SUMMARY Adipogenesis is a multi-step process, with epigenetic mechanisms and dynamic 3D chromatin folding thought to play important regulatory roles. However, the kinetics and functional roles of promoter contacts during late-stage adipogenesis are unknown. Here, using multi-omics approaches, we found evidence for promoter switching and widespread 3D rewiring of promoter contacts, as well as changes in the transcriptome and epigenome in late-stage adipogenesis. We identified several clusters of promoter contacts with unique temporal profiles suggesting crucial roles for distal enhancers. By integrating transcriptomics, promoter-capture Hi-C and a siRNA screen of druggable genes, we identified 19 novel regulators of late-stage adipogenesis, over half of which have peptidase or ubiquitin-protein ligase activities. Population-based genetic analyses showed that three of the 19 genes ( LAP3 , CELA1 and GPR157 ) are involved in regulation of adiposity in humans. These findings shed new light on the epigenetic regulation of late-stage adipogenesis, advancing our understanding of the mechanisms that underpin the formation of functional adipocytes and identifying potential targets for preventing/treating obesity and related disorders.

Mir483 is a conserved and highly expressed microRNA in placental mammals, embedded within the Igf2 gene. Its expression is dysregulated in a number of human diseases, including metabolic disorders and certain cancers. Here, we investigate the developmental regulation and function of Mir483 in vivo. We find that Mir483 expression is dependent on Igf2 transcription and the regulation of the Igf2/H19 imprinting control region. Transgenic Mir483 overexpression in utero causes fetal, but not placental, growth restriction through insulin-like growth factor 1 (IGF1) and IGF2 and also causes cardiovascular defects leading to fetal death. Overexpression of Mir483 post-natally results in growth stunting through IGF1 repression, increased hepatic lipid production, and excessive adiposity. IGF1 infusion rescues the post-natal growth restriction. Our findings provide insights into the function of Mir483 as a growth suppressor and metabolic regulator and suggest that it evolved within the INS-IGF2-H19 transcriptional region to limit excessive tissue growth through repression of IGF signaling.

Abstract Mir483 is a conserved and highly expressed microRNA in placental mammals, embedded within the Igf2 gene. Here, we uncover the control mechanisms and physiological functions of Mir483 in vivo , by generating constitutive loss-of-function and over-expressing mice. Mir483 expression is imprinted and dependent on the Igf2 promoters and Igf2/H19 imprinting control region. Over-expression of Mir483 causes severe mid-gestation fetal, but not placental, growth restriction, and late lethality. Fetal death is prevented by restoring Mir483 to endogenous levels using an inducible transgenic system. Continuous postnatal Mir483 over-expression induces growth stunting, elevated hepatic lipid content, increased adiposity, reduced local and systemic IGF1 levels and increased GH. The growth phenotypes are rescued by IGF1 infusion. Our findings provide evidence for a novel functional antagonism between a growth-suppressor microRNA and its growth-promoter host gene, and suggest that Mir483 evolved to limit excessive tissue growth through repression of IGF ligand signalling.