Исследовательская группа разработала компьютеризированную имитационную модель, которая может эффективно предсказывать трехмерную конформацию нити РНК, начиная с последовательности нуклеотидов. Работа обещает оказать значительное влияние на область исследований и приложений.
Это менее известный член семейства нуклеиновых кислот, уступивший по популярности своей «двоюродной» ДНК. И все же РНК, или рибонуклеиновая кислота, играет важную роль во многих биологических процессах: не только как молекула-мессенджер с задачей передачи генетической информации из ядра в цитоплазму для производства белка, но и как главный герой различных и очень важных клеточных механизмов.. Во многих из них его структура играет решающую роль. Структура различна и характерна для каждой РНК в зависимости от последовательности определенных единиц, известных как нуклеотиды, которые составляют ее как звенья цепи. Исследовательская группа SISSA под руководством профессора Джованни Бусси разработала компьютеризированную имитационную модель, которая может эффективно предсказывать трехмерную конформацию нити РНК, начиная с последовательности нуклеотидов. Ведущим автором исследования, только что опубликованного в журнале Nucleic Acids Research, является исследователь SISSA Симон Поблете.
«Структура РНК является решающим фактором для многих ее функций», - объясняет Джованни Бусси. «Экспериментальное определение структур РНК может занять годы, поэтому существует большой интерес к разработке методов предсказания ее структуры. До сегодняшнего дня прогностические модели были сосредоточены в основном на изучении частей РНК, образующих двойные спирали. Однако нить РНК могут принимать специфические и сложные конформации, управляемые так называемыми «неканоническими» взаимодействиями, которые сильно отличаются от предсказанных моделью двойной спирали ДНК Уотсона-Крика».
Существующие имитационные модели, говорит Бусси, «работают очень хорошо: начиная с одной последовательности, они могут предусмотреть множество возможных структур. Проблема в том, что они не могут сказать, какая структура является правильной из многих. Модель, которая использует упрощенное представление РНК и была специально разработана для правильного предсказания неканонических взаимодействий, оказалась очень эффективной в этом отношении. Чтобы проверить его качество, исследователи использовали его для предсказания структуры молекул РНК, трехмерная конформация которых известна, исходя только из знания последовательности. «Сравнивая наши предсказания с известными структурами, мы поняли, что наш подход действительно работает. подтверждает Джованни Бусси.
Это может оказать важное влияние на фундаментальные исследования, помочь пролить свет на взаимосвязь между структурой и функцией этих молекул, а также на сферы применения, прежде всего в области медицины и терапии. Бусси добавляет: «РНК особенно интересна своим практическим значением; как только молекула РНК идентифицирована, можно без особых усилий получить любое количество молекул, идентичных первой, с помощью быстрого и недорогого процесса репликации. Если бы, например, удалось найти молекулу РНК, способную запускать в организме определенные процессы с важными терапевтическими эффектами благодаря ее специфической структуре, это открыло бы поистине неслыханные перспективы."