The transcription factor Six1 is essential for induction of sensory cell fate and formation of auditory sensory epithelium, but how it activates gene expression programs to generate distinct cell-types remains unknown. Here, we perform genome-wide characterization of Six1 binding at different stages of auditory sensory epithelium development and find that Six1-binding to cis-regulatory elements changes dramatically at cell-state transitions. Intriguingly, Six1 pre-occupies enhancers of cell-type-specific regulators and effectors before their expression. We demonstrate in-vivo cell-type-specific activity of Six1-bound novel enhancers of Pbx1, Fgf8, Dusp6, Vangl2, the hair-cell master regulator Atoh1 and a cascade of Atoh1's downstream factors, including Pou4f3 and Gfi1. A subset of Six1-bound sites carry consensus-sequences for its downstream factors, including Atoh1, Gfi1, Pou4f3, Gata3 and Pbx1, all of which physically interact with Six1. Motif analysis identifies RFX/X-box as one of the most significantly enriched motifs in Six1-bound sites, and we demonstrate that Six1-RFX proteins cooperatively regulate gene expression through binding to SIX:RFX-motifs. Six1 targets a wide range of hair-bundle regulators and late Six1 deletion disrupts hair-bundle polarity. This study provides a mechanistic understanding of how Six1 cooperates with distinct cofactors in feedforward loops to control lineage-specific gene expression programs during progressive differentiation of the auditory sensory epithelium.

中文翻译：

---

在听觉感觉上皮的逐步分化过程中，Six1顺式调控占有率的动态变化及其与不同辅因子的协同相互作用驱动了谱系特异性基因表达程序。

转录因子Six1对于诱导感觉细胞命运和形成听觉感觉上皮细胞至关重要，但是如何激活基因表达程序以产生不同的细胞类型仍然未知。在这里，我们在听觉感觉上皮细胞发育的不同阶段进行Six1结合的全基因组表征，发现Six1与顺式调节元件的结合在细胞状态转换时发生了巨大变化。有趣的是，Six1在表达之前先占据了细胞类型特异性调节子和效应子的增强子。我们证明了Pbx1，Fgf8，Dusp6，Vangl2，毛细胞主调节器Atoh1和Atoh1的下游因素，包括Pou4f3和Gfi1级联的Six1结合新型增强子的体内细胞类型特异性活性。绑定到Six1的位点的子集对其下游因素具有共有序列，包括Atoh1，Gfi1，Pou4f3，Gata3和Pbx1，所有这些都与Six1物理相互作用。图案分析将RFX / X-box识别为Six1结合位点中最丰富的基序之一，并且我们证明Six1-RFX蛋白通过与SIX：RFX-motifs结合来协同调节基因表达。Six1的目标是广泛的束发调节剂，Six1的后期缺失会破坏束发的极性。这项研究提供了一种机制的理解，即Six1如何与前馈环中的不同辅因子协同作用，以在听觉感觉上皮逐渐分化过程中控制谱系特异性基因表达程序。图案分析将RFX / X-box识别为Six1结合位点中最丰富的基序之一，并且我们证明Six1-RFX蛋白通过与SIX：RFX-motifs结合来协同调节基因表达。Six1的目标是广泛的束发调节剂，Six1的后期缺失会破坏束发的极性。这项研究提供了一种机制的理解，即Six1如何与前馈环中的不同辅因子协同作用，以在听觉感觉上皮逐渐分化过程中控制谱系特异性基因表达程序。图案分析将RFX / X-box识别为Six1结合位点中最丰富的基序之一，并且我们证明Six1-RFX蛋白通过与SIX：RFX-motifs结合来协同调节基因表达。Six1的目标是广泛的束发调节剂，Six1的后期缺失会破坏束发的极性。这项研究提供了一种机制的理解，即Six1如何与前馈环中的不同辅因子协同作用，以在听觉感觉上皮逐渐分化过程中控制谱系特异性基因表达程序。Six1的目标是广泛的束发调节剂，Six1的后期缺失会破坏束发的极性。这项研究提供了一种机制的理解，即Six1如何与前馈环中的不同辅因子协同作用，以在听觉感觉上皮逐渐分化过程中控制谱系特异性基因表达程序。Six1的目标是广泛的束发调节剂，Six1的后期缺失会破坏束发的极性。这项研究提供了一种机制的理解，即Six1如何与前馈环中的不同辅因子协同作用，以在听觉感觉上皮逐渐分化过程中控制谱系特异性基因表达程序。