Identificación y caracterización de elementos regulatorios distales controlados por TGFβ

Abstract

En este trabajo se ha realizado un análisis exhaustivo de los enhancers en células normales de epitelio de glándula mamaria de ratón (NMuMG) para entender, de forma más detallada, cómo los enhancers dependientes de TGFβ controlan la transcripción génica en células epiteliales. El tratamiento con TGFβ desencadena un incremento rápido y generalizado de la accesibilidad de la cromatina en el 80% de los enhancers, independientemente de si van a ser activados, reprimidos o no regulados por TGFβ. Esta apertura de los enhancers depende tanto de la ruta canónica como no canónica de la señalización por TGFβ. Los análisis de footprinting genómico sugieren que los factores de transcripción de la familia AP-1 y SMAD desempeñan un papel principal en este proceso. Por otro lado, la mayoría de los genes regulados por TGFβ se localizan alrededor de los enhancers regulados en el mismo sentido, creando a menudo dominios de varios genes corregulados que denominamos dominios regulatorios de TGFβ o TRDs (por sus siglas en inglés). La inactivación de enhancers dentro de TRDs mediada por CRISPR afectó a la regulación dependiente de TGFβ de todos los genes corregulados, demostrando que la actividad de los enhancers es mucho más promiscua que lo previamente anticipado. En particular, el área de influencia de los TRDs está restringida por los bordes de TADs, causando un sesgo hacia la corregulación dentro de los TADs. To better understand how TGFβ-dependent enhancers control gene transcription in epithelial cells, we performed a comprehensive analysis of enhancers in normal mammary epithelial gland (NMuMG) cells. TGFβ treatment triggers a fast and widespread increase in chromatin accessibility in about 80% of enhancers, irrespective of whether they are activated, repressed or not regulated by TGFβ. This enhancer opening depends on both the canonical and non-canonical TGFβ pathways. Genomic footprinting analyses suggest that the SMAD and AP-1 transcription factors are important players in this process. On the other hand, most TGFβ-regulated genes are located around enhancers regulated in the same way, often creating domains of several coregulated genes that we term TGFβ regulatory domains (TRD). CRISPR-mediated inactivation of enhancers within TRDs impairs TGFβ-dependent regulation of all coregulated genes, demonstrating that enhancer targeting is more promiscuous than previously anticipated. Notably, the area of TRD influence is restricted by TAD borders, causing a bias toward co-regulation within TADs.