ABSTRACT The pediatric extra-cranial tumor neuroblastoma (NB) is characterised by a low mutation burden while copy number alterations are present in most high-risk cases. We identified SOX11 as a strong lineage dependency transcription factor in adrenergic NB based on recurrent chromosome 2p focal gains and amplifications, its specific expression in the normal sympatho-adrenal lineage and adrenergic NBs and its regulation by multiple adrenergic specific cis-interacting (super-)enhancers. Adrenergic NBs are strongly dependent on high SOX11 expression levels for growth and proliferation. Through genome-wide DNA-binding and transcriptome analysis, we identified and validated functional SOX11 target genes, several of which implicated in chromatin remodeling and epigenetic modification. SOX11 controls chromatin accessibility predominantly affecting distal adrenergic lineage-specific enhancers marked by binding sites of the adrenergic core regulatory circuitry. During normal sympathoblast differentiation we find expression of SOX11 prior to members of the adrenergic core regulatory circuitry. Given the broad control of SOX11 of multiple epigenetic regulatory complexes and its presumed pioneer factor function, we propose that adrenergic NB cells have co-opted the normal role of SOX11 as a crucial regulator of chromatin accessibility and cell identity.

Abstract MYCN is an oncogenic driver in neural crest-derived neuroblastoma and medulloblastoma. To better understand the early effects of MYCN activation in a neural-crest lineage context, we profiled the transcriptome of immortalized human retina pigment epithelial cells with inducible MYCN activation. Gene signatures associated with elevated MYC/MYCN activity were induced after 24 h of MYCN activation, which attenuated but sustained at later time points. Unexpectedly, MYCN activation was accompanied by reduced cell growth. Gene set enrichment analysis revealed a senescence-like signature with strong induction of p53 and p21 but in the absence of canonical hallmarks of senescence such as beta-galactosidase positivity, suggesting incomplete cell fate commitment. When scrutinizing the putative drivers of this growth attenuation, differential gene expression analysis identified several regulators of nucleolar stress. This process was also reflected by phenotypic correlates such as cytoplasmic granule accrual and nucleolar coalescence. Hence, we propose that the induction of MYCN congests the translational machinery, causing nucleolar stress and driving cells into a transient pre-senescent state. Our findings shed new light on the early events induced by MYCN activation and may help unravelling which factors are required for cells to tolerate unscheduled MYCN overexpression during early malignant transformation. Highlights Activation of MYCN attenuates proliferation in RPE1 cells Growth arrest is associated with an early senescence-like transcriptional signature Transcriptional and phenotypic evidence of nucleolar stress CDKN1A upregulation in G2 phase primes cells for faltering in subsequent G1