中文報告-蘇資茜
MED23 Mutation Links Intellectual Disability to Dysregulation of Immediate Early Gene Expression
Satoru Hashimoto et al., Science 333, 1161-1163(2011)
Speaker: Zih-Cian Su(蘇資茜) Time:14:00~15:00, Dec. 21, 2011
Commentator: Dr. A-Min Huang(黃阿敏老師) Place: Room 601
摘要
真核生物的activator藉由兩個general mechanism會去調控轉錄作用。第一個是:Activator會與coactivator complex interaction後chromatin的結構會modified。general transcription factors(GTFs)和RNA polymerase II進入到DNA promoter中,接著transcrition initiation。 第二個則是:activator會促使preinitiation complex(PIC)(由general transcription factors+polymerase II)在promoter上形成,再刺激Pol II進行initiation。
Mediator complex在轉錄上扮演的角色是參與在transcriptional activation的第二個aspect和維持chromatin的hyperacetylated,將chromatin的結構打開。Mammalian mediator(MED)為一個multiprotein,其中MED23為其中的一個subunit。藉由genetic analysis去分析intellectual disability的病人的細胞,發現其MED23在cDNA 1850位置上有一個G to A的突變,amino acid會從 arginie轉變成glutamine。
根據以往的研究,MED23會去midiate immediate early genes (IEGs),
例如EGR-1, EGR-2, C-FOS and JUN,這些基因經過serum induction之後,會立即短暫的表現量改變。作者利用microarray的方式,將正常的細胞與帶有突變的細胞(M23/R617Q)經過serum free medium培養24小時之後,加入serum培養後,利用real-time PCR定量,比較兩著之間serum response genes的差異,觀察到JUN down regulation,FOS up regulation 的現象。
進一步為了去證找出是否這兩個IEGs在wild type與mutnat之間的表現量的差異,是由於MED23突變,而造成transcription調控異常所造成的。作者針對mediator的不同功能作探討:
(1)Transcriptional factor的recruitment on promoter
(2) Transcription initiation phase to elongation phase
(3)Mediator promotes chromatin remodeling
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The recruitment of mediator |
Transcription initiation phase to elongation phase |
Chromatin remodeling |
JUN |
defective |
defective |
defective |
FOS |
no effect |
no effect |
no effect |
另外,在轉錄的過程中,因為activator會recruit mediator使的轉錄進行。
所以作者檢視JUN與FOS promoter上activators的binding sites,利用chIP assay比較 wild type與M23/R617Q5 binding情形:
(1)在JUN promoter
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(2) 在FOS promoter
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接下來,作者想知道是否因為mediator其他subunits mutation所造成的其他intellectual disability,是否也有IEGs表現量異常的情況。
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由以上結果:
作者證實IEGs的transcription與nonsyndromic intellectual disability的相關性。是否是因為IEGs表現異常造成shor-term神經活性改變,而產生此疾病,需要再加以研究。