Μια νέα μελέτη αναπτύσσει ένα καινοτόμο μοντέλο προσομοίωσης με υπολογιστή ικανό να προβλέψει αποτελεσματικά τη διαμόρφωση των μορίων του ριβονουκλεϊνικού οξέος.
Έτσι ανοίγονται ενδιαφέρουσες ευκαιρίες για εφαρμογές και έρευνα.
 |
| Credit: Simon Poblete |
Το RNA ή το ριβονουκλεϊνικό οξύ διαδραματίζει ουσιαστικό ρόλο σε πολλές βιολογικές διεργασίες, όχι μόνο ως αγγελιοφόρο μόριο που μεταφέρει τη γενετική πληροφορία από τον πυρήνα στο κυτταρόπλασμα για την παραγωγή πρωτεϊνών, αλλά και ως πρωταγωνιστής διαφορετικών και ιδιαίτερα σημαντικών κυτταρικών μηχανισμών. Σε πολλούς από αυτούς, η δομή του διαδραματίζει καθοριστικό ρόλο. Η δομή είναι διαφορετική και χαρακτηριστική για κάθε RNA ανάλογα με την αλληλουχία των δομικών μονάδων που είναι γνωστές ως νουκλεοτίδια. Μια ερευνητική ομάδα της SISSA (International School for Advanced Studies) στην Τεργέστη της Ιταλίας, με επικεφαλής τον καθηγητή Giovanni Bussi, ανέπτυξε ένα μοντέλο προσομοίωσης με υπολογιστή που προβλέπει αποτελεσματικά την τρισδιάστατη διαμόρφωση της αλυσίδας του RNA ξεκινώντας από μια ακολουθία μόνο των νουκλεοτιδίων. Ο κύριος συγγραφέας της μελέτης, που μόλις δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nucleic Acids Research, είναι ο ερευνητής της SISSA Simón Poblete. Η εργασία υπόσχεται να έχει σημαντικό αντίκτυπο στον τομέα της έρευνας και των εφαρμογών.
"Η δομή του RNA είναι ένας κρίσιμος παράγοντας για πολλές από τις λειτουργίες του", εξηγεί ο Giovanni Bussi. «Ο πειραματικός προσδιορισμός των δομών του RNA μπορεί να διαρκέσει χρόνια, γι 'αυτό και υπάρχει μεγάλο ενδιαφέρον για την ανάπτυξη μεθόδων για την πρόβλεψη της δομής του. Μέχρι σήμερα, τα προγνωστικά μοντέλα έχουν επικεντρωθεί κυρίως στη μελέτη των τμημάτων RNA που σχηματίζουν διπλές έλικες. Όμως η αλυσίδα του RNA μπορεί να πάρει ιδιαίτερες και πολύπλοκες διαμορφώσεις που διέπονται από τις αποκαλούμενες «μη κανονικές» αλληλεπιδράσεις, και οι οποίες είναι πολύ διαφορετικές από εκείνες που προβλέπονται από το μοντέλο διπλής έλικας των Watson-Crick για το DNA».
Τα τρέχοντα μοντέλα προσομοίωσης, λέει Bussi, «λειτουργούν πολύ καλά. Ξεκινώντας από μια ακολουθία νουκλεοτιδίων, είναι σε θέση να προβλέψει μια ποικιλία πιθανών δομών. Το πρόβλημα είναι ότι δεν είναι σε θέση να πούν ποια είναι η σωστή δομή μεταξύ των πολλών. Το δικό μας μοντέλο, το οποίο χρησιμοποιεί μια απλοποιημένη αναπαράσταση του RNA και έχει σχεδιαστεί ρητά για να προβλέπει μη κανονικές αλληλεπιδράσεις, έχει αποδειχθεί πολύ αποτελεσματικό από αυτή την άποψη". Για να δοκιμάσουν την ποιότητά του, οι ερευνητές το χρησιμοποίησαν για να προβλέψουν τη δομή μορίων RNA, των οποίων η τρισδιάστατη διαμόρφωση είναι γνωστή, ξεκινώντας από τη γνώση μόνο της αλληλουχίας. «Συγκρίνοντας τις προβλέψεις μας με γνωστές δομές, έχουμε καταλάβει ότι η προσέγγισή μας λειτουργεί πραγματικά», επιβεβαιώνει ο Giovanni Bussi.
Αυτό θα μπορούσε να ρίξει φως στη σχέση μεταξύ της δομής και της λειτουργίας του RNA. Ο Bussi λέει ότι «το RNA είναι ιδιαίτερα ενδιαφέρον για τις πρακτικές του επιπτώσεις· μόλις αναγνωριστεί ένα μόριο RNA -από τα ριβοσώματα (σ.μ.)-, τότε αμέσως μπορούν να παραχθούν τόσα μόρια όσα χρειάζονται, ακριβώς ίδια μεταξύ τους, με μια μικρή προσπάθεια με τη βοήθεια μιας διαδικασίας γρήγορης και χαμηλού κόστους αναπαραγωγής. Εάν, για παράδειγμα, μπορούσαμε να βρίσκουμε εκείνο το μόριο RNA που είναι ικανό να προκαλέσει συγκεκριμένες διαδικασίες εντός του οργανισμού με σημαντικά θεραπευτικά αποτελέσματα, λόγω της ιδιαίτερης δομής του, κάτι τέτοιο θα μπορούσε ανοίξει πραγματικά ανήκουστες προοπτικές ».
Πηγή:
Βιβλιογραφία:
Παρόμοια άρθρα: A new method simplifies the analysis of RNA structure
Πληροφορίες: Simón Poblete et al, A nucleobase-centered coarse-grained representation for structure prediction of RNA motifs, Nucleic Acids Research (2017). DOI: 10.1093/nar/gkx1269
Περιοδικό αναφοράς: Nucleic Acids Research
Από: International School of Advanced Studies (SISSA)
Παρόμοια άρθρα: A new method simplifies the analysis of RNA structure
Πληροφορίες: Simón Poblete et al, A nucleobase-centered coarse-grained representation for structure prediction of RNA motifs, Nucleic Acids Research (2017). DOI: 10.1093/nar/gkx1269
Περιοδικό αναφοράς: Nucleic Acids Research
Από: International School of Advanced Studies (SISSA)
Η σύγχρονη έρευνα στη ΧΗΜΕΊΑ
