Short- and long-scales intra-and inter-chromosomal interactions are linked to gene transcription, but the molecular events underlying these structures and how they affect cell fate decision during embryonic development are poorly understood. One of the first embryonic cell fate decisions (that is, mesendoderm determination) is driven by the POU factor OCT4, acting in concert with the high-mobility group genes Sox-2 and Sox-17. Here we report a chromatin-remodelling mechanism and enhancer function that mediate cell fate switching. OCT4 alters the higher-order chromatin structure at both Sox-2 and Sox-17 loci. OCT4 titrates out cohesin and switches the Sox-17 enhancer from a locked (within an interchromosomal Sox-2 enhancer/CCCTC-binding factor CTCF/cohesin loop) to an active (within an intra-chromosomal Sox-17 promoter/enhancer/cohesin loop) state. SALL4 concomitantly mobilizes the polycomb complexes at the Soxs loci. Thus, OCT4/SALL4-driven cohesin- and polycombs-mediated changes in higher-order chromatin structure mediate instruction of early cell fate in embryonic cells.

Background By post-transcriptionally regulating multiple target transcripts, microRNAs (miRNAs or miR) play important biological functions. H1 embryonic stem cells (hESCs) and NTera-2 embryonal carcinoma cells (ECCs) are two of the most widely used human pluripotent model cell lines, sharing several characteristics, including the expression of miRNAs associated to the pluripotent state or with differentiation. However, how each of these miRNAs functionally impacts the biological properties of these cells has not been systematically evaluated. Methods We investigated the effects of 31 miRNAs on NTera-2 and H1 hESCs, by transfecting miRNA mimics. Following 3–4 days of culture, cells were stained for the pluripotency marker OCT4 and the G2 cell-cycle marker Cyclin B1, and nuclei and cytoplasm were co-stained with Hoechst and Cell Mask Blue, respectively. By using automated quantitative fluorescence microscopy (i.e., high-content screening (HCS)), we obtained several morphological and marker intensity measurements, in both cell compartments, allowing the generation of a multiparametric miR-induced phenotypic profile describing changes related to proliferation, cell cycle, pluripotency, and differentiation. Results Despite the overall similarities between both cell types, some miRNAs elicited cell-specific effects, while some related miRNAs induced contrasting effects in the same cell. By identifying transcripts predicted to be commonly targeted by miRNAs inducing similar effects (profiles grouped by hierarchical clustering), we were able to uncover potentially modulated signaling pathways and biological processes, likely mediating the effects of the microRNAs on the distinct groups identified. Specifically, we show that miR-363 contributes to pluripotency maintenance, at least in part, by targeting NOTCH1 and PSEN1 and inhibiting Notch-induced differentiation, a mechanism that could be implicated in naïve and primed pluripotent states. Conclusions We present the first multiparametric high-content microRNA functional screening in human pluripotent cells. Integration of this type of data with similar data obtained from siRNA screenings (using the same HCS assay) could provide a large-scale functional approach to identify and validate microRNA-mediated regulatory mechanisms controlling pluripotency and differentiation. Electronic supplementary material The online version of this article (10.1186/s13287-019-1318-6) contains supplementary material, which is available to authorized users.

AGRADECIMENTOSAgradeço principalmente à minha mãe, Nativa Bezerra, mulher da minha vida, por sempre ser o meu exemplo de força e meu alicerce sem nunca questionar as minhas escolhas.Aos meus irmãos Hugo e Hildene, aos meus sobrinhos Nícollas, Brunno e Benício, e aos meus cunhados Vaninha e Orlando. Aos familiares, tias e primos queridos, parentes e aderentes.Aos amigos da minha cidade e estado natal:Obrigado por pôr risos no meu rosto e alegria na minha vida ribeirão-pretana. Obrigado por este suporte emocional, talvez o mais importante. Obrigado pelos laços de amizade. Espero poder sempre apertá-los. Ao Laboratório de Terapia Celular, e às pessoas que sempre se dispuseram a me ajudar: Maristela Orellana, Sâmia Rigotto e Taisa Risque. Obrigado à Aline Garcia e Patrícia Tozetti. Obrigado pelo aprendizado, amizade, pelos sorrisos compartilhados e pelas histórias contadas. Saudades daquela convivência diária. à sua chefe Katiuchia Uzzun Sales e seu orientando Gabriel Vieira pela orientação e acessoria experimentais. À l'Université d'Aix-Marseille pour la réception; à toute l'équipe de Marseille Médical Genetics de la Faculté de Medicine La Timone; à tous ceux qui composent le Laboratoire de Physiopathologie du Développement Cardiaque, en particulier à Michel PUCEAT, pour avoir dirigé une partie de mon travail et la possibilité de le développer en France; à Thomas MOORE-MORRIS, pour son soutien et sa confiance dans mon travail; à Denis ARNAUD; à Batoul FARHAT, pour avoir partagé notre angoisse, pour être souvent la dose quotidienne de joie et pour les innombrables tasses de café prises entre les rires et les sourires. Merci encore à tous mes amis qu'habitent en France: Mathieu LHERM, Corveloni. Em especial à Josiane Schiavinato, Vitor Leão e Ildercílio Lima, essenciais para a realização deste trabalho. Obrigado por tornar os dias de trabalho em bancada mais suaves. À Amélia Goes, mãezona de todos do laboratório. Ao meu orientador Rodrigo Alexandre Panepucci. Obrigado por não se opor aos meus voos planados e rasantes. Obrigado pela oportunidade de aprendizado e crescimento dentro do laboratório e por ter me permitido uma real pós-graduação em genética. Obrigado pela confiança. À Universidade de São Paulo e ao Programa de Pós-graduação em Genética da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto, em especial à Susie Nalon, sempre prestativa, sempre nos socorrendo. À Fundação Hemocentro de Ribeirão Preto e à CAPES, pelo auxílio financeiro. Por fim, agradeço a todos que direta ou indiretamente contribuíram para a minha formação como Doutor em Ciências Biológicas e Geneticista. RESUMO BEZERRA, H.L.O. Avaliação dos papéis das vias canônica e não-canônica de NF-κB na pluripotência de células-tronco embrionárias humanas. Tese (Doutorado). Ribeirão Preto, dezembro de 2018.As células-tronco embrionárias humanas são caracterizadas pela sua autorrenovação e capacidade de originar in vitro a grande maioria de células que compõem um organismo adulto.No núcleo destas células há vários fatores atuantes responsáveis pela manutenção da iden...

Avaliação do papel da via canônica e não canônica de NFκB na manutenção da pluripotência e na diferenciação, por meio da técnica de imunoprecipitação de cromatina. Ribeirão Preto 2014