ABSTRACT Cell Competition is a process by which neighboring cells compare their fitness. As a result, viable but suboptimal cells are selectively eliminated in the presence of fitter cells. In the early mammalian embryo, epiblast pluripotent cells undergo extensive Cell Competition, which prevents suboptimal cells from contributing to the newly forming organism. While competitive ability is regulated by MYC in the epiblast, the mechanisms that contribute to competitive fitness in this context are largely unknown. Here, we report that P53 and its pro-apoptotic targets PUMA and NOXA regulate apoptosis susceptibility and competitive fitness in pluripotent cells. PUMA is widely expressed specifically in pluripotent cells in vitro and in vivo . We show that the p53-PUMA/NOXA pathway regulates mitochondrial membrane potential and oxidative status. We found that P53 regulates MYC levels in pluripotent cells, which connects these two Cell competition pathways, however, MYC and PUMA/NOXA levels are independently regulated by P53. We propose a model that integrates a bifurcated P53 pathway regulating both MYC and PUMA/NOXA levels and determines competitive fitness through regulation of mitochondrial activity.

Myc is considered an essential transcription factor for heart development, but cardiac defects have only been studied in global Myc loss of function models. Here, we eliminated Myc by recombining a Myc floxed allele with the Nkx2.5Cre driver. We observed no anatomical, cellular or functional alterations in either fetuses or adult cardiac Myc-deficient mice. We re-examined Myc expression during development and found no expression in developing cardiomyocytes. In contrast, we confirmed that Mycn is essential for cardiomyocyte proliferation and cardiogenesis. Mosaic Myc overexpression in a Mycn-deficient background, shows that Myc can replace Mycn function, recovering heart development. We further show that this recovery involves the elimination of Mycn-deficient cells by Cell Competition. Our results indicate that Myc is dispensable during cardiogenesis and adult heart homeostasis and Mycn is exclusively responsible for cardiomyocyte proliferation during heart development. Nonetheless, our results show that Myc can functionally replace Mycn. We also show that cardiomyocytes compete according to their overall Myc+Mycn levels and that Cell Competition eliminates flawed cardiomyocytes, suggesting its relevance as a quality control mechanism in cardiac development.