Abstract XIST (X-inactive specific transcript) long noncoding RNA (lncRNA) is responsible for X chromosome inactivation (XCI) in placental mammals, yet it accumulates on both X chromosomes in human female preimplantation embryos without triggering X chromosome silencing. The XACT (X-active coating transcript) lncRNA coaccumulates with XIST on active X chromosomes and may antagonize XIST function. Here, we used human embryonic stem cells in a naive state of pluripotency to assess the function of XIST and XACT in shaping the X chromosome chromatin and transcriptional landscapes during preimplantation development. We show that XIST triggers the deposition of polycomb-mediated repressive histone modifications and dampens the transcription of most X-linked genes in a SPEN-dependent manner, while XACT deficiency does not significantly affect XIST activity or X-linked gene expression. Our study demonstrates that XIST is functional before XCI, confirms the existence of a transient process of X chromosome dosage compensation and reveals that XCI and dampening rely on the same set of factors.

XIST long non-coding RNA is responsible for X chromosome inactivation (XCI) in placental mammals, yet it accumulates on both X chromosomes in human female pre-implantation embryos without triggering X chromosome silencing. The long non-coding RNA XACT co-accumulates with XIST on active Xs and may antagonize XIST function. Here we used human ES cells in a naive state of pluripotency to assess the function of XIST and XACT in shaping the X chromosome chromatin and transcriptional landscapes during pre-implantation development. We show that XIST triggers the deposition of polycomb-mediated repressive histone modifications and attenuates transcription of most X-linked genes in a SPEN-dependent manner, while XACT deficiency does not significantly affect XIST activity or X-linked gene expression. Our study demonstrates that XIST is functional prior to XCI, confirms the existence of a transient process of X chromosome dosage compensation, and reveals that X chromosome inactivation and dampening rely on the same set of factors.

Unravelling how gene regulatory networks are remodelled during evolution is crucial to understand how species adapt to environmental changes. We addressed this question for X-chromosome inactivation, a process essential to female development that is governed, in eutherians, by the XIST lncRNA and its cis-regulators. To reach high resolution, we studied closely related primate species, spanning 55 million years of evolution. We show that the XIST regulatory circuitry has diversified extensively over such an evolutionary timeframe. The insertion of a HERVK transposon has reshuffled XIST 3D interaction network in macaque embryonic stem cells (ESC) and XIST expression is maintained by the additive effects of the JPX lncRNA gene and a macaque specific enhancer. In contrast, JPX is the main contributor to XIST expression in human ESCs but is not significantly involved in XIST regulation in marmoset ESCs. None of these entities are however under purifying selection, which suggests that neutrally evolving non-coding elements harbour high adaptive potentials.