RNA, eller ribonukleinsyra, spelar en viktig roll i många biologiska processer, inte bara som budbärarmolekyl med uppgiften att överföra genetisk information från kärnan till cytoplasman för proteinproduktion, men också som huvudperson i olika och väsentligt viktiga cellulära mekanismer. I många av dessa, dess struktur spelar en avgörande roll. Strukturen är olika och karakteristisk för varje RNA beroende på sekvensen för specifika enheter, känd som nukleotider. Ett forskargrupp på SISSA, ledd av professor Giovanni Bussi, har utvecklat en datoriserad simuleringsmodell som effektivt förutsäger den tredimensionella konformationen av RNA-filamentet utgående från en sekvens av nukleotider. Studiens huvudförfattare, precis publicerad i tidningen Nukleinsyraforskning , är SISSA -forskaren Simón Poblete. Arbetet lovar att få en betydande inverkan inom forsknings- och tillämpningsområdet.

"RNA -strukturen är en avgörande faktor för många av dess funktioner, "förklarar Giovanni Bussi." Den experimentella bestämningen av RNA -strukturer kan ta år, det är därför det finns ett stort intresse för att utveckla metoder för att förutsäga dess struktur. Tills idag, prediktiva modeller har främst koncentrerat sig på studier av RNA -delar som bildar dubbla spiraler. Dock, RNA-filamentet kan ta specifika och komplexa konformationer som styrs av de så kallade 'icke-kanoniska' interaktionerna, som skiljer sig mycket från de som förutspås av Watson-Cricks dubbelhelixmodell för DNA. "

Nuvarande simuleringsmodeller, säger Bussi, "fungerar mycket bra. Från en sekvens, de kan tänka sig en mängd olika strukturer. Problemet är att de inte kan berätta vilken som är rätt struktur bland många. Vår modell, som använder en förenklad representation av RNA och har utformats uttryckligen för att förutsäga icke-kanoniska interaktioner, har visat sig mycket effektivt i detta avseende. "För att testa dess kvalitet, forskare har använt den för att förutsäga strukturen hos RNA-molekyler vars tredimensionella konformation är känd, utgående från kunskapen om sekvensen ensam. "Att jämföra våra förutsägelser med kända strukturer, vi har förstått att vårt tillvägagångssätt verkligen fungerar, "bekräftar Giovanni Bussi.

Detta kan belysa förhållandet mellan struktur och funktion av RNA. Bussi säger, "RNA är särskilt intressant för sina praktiska konsekvenser; när en RNA -molekyl har identifierats, så många molekyler som önskas kan erhållas med liten ansträngning och identiska med den första med hjälp av en snabb och billig replikeringsprocess. Om, till exempel, vi kunde hitta RNA -molekylen som kan utlösa exakta processer inom organismen med viktiga terapeutiska effekter på grund av dess specifika struktur, detta skulle öppna upp för oväntade utsikter. "