CTCF coordinates cell fate specification via orchestrating regulatory hubs with pioneer transcription factors

CTCF公司 MyoD公司 转录因子 染色质 生物 细胞命运测定 调节器 遗传学 转录调控 肌动蛋白 基因 细胞生物学 机制(生物学) 增强子 哲学 认识论
作者
Yuting Liu,Xin Wan,Hu Li,Yingxi Chen,Xiaodi Hu,Hebing Chen,Dahai Zhu,Cheng Li,Yong Zhang
出处
期刊:Cell Reports [Elsevier]
卷期号:42 (10): 113259-113259 被引量:4
标识
DOI:10.1016/j.celrep.2023.113259
摘要

CCCTC-binding factor (CTCF), a ubiquitously expressed architectural protein, has emerged as a key regulator of cell identity gene transcription. However, the precise molecular mechanism underlying specialized functions of CTCF remains elusive. Here, we investigate the mechanism through integrative analyses of primary hepatocytes, myocytes, and B cells from mouse and human. We demonstrate that CTCF cooperates with lineage-specific pioneer transcription factors (TFs), including MyoD, FOXA, and PU.1, to control cell identity at 1D and 3D levels. At the 1D level, pioneer TFs facilitate lineage-specific CTCF occupancy via opening chromatin. At the 3D level, CTCF and pioneer TFs form regulatory hubs to govern the expression of cell identity genes. This mechanism is validated using MyoD-null mice, CTCF knockout mice, and CRISPR editing during myogenic differentiation. Collectively, these findings uncover a general mechanism whereby CTCF acts as a cell identity cofactor to control cell identity genes via orchestrating regulatory hubs with pioneer TFs.
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