Organizational principles and functional role of 3D enhancer hubs in cell fate decisions

3D增强子中枢在细胞命运决定中的组织原则和功能作用

基本信息

  • 批准号:
    10239060
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 44.04万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2020-08-15 至 2024-05-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Project Summary Embryonic development and tissue homeostasis rely on the tight regulation of cell-type specific transcriptional programs by particular transcription factors (TFs) and their target enhancers. The emergence of three- dimensional (3D) genome organization as an important layer of transcriptional control, stresses the fact that understanding how enhancers communicate with target genes to coordinate transcriptional activity requires knowledge of the 3D nuclear topology. In a recent study, we captured a drastic rewiring of three-dimensional regulatory contacts between somatic cells and embryonic stem cells (ESCs) by H3K27ac HiChIP and identified complex 3D “enhancer hubs”, where enhancers are spatially clustered with multiple highly-expressed genes with known or predicted functions in regulation of stemness. Genetic or epigenetic modulation of such enhancers in ESCs resulted in downregulation of all hub-connected genes and partial differentiation, which supports a vital role for these architectural nodes in gene coregulation and cell identity. In addition, we provided proteomics and genetic evidence that KLF family TFs play an important role in the organization and regulation of 3D enhancer hubs in ESCs and identified candidate cofactors. Based on these results, we hypothesize that 3D enhancer hubs function as architectural “headquarters” of cell identity, where cell type-specific genes are sequestered by specific transcriptional regulators to facilitate coordinated gene expression. Here, we will test this hypothesis both in the contexts of mouse ESCs, and of early developmental cell fate decisions using in vitro and in vivo approaches. Specifically, we aim to (1) target systematically enhancers and genes within hubs to determine the functional consequences on the pluripotent transcriptional network and the stability of ESC identity, (2) determine the critical protein factors and activities that control enhancer hub formation and functionality and (3) identify and characterize 3D enhancer hubs that are critical for acquisition and maintenance of each of the early developmental fates. Successful completion of our aims will offer mechanistic insights into the organization and regulation of 3D enhancer hubs, determine their role in cell fate control and reveal novel ways for engineering cell identity by targeting critical architectural nodes and factors.
项目摘要 胚胎发育和组织稳态依赖于细胞类型特异性转录的严格调节 特定转录因子(TFS)及其目标增强器的程序。三个出现 维度(3D)基因组组织是转录控制的重要层,强调了以下事实 了解增强剂如何与目标基因进行交流以协调转录活动需要 3D核拓扑的知识。在最近的一项研究中,我们捕获了三维的急剧重新布线 通过H3K27AC Hichip鉴定的体细胞和胚胎干细胞之间的调节接触(ESC) 复杂的3D“增强子枢纽”,其中增强子用多个高度表达的基因在空间上聚集 具有已知或预测的茎调节功能。此类遗传或表观遗传调节 ESC中的增强子导致所有与HUB连接的基因和部分分化的下调,这 支持这些架构节点在基因结构和细胞身份中的重要作用。另外,我们 提供了蛋白质组学和遗传学证据,表明KLF家族TFS在组织中起重要作用,并且 ESC中的3D增强子中心的调节和确定的候选辅助因子。基于这些结果,我们 假设3D增强子中心充当细胞身份的建筑“总部”,其中细胞 特定类型的基因被特定的转录调节剂隔离,以促进协调的 基因表达。在这里,我们将在小鼠ESC和早期的背景下检验这一假设 使用体外和体内方法的发育细胞脂肪决策。具体而言,我们的目标是(1)目标 集线器中的系统增强子和基因,以确定对多能的功能后果 转录网络和ESC身份的稳定性,(2)确定关键蛋白质因子和活动 控制增强器集线器的形成和功能,(3)识别和表征3D增强子集线器 对于获得和维持每个早期发展命运至关重要。成功完成 我们的目标将提供有关3D增强器中心组织和调节的机械见解,确定 它们在细胞命运控制中的作用,并通过靶向关键建筑,揭示了工程细胞身份的新颖方式 节点和因素。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Effie Apostolou其他文献

Effie Apostolou的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Effie Apostolou', 18)}}的其他基金

Characterizing stem cell-like B cell subpopulations and dissecting their role in tumorigenesis
表征干细胞样 B 细胞亚群并剖析它们在肿瘤发生中的作用
  • 批准号:
    10720153
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 44.04万
  • 项目类别:
Structure, Function, and Dynamics of Macro-molecular Complexes that Execute and Regulate Genome Function
执行和调节基因组功能的大分子复合物的结构、功能和动力学
  • 批准号:
    10594431
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 44.04万
  • 项目类别:
Structure, Function, and Dynamics of Macro-molecular Complexes that Execute and Regulate Genome Function
执行和调节基因组功能的大分子复合物的结构、功能和动力学
  • 批准号:
    10090254
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 44.04万
  • 项目类别:
Structure, Function, and Dynamics of Macro-molecular Complexes that Execute and Regulate Genome Function
执行和调节基因组功能的大分子复合物的结构、功能和动力学
  • 批准号:
    10381452
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 44.04万
  • 项目类别:
Organizational principles and functional role of 3D enhancer hubs in cell fate decisions
3D增强子中枢在细胞命运决定中的组织原则和功能作用
  • 批准号:
    10436320
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 44.04万
  • 项目类别:
Organizational principles and functional role of 3D enhancer hubs in cell fate decisions
3D增强子中枢在细胞命运决定中的组织原则和功能作用
  • 批准号:
    10653985
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 44.04万
  • 项目类别:
Discovery of diabetes-relevant β cell enhancers through 4D enhancer mapping, integrative analysis, and large-scale CRISPRi perturbation screens
通过 4D 增强子图谱、综合分析和大规模 CRISPRi 扰动筛选发现糖尿病相关的 β 细胞增强子
  • 批准号:
    10665641
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 44.04万
  • 项目类别:
Discovery of diabetes-relevant ò cell enhancers through 4D enhancer mapping, integrative analysis, and large-scale CRISPRi perturbation screens
通过 4D 增强子图谱、综合分析和大规模 CRISPRi 扰动筛选发现糖尿病相关的 α 细胞增强子
  • 批准号:
    10264095
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 44.04万
  • 项目类别:
Discovery of diabetes-relevant ò cell enhancers through 4D enhancer mapping, integrative analysis, and large-scale CRISPRi perturbation screens
通过 4D 增强子图谱、综合分析和大规模 CRISPRi 扰动筛选发现糖尿病相关的 α 细胞增强子
  • 批准号:
    10117708
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 44.04万
  • 项目类别:
Discovery of diabetes-relevant ò cell enhancers through 4D enhancer mapping, integrative analysis, and large-scale CRISPRi perturbation screens
通过 4D 增强子图谱、综合分析和大规模 CRISPRi 扰动筛选发现糖尿病相关的 α 细胞增强子
  • 批准号:
    10456285
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 44.04万
  • 项目类别:

相似国自然基金

“共享建筑学”的时空要素及表达体系研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    63 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于城市空间日常效率的普通建筑更新设计策略研究
  • 批准号:
    51778419
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    61.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
宜居环境的整体建筑学研究
  • 批准号:
    51278108
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    68.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
The formation and evolution of planetary systems in dense star clusters
  • 批准号:
    11043007
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目
新型钒氧化物纳米组装结构在智能节能领域的应用
  • 批准号:
    20801051
  • 批准年份:
    2008
  • 资助金额:
    18.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Mitochondrial R-loop in sepsis-induced cardiomyopathy
脓毒症诱发的心肌病中的线粒体 R 环
  • 批准号:
    10586871
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 44.04万
  • 项目类别:
New Proximity Labeling Tools for Studying 3D Chromatin Structure and Function
用于研究 3D 染色质结构和功能的新型邻近标记工具
  • 批准号:
    10607285
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 44.04万
  • 项目类别:
Genome organizer SATB1 function in salivary gland and development and growth
基因组组织者 SATB1 在唾液腺及其发育和生长中的功能
  • 批准号:
    10593721
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 44.04万
  • 项目类别:
Biofabricating Seminiferous Tubules for In Vitro Spermatogenesis
用于体外精子发生的生物制造曲细精管
  • 批准号:
    10800970
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 44.04万
  • 项目类别:
Project 2: Impact of H1/H2 haplotypes on cellular disease-associated phenotypes driven by FTD-causing MAPT mutations
项目 2:H1/H2 单倍型对 FTD 引起的 MAPT 突变驱动的细胞疾病相关表型的影响
  • 批准号:
    10834336
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 44.04万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了