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Maternal factor NELFA drives a 2C-like state in mouse embryonic stem cells.
Nature Cell Biology ( IF 17.3 ) Pub Date : 2020-01-13 , DOI: 10.1038/s41556-019-0453-8 Zhenhua Hu 1 , Dennis Eng Kiat Tan 1 , Gloryn Chia 2 , Haihan Tan 1 , Hwei Fen Leong 1 , Benjamin Jieming Chen 1 , Mei Sheng Lau 1 , Kelly Yu Sing Tan 3 , Xuezhi Bi 3, 4 , Dongxiao Yang 3 , Ying Swan Ho 3 , Baojiang Wu 5 , Siqin Bao 5 , Esther Sook Miin Wong 6 , Wee-Wei Tee 1, 7
Nature Cell Biology ( IF 17.3 ) Pub Date : 2020-01-13 , DOI: 10.1038/s41556-019-0453-8 Zhenhua Hu 1 , Dennis Eng Kiat Tan 1 , Gloryn Chia 2 , Haihan Tan 1 , Hwei Fen Leong 1 , Benjamin Jieming Chen 1 , Mei Sheng Lau 1 , Kelly Yu Sing Tan 3 , Xuezhi Bi 3, 4 , Dongxiao Yang 3 , Ying Swan Ho 3 , Baojiang Wu 5 , Siqin Bao 5 , Esther Sook Miin Wong 6 , Wee-Wei Tee 1, 7
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Mouse embryonic stem cells (ESCs) sporadically transit into an early embryonic-like state characterized by the expression of 2-cell (2C) stage-restricted transcripts. Here, we identify a maternal factor-negative elongation factor A (NELFA)-whose heterogeneous expression in mouse ESCs is coupled to 2C gene upregulation and expanded developmental potential in vivo. We show that NELFA partners with Top2a in an interaction specific to the 2C-like state, and that it drives the expression of Dux-a key 2C regulator. Accordingly, loss of NELFA and/or Top2a suppressed Dux activation. Further characterization of 2C-like cells uncovered reduced glycolytic activity; remarkably, mere chemical suppression of glycolysis was sufficient to promote a 2C-like fate, obviating the need for genetic manipulation. Global chromatin state analysis on NELFA-induced cells revealed decommissioning of ESC-specific enhancers, suggesting ESC-state impediments to 2C reversion. Our study positions NELFA as one of the earliest drivers of the 2C-like state and illuminates factors and processes that govern this transition.
中文翻译：
母体因子 NELFA 驱动小鼠胚胎干细胞中的 2C 样状态。
小鼠胚胎干细胞 (ESC) 偶尔会转变为早期胚胎样状态，其特征是表达 2 细胞 (2C) 阶段限制性转录本。在这里，我们确定了一种母体因子负伸长因子 A (NELFA)-其在小鼠 ESC 中的异质表达与 2C 基因上调和体内扩展的发育潜力相结合。我们展示了 NELFA 与 Top2a 在特定于类 2C 状态的交互中合作，并且它驱动了 Dux 的表达——一个关键的 2C 调节器。因此，NELFA 和/或 Top2a 的缺失抑制了 Dux 的激活。对 2C 样细胞的进一步表征发现糖酵解活性降低；值得注意的是，仅仅化学抑制糖酵解就足以促进类似 2C 的命运，无需进行基因操作。对 NELFA 诱导细胞的全局染色质状态分析揭示了 ESC 特异性增强子的退役，表明 ESC 状态阻碍了 2C 逆转。我们的研究将 NELFA 定位为类 2C 状态的最早驱动因素之一，并阐明了控制这种转变的因素和过程。
更新日期：2020-01-13
中文翻译：
母体因子 NELFA 驱动小鼠胚胎干细胞中的 2C 样状态。
小鼠胚胎干细胞 (ESC) 偶尔会转变为早期胚胎样状态，其特征是表达 2 细胞 (2C) 阶段限制性转录本。在这里，我们确定了一种母体因子负伸长因子 A (NELFA)-其在小鼠 ESC 中的异质表达与 2C 基因上调和体内扩展的发育潜力相结合。我们展示了 NELFA 与 Top2a 在特定于类 2C 状态的交互中合作，并且它驱动了 Dux 的表达——一个关键的 2C 调节器。因此，NELFA 和/或 Top2a 的缺失抑制了 Dux 的激活。对 2C 样细胞的进一步表征发现糖酵解活性降低；值得注意的是，仅仅化学抑制糖酵解就足以促进类似 2C 的命运，无需进行基因操作。对 NELFA 诱导细胞的全局染色质状态分析揭示了 ESC 特异性增强子的退役，表明 ESC 状态阻碍了 2C 逆转。我们的研究将 NELFA 定位为类 2C 状态的最早驱动因素之一，并阐明了控制这种转变的因素和过程。
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