Cellular and plasma lipid levels are tightly controlled by complex gene regulatory mechanisms. Elevated plasma lipid content, or hyperlipidemia, is a significant risk factor for cardiovascular morbidity and mortality. MicroRNAs (miRNAs) are posttranscriptional regulators of gene expression and have emerged as important modulators of lipid homeostasis, but the extent of their role has not been systematically investigated. In this study we performed high-throughput small RNA sequencing and detected ≈ 150 miRNAs in mouse liver. We then employed an unbiased, in silico strategy to identify miRNA regulatory hubs in lipid metabolism, and miR-27b was identified as the strongest such hub in human and mouse liver. In addition, hepatic miR-27b levels were determined to be sensitive to plasma hyperlipidemia, as evidenced by its ≈ 3-fold up-regulation in the liver of mice on a high-fat diet (42% calories from fat). Further, we showed in a human hepatocyte cell line (Huh7) that miR-27b regulates the expression (messenger RNA [mRNA] and protein) of several key lipid-metabolism genes, including Angptl3 and Gpam. Finally, we demonstrated that hepatic miR-27b and its target genes are inversely altered in a mouse model of dyslipidemia and atherosclerosis.miR-27b is responsive to lipid levels and controls multiple genes critical to dyslipidemia.

The genetic basis of craniofacial birth defects and general variation in human facial shape remains poorly understood. Distant-acting transcriptional enhancers are a major category of non-coding genome function and have been shown to control the fine-tuned spatiotemporal expression of genes during critical stages of craniofacial development1-3. However, a lack of accurate maps of the genomic location and cell type-specific in vivo activities of all craniofacial enhancers prevents their systematic exploration in human genetics studies. Here, we combined histone modification and chromatin accessibility profiling from different stages of human craniofacial development with single-cell analyses of the developing mouse face to create a comprehensive catalogue of the regulatory landscape of facial development at tissue- and single cell-resolution. In total, we identified approximately 14,000 enhancers across seven developmental stages from weeks 4 through 8 of human embryonic face development. We used transgenic mouse reporter assays to determine the in vivo activity patterns of human face enhancers predicted from these data. Across 16 in vivo validated human enhancers, we observed a rich diversity of craniofacial subregions in which these enhancers are active in vivo. To annotate the cell type specificities of human-mouse conserved enhancers, we performed single-cell RNA-seq and single-nucleus ATAC-seq of mouse craniofacial tissues from embryonic days e11.5 to e15.5. By integrating these data across species, we find that the majority (56%) of human craniofacial enhancers are functionally conserved in mice, providing cell type- and embryonic stage-resolved predictions of their in vivo activity profiles. Using retrospective analysis of known craniofacial enhancers in combination with single cell-resolved transgenic reporter assays, we demonstrate the utility of these data for predicting the in vivo cell type specificity of enhancers. Taken together, our data provide an expansive resource for genetic and developmental studies of human craniofacial development.