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中介体复合物(Mediator Complex)是RNA聚合酶II介导的转录装置中的一个重要组分,是介于转录因子与RNA聚合酶II之间信息传递的桥梁。它在真核生物转录调控中的激活和抑制两方面都行使重要功能。中介体复合物在酵母中有超过20个组分蛋白,在哺乳动物中有超过30个遗传上保守的组分蛋白,Mediator复合物在进化过程中组成不断丰富,在哺乳动物中出现了很多低等动物中不存在的新的亚基,这些亚基的出现有什么样的生物学意义?会不会在细胞分化的过程中起作用呢?
通过响应不同的发育信号并激活下游的基因表达,Mediator成为了不同生物过程的信息处理中心。其中MED23亚基通过介导Insulin-MAPK信号通路,调控了脂肪细胞的分化过程。然而,MED23在整个发育过程中对于基因表达和细胞分化的调控研究仍不清楚。在我的工作中,我们证明了MED23同时对于RhoA-MAL信号通路和肌肉分化具有严格的调控。一系列RhoA-MAL信号通路调控的骨架基因在Med23敲除的小鼠成纤维细胞(MEF)中表达明显增强。并且,利用间充质干细胞分化实验发现,Meal23缺失在降低脂肪细胞分化能力的同时,增强了其向肌肉细胞分化的能力。通过大规模基因组学分析,Ras-MAPK-ELK1和RhoA-MAL两条信号通路的靶基因对于Med23缺失有着不同的反应:前者调控的生长、脂肪细胞标志基因表达下降而后者调控的细胞骨架/平滑肌相关基因表达升高。通过进一步的分子机制研究,我们证明:MED23的存在使ELK1与SRF形成复合物抑制平滑肌基因的表达,而MED23的缺失使ELK1从启动子上脱离,造成了MAL与SRF形成复合物并激活平滑肌基因的表达。值得注意的是,这种现象也在斑马鱼这种模式生物中得到了验证。总而言之,我们的实验结果首次证实Med23对于细胞骨架基因和平滑肌收缩基因具有转录抑制作用,并且通过这种方式来影响中胚层细胞向肌肉还是向脂肪细胞分化。