華中科大Nature子刊獲RNA研究新工具

　　來自華中科技大學的研究人員研發出了一種快速，基于RNA二級結構構建RNA三級結構的自動化新方法――3dRNA，這種精確度高，自動化的新工具能幫助解決目前RNA三級結構運算方法只能精確預測小體積，簡單拓撲結構的問題。

　　文章的通訊作者是華中科技大學肖奕教授，肖教授1984年獲中國科學院生物物理研究院所理學碩士學位，主要從事理論生物物理和非線性理論方面的研究工作，目前主持的國家自然科學基金-面上項目為“對稱蛋白質折疊物理機制的非常規分子動力學研究”，以及“非編碼RNA折疊問題的分子動力學模擬研究”。

　　非編碼RNA(ncRNA)作為催化和調控因子參與了多種生物學進程，這些分子為了能完成其功能，需要形成特殊的三級結構，目前可供分析的可溶性 RNA三級結構數量有限，因此研究人員采用了不少計算生物學的方法進行分析，預測RNA三級結構，比如 MANIP2，RNA2D3D3，FARNA5/FARFAR6，MC-Fold/MC- Sym7，iFoldRNA8，NAST9，BARNACLE10，ASSEMBLE11等。

　　此前第一篇文章“Computational approaches to RNA structure prediction, analysis, and design”比較了這些方法的性能，并指出大多數這些方法無法自動分析，需要手動操作。目前存在的RNA三級結構運算方法只能精確預測小體積，簡單的拓撲結構，因此科學家們希望能獲得一種精確的，自動性快速預測RNA三級結構的方法。

　　在這篇文章中，研究人員提出了一種快速的，基于RNA二級結構，構建RNA三級結構的自動化新方法――3dRNA。由于RNA結構組織主要是由二級結構水平和三級作用上的拓撲約束編碼決定，因此研究人員采用了一個兩步法步驟，從最小的二級元件SSEs開始構建整個RNA三級結構。

　　首先他們將這些二級元件組裝成發夾結構，或者復合結構，然后在進一步搭建完整結構，這樣做的原因在于發夾結構和復合結構的三級結構通常都能以高精度搭建。在3dRNA中，SSEs被定義為堿基對，發夾環結構，內部環結構，突起環結構，假環和連接點。并且由于實驗中獲得的SSEs三維構型也包含有5" 端突出堿基，能與前一個SSEs的3’端相連，從而解決了環狀結構與其他部位之間的組裝問題，避免模型建立過程中的沖突。

　　為了檢測這一方法，研究人員也在一個包含300 RNA分子的數據集里進行了驗證，對包含115個復合結構(12C56 nt)，153個發夾結構(10C63 nt)，和32個帶有復雜拓撲結構(26C101 nt)獲得了驗證。這表明3dRNA是一種能用于分析大型結構和復雜拓撲結構的精確預測工具。

　　作者簡介：

　　肖奕，男，1960年出生，1981年湖南師范學院物理系畢生，1984年獲中國科學院生物物理研究院所理學碩士學位，1988年獲上海交通大學理學博士學位，1993年晉升為教授。現任物理系系主任、博士生導師、中國生物物理學會理事及理論生物物理專業委員會委員、湖北省生物物理學會常務理事、教育部非物理專業物理課程教學指導委員會委員、《工科物理》雜志編委會委員。《中國物理快報》審稿人;曾到德國、意大利、新加坡、香港訪問講學。1993年起享受國務院政府特殊津貼。主要從事理論生物物理和非線性理論方面的研究工作，主持了3項國家自然科學基金、2項國家教委基金和1項863 計劃課題，1990年獲國家教委科技進步二等獎，1991年獲中國科學院自然科學三等獎，1998年獲武漢市“科技新秀”稱號，2001年獲北京市教學成果二等獎，目前已在國內外學術刊物上發表論文70多篇。