Abstract Imbalance in the finely orchestrated system of chromatin-modifying enzymes is a hallmark of many pathologies such as cancers, since causing the affection of the epigenome and transcriptional reprogramming. Here, we demonstrate that a loss-of-function mutation (LOF) of the major histone lysine methyltransferase SETDB1 possessing oncogenic activity in lung cancer cells leads to broad changes in the overall architecture and mechanical properties of the nucleus through genome-wide redistribution of heterochromatin, which perturbs chromatin spatial compartmentalization. Together with the enforced activation of the epithelial expression program, cytoskeleton remodeling, reduced proliferation rate and restricted cellular migration, this leads to the reversed oncogenic potential of lung adenocarcinoma cells. These results emphasize an essential role of chromatin architecture in the determination of oncogenic programs and illustrate a relationship between gene expression, epigenome, 3D genome and nuclear mechanics.

SUMMARY Overactivation of the TGFβ signaling in Duchenne muscular dystrophy (DMD) is a major hallmark of disease progression, leading to fibrosis and muscle dysfunction. Here, we investigated the role of SETDB1, a histone lysine methyltransferase involved in muscle differentiation. Our data show that, following TGFβ induction, SETDB1 accumulates in the nuclei of healthy myotubes, while being already present in the nuclei of DMD myotubes where TGFβ signaling is constitutively activated. Interestingly, transcriptomics revealed that depletion of SETDB1 in DMD myotubes leads to downregulation of TGFβ-target genes coding for secreted factors involved in extracellular matrix remodeling and inflammation. Consequently, SETDB1 silencing in DMD myotubes abrogates the deleterious effect of their secretome on myoblast differentiation by impairing myoblast pro-fibrotic response. Our findings indicate that SETDB1 potentiates the TGFβ-driven fibrotic response in DMD muscles, providing a new axis for therapeutic intervention. Key results TGFβ induces nuclear accumulation of SETDB1 in healthy myotubes SETDB1 is enriched in DMD myotube nuclei with intrinsic TGFβ pathway overactivation SETDB1 LOF in DMD myotubes attenuates TGFβ-induced pro-fibrotic response Secretome of TGFβ-treated DMD myotubes with SETDB1 LOF is less deleterious on myoblast differentiation