Epigenetic regulation of the transcriptome

Abstract

We have monitored the transcriptome and the epigenome of human pre-B cells transdifferentiating into macrophages. Analysis of these data provides a general framework to understand the relationship between gene expression and chromatin. We have observed widespread uncoupling of gene expression and epigenetic features during transdifferentiation, with several genes characterized by unvaried chromatin state throughout the process, irrespective of changes in gene expression. Nevertheless, we report a strong association between transcription and chromatin marking of promoter regions at the time of initial gene activation. We have also analyzed the genomic location of distal regulatory elements in developmental and adult samples, and found that tissue-specific enhancer signatures in the human genome tend to accumulate within introns, while those shared among tissues are more frequently intergenic. By focusing on intronic segments, we have additionally uncovered both constraint and variation in the timing of splicing, with a subset of introns that switch from co-transcriptional to post-transcriptional splicing across distinct cell types.

Hemos monitorizado el transcriptoma y el epigenoma de células pre-B durante su transdiferenciación en macrófagos. El análisis de estos datos proporciona un marco general para comprender la relación entre la expresión génica y la cromatina. Observamos un desacoplamiento generalizado entre la expresión génica y las marcas epigenéticas durante la transdiferenciación, con multitud de genes caracterizados por un único estado de la cromatina, independientemente de los cambios en su expresión. No obstante, encontramos una fuerte asociación entre la transcripción y las marcas de la cromatina en los promotores durante la activación inicial de los genes. También hemos estudiado la localización genómica de elementos reguladores distales (enhancers), en muestras obtenidas tanto de tejidos embrionarios como adultos, encontrando que los enhancers específicos de tejido tienden a estar situados en los intrones, mientras que aquellos compartidos entre tejidos son, a menudo, intergénicos. Por último, centrándonos en el estudio de los intrones, hemos identificado tanto conservación como variabilidad en la temporalidad del splicing, con un subconjunto de intrones que cambian de splicing co-transcripcional a post-transcripcional en distintos tipos celulares.