β細胞におけるグルコースによるMYC遺伝子の転写活性化には、MYCとPVT1遺伝子の間のCHREBP依存性3-Dクロマチン相互作用が必要です。

目的：糖尿病のすべての形態は、機能性β細胞腫瘤の不十分なものに起因します。したがって、β細胞腫瘤を拡大するという治療目標を達成するには、β細胞がどのように増殖するかについての機械的理解をよりよく理解する必要があります。グルコースは、グルコース応答性転写因子である炭水化物応答要素結合タンパク質（CHREBP）および同化転写因子Mycを介してその効果を媒介する天然のβ細胞マイトジェンです。ただし、グルコースが転写レベルでMYCを活性化する機械的詳細はよく理解されていません。 方法：ここで、siRNAを使用して、MYC、CHIP、およびCHIPSEQのグルコース応答におけるCHREBPの役割をテストして、潜在的な調節結合部位、DNA/DNA相互作用を識別するためにクロマチン立体構造キャプチャを特定し、アデノウイルスをX-DCAS9を発現するように構築されましたそして、特定の標的雑用へのChREBPの募集を特異的に混乱させるsgrna。 結果：CHREBPは、MYCのグルコース媒介転写誘導、およびMYC mRNAおよびタンパク質の存在量の増加に不可欠であることがわかりました。さらに、Chipseqは、MYC転写スタート部位（TSS）に最も近い炭水化物応答要素（雑音）が、MYC遺伝子のLncRNA、PVT1、60,000 bp下流をコードする遺伝子のすぐ上流であることを明らかにしました。クロマチンコンフォメーションキャプチャ（3C）は、これら2つの部位間のグルコース依存性相互作用を確認しました。X-DCAS9を発現するアデノウイルスと、高度に保存されたPVT1雑用を特異的に標的とするSGRNAを発現するアデノウイルスによる形質導入は、CHREBPの動員を減衰させ、MYC-PVT1 DNA/DNA相互作用を減少させ、グルコースに応答してPVT1およびMYC遺伝子の発現を減少させます。重要なことに、雑用破壊性アデノウイルスで形質導入された分離および分散ラット膵島細胞は、PVT1およびMYCのCHREBP依存性のグルコース媒介発現の特異的減少も示し、グルコース刺激β細胞増殖の減少です。 結論：MYCのマイトジェン性グルコース応答は、PVT1遺伝子のプロモーターへのCHREBPのグルコース依存性動員と、その後のMYCプロモーターによるDNAループを介して媒介されます。

OBJECTIVE: All forms of diabetes result from insufficient functional β-cell mass. Thus, achieving the therapeutic goal of expanding β-cell mass requires a better mechanistic understanding of how β-cells proliferate. Glucose is a natural β-cell mitogen that mediates its effects in part through the glucose-responsive transcription factor, carbohydrate response element binding protein (ChREBP) and the anabolic transcription factor, MYC. However, mechanistic details by which glucose activates Myc at the transcriptional level are poorly understood. METHODS: Here, siRNA was used to test the role of ChREBP in the glucose response of MYC, ChIP and ChIPseq to identify potential regulatory binding sites, chromatin conformation capture to identify DNA/DNA interactions, and an adenovirus was constructed to expresses x-dCas9 and an sgRNA that specifically disrupts the recruitment of ChREBP to a specific targeted ChoRE. RESULTS: We found that ChREBP is essential for glucose-mediated transcriptional induction of Myc, and for increases in Myc mRNA and protein abundance. Further, ChIPseq revealed that the carbohydrate response element (ChoRE) nearest to the Myc transcriptional start site (TSS) is immediately upstream of the gene encoding the lncRNA, Pvt1, 60,000 bp downstream of the Myc gene. Chromatin Conformation Capture (3C) confirmed a glucose-dependent interaction between these two sites. Transduction with an adenovirus expressing x-dCas9 and an sgRNA specifically targeting the highly conserved Pvt1 ChoRE, attenuates ChREBP recruitment, decreases Myc-Pvt1 DNA/DNA interaction, and decreases expression of the Pvt1 and Myc genes in response to glucose. Importantly, isolated and dispersed rat islet cells transduced with the ChoRE-disrupting adenovirus also display specific decreases in ChREBP-dependent, glucose-mediated expression of Pvt1 and Myc, as well as decreased glucose-stimulated β-cell proliferation. CONCLUSIONS: The mitogenic glucose response of Myc is mediated via glucose-dependent recruitment of ChREBP to the promoter of the Pvt1 gene and subsequent DNA looping with the Myc promoter.