The Polycomb group protein Cbx6 is an essential regulator of embryonic stem cell identity

Abstract

Polycomb group (PcG) proteins are transcriptional repressors that control cell identity and development. In mammals, at least five different Cbx prorteins are believed to associate with the core Polycomb repressive complex 1 (PRC1), Cbx6 and Cbx7 are the more expressed in embryonic stem (ES) cells, yet little is known about the function of Cbx6 in these cells. Here we have characterized the function of Cbx6 in ES cell pluripotency and differentiation. We show that Cbx6 is an essential regulator of ES cell identity, since ablation of Cbx6 function destabilizes the pluripotency network, trough a perturbation of the Wnt and Mapk signalling pathways, and triggers differentiation towards the ectoderm fate. Cbx6 mass spectrometry data and genome-wide chromatin occupancy unveils that Cbx6 is unequivocally linked to the canonical PRC1 (cPRC1) complex, however, contrary to expectations, our results indicate that Cbx6 also has a non-canonical PRC1 function. Taken together, our findings reveal that Cbx6 is an essential component for ES cell biology, and contributes to the structural and functional complexity of the PRC1 complex.

Les proteïnes del grup Polycomb són repressores transcripcionals que controlen la identitat cel·lular i el desenvolupament. En els mamífers, almenys cinc proteïnes Cbx diferents es creu que estan associades amb el complex repressiu de Polycomb 1 (PRC1, en anglès). Cbx6 i Cbx7 són les proteïnes Cbx més expressades en les cèl·lules mare embrionàries (ES, en anglès), però poc se sap sobre la funció de Cbx6 en aquestes cèl·lules. En aquesta tesi hem caracteritzat la funció de Cbx6 en la pluripotència i en la diferenciació de les cèl·lules ES. Hem observat que Cbx6 és un regulador essencial per la identitat de les cèl·lules ES, ja que l’abolició de la funció de Cbx6 desestabilitza la xarxa de pluripotència a través d’una pertorbació de les vies de senyalització de Wnt i MAPK, la qual cosa desencadena la diferenciació cap a ectoderm. L’espectrometria de masses de Cbx6, així com la seva distribució genòmica a la cromatina, revela que Cbx6 està estretament enllaçada amb el complex canònic de PRC1 (cPRC1), tot i així, sorprenentment, els nostres resultats indiquen que també té una funció no canònica (ncPRC1). En conjunt, els nostres resultats revelen que Cbx6 és un component essencial per a la biologia de cèl·lules ES, i contribueix a la complexitat estructural i funcional del complex PRC1.