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课题研究之1:RNA二级结构预测方法研究

2005-11-09 00:00  来源:北京基础医学研究所    打印 | 收藏 |
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  RNA分子通常以单链形式存在,其功能的实现需要借助于一定的二级结构,甚至三级结构。如tRNA的转运氨基酸功能,在tRNA的典型三叶草结构中,其中间环的中间三个碱基为反密码子,通过与mRNA分子上的对应密码子联合配对而将对应的氨基酸运送至新生肽链的正确位置上;又如核酶的催化功能,通过其锤头状二级结构与底物的特异结合而发生作用;I型和II型内含子的自我剪切功能,这些内含子通过折叠成特定的结构而形成用于自我剪切反应的活性中心;特别是,mRNA的主要功能是作为蛋白质合成的模板,但其5‘和3’端的非翻译区(UTR)的结构对蛋白质的合成效率有比较大的影响;在原核系统中,如果5‘端UTR的二级结构比较稳定,将影响核糖体的结合效率,从而使蛋白质的合成效率下降,同样,如3’UTR的二级结构不是很稳定,将导致mRNA的降解,从而使mRNA的寿命(lifetime)缩短,最终导致蛋白质合成效率的下降,这一事实已在我们构建的原核系统pBV220载体中外源基因高效表达数学模型中得到了数学证明和实验验证。上述事实说明RNA二级结构和三级结构在RNA分子的功能实现中具有重要作用。但是,RNA分子具有降解快、晶体难于获得等特点,用实验方法测定其结构比较困难,故需发展RNA二、三级结构的预测方法。

  我们的主要兴趣是研究新的RNA二级结构预测方法,不断提高预测精度。到目前为止,已提出了基于螺旋区随机堆积的RNA二级结构预测方法和基于螺旋区分布的RNA二级结构预测方法,并与北京大学生物信息学中心合作构建了RNA二级结构预测服务器RDfolder. 相关的论文发表在Nucleic Acids Research、Bioinformatics等杂志上。

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