A DNA binding and dimerization motif, with apparent amphipathic helices (the HLH motif), has recently been identified in various proteins, including two that bind to immunoglobulin enhancers (E12 and E47). We show here that various HLH proteins can bind as apparent heterodimers to a single DNA motif and also, albeit usually more weakly, as apparent homodimers. The HLH domain can mediate heterodimer formation between either daughterless, E12, or E47 (Class A) and achaete-scute T3 or MyoD (Class B) to form proteins with high affinity for the κE2 site in the immunoglobulin kappa chain enhancer. The achaete-scute T3 and MyoD proteins do not form κE2-binding heterodimers together, and no active complex with N-myc was evident. The formation of a heterodimer between the daughterless and achaete-scute T3 products may explain the similar phenotypes of mutants at these two loci and the genetic interactions between them. A role of E12 and E47 in mammalian development, analogous to that of daughterless in Drosophila, is likely.

In this report we provide four lines of evidence indicating that E12/E47-like proteins interact in vivo with the myogenic HLH proteins MyoD and myogenin. First, cotransfection of MyoD and E47 in COS cells indicates that these factors synergistically enhance transcription of a reporter gene containing an oligomerized MyoD-binding site. Second, mobility-shift assays of muscle cell nuclear extracts, "double shifted" with specific antisera, have identified complexes binding to the MEF1 site that contain either MyoD or myogenin in association with E12/E47-like proteins. Third, association with E47 alters the phosphorylation state of MyoD. Fourth, C3H10T1/2 cells expressing antisense E2A transcripts contain low levels of E2A gene products and display less terminal muscle differentiation when infected with retroviral MyoD or when challenged to differentiate with 5-azacytidine treatment. In addition we demonstrate that MyoD, in conjunction with E12/E47-like proteins, is functioning as a regulatory nodal point for activation of several other downstream muscle regulators.

It was previously shown that the chromosome 19 breakpoint of the t(1;19)(g23;p13.3) translocation, found in human pre-B cell acute lymphoblastic leukemias, is within the E2A transcription factor gene on chromosome 19. A cell line with this translocation contains two novel chimeric mRNAs, both with the same 5′ E2A sequences but with different lengths of 3′ sequence from a previously unrecognized gene dubbed prl, located on chromosome 1. The chimeric RNAs encode a protein that lacks 171 amino acids of E2A, including its DNA binding and dimerization motifs, but have instead a homeobox-related sequence from prl. Therefore, the production of a chimeric E2A-Prl protein may contribute to the acute lymphoblastic phenotype by directly altering the expression of genes normally responsive to the Prl homeoprotein.

It is now established that the transcription factors E2A, EBF1 and Foxo1 have critical roles in B cell development. Here we show that E2A and EBF1 bound regulatory elements present in the Foxo1 locus. E2A and EBF1, as well as E2A and Foxo1, in turn, were wired together by a vast spectrum of cis-regulatory sequences. These associations were dynamic during developmental progression. Occupancy by the E2A isoform E47 directly resulted in greater abundance, as well as a pattern of monomethylation of histone H3 at lysine 4 (H3K4) across putative enhancer regions. Finally, we divided the pro-B cell epigenome into clusters of loci with occupancy by E2A, EBF and Foxo1. From this analysis we constructed a global network consisting of transcriptional regulators, signaling and survival factors that we propose orchestrates B cell fate.

The E2A gene products, E12 and E47, are critical for proper early B-cell development and commitment to the B-cell lineage. Here we reveal a new role for E2A in T-lymphocyte development. Loss of E2A activity results in a partial block at the earliest stage of T-lineage development. This early T-cell phenotype precedes the development of a T-cell lymphoma which occurs between 3 and 9 months of age. The thymomas are monoclonal and highly malignant and display a cell surface phenotype similar to that of immature thymocytes. In addition, the thymomas generally express high levels of c-myc. As assayed by comparative genomic hybridization, each of the tumor populations analyzed showed a nonrandom gain of chromosome 15, which contains the c-myc gene. Taken together, the data suggest that the E2A gene products play a role early in thymocyte development that is similar to their function in B-lineage determination. Furthermore, the lack of E2A results in development of T-cell malignancies, and we propose that E2A inactivation is a common feature of a wide variety of human T-cell proliferative disorders, including those involving the E2A heterodimeric partners tal-1 and lyl-1.

During infection, naive CD8(+) T cells differentiate into effector cells, which are armed to eliminate pathogens, and memory cells, which are poised to protect against reinfection. The transcriptional program that regulates terminal differentiation into short-lived effector-memory versus long-lived memory cells is not clearly defined. Through the use of mice expressing reporters for the DNA-binding inhibitors Id2 and Id3, we identified Id3(hi) precursors of long-lived memory cells before the peak of T cell population expansion or upregulation of cell-surface receptors that indicate memory potential. Deficiency in Id2 or Id3 resulted in loss of distinct CD8(+) effector and memory populations, which demonstrated unique roles for these inhibitors of E-protein transcription factors. Furthermore, cytokines altered the expression of Id2 and Id3 differently, which provides insight into how external cues influence gene expression.