MLL1-MENIN kompleksinin somatic hücre yeniden programlanmasındaki rolü

OCT4, SOX2, KLF4 ve MYC (OSKM), ifadesi somatik hücreleri pluripotensiye yeniden programlayabilir. Bu süreç hücre kimliğiyle ile alakalı gen ağının tamamen yeniden düzenlenmesi ile gerçekleşir. Fakat, hücre kimliğini koruyan kromatin-bazlı mekanizmalar yeniden programlamanın düşük verimlilikte olmasına neden olur. Bu tip bariyerleri belirlemek için CRISPR-Cas9 yardımıyla susturma taraması gerçekleştirildi. Bu tarama sonucunda MLL1 yeniden programlamayı engelleyen güçlü bir bariyer olarak ortaya çıktı. Bu çalışma kapsamında, kimyasal ve genetik yaklaşımlar ile MLL1'in MENIN proteiniyle oluşturduğu kompleksin bariyer özelliği karakterize edildi . İlk olarak MLL1-MENIN kompleksin yeniden programlamaya bariyer özelliği gösterdiğini doğrulamak için bu kompleksi hedefleyen bir inhibitörü, VTP50469, kullanarak yeniden programlama veriminin arttığını doğrulandı. Sonrasında CRISPR-Cas9 yardımıyla MEN1 ve MLL1 genleri susturulmuş hücre hatları oluşturuldu. Oluşturulan bu hücre hatlarıyla yapılan yeniden programlama deneyleriyle MLL1 ve MENIN proteinlerinin ikisinin de yeniden programlama verimini arttırdığı gözlemlendi. Bu kompleksin bariyer özelliğini daha iyi anlayabilmek için MEN1 geni susturulmuş hücrelerde farklı nokta mutasyonları ifade ettirilmiştirdi. Bu hücrelerle yapılan yeniden programlama deneyleri MENIN ve MLL1 etkileşiminin MENIN'in bariyer fonksiyonu için oldukça önemli olduğunu göstermeye ek olarak, MENIN proteinin JUND gibi başka proteinlerle de etkileşime girerek somatik hücre yeniden programlanmasına engelliyor olabileceğine işaret etti. Ayrıca, MENIN inhibisyonunda ve susturulmasında gerçekleşen transkripsiyonel değişiklikleri belirlemek için RNA sekanslaması gerçekleştirdik. RNA sekanslama sonuçları aralarında geç yeniden programlama evrelerinde ifade edilmeye başlayan genleri de içeren pluripotensi ile alakalı genlerin MENIN inhibisyonunda ve susturulmasında daha fazla ifade edildiğini gösterdi. Bununla uyumlu bir şekilde, MENIN aktivitesi olmadığında fibroblast kimliği ile alakalı geniş bir gen setinin de ifadesinin azaldğını gösterdik. Ek olarak, DOT1L inhibisyonunun VTP50469 uygulamasıyla veya MEN1 susturulmasıyla ilave bir etkisinin olmadığı gözlemlendi. Son olarak, bu kompleksin aynı zamanda konvansiyonel "primed" kök hücrelerin naif pluripotensiye dönüştürülmesinde de bariyer özelliği gösterdiği tespit edilmiştir. Naif hücre ortamına VTP50469 eklenmesi naive kök hücre eldesini daha güçlü hale getirmiştir. Bu durum MLL1-MENIN kompleksinin insan naif pluripotensisini modüle etmek etmek için uygun bir hedef olduğunu göstermektedir. Hepsi birden düşünüldüğünde, MLL1-MENIN kompleksinin daha yüksek gelişimsel potansiyelli hücre kimliklerinin kazanılmasında bariyer oluşturduğu gösterilmiştir.