γ-グロビンプロモーターでの転写因子の競合はヘモグロビンの切り替えを制御します

胎児ヘモグロビン（HBF、α2γ2）レベルの主要な調節因子であるBCL11Aは、成体ヘモグロビン（HBA、α2β2）へのスイッチにおける成体赤血球細胞の直接プロモーター結合を介してγ-グロビン発現を抑制します。BCL11Aが抑制を開始する方法を明らかにするために、CRISPR-CAS9、DCAS9、DCAS9-KRAB、DCAS9-VP64スクリーンを使用して、γ-グロビンプロモーターを分析し、BCL11A結合部位の近くの活性化要素を特定しました。カット＆ランとベースの編集を使用して、近位CCAATボックスがアクティベーターNF-Yによって占有されていることを示します。BCL11Aは、抑制を開始するために、立体障害によるNF-Y結合と競合します。NF-Yの占有率は、BCL11Aの枯渇に続いて急速に確立され、γ-グロビンの抑制症および遺伝子座コントロール領域（LCR） - グロビンループ形成に先行します。我々の発見は、胎児から成人グロビン遺伝子の発現への切り替えが、>γ-グロビンプロモーターの著しく離散領域内の段階選択的リプレッサーとユビキタスな活性化因子との競合によって開始されることを明らかにしています。

BCL11A, the major regulator of fetal hemoglobin (HbF, α2γ2) level, represses γ-globin expression through direct promoter binding in adult erythroid cells in a switch to adult hemoglobin (HbA, α2β2). To uncover how BCL11A initiates repression, we used CRISPR-Cas9, dCas9, dCas9-KRAB and dCas9-VP64 screens to dissect the γ-globin promoters and identified an activator element near the BCL11A-binding site. Using CUT&RUN and base editing, we demonstrate that a proximal CCAAT box is occupied by the activator NF-Y. BCL11A competes with NF-Y binding through steric hindrance to initiate repression. Occupancy of NF-Y is rapidly established following BCL11A depletion, and precedes γ-globin derepression and locus control region (LCR)-globin loop formation. Our findings reveal that the switch from fetal to adult globin gene expression within the >50-kb β-globin gene cluster is initiated by competition between a stage-selective repressor and a ubiquitous activating factor within a remarkably discrete region of the γ-globin promoters.