Abstract The pluripotency gene regulatory network of porcine-induced pluripotent stem cells (piPSCs), especially in epigenetics, remains elusive. To determine this biological function of epigenetics, we cultured piPSCs in different culture conditions. We found that activation of pluripotent gene- and pluripotency-related pathways requires the erasure of H3K9 methylation modification which was further influenced by mouse embryonic fibroblast (MEF) served feeder. By dissecting the dynamic change of H3K9 methylation during loss of pluripotency, we demonstrated that the H3K9 demethylases KDM3A and KDM3B regulated global H3K9me2/me3 level and that their co-depletion led to the collapse of the pluripotency gene regulatory network. Immunoprecipitation-mass spectrometry (IP-MS) provided evidence that KDM3A and KDM3B formed a complex to perform H3K9 demethylation. The genome-wide regulation analysis revealed that OCT4 (O) and SOX2 (S), the core pluripotency transcriptional activators, maintained the pluripotent state of piPSCs depending on the H3K9 hypomethylation. Further investigation revealed that O/S cooperating with histone demethylase complex containing KDM3A and KDM3B promoted pluripotency genes expression to maintain the pluripotent state of piPSCs. Together, these data offer a unique insight into the epigenetic pluripotency network of piPSCs. Summary Erasure of H3K9 methylation in porcine pluripotent stem cells depends on the complex of transcription factors OCT4/SOX2 and histone demethylase KDM3A/KDM3B.

Abstract Despite pluripotent stem cells sharing key transcription factors, their maintenance involves distinct genetic inputs. Emerging evidence suggests that super-enhancers (SEs) can function as master regulatory hubs to control cell identity and pluripotency in humans and mice. However, whether pluripotency-associated SEs share a deep evolutionary origin in mammals remains elusive. Here, we performed comprehensive comparative epigenomic and transcription factor binding analyses among pigs, humans, and mice to identify pluripotency-associated SEs. Like typical enhancers, SEs displayed rapid evolution in mammals. We showed that BRD4 is an essential and conserved activator for mammalian pluripotency-associated SEs. Comparative motif enrichment analysis revealed 30 shared transcription factor binding motifs among the three species. The majority of the transcriptional factors that bind to identified motifs are known regulators associated with pluripotency. Further, we discovered three pluripotency-associated SEs (SE-SOX2, SE-PIM1, and SE-FGFR1) which displayed deep conservation in placental mammals and are sufficient to drive reporter gene expression in a pluripotency-dependent manner. Disruption of these conserved SEs through the CRISPR/Cas9 approach severely impaired the proliferative potential and the ability to form undifferentiated colonies. Our study provides insights into the understanding of conserved regulatory mechanisms underlying the maintenance of pluripotency as well as species-specific modulation of the pluripotency-associated regulatory networks in mammals. Significance statement Super-enhancers (SEs) hold stronger power than regular enhancers to direct gene expression in the regulation of stem cell pluripotency. To dissect how pluripotency-associated SEs have evolved in mammals, we performed a systematic comparison of SEs among pigs, humans, and mice. Our analysis allowed the identification of three pluripotency-associated SEs (SE-SOX2, SE-PIM1, and SE-FGFR1) that are highly conserved in Placentalia (accounting for 94% of mammals) as well as many species-specific SEs. All three SEs were sufficient to direct pluripotency-dependent gene expression and disruption of each conserved SE caused the loss of stem cell pluripotency. Our work highlights a small number of highly conserved SEs essential for the maintenance of pluripotency.

Abstract Considering the pear in the arid region as the research object, single-factor testing and water–fertilizer coupling testing were conducted. The response of pear tree growth to water, nitrogen, and phosphorus was explored and provided a theoretical basis for efficient water and fertilizer management. Among them, the single-factor test set water, nitrogen, and phosphorus as the three factors, and five levels were set. Screening out W3, W4, N3, N4, P3, and P4 promoted plant nutrient uptake and fruit quality. Eight treatments were set up in the water and fertilizer coupling test: Treatment 1 (T1, W3N3P3), Treatment 2 (T2, W3N3P4), Treatment 3 (T3, W3N4P3), Treatment 4 (T4, W3N4P4), Treatment 5 (T5, W4N3P3), Treatment 6 (T6, W4N3P4), Treatment 7 (T7, W4N4P3), and Treatment 8 (T8, W4N4P4). The results showed that the leaf area index of the T1, T2, T3, and T4 treatments was significantly higher than that of the other treatments at maturity. The yield, single fruit weight, and primary fruit rate were the highest under T3 treatment. The gray correlation degree analysis of fruit quality showed that the T3 treatment had the highest degree of correlation and ranking of each fruit quality index, indicating that the T3 treatment had the highest fruit quality. The yield model showed that irrigation with 6510.06 m 3 hm −2 , nitrogen fertilizer with 337.5 kg N hm −2 , and phosphate fertilizer with 262.5 kg P hm −2 had the best yield. A detailed investigation of pear tree growth and fruit quality showed that the T3 treatment had the best fruit growth and development performance, and the pear fruit quality was the best.

Abstract Trans 10, cis 12-conjugated linoleic acid (t10c12-CLA) from ruminant-derived foodstuffs can induce body fat loss in mammals after oral administration, while its mechanism on fat reduction has yet to be clarified fully until now. In the current study, a transgenic mouse that produced t10c12-CLA had been generated by inserting the Propionibacterium acnes isomerase (Pai) expression cassette into the Rosa26 locus, and its male offspring were used to decipher an irreversible long-term impact of t10c12-CLA on health and its mechanism of action. Compared to their wild-type C57BL/6J littermates, comprehensive phenotype profiling of biallelic pai/pai mice indicated that white fat was decreased while brown fat was increased reversely; meanwhile, more heat was released and the central activities were reduced. Besides decreased plasma triglycerides in both pai genotypes and increased serum FGF21 in pai/wt mice, RNA and protein analysis revealed that the fatty acid oxidation and thermogenesis capacity of brown adipose tissues were elevated via CPT1B and UCP1/2 over-expression. The results indicate that the t10c12-CLA-induced fat loss might be caused by the excess FGF21 and the increased mass and extra thermogenesis of brown adipose tissue in transgenic mice.