Wdr5 mediates self-renewal and reprogramming via the embryonic stem cell core transcriptional network.
Wdr5 mediates self-renewal and reprogramming via the embryonic stem cell core transcriptional network.
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DOI：
10.1016/j.cell.2011.03.003
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发表时间：
2011-04-15
期刊：
影响因子：
64.5
通讯作者：
Lemischka IR
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Ang YS;Tsai SY;Lee DF;Monk J;Su J;Ratnakumar K;Ding J;Ge Y;Darr H;Chang B;Wang J;Rendl M;Bernstein E;Schaniel C;Lemischka IR
胚胎干细胞（ES细胞）的转录和表观遗传网络对于维持ES细胞的自我更新至关重要。然而，目前尚不清楚这些网络的组成部分是否在功能上相互作用，如果是，又是哪些因素介导了这种相互作用。在此我们表明，含WD重复序列的蛋白5（Wdr5）作为哺乳动物三胸节（trxG）复合物的核心成员，与未分化状态呈正相关，并且是ES细胞自我更新的一种新型调节因子。我们证明，作为H3K4甲基化的一个“效应物”，Wdr5与多能性转录因子Oct4相互作用。全基因组蛋白质定位和转录组分析表明，Oct4和Wdr5之间存在重叠的基因调控功能。我们发现Oct4 - Sox2 - Nanog回路和trxG在激活关键的自我更新调节因子的转录过程中相互协作。此外，Wdr5的表达对于诱导多能干细胞（iPS细胞）的高效形成是必需的。我们提出了一个由特定trxG成员介导的转录和表观遗传控制的整合模型，用于维持ES细胞自我更新和体细胞重编程。
The embryonic stem (ES) cell transcriptional and epigenetic networks are critical for the maintenance of ES cell self-renewal. However, it remains unclear whether components of these networks functionally interact and if so, what factors mediate such interactions. Here we show that WD-repeat protein-5 (Wdr5), a core member of the mammalian Trithorax (trxG) complex, positively correlates with the undifferentiated state and is a novel regulator of ES cell self-renewal. We demonstrate that Wdr5, an ‘effector’ of H3K4 methylation, interacts with the pluripotency transcription factor Oct4. Genome-wide protein localization and transcriptome analyses demonstrate overlapping gene regulatory functions between Oct4 and Wdr5. We show that the Oct4-Sox2-Nanog circuitry and trxG cooperate in activating transcription of key self-renewal regulators. Furthermore, Wdr5 expression is required for the efficient formation of induced pluripotent stem (iPS) cells. We propose an integrated model of transcriptional and epigenetic control, mediated by select trxG members, for maintenance of ES cell self-renewal and somatic cell reprogramming.
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