Suppr超能文献

一个多重超级增强子区域建立了 TAD 之间的相互作用,并控制颅神经嵴中的 Hoxa 功能。

A multiple super-enhancer region establishes inter-TAD interactions and controls Hoxa function in cranial neural crest.

机构信息

Friedrich Miescher Institute for Biomedical Research, Maulbeerstrasse 66, 4058, Basel, Switzerland.

University of Basel, Basel, Switzerland.

出版信息

Nat Commun. 2023 Jun 5;14(1):3242. doi: 10.1038/s41467-023-38953-0.

Abstract

Enhancer-promoter interactions preferentially occur within boundary-insulated topologically associating domains (TADs), limiting inter-TAD interactions. Enhancer clusters in linear proximity, termed super-enhancers (SEs), ensure high target gene expression levels. Little is known about SE topological regulatory impact during craniofacial development. Here, we identify 2232 genome-wide putative SEs in mouse cranial neural crest cells (CNCCs), 147 of which target genes establishing CNCC positional identity during face formation. In second pharyngeal arch (PA2) CNCCs, a multiple SE-containing region, partitioned into Hoxa Inter-TAD Regulatory Element 1 and 2 (HIRE1 and HIRE2), establishes long-range inter-TAD interactions selectively with Hoxa2, that is required for external and middle ear structures. HIRE2 deletion in a Hoxa2 haploinsufficient background results in microtia. HIRE1 deletion phenocopies the full homeotic Hoxa2 knockout phenotype and induces PA3 and PA4 CNCC abnormalities correlating with Hoxa2 and Hoxa3 transcriptional downregulation. Thus, SEs can overcome TAD insulation and regulate anterior Hoxa gene collinear expression in a CNCC subpopulation-specific manner during craniofacial development.

摘要

增强子-启动子相互作用优先发生在边界隔离的拓扑关联域(TAD)内,限制了 TAD 之间的相互作用。线性邻近的增强子簇,称为超级增强子(SEs),可确保靶基因的高表达水平。关于 SE 在颅面发育过程中的拓扑调控作用知之甚少。在这里,我们在小鼠颅神经嵴细胞(CNCCs)中鉴定了 2232 个全基因组推定的 SE,其中 147 个靶基因在面部形成过程中确定了 CNCC 的位置身份。在第二咽弓(PA2)CNCC 中,一个包含多个 SE 的区域被分割成 Hoxa 隔区间调节元件 1 和 2(HIRE1 和 HIRE2),与 Hoxa2 选择性地建立长距离隔区间相互作用,这对于外耳和中耳结构是必需的。在 Hoxa2 杂合不足背景下的 HIRE2 缺失导致小耳畸形。HIRE1 缺失与完全同源盒 Hoxa2 敲除表型相似,并诱导 PA3 和 PA4 CNCC 异常,与 Hoxa2 和 Hoxa3 的转录下调相关。因此,SE 可以克服 TAD 隔离,并在颅面发育过程中以 CNCC 亚群特异性的方式调节前 Hoxa 基因的共线性表达。

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