Nat methods：RNA 3D结构预测新技术

　　

生物通报道  来自北卡罗来纳大学教堂山分校的一个研究小组开发了一项简单、经济有效的RNA三维结构预测技术，这一技术将帮助科学家们更好地了解支配人类细胞行为的方方面面的RNA分子的结构，并最终揭示它们的功能。研究论文发布在4月15日《自然方法》（Nature methods）杂志上。

在过去的五年里，科学家们描述了超过8万种蛋白质的结构，其中大部分现在已对公众开放，为医学研究人员寻找药物治疗的靶标提供了重要的信息。然而针对RNA结构的类似研究到目前为止却只绘制了几百个RNA分子。因此，RNA分子作为新治疗靶标的潜能几乎还没有得到开发。

“为了有效地靶向这些分子，研究人员通常需要获得它们结构三维图像，“该项目的共同领导者、生物化学和生物物理学系教授Nikolay Dokholyan博士说。

羟自由基检测（HRP）在大量实验室中被常规应用于检测单个核苷酸的溶剂可及性(solvent accessibility,ACC)。迄今为止，HRP检测仅被用于定性评估RNA的模型。在这篇文章中，研究人员利用HRP检测开发了一种定量结构解析技术，对大小为80-230个核苷酸的RNAs驱动不连续分子动力学模拟，最终获得了对RNA的高度有效的结构预测。

“与Kevin Week博士实验室展开合作，我们开发了一种构建复杂RNAs三维图像的新技术。它以常规实验室实验信息为基础，过去研究人员常利用这些信息从定性的角度出发对RNA模型进行评估。在新研究中，我们的团队构建了一种高级定量模型，利用这一简单的信息预测了复杂的大RNA分子结构，而这是从前的建模技术根本无法达到的，”Dokholyan说。

北卡罗来纳大学计算和系统生物学中心主任、莱恩伯格综合癌症中心（Lineberger Comprehensive Cancer Center）成员Dokholyan表示他希望该方法将帮助到那些一直致力于通过靶向RNAs分子改变细胞代谢从而最终达到治疗癌症等细胞疾病目的的研究人员。他指出：“合理的、经济有效地筛查小分子要求充分理解这些靶向的结构。我们希望这一技术能够开启大门将新研究结果应用于广泛人类疾病。”

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Three-dimensional RNA structure refinement by hydroxyl radical probing

Molecular modeling guided by experimentally derived structural information is an attractive approach for three-dimensional structure determination of complex RNAs that are not amenable to study by high-resolution methods. Hydroxyl radical probing (HRP), which is performed routinely in many laboratories, provides a measure of solvent accessibility at individual nucleotides. HRP measurements have, to date, only been used to evaluate RNA models qualitatively. Here we report the development of a quantitative structure refinement approach using HRP measurements to drive discrete molecular dynamics simulations for RNAs ranging in size from 80 to 230 nucleotides. We first used HRP reactivities to identify RNAs that form extensive helical packing interactions. For these RNAs, we achieved highly significant structure predictions given the inputs of RNA sequence and base pairing. This HRP-directed tertiary structure refinement approach generates robust structural hypotheses that are useful for guiding explorations of structure-function inter-relationships in RNA.