加拿大科学家的一项最新研究，摸索出了有关核糖核酸（RNA）结构的“字母表”，利用它可以方便地根据基因测序数据推断出RNA的三维结构。新成果无疑为人们提供了新的工具，来加深对RNA这一类重要细胞调节器的理解。相关论文发表在3月6日的《自然》杂志上。
单链RNA的折叠形态取决于组成它的核苷酸间的相互作用。RNA建模的经典方法有一个重大缺陷——它只能考虑到规范的A-U和G-C以及不定的G-U碱基对，也就是核苷酸面对面的情况。而在非经典的Hoogsteen氢键和糖相互作用中，核苷酸是并排或者上下排列的，这时传统的规则的表现就不甚理想了。其结果往往是不完善或者错误的模型，从而误导研究人员。
为了解决这一问题，由加拿大蒙特利尔大学免疫与癌症研究所项目负责人、计算机系教授Fran?ois Major领导的生物信息学研究小组在最新的研究中，从根本上提出了一种不同的RNA建模方法，即用一系列核苷酸循环基序（nucleotide cyclic motifs，简称NCM，由若干核苷酸通过特定相互作用形成的最基本结构单元）来定义RNA结构，该基序包含了相邻核苷酸之间所有可能的相互作用。
研究人员得到的一个“字母表”名为MC-Fold，它能够系统地将不同基序分配给各个序列片断，并根据在已知结构中出现的频率选择出最可能的一个。而另一个名为MC-Sym的“字母表”这时会将选择出的基序装配起来，装配同时会考虑到各种从已知结构中确定的限制条件。
Major表示，“利用NCM系统可以让我们更好地获得RNA分子的三维结构。与热力学方法相比，利用我们的‘字母表’出现假阳性的情况更少，这种改进是基于NCM集成了更多碱基配对的上下关联信息（context-dependent information）。”
RNA在生物学和医学研究中不断增加的重要性意味着，这一新的建模规则大有用武之地。比如，研究人员在文章中就展示了该工具可以用于HIV病毒（属于RNA病毒）研究。
此外，研究人员还能利用MC-Fold和MC-Sym鉴别miRNAs，它们是一类重要的调控分子，也是当前生物医学研究的热点。考虑到目前仅根据短短的序列十分难以确定这些小RNA分子，新的研究应当是一项重要的突破。（科学网 任霄鹏/编译）
生物谷推荐原始出处：
（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.
