Nature子刊：东南大学林承棋/罗卓娟团队首次报道转座子LINE-1可作为增强子并调控胚胎干细胞全能性

2023-08-21

临床1期siRNA

该论文首次报道LINE-1 5'UTR可作为增强子，调控相邻基因活性，进而促进早期胚胎全能性的建立。

东南大学生命科学与技术学院林承棋教授与罗卓娟教授课题组在 Nature 子刊 Nature Cell Biology 上发表了题为：Young LINE-1 transposon 5’UTRs marked by elongation factor ELL3 function as enhancers to regulate naïve pluripotency in embryonic stem cells 的研究论文。

该论文首次报道LINE-1 5'UTR可作为增强子，调控相邻基因活性，进而促进早期胚胎全能性的建立。

Nature子刊：东南大学林承棋/罗卓娟团队首次报道转座子LINE-1可作为增强子并调控胚胎干细胞全能性

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来源: 生物谷

转录延伸因子ELL3是RNA Pol II延伸因子家族的成员，在胚胎干细胞中，ELL3与增强子结合，介导小鼠胚胎干细胞中RNA Pol II在发育调节基因启动子近端的结合，调控干细胞谱系分化。

在这项研究中，研究人员发现在原始态胚胎干细胞中，ELL3主要结合在LINE-1转座子L1Md_T的5'UTR区域，抑制L1Md_T的活性，并阻止附近基因的过度激活。三维染色质构象micro-C组学数据及4C分析发现，L1Md_T 5'UTR与相邻基因的启动子存在相互作用，提示它们可作为一类增强子行使功能。进一步研究表明：ELL3通过募集TET1和SIN3A，调控L1Md_T 5'UTR上5hmc和H3K27ac水平，进而调控其增强子活性。

ELL3缺失细胞系的转录组学数据显示PI3K-AKT通路受到显著影响，其中关键调控因子AKT3的表达随着其基因序列内部L1Md_T上调而被激活。此外，mESC从naïve到primed状态转变过程中，ELL3的缺失也导致了ERK信号通路的激活受阻。在过表达AKT3的细胞中也检测到同样的现象，而对Akt3进行敲低可以部分挽救ERK信号通路的激活。由此进一步揭示ELL3可能通过抑制L1Md_T，调节AKT3-ERK信号通路，来调控小鼠胚胎干细胞全能性。

有趣的是，AKT3-ERK信号通路在植入前胚胎全能性及第一次细胞命运决定发挥关键作用。研究人员通过siRNA在合子中敲低Ell3，发现囊胚期L1Md_T和Akt3的表达上调，ERK1/2磷酸化水平降低，囊胚内细胞团Gata4/Gata6激活显著受到抑制，提示ELL3亦可能通过类似机制调控在早期胚胎发育过程。