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中文報告-蘇資茜

最後更新日期 : 2016-01-27

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 interactionchromatin的結構會modifiedgeneral transcription factors(GTFs)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)(general transcription factors+polymerase II)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chromatinhyperacetylated,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MED23cDNA 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 regulationFOS up regulation 的現象。

進一步為了去證找出是否這兩個IEGswild typemutnat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 factorrecruitment on promoter

(2) Transcription initiation phase to elongation phase

(3)Mediator promotes chromatin remodeling

 

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activatorrecruit mediator使的轉錄進行。

 

所以作者檢視JUNFOS promoteractivatorsbinding sites,利用chIP assay比較 wild typeM23/R617Q5 binding情形:

(1)JUN promoter

MED23 mutation之後,因為無法與Ternary complex factor(TCF)結合,chromatin loop無法產生,activator無法作用於JUN promoter,造成JUN表現下降。

 

(2) FOS promoter

MED23 mutation之後,MED23會與ELK3結合,而不是與ELK1結合,造成FOS的表現量上升。

 

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。

可以看到也出現異常的情形,證明JUNFOS在腦部的發育十分重要。

 

由以上結果:

作者證實IEGstranscriptionnonsyndromic 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。

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