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Nature子刊新工具:蛋白與lncRNAs相互作用定量預測

日期:2017-03-02 08:54:28

 為了更全面的了解人類基因功能,而不僅僅只是從已測序的基因組中簡單的讀取信息,研究員們希望能掌握這些精細的調(diào)控原件的各個元素的來龍去脈。許多實驗室、聯(lián)營機構(gòu)以及項目組都致力于在整體上獲得基因組各區(qū)域功能以及究竟是在何種細胞內(nèi)是激活狀態(tài)的。

 

眾所周知,蛋白質(zhì)是組成細胞的基石。然而,有趣的是,只有一小部分的人類基因組(大約2%)含有蛋白質(zhì)編碼基因。其余98%的基因主要負責調(diào)控,即參與控制基因們何時何地表達和激活。這部分龐大的基因組產(chǎn)出RNA分子,其大小、結(jié)構(gòu)以及功能都有所不同,它們被稱作非編碼RNA。不同類型的非編碼RNA與蛋白質(zhì)相互作用的方式也不相同,因此,很多機構(gòu)投入了大量的人力物力在此項研究中。至今,仍沒有合適的計算方法來處理極長的RNA序列(長鏈非編碼RNA),并且僅通過實驗手段來研究它們的結(jié)構(gòu)和功能在如今也是一項巨大的挑戰(zhàn)。

 

近期發(fā)表在Nature Methods 上的文章介紹了一種新型的計算方法,預測蛋白質(zhì)和長鏈非編碼RNA之間的相互作用,并且通過了先進實驗技術(shù)的確認和驗證。該篇文章由西班牙的Centre for Genomic Regulation in BarcelonaCRG) ,意大利的EMBLs site in Monterotondo 以及美國California Institute of Technology 共同合作完成。

 

長鏈非編碼RNA作用于多種蛋白質(zhì),介導重要的細胞功能。CRGICREA研究所教授,同時也是該篇文章的主要研究員之一的Gian Gaetano Tartaglia解釋:“為了了解它們在正常細胞和患病細胞內(nèi)的功能,通過鑒定它們與蛋白質(zhì)相互作用的方式將是一個很好的起點。”

 

這項新型的計算方法被稱作Global Score(整體打分),它能夠幫助科學家預測非編碼RNA與蛋白質(zhì)的物理結(jié)合位點。該算法將從全局上評估蛋白質(zhì)與特定RNA結(jié)合的潛在可能性,并且預測該結(jié)合位點的局部特征。另外本文的第一作者,CRG的博士后Davide Cirillo補充道:“RNA的結(jié)構(gòu)對預測蛋白質(zhì)相互作用十分重要。在尋找蛋白質(zhì)伴侶的過程中,我們過去曾面臨的主要挑戰(zhàn)是有些RNA序列的長度是否能夠被直觀地看清其結(jié)構(gòu)特性。

 

Davide 總結(jié)道:“這種算法集成了這些信息以后,使我們不僅能夠預測蛋白質(zhì)伴侶,還能夠劃分優(yōu)先級對它們進行實驗驗證。”

 

這項工作再次強調(diào)了在先進科學研究領(lǐng)域,生物信息學和計算生物學的相關(guān)貢獻以及這些學科對生命科學的促進和推進作用。

 

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