As a base for human transcriptome and functional genomics, we created the “full-length long Japan” (FLJ) collection of sequenced human cDNAs. We determined the entire sequence of 21,243 selected clones and found that 14,490 cDNAs (10,897 clusters) were unique to the FLJ collection. About half of them (5,416) seemed to be protein-coding. Of those, 1,999 clusters had not been predicted by computational methods. The distribution of GC content of nonpredicted cDNAs had a peak at ∼58% compared with a peak at ∼42%for predicted cDNAs. Thus, there seems to be a slight bias against GC-rich transcripts in current gene prediction procedures. The rest of the cDNAs unique to the FLJ collection (5,481) contained no obvious open reading frames (ORFs) and thus are candidate noncoding RNAs. About one-fourth of them (1,378) showed a clear pattern of splicing. The distribution of GC content of noncoding cDNAs was narrow and had a peak at ∼42%, relatively low compared with that of protein-coding cDNAs.

By analyzing 1,780,295 5′-end sequences of human full-length cDNAs derived from 164 kinds of oligo-cap cDNA libraries, we identified 269,774 independent positions of transcriptional start sites (TSSs) for 14,628 human RefSeq genes. These TSSs were clustered into 30,964 clusters that were separated from each other by more than 500 bp and thus are very likely to constitute mutually distinct alternative promoters. To our surprise, at least 7674 (52%) human RefSeq genes were subject to regulation by putative alternative promoters (PAPs). On average, there were 3.1 PAPs per gene, with the composition of one CpG-island-containing promoter per 2.6 CpG-less promoters. In 17% of the PAP-containing loci, tissue-specific use of the PAPs was observed. The richest tissue sources of the tissue-specific PAPs were testis and brain. It was also intriguing that the PAP-containing promoters were enriched in the genes encoding signal transduction-related proteins and were rarer in the genes encoding extracellular proteins, possibly reflecting the varied functional requirement for and the restricted expression of those categories of genes, respectively. The patterns of the first exons were highly diverse as well. On average, there were 7.7 different splicing types of first exons per locus partly produced by the PAPs, suggesting that a wide variety of transcripts can be achieved by this mechanism. Our findings suggest that use of alternate promoters and consequent alternative use of first exons should play a pivotal role in generating the complexity required for the highly elaborated molecular systems in humans.

Mammalian genomes produce huge numbers of noncoding RNAs (ncRNAs). However, the functions of most ncRNAs are unclear, and novel techniques that can distinguish functional ncRNAs are needed. Studies of mRNAs have revealed that the half-life of each mRNA is closely related to its physiological function, raising the possibility that the RNA stability of an ncRNA reflects its function. In this study, we first determined the half-lives of 11,052 mRNAs and 1418 ncRNAs in HeLa Tet-off (TO) cells by developing a novel genome-wide method, which we named 5′- br omo-uridine i mmunoprecipitation c hase–deep sequencing analysis (BRIC-seq). This method involved pulse-labeling endogenous RNAs with 5′-bromo-uridine and measuring the ongoing decrease in RNA levels over time using multifaceted deep sequencing. By analyzing the relationship between RNA half-lives and functional categories, we found that RNAs with a long half-life ( t 1/2 ≥ 4 h) contained a significant proportion of ncRNAs, as well as mRNAs involved in housekeeping functions, whereas RNAs with a short half-life ( t 1/2 < 4 h) included known regulatory ncRNAs and regulatory mRNAs. The stabilities of a significant set of short-lived ncRNAs are regulated by external stimuli, such as retinoic acid treatment. In particular, we identified and characterized several novel long ncRNAs involved in cell proliferation from the group of short-lived ncRNAs. We designated this novel class of ncRNAs with a short half-life as S hort- Li ved noncoding T ranscripts (SLiTs). We propose that the strategy of monitoring RNA half-life will provide a powerful tool for investigating hitherto functionally uncharacterized regulatory RNAs.