Cell type-specific transcriptional programs that drive differentiation of specialized cell types are key players in development and tissue regeneration. One of the most dramatic changes in the transcription program in Drosophila occurs with the transition from proliferating spermatogonia to differentiating spermatocytes, with >3000 genes either newly expressed or expressed from new alternative promoters in spermatocytes. Here we show that opening of these promoters from their closed state in precursor cells requires function of the spermatocyte-specific tMAC complex, localized at the promoters. The spermatocyte-specific promoters lack the previously identified canonical core promoter elements except for the Inr. Instead, these promoters are enriched for the binding site for the TALE-class homeodomain transcription factors Achi/Vis and for a motif originally identified under tMAC ChIP-seq peaks. The tMAC motif resembles part of the previously identified 14-bp β2UE1 element critical for spermatocyte-specific expression. Analysis of downstream sequences relative to transcription start site usage suggested that ACA and CNAAATT motifs at specific positions can help promote efficient transcription initiation. Our results reveal how promoter-proximal sequence elements that recruit and are acted upon by cell type-specific chromatin binding complexes help establish a robust, cell type-specific transcription program for terminal differentiation.

中文翻译：

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新型启动子近端序列元件对细胞类型特异性转录的发育调控。

驱动特殊细胞类型分化的细胞类型特异性转录程序是发育和组织再生的关键参与者。果蝇转录程序中最显着的变化之一发生在从增殖的精原细胞到分化的精母细胞的转变中，超过 3000 个基因新表达或从精母细胞中的新替代启动子表达。在这里，我们表明这些启动子在前体细胞中从它们的关闭状态打开需要位于启动子处的精母细胞特异性 tMAC 复合体的功能。精母细胞特异性启动子缺乏先前确定的规范核心启动子元件，除了 Inr。反而，这些启动子富含 TALE 类同源域转录因子 Achi/Vis 的结合位点，以及最初在 tMAC ChIP-seq 峰下识别的基序。tMAC 基序类似于先前确定的对精母细胞特异性表达至关重要的 14-bp β2UE1 元件的一部分。与转录起始位点使用相关的下游序列分析表明，特定位置的 ACA 和 CNAAATT 基序可以帮助促进有效的转录起始。我们的结果揭示了招募细胞类型特异性染色质结合复合物并对其起作用的启动子近端序列元件如何帮助建立用于终末分化的稳健的细胞类型特异性转录程序。tMAC 基序类似于先前确定的对精母细胞特异性表达至关重要的 14-bp β2UE1 元件的一部分。与转录起始位点使用相关的下游序列分析表明，特定位置的 ACA 和 CNAAATT 基序可以帮助促进有效的转录起始。我们的结果揭示了招募细胞类型特异性染色质结合复合物并对其起作用的启动子近端序列元件如何帮助建立用于终末分化的稳健的细胞类型特异性转录程序。tMAC 基序类似于先前确定的对精母细胞特异性表达至关重要的 14-bp β2UE1 元件的一部分。与转录起始位点使用相关的下游序列分析表明，特定位置的 ACA 和 CNAAATT 基序可以帮助促进有效的转录起始。我们的结果揭示了招募细胞类型特异性染色质结合复合物并对其起作用的启动子近端序列元件如何帮助建立用于终末分化的稳健的细胞类型特异性转录程序。