The Mediator complex is commonly seen as a molecular bridge that connects DNA- bound transcription factors to the RNA polymerase II (Pol II) machinery. It is a large complex consisting of 30 subunits that is present in all eukaryotes. The Med12 subunit has been implicated not only in the regulation of Pol II activity, but also in the binding of transcription factors to the bulk of the Mediator complex. To investigate its role during mouse development, the Med12 gene was targeted in mouse embryonic stem cells (ES), producing a conditional null allele that expressed Med12 at wild-type levels. This allowed the generation of several mutant Med12 alleles with varying amounts of Med12 expressivity and the analysis of mouse embryos carrying such alleles. These demonstrated that Med12 is essential for several processes of early mouse development such as mesoderm induction and segmentation, body axis elongation, formation of the heart and neural crest cell migration. Mice carrying the conditional allele were instrumental in the study of later developmental functions of Med12 like its involvement in skeletogenesis and neural tube closure. Additionally, analysis of the phenotypes in mutant embryos established Med12 as a central component of important signaling pathways controlling mouse development. Specifically, results from this work showed that Med12 is critical for canonical Wnt signaling by acting as a coactivator for its nuclear effector, β-catenin. Further, the non-canonical Wnt/Planar Cell Polarity pathway also requires Med12 for its correct establishment during embryogenesis. And finally, experiments described here highlighted the importance of Med12 during induction of the chondrogenic lineage by acting as a coactivator for Sox9. It is now clear that Med12 is an essential regulator of mouse development that coordinates several embryonic processes and is responsible for interpreting stimuli from signaling pathways by regulating transcription of their target genes.
Der Mediatorkomplex gilt als eine molekulare Brücke zwischen an DNA-gebundenen Transkriptionsfaktoren und der RNA-Polymerase II Transkriptionsmaschinerie. Er besteht aus 30 Untereinheiten und findet sich in allen Eukaryonten. Die Med12-Untereinheit des Mediatorkomplexes spielt eine wichtige Rolle bei der Regulation der RNA-Polymerase II-Aktivität, sowie bei der Bindung von Transkriptionsfaktoren an den Komplex. Um die Rolle von Med12 in der Mausentwicklung zu studieren, wurde das Med12-Gen in embryonalen Stammzellen (ES-Zellen) der Maus genetisch manipuliert. Hierbei wurden ES-Zelllinien mit verschiedenen Med12-Allelen generiert: ein konditionelles-, ein hypomorphes- und ein null-Allel. Das konditionelle Allel zeigte die gleiche Med12-Expression wie das Wildtyp-Allel. Die anderen Allele reduzieren die Med12-Expressionsstärke. Diese verschiedenen ES-Zelllinien wurden zur Generierung und zur Analyse von mutanten Mausembryonen verwendet, deren Phänotyp analysiert wurde. Die mutanten Mausembryonen zeigten, dass Med12 für unterschiedliche Prozesse der frühen Embryonalentwicklung, wie Mesoderminduktion, Segmentierung, Verlängerung der Körperachse, Herzbildung und Wanderung der Neuralleistenzellen essentiell ist. Mäuse, die das konditionelle Allel trugen, konnten für das Studium später Entwicklungsprozesse wie Skelettbildung und Schließung des Neuralrohrs verwendet werden. Die Analyse der Phänotypen in Med12-mutanten Embryonen zeigte, dass Med12 als eine zentrale Komponente wichtiger Signaltransduktionswege die Mausentwicklung kontrolliert. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass Med12 als Koaktivator von β-catenin essentiell für den kanonischen Wnt-Signaltransduktionsweg ist. Der "Planar-Cell-Polarity Pathway", eine nicht-kanonische Variante des Wnt-Signaltransduktionswegs, ist während der Embryonalentwicklung ebenfalls auf Med12 angewiesen. Weiterhin konnte experimentell nachgewiesen werden, dass Med12 als Ko-Aktivator des Transriptionsfaktors Sox9 für die Induktion der Chondrogenese wichtig ist. Zusammenfassend konnte innerhalb dieser Arbeit gezeigt werden, dass Med12 ein essentieller Regulator der Mausentwicklung ist, und dass Med12 durch Interpretation von Stimuli von Signaltransduktionswegen diverse embryonale Prozesse koordiniert und die Transkription verschiedener, entwicklungsrelevanter Zielgene reguliert wird.
