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

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

(2) 在FOS promoter

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。

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。