加拿大科學家的一項最新研究，摸索出了有關核糖核酸（RNA）結構的“字母表”,，利用它可以方便地根據(jù)基因測序數(shù)據(jù)推斷出RNA的三維結構,。新成果無疑為人們提供了新的工具，來加深對RNA這一類重要細胞調節(jié)器的理解,。相關論文發(fā)表在3月6日的《自然》雜志上,。
單鏈RNA的折疊形態(tài)取決于組成它的核苷酸間的相互作用。RNA建模的經典方法有一個重大缺陷——它只能考慮到規(guī)范的A-U和G-C以及不定的G-U堿基對,，也就是核苷酸面對面的情況,。而在非經典的Hoogsteen氫鍵和糖相互作用中，核苷酸是并排或者上下排列的,，這時傳統(tǒng)的規(guī)則的表現(xiàn)就不甚理想了,。其結果往往是不完善或者錯誤的模型，從而誤導研究人員,。
為了解決這一問題,，由加拿大蒙特利爾大學免疫與癌癥研究所項目負責人、計算機系教授Fran?ois Major領導的生物信息學研究小組在最新的研究中,，從根本上提出了一種不同的RNA建模方法,，即用一系列核苷酸循環(huán)基序（nucleotide cyclic motifs，簡稱NCM，由若干核苷酸通過特定相互作用形成的最基本結構單元）來定義RNA結構,，該基序包含了相鄰核苷酸之間所有可能的相互作用,。
研究人員得到的一個“字母表”名為MC-Fold，它能夠系統(tǒng)地將不同基序分配給各個序列片斷,，并根據(jù)在已知結構中出現(xiàn)的頻率選擇出最可能的一個,。而另一個名為MC-Sym的“字母表”這時會將選擇出的基序裝配起來，裝配同時會考慮到各種從已知結構中確定的限制條件,。
Major表示,，“利用NCM系統(tǒng)可以讓我們更好地獲得RNA分子的三維結構。與熱力學方法相比,，利用我們的‘字母表’出現(xiàn)假陽性的情況更少,，這種改進是基于NCM集成了更多堿基配對的上下關聯(lián)信息（context-dependent information）。”
RNA在生物學和醫(yī)學研究中不斷增加的重要性意味著,，這一新的建模規(guī)則大有用武之地,。比如，研究人員在文章中就展示了該工具可以用于HIV病毒（屬于RNA病毒）研究,。
此外,，研究人員還能利用MC-Fold和MC-Sym鑒別miRNAs，它們是一類重要的調控分子,，也是當前生物醫(yī)學研究的熱點,。考慮到目前僅根據(jù)短短的序列十分難以確定這些小RNA分子,，新的研究應當是一項重要的突破,。（科學網 任霄鵬/編譯）
生物谷推薦原始出處：
（Nature），452, 51-55 (6 March 2008),，Marc Parisien, Franois Major
The MC-Fold and MC-Sym pipeline infers RNA structure from sequence data
Marc Parisien & Franois Major
The classical RNA secondary structure model considers AU and GC Watson–Crick as well as GU wobble base pairs. Here we substitute it for a new one, in which sets of nucleotide cyclic motifs define RNA structures. This model allows us to unify all base pairing energetic contributions in an effective scoring function to tackle the problem of RNA folding. We show how pipelining two computer algorithms based on nucleotide cyclic motifs, MC-Fold and MC-Sym, reproduces a series of experimentally determined RNA three-dimensional structures from the sequence. This demonstrates how crucial the consideration of all base-pairing interactions is in filling the gap between sequence and structure. We use the pipeline to define rules of precursor microRNA folding in double helices, despite the presence of a number of presumed mismatches and bulges, and to propose a new model of the human immunodeficiency virus-1 -1 frame-shifting element.
