Recent studies have shown that long noncoding RNAs (lncRNAs) play roles in a broad range of cellular processes. I choose two lncRNAs which are relevant cancers to investigate correlation between their structure and function. First, brain cytoplasmic RNA (BC200) acts as a translational modulator of local protein synthesis at dendrites. Herein I demonstrated minimum regions and enhancing regions of activation and inhibition for translation efficiency in BC200 RNA. Especially, these enhancing regions in Alu domain must be required in cap-dependent translation. These results demonstrate the importance of Alu domain in translation inhibition. Next, I identified hnRNP E1 and hnRNP E2 as BC200 RNA-interacting proteins by Y3H. I found that: these hnRNA proteins could restore BC200 RNA-inhibited translation; BC200 RNA interacts with hnRNP E1 and E2 mainly through its unique 3’ C-rich domain; and the RNA binding specificities and modes of the two proteins differed somewhat. These results offer new insights into the regulation of BC200 RNA-mediated translation inhibition. Second, the steroid receptor RNA activator (SRA) acts as a putative coactivator for steroid receptor-mediated transcription. Here, I first examined the effects of each domain on the coactivation of estrogen receptor $\alpha$ ($ER \alpha$)-mediated transcription. Domain deletion analysis using a luciferase reporter gene in HeLa cells showed that the deletion of any domain decreased the luciferase activity, and that deletion of domain III caused the largest decrease. This domain III deletion effect was not recovered by co-expression of domain III alone; moreover, the expression of domain III fragments inhibited luciferase expression in HeLa cells. Moreover, a fragment containing helices H15-H18 reduced $ER \alpha$ -responsive gene expression in MCF-7 breast cancer cells, suggesting that these conserved helices are important to the SRA RNA-mediated regulation of $ER \alpha$ -mediated transcription. In summary, this thesis proposed closed association between RNA structure and function using BC200 RNA and SRA RNA.
비코딩 RNA는 세포 내 다양한 대사과정을 조절하며 암이나 다른 질병들의 발병과정에도 참여한다. 이런 기능을 수행하기 위해서는 삼차원적 구조를 형성하는 것이 필수적이다. 본 연구는 두 비코딩 RNA의 구조가 기능에 미치는 영향에 대해 연구하였다. 우선, BC200 RNA는 신경세포 특이적 비코딩 RNA로써 수상돌기에서 국부적으로 단백질 합성을 조절한다. BC200 RNA의 구조를 기능적 분할 분석을 통해 Alu domain이 BC200 RNA의 기능인 단백질 합성 억제에 미치는 영향을 처음으로 규명하였다. 또한 BC200 RNA를 조절하는 인자인 hnRNP E1과 E2를 찾아 이들이 BC200 RNA와 직접적으로 상호작용하고 BC200 RNA의 기능인 단백질 억제 현상을 복구함을 확인했다. 또한 hnRNP E1만이 BC200 RNA의 구조를 변화시키고 이는 삼중의 복합체를 형성함을 밝혔다. 또한 SRA RNA는 스테로이드 수용체 RNA 활성인자로써 전사반응을 조절한다. SRA RNA의 기능적 분할 분석을 통해 도메인 Ⅲ가 에스트로겐 수용체 매개의 전사반응을 저해할 수 있음을 밝혔다. 본 학위논문은 비코딩 RNA 연구에 새로운 시야를 제공하며 이와 연관된 질병들의 새로운 진단 및 치료제 개발에서 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.