Mediatorns roll vid stress i växter och svampar

Mediatorn upptäcktes genom försök i jäst, men har visat sig finnas i alla eukaryoter [1,2]. De olika subenheterna i Mediatorn har numera en för olika organismer gemensam terminologi, där proteinerna numreras från Med1 till Med37 [3]. De flesta av subenheterna är konserverade i alla eukaryoter, men vissa subenheter finns bara i växter, och andra bara i djur och svampar.

RNA polymeras II på en promotor. Från Kazantseva J & Palm K (2014) Int J Mol Sci15, 16680-97 

Mediatorns subenheter är organiserade i fyra moduler: Huvud, Mitt, Svans och Cyclinberoende kinas (CDK). Huvudmodulen binder till RNA polymeraset och reglerar dess funktion. Svansmodulen binder till DNA-bindande proteiner - aktivatorer och repressorer - som sitter på genens promotor, och förmedlar deras signaler till Huvudmodulen och vidare till polymeraset. Kinasmodulen är lösare associerad med resten av Mediatorn och hämmar dess funktion. Mittmodulen håller ihop de andra modulerna.

Mediatorns fyra moduler. Från Tóth-Petróczy Á et al. (2008) PLoS Comput Biol 4, e1000243

Man tror att Mediatorn fungerar som en kopplingscentral där signaler från olika signalvägar strålar samman och vägs mot varandra innan RNA polymeraset får order att lämna promotorn och börja transkribera genen. Detaljerna i Mediatorns funktion är dock fortfarande okända.

Vi har tidigare studerat Mediatorns roll i jäst och muddermossa med hjälp av de avancerade molekylärgenetiska metoder som finns i dessa två modellorganismer [4-8]. Vi deltar sedan 2016 i ett projekt finansierat av Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse där fem forskargrupper vid SLU och Umeå Universitet studerar Mediatorn i växter och svampar, med fokus på dess roll i stressignalering och stresstålighet.

Projektet bygger på jämförande studier i fyra modellorganismer: backtrav (Arabidopsis thaliana), muddermossa (Physcomitrella patens), vinjäst (Saccharomyces cerevisiae) och rött brödmögel (Neurospora crassa). Vårt arbete är fokuserat på jäst och muddermossa.

Frågor som vi kommer att studera är bland annat vilka gener som regleras av biotisk och abiotisk stress, vilken roll olika subenheter av Mediatorn spelar i denna reglering, hur bindningen av Mediatorn till olika gener påverkas av stress, samt vilka ändringar i som sker i kromatinstrukturen vid stress, och hur de påverkas av mutationer i Mediatorn.

Forskare

• Chandra Shekar Kenchappa
• Guo-Zhen Hu
• Hans Ronne

Finansierat av Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse

Referenser

1. Yang Y, Li L & Qu L-J (2016) J Integrative Plant Biol 58, 106-18
2. Bäckström et al. (2007) Mol Cell 717-29
3. Bourbon et al. (2004) Mol Cell 14, 553-7
4. Balciunas D, Gälman C, Ronne H & Björklund S (1999) PNAS 96, 376-81
5. Balciunas D, Hallberg M, Björklund S & Ronne H (2003) J Biol Chem 278, 3831-9
6. Hallberg et al. (2004) PNAS 101, 3370-5
7. Hallberg et al. (2006) Mol Genet Genom 276, 197-210
8. Elfving N et al. (2011) PNAS 108, 8245-50