Messenger RNA (mRNA) sequences containing AU (Adenine and Uracil) rich element (ARE), are subjected to rapid degradation at their 3’ untranslated regions (UTR). The efficiency of the degradation depends on the number of AUUUA motifs. Here, we show the significant portion (30-40%) of ARE in mRNA 3’UTR was found in the short interspersed nucleotide element (SINE) at the maximum AUUUA repeats, of which function has been not known in mammalian. Alu interspersed in human genome and Alu-like sequence such as B1 or B2 in mouse have poly-adenine (poly-A) regions at the end that lead to poly-thymine (poly-T) regions at the poly-A’s complementary strand on DNA. The poly-T has ARE through the transitions from thymine to non-thymine base in regular interval. The possible transitional mechanism on how SINE’s poly-T could acquire AREs is suggested through the comparison between human mRNA’s ARE generated by Alu and orthologous chimpanzee cDNA sequence’s. In addition, all Alu sequences in chimpanzee chromosome 21 and human 22 were also aligned to search for the transition process. In this study, we suggest that SINE, which has been reported as a junk DNA element, is a source of AREs, which control mRNA life time in mammalian. The ARE was generated by the transition from thymine to adenine in SINE’s poly-T region at the 3’UTR in mammalian mRNA.
인간의 전사체(mRNA) 3’ 비번역 지역(untranslated region, UTR)에 AUUUA의 반복되는 패턴(ARE)이 있으면, 전사체를 퇴화(degradation) 시키는 요소들이 결합하여 전사체의 수명을 짧게 한다. ARE 중 최대 길이의 약 30-40% 정도가 SINE 의 끝부분에 타이민 (Thymine) 꼬리 (Poly-T region)에서 발견되었다. AUUUA의 반복이 많을수록 mRNA의 수명을 더 짧게 만드는데, SINE은 ARE 의 패턴의 개수가 높을수록 많이 발견이 되는 경향을 보였다. SINE 은 인간의 유전체(genome)에서 기능을 하지 않은 쓸모 없는 요소라고 알려져 있다. 하지만, 전사체의 수명을 조절할 수 있는 ARE 의 생성을 3’ 비번역 지역에서 ARE의 생성에 관여한다는 것을 통계적으로 증명하였다. 쥐의 전사체에서도 ARE의 길이는 짧지만, 비슷한 최대값의 비율을 보였다. 그러므로, SINE은 젖먹이 동물 (mammalian)에서 ARE의 생성에 관여하는 것을 알 수 있다.
SINE의 타이민 꼬리에서 규칙적인 AUUUA 의 패턴의 발견은 타이민(thymine)에서 아데닌(adenine)으로의 변화(transition)에 기인한다고 예상된다. SINE의 타이민 꼬리(T-tail)의 역할은 SINE 의 자기 복제에 있어서 매우 중요한 요소이고 현재는 대부분의 SINE이 활동을 하지 않고 있다. 그러므로, 타이민으로 이루어진 SINE의 꼬리에, 규칙적인 간격으로 타이민이 아데닌으로 변화하여 ARE 가 생성 되었을 것이다. 이것을 증명하기 위해 3’ 비번역 지역에 있는 ARE를 가지고 있는 인간의 전사체와 동일한 침팬지의 cDNA의 타이민 꼬리를 비교하여 다른 변화 양상을 찾았다. 침팬지 염색체 22번과 인간의 염색체 21번에 분포하는 SINE을 같은 방법으로 비교하여 좀더 많은 변화현상을 볼 수 있었다.
3’ 비번역 지역에 위치한 SINE의 타이민 꼬리 지역에서 ARE를 발견하였고, 이것은 타이민에서 아데닌으로의 변화과정으로 생성된 것을 확인하였다. 그러므로, 이 연구는 쓸모 없는 요소로 알려진 SINE의 새로운 역할을 발견하였다.
