• Molecules and Cells
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• 제40권2호
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• pp.100-108
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• 2017

Cathepsin F, which is encoded by CTSF, is a cysteine proteinase ubiquitously expressed in several tissues. In a previous study, novel transcripts of the CTSF gene were identified in the crab-eating monkey deriving from the integration of an Alu element-AluYRa1. The occurrence of AluYRa1-derived alternative transcripts and the mechanism of exonization events in the CTSF gene of human, rhesus monkey, and crabeating monkey were investigated using PCR and reverse transcription PCR on the genomic DNA and cDNA isolated from several tissues. Results demonstrated that AluYRa1 was only integrated into the genome of Macaca species and this lineage-specific integration led to exonization events by producing a conserved 3' splice site. Six transcript variants (V1-V6) were generated by alternative splicing (AS) events, including intron retention and alternative 5' splice sites in the 5' and 3' flanking regions of CTSF_AluYRa1. Among them, V3-V5 transcripts were ubiquitously expressed in all tissues of rhesus monkey and crab-eating monkey, whereas AluYRa1-exonized V1 was dominantly expressed in the testis of the crab-eating monkey, and V2 was only expressed in the testis of the two monkeys. These five transcript variants also had different amino acid sequences in the C-terminal region of CTSF, as compared to reference sequences. Thus, species-specific Alu-derived exonization by lineage-specific integration of Alu elements and AS events seems to have played an important role during primate evolution by producing transcript variants and gene diversification.

• Molecules and Cells
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• 제38권11호
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• pp.950-958
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• 2015

BCS1L gene encodes mitochondrial protein and is a member of conserved AAA protein family. This gene is involved in the incorporation of Rieske FeS and Qcr10p into complex III of respiratory chain. In our previous study, AluYRa2-derived alternative transcript in rhesus monkey genome was identified. However, this transcript has not been reported in human genome. In present study, we conducted evolutionary analysis of AluYRa2-exonized transcript with various primate genomic DNAs and cDNAs from humans, rhesus monkeys, and crabeating monkeys. Remarkably, our results show that AluYRa2 element has only been integrated into genomes of Macaca species. This Macaca lineage-specific integration of AluYRa2 element led to exonization event in the first intron region of BCS1L gene by producing a conserved 3' splice site. Intriguingly, in rhesus and crabeating monkeys, more diverse transcript variants by alternative splicing (AS) events, including exon skipping and different 5' splice sites from humans, were identified. Alignment of amino acid sequences revealed that AluYRa2-exonized transcript has short N-terminal peptides. Therefore, AS events play a major role in the generation of various transcripts and proteins during primate evolution. In particular, lineage-specific integration of Alu elements and species-specific Alu-derived exonization events could be important sources of gene diversification in primates.

• Genomics & Informatics
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• 제11권3호
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• pp.142-148
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• 2013

SINE-VNTR-Alu (SVA) elements are present in hominoid primates and are divided into 6 subfamilies (SVA-A to SVA-F) and active in the human population. Using a bioinformatic tool, 22 SVA element-associated genes are identified in the human genome. In an analysis of genomic structure, SVA elements are detected in the 5′ untranslated region (UTR) of HGSNAT (SVA-B), MRGPRX3 (SVA-D), HYAL1 (SVA-F), TCHH (SVA-F), and ATXN2L (SVA-F) genes, while some elements are observed in the 3′UTR of SPICE1 (SVA-B), TDRKH (SVA-C), GOSR1 (SVA-D), BBS5 (SVA-D), NEK5 (SVA-D), ABHD2 (SVA-F), C1QTNF7 (SVA-F), ORC6L (SVA-F), TMEM69 (SVA-F), and CCDC137 (SVA-F) genes. They could contribute to exon extension or supplying poly A signals. LEPR (SVA-C), ALOX5 (SVA-D), PDS5B (SVA-D), and ABCA10 (SVA-F) genes also showed alternative transcripts by SVA exonization events. Dominant expression of HYAL1_SVA appeared in lung tissues, while HYAL1_noSVA showed ubiquitous expression in various human tissues. Expression of both transcripts (TDRKH_SVA and TDRKH_noSVA) of the TDRKH gene appeared to be ubiquitous. Taken together, these data suggest that SVA elements cause transcript isoforms that contribute to modulation of gene regulation in various human tissues.

• 생명과학회지
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• 제21권3호
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• pp.459-463
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• 2011

붉은 털 원숭이의 유전체는 인간의 것과 93% 정도로 동일하여, 진화적 연구 및 생물의학적 연구에 널리 활용되고 있다. 숙주 개체 내로 가동성 유전인자(TEs)의 삽입은 유전자 전사체의 다양성과 발현양상을 다르게 만든다. 본 연구에서는 붉은 털 원숭이의 뇌 조직으로부터 만든 cDNA 라이브러리에서 112개 전사체를 동정하여 분석하였다. 하나의 전사체 R54는 인간과 원숭이의 다양한 조직에서 유전자 발현양상을 비교분석 해 본 결과 서로 다른 패턴을 보여 주었다. 이러한 현상은 가동성 유전인자인 L2A의 삽입으로 인한 스플라이싱 도너 사이트가 변화된 것으로 생각된다. 따라서, 영장류의 진화과정에 있어 유전체 내로 TEs의 삽입은 전사체의 다양성과 유전자 발현 조절에 변화를 주는 것으로 시사된다.

• 생명과학회지
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• 제29권9호
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• pp.1047-1054
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• 2019

이동성 유전인자는 인간 유전체의 45%를 차지하며 기능성 유전자 내부로 자유롭게 들어갈 수 있다. 이들은 진화과정에서 중복현상으로 다수의 복사수로 생성되며, 생물종다양성 및 계통유전체학 분야에 기여한다. 이동성 유전인자의 대부분은 메틸화 또는 아세틸화 현상과 같은 후성유전학적 조절에 의해 제어된다. 다양한 생물종은 그들만의 고유의 이동성 유전인자를 가지고 있으며, 일반적으로 DNA트란스포존과 레트로트란스포존으로 나뉜다. 레트로트란스포존은 LTR의 유무에 따라 다시 HERV와 LINE으로 구분된다. 이동성 유전인자는 프로모터, 인핸서, 엑손화, 재배열 및 선택적 스플라이싱과 같은 다양한 생물학적 기능을 수행한다. 또한 이들은 유전체의 불안정성을 야기시켜 다양한 질병을 유발하기도 한다. 따라서, 암과 같은 질병을 진단하는 바이오 마커로 사용될 수 있다. 최근, 이동성 유전인자는 miRNA를 만들어 내는 것으로 밝혀졌으며, 이러한 miRNA는 타겟 유전자의 seed 영역에 결합함으로서 mRNA의 분해 및 번역을 억제하는 역할을 수행한다. 이동성 유전인자 유래의 miRNA는 기능성 유전자의 발현에 큰 영향을 미친다. 다양한 생물종과 조직에서 서로 다른 miRNA의 비교 분석 연구는 생물학적 기능과 관련하여 진화학과 계통학 영역에서 흥미 있는 연구 분야라 할 수 있겠다.