转座元件LTR7作为机械响应增强子调控人胚胎干细胞命运的新机制

来自Sun团队的研究人员发现，转座元件（TEs）响应基质机械信号并作为机械响应增强子元件（MREEs），通过YAP/TEAD1-BRD4-CTCF通路调控基因表达和干细胞分化，揭示了机械微环境通过表观遗传机制控制细胞命运的新范式。

转座元件（Transposable Elements, TEs）占人类基因组的一半，在发育和疾病中起关键作用。虽然细胞内在机制对TE活性的调控已被广泛研究，但其对微环境信号（特别是涉及多种生物过程的机械刺激）的响应仍属未知。研究表明，在人胚胎干细胞（human embryonic stem cells）中，多种TE家族（尤其是LTR7）会响应基质机械信号发生转录组、表观遗传和三维基因组结构的改变。有趣的是，LTR7元件作为“机械响应增强子元件（Mechano-response Enhancer Elements, MREEs）”调控基因表达和细胞命运。机制上，机械效应因子YAP（Yes-associated protein）/TEAD1（TEA domain transcription factor 1）通过与BRD4（Bromodomain-containing protein 4）结合调控LTR7的表观遗传活性。此外，YAP招募基因组架构蛋白CTCF（CCCTC-binding factor），以促进基因启动子与作为MREEs的TEs之间的远程相互作用。特别地，一个机械响应性LTR7元件是FAM189A2基因的远端增强子，从而抑制定型内胚层（definitive endoderm）分化。这些发现凸显了TEs作为MREEs在控制人类细胞命运和基因表达中未被充分认识的作用。