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論文資訊
- 類型：已發表論文
- 日期：2022-09-02
摘要
背景：小配體與 RNA 元件的結合可引起 RNA 結構的實質變化。這構成了配體控制的轉錄和翻譯基因調控的重要、快速作用機制，由多種核糖開關實現。相關的重折疊過程通常不能只用熱力學效應來解釋。相反，它們受到 RNA 折疊動力學的控制。雖然 RNA 折疊的計算分析可以利用 RNA 結構形成、RNA-RNA 相互作用和 RNA-配體相互作用的熱力學成熟模型，但由於構象空間的巨大尺寸，動力學效應從根本上提出了更具挑戰性的問題。即使是小 RNA 的配體結合和結構形成的組合過程的分析也會受到難以處理的大狀態空間的困擾。此外，相互作用是濃度依賴性的，因此本質上是非線性的。這妨礙了先前用於 RNA 折疊動力學分析的策略的直接轉移。結果：在我們新穎的、計算上易於處理的 RNA 配體動力學方法中，我們透過將基於梯度的粗粒度應用於 RNA 配體系統並以偽一級近似求解該過程，克服了兩個主要困難。後者對於 RNA 配體系統中配體過量最常見的情況是合理的。我們嚴格地提出了該方法，並根據經驗數據討論了模型的參數化。此方法支持 RNA 配體系統的動力學研究，特別是在不同配體濃度下。例如，我們應用我們的方法來分析合理設計的人工茶鹼核糖開關 RS3 的配體反應的濃度依賴性。結論：這項工作證明了 RNA-配體相互作用的計算分析的易處理性。當然，隨著折疊和裝訂參數的更準確測量的出現，該模型將會受益。由於這項工作，計算分析可用於支援核糖開關設計等任務；我們對 RS3 的分析表明該核糖開關具有強烈的共轉錄效應。本研究中使用的方法可在線獲取，參見。 “數據和材料的可用性”部分。