The Long Terminal Repeat of an Endogenous Retrovirus Induces Alternative Splicing and Encodes an Additional Carboxy-Terminal Sequence in the Human Leptin Receptor (HERV-K 의 LTR 은 OBR 의 선택적인 전사를 유도하며 C terminal 에 아미노산을 추가한다 ) M P L 석사 2 년차 김태형 J. Molecular Evolution :248

Abstract 인간의 Leptin Receptor 는 중요한 생체적 기능 즉 에너지 소비, 성호르몬 생산, 혈우병 세포에서의 활성에 관여한다. 주요 OBR 로는 OBRa, OBRb 가 있으며, OBRa 는 짧은 형 태를 가지고 있으며 OBRb 는 긴 형태의 receptor 를 형성하 게 된다. OBRa 은 HERV-K 의 LTR 에 영향을 받아 두개의 splicing event 가 발생하여 형성되어 진다. 이 OBRa 는 LTR 영역의 서열에 의해 코딩 되는 아미노산 은 Carboxy -terminal 에 있어서 Exon20 번의 아미노산은 Skip 되어 지면서 67 개 아미노산이 추가 되어진다.

Types of alternative splicing Exon Intron

OB 유전자와 OBR 의 기능 Leptin 은 지방조직에서 분비되는 호르몬이다. 그리고 그들은 homozygous mutation 에 의해 leptin 의분비가 실패를 하게 되며 비 만의 증상을 유발하게 된다고 한다. 인간의 leptin receptor gene 은 20 개의 엑손으로 구성되어 있으며 1q31 의 ~70kb 가 넘는 영역을 차지 하고 있다. OBRb 유전자 같은 경우는 303 개의 긴 세포 내 아미노산이 JAK tyrosine kinase 와 STATs(signal transducers and activators of transcription) 의 필수적인 사이트이다. OBRa 는 이들 아미노산 303 개가 새로운 67 개의 아미노산으로 치환 되어 있다. 그래서 STATs 의 활성에 의한 효과를 발휘하지 못한다. OBRa 의 67aa 는 영장류 특이적인 HERV-K10 의 LTR5 의 잔기와 88% 의 identity 를 가지고 있다.

LTR 서열에 의한 alternative splicing 의 영향 우리가 발견한 LTR5 의 영역 translation 되는 OBRa 의 끝쪽영역의 67 개 의 아미노산은 NCBI 데이터베이스의 어떠한 단백질과도 매칭을 보이지 않았다. 이는 LTR5 영역에 있어서 untranslatable LTR5 의 영역이기 때 문이다. 추가적으로 splice signals 과 ORF, 그리고 putative 한 polyadenylation signal 과 translation stop codon 이 OBRa 에 포함되 어 있었다. 이들 leptin receptor 의 짧은 형태는 intracellular domain 을 가지고 있 지 않아서 transduce regulatory signals 를 하지 못한다. 게다가 Leptin 유전자의 5 ’ -UTR 영역에서 MER11 repeat 60bp 를 태반 안에서 leptin 발현의 enhancer 로써 작용을 한다. MER11 의 TGTTAT 는 steroid 반응 motif 와 동일하며 GTGCTAAG 는 enhancer motif 와 동일 하다 이는 직접적으로 LTR5 과 함께 alternative transcript 역할을 담당 하게 된다.

Leptin JAK STAT Leptin 과 OBR 의 기능 OBR

LTR5 에 의한 alternative splicing 에 의한 주요 두 가지 OBR 유전자의 형성에 대한 도식 Donor Acepto r Long form Short form

LTR5 과 OBRa 유전자의 지놈믹 구조 비교 Intron

Discussion ERV 및 그와 관련된 지놈 들은 진화 연구에 중요하며 이들이 유 전자의 전사에 있어서 중요한 그리고 직, 간접적인 조절 및 기능에 영향을 미치고 있다. OBRa 및 OBRb 로의 형성은 steroid 계 호르몬들이 LTR5 와 같은 서열과 상호 조절 작용에 의해 이루어 진다고 알려져 있다. Mer11 과 LTR5 는 leptin 과 receptor 의 발현을 조절하는 메커니 즘을 진화 연구에 기초하여 연구 할 수 있는 길을 제시하여 준다. HERV-K 의 ERV 와 관련한 LTR5 는 OBRa 와 OBRb 의 발현의 비 율을 조절하기 위한 기능으로써 중립진화의 도구의 역할을 한다.