Цис-регуляторные мотивы, участвующие в контроле деградации РНК обладают несколькими отличающимися свойствами. Во-первых, состав первичных последовательностей в мотивах деградации, по-видимому, играет менее важную роль в определении специфичности, по сравнению со случаями регуляции транскрипции. Вместо этого существует интеграция состава первичных последовательностей и локальной укладки РНК, которая в конечном итоге предопределяет потенциальную регуляторную роль цис-регуляторных элементов, контролирующих деградацию мРНК [64]. Высшего порядка топологические конфигурации мРНК молекулы также играют роль в спецификации цис-регуляторных моделей. Недавний вычислительный подход с целью определения функциональных элементов, влияющих на эволюцию 3'UTR последовательности Hox гена в 12 геномах Drosophila, подчеркнул, что специфические 3'UTR мотивы предсказуемо обладают разным регуляторным потенциалом с соответствии со вторичной структурой, принимаемой в целом 3'UTR [65]. Во-вторых, цис-регуляторные последовательности, контролирующие паттерны деградации РНК, могут варьировать во время развития (Figure 2). Вычислительные исследования показали, что высокая пропорция мРНК позвоночных (напр., по крайней мере 50% генов человека) , подвергающихся альтернативному полиаденилированию (APA), дает транскрипты с разными последовательностями 3'UTR [66]. Кроме того, эксперименты с использованием клеток млекопитающих в культуре показали. что клетки во время активной пролиферации экспрессируют мРНК в общем-то с более короткими 3'UTRs, чем те, что продуцируются в стационарных условиях, подчеркивая потенциальное значение процессинга 3'UTR для биологии живых клеток [67]. Более того, недавнее исследование продемонстрировало, что во время развития Drosophila мРНК, кодирующие 4 Нох белка, подвергаются процессу APA, приводящему к продукции мРНК, имеющими существенно отличающиеся наборы сайтов мишеней для miRNA [68]; эта работа также показала, что репортерные конструкции, включающие разные Hox 3'UTR последовательности, определяемые с помощью APA, обнаруживают дифференциальные паттерны экспрессии, демонстрируя биологическое значение Hox APA in vivo[68]. Наконец, недавнее исследование на C. elegans показало, что процессинг 3'UTR необходим для нормальных синапсов и развития аксонов [69]. Т.о., хотя онтогенетические роли вариаций 3'UTR остаются в основном не исследованными, имеющиеся данные строго указывают, что ген- и онтогенез-специфические альтерации последовательностей 3'UTR, скорее всего, имеют значение для регуляции генов, т.к. они обеспечивают изменчивость в контрольных регионах, обнаруживаемых с помощью РНК регуляторов [68,70].

Figure 3. The role of RNA degradation during developmental transitions. (a) An illustration of a developmental transition (DT) from an initial stage (S1) to a later stage (S2). (b,c) Depending on the identity and expression level of RNA-binding proteins (RBPs) and miRNAs (green) and the cis-regulatory elements present in the mRNA at S1 and S2, a course of RNA degradation is determined so that certain mRNAs are stable (e.g. mRNA1), others are degraded only up to the developmental transition (e.g. mRNA2), others are degraded only after the transition (e.g. mRNA4) and another group is degraded before and after the transition but at specific rates in each case (e.g. mRNA3). A specific example of developmental transition is provided by the maternal-to-zygotic transition (MZT) affecting early development in most animal embryos. During the MTZ, mRNA levels cease to be controlled by maternally encoded factors and become regulated by the factors expressed by the zygotic genome. Experiments in a wide spectrum of animal systems have established that mRNA degradation is at the core of the MZT (see main text for further details).

Figure 4. The role of RNA degradation during developmental patterning and differentiation. The figure describes the general impact that mRNA degradation can have on developmental patterning and differentiation. Despite uniform transcriptional patterns for the developmental gene X across the field of cells C1–C10, cell-specific expression levels of miRNAs (light grey) and RNA-binding proteins (RBPs, dark grey) lead to differential expression levels of X mRNAs within this cellular field (red). Thus, the differential degradation of X mRNAs by miRNAs and RBPs determines that only a subset of cells express sufficient X mRNA to trigger cell differentiation (i.e. C2, C3 and C10, red).

Итак, специфические скорости деградации РНК, касающиеся данной мРНК в специфическом клеточном пространственно-временном контексте диктуются природой физических контактов между специфическими RBPs и малыми РНК (ко-экспрессирующихся в этих определенных клетках) с цис-регуляторными мотивами, присутствующими в мРНК мишенях в данный момент времени (Figure 2). Следовательно, качественные особенности и распределение цис-регуляторных мотивов в каждой из молекул мРНК обеспечивает код транскрипта (code-script) или 'код деградации РНК', в котором зашифрован паттерн будущей деградации этой мРНК. Преобладание APA событий [66] , затрагивающих 3'UTR регуляторные последовательности, подтверждает, что эти мотивы цис-регуляторной деградации базируются как на композиции последовательностей, так и локальной укладке РНК и тканеспецифическом распределении транс-регуляторов РНК в развивающихся эмбрионах [71,72,73,74] , это подтверждает, что кодирующая способность кода деградации РНК высока и приводит к разным исходам деградации в соответствии с временными и пространственными сигналами в развивающемся организме.