhancer networks that regulate differentiation of human mesenchymal stem cells. Transcription factors (TFs) at baited enhancers appear to stabilize TF binding at target enhancers.

DOI: 10.1038/s41588-020-0709-z

Source: https://www.nature.com/articles/s41588-020-0709-z

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