Den slående förmågan för växter att anpassa sin tillväxt och utveckling till en ständigt föränderlig miljö förmedlas av olika växthormoner som reglerar praktiskt taget alla aspekter av växtlivet. Under de senaste 10 till 15 åren, enorma framsteg har gjorts för att klargöra naturen hos växthormonreceptorer.

Ett viktigt konceptuellt framsteg inom hormonbiologi är upptäckten att, förutom konventionella membranbundna hormonreceptorer, huvudreceptorerna för flera växthormoner är lokaliserade i kärnan och direkt kopplade till hormonreglerad gentranskription. Trots dessa framsteg, den fysiologiska betydelsen och verkningsmekanismen för nukleära hormonreceptorer (NR) i växtriket förblir gåtfulla.

Jasmonate är ett lipidhärlett växthormon som reglerar ett brett spektrum av växtimmunitet och adaptiva tillväxtfunktioner. Avkänning av jasmonat av det nukleärt lokaliserade F-box-proteinet CORONATINE INSENSITIVE 1 (COI1) utlöser genomomfattande transkriptionsförändringar som till stor del regleras av mastertranskriptionsfaktorn MYC2. Dock, det är fortfarande oklart hur COI1 förmedlar hormonspecifika regulatoriska signaler till RNA-polymeras II (Pol II) allmänna transkriptionsmaskineri och kromatin.

En ny studie ledd av LI Chuanyou från Institute of Genetics and Developmental Biology vid den kinesiska vetenskapsakademin har avslöjat att Mediator, ett evolutionärt konserverat multi-subunit coactivator komplex vars aktivitet är väsentlig för Pol II-beroende gentranskription, länkar direkt COI1 till Pol II och kromatin under jasmonatsignalering.

De fann att, i vilostadiet, Mediator-subenheten MED25 för COI1 till MYC2-målpromotorer genom fysisk interaktion; vid hormonframkallande, MED25 underlättar COI1-beroende nedbrytning av JAZ-transkriptionsrepressorer, vilket gynnar MYC2-riktad transkription av gener som svarar på jasmonat.

Dessutom, de fann att MED25 också fysiskt och funktionellt interagerar med HISTONE ACTYLTRANSFERASE1 (HAC1), ett evolutionärt konserverat histonmodifieringsenzym som selektivt reglerar histon (H) 3 lysin (K) 9 acetylering (H3K9ac) av MYC2 målpromotorer under jasmonatsignalering. Dessutom, MED25 samarbetar med både COI1 och HAC1 om MYC2-målpromotorer.

Dessa nya observationer, tillsammans med deras tidigare upptäckt att MED25 överbryggar mastertranskriptionsfaktorn MYC2 och Pol II för pre-initiation complex (PIC) montering under jasmonatreglerad gentranskription (Chen et al., 2012, växtcellen), avslöja att MED25 fungerar som en huvudkoordinator för att integrera åtgärderna från både genetiska och epigenetiska regulatorer i ett samordnat transkriptionsprogram.

Signaleringsparadigmet där Mediator länkar hormonreceptorer till transkriptionellt aktivt kromatin verkar sannolikt i andra växthormoner vars receptorer är lokaliserade i kärnan.

Dessutom, forskarna visade att den övergripande proteindomänsammansättningen av växt MED25 i stort sett liknar den hos dess djurmotsvarighet, som engagerar sig i en ligandberoende interaktion med retinsyrareceptor (RAR) och flera andra NR.

I samband med att animal Mediator först biokemiskt isolerades som ett sköldkörtelhormonreceptorassocierat protein (TRAP)-komplex, och har visat sig vara en oumbärlig NR-interagerande samaktivator, denna studie avslöjar ett scenario där växter och djur har utvecklats olika, men ändå i stort sett lika, mekanismer för NR-aktivering på nivån av transkriptionell reglering.

Således, denna undersökning lägger en viktig grund inte bara för att undersöka Mediators verkan i andra växthormoner, men också för att undersöka likheterna och skillnaderna mellan växt- och djur-NR-system.