《非編碼核酸分子核糖開關調控功能的物理機制》是依託華中科技大學，由肖奕擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：非編碼核酸分子核糖開關調控功能的物理機制
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：肖奕
- 依託單位：華中科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
生物分子如何利用物理規律來實現它們的功能是分子生物物理學研究的基本問題之一。傳統上分子生物物理學的研究對象主要是蛋白質，因為以往認為細胞的各種生物學過程都是由蛋白質來完成的。然而近年發現非編碼核糖核酸分子同樣參與各種生物學過程，而且數量上遠大於蛋白質，被稱為生命科學中的暗物質，因此有必要開展非編碼核糖核酸的生物物理學研究。本項目將針對非編碼核糖核酸分子核糖開關開展這方面的研究。核糖開關是新發現的一類基因表達調控分子，實驗上對其三級結構進行了大量研究，但對其調控機制仍然沒有能給出一個確定的物理模型。其原因可能是核糖開關的調控不僅依賴其三維結構，還依賴於其摺疊動力學。我們希望基於現有實驗給出的核糖開關結構和動力學的信息，利用和發展合適的分子模擬方法研究其摺疊以及識別配體的詳細過程，建立核糖開關調控的物理模型。該研究也有助於認識其它類型非編碼核糖核酸實現其功能的物理機制。
結題摘要
傳統上分子生物物理學的研究對象主要是蛋白質，因為以往認為細胞的各種生物學過程都是由蛋白質來完成的。然而現在發現越來越多的非編碼核糖核酸分子同樣參與各種生物學過程，而且數量上遠大於蛋白質，被稱為生命科學中的“暗物質”，因此有必要開展非編碼核糖核酸的生物物理學研究。本項目針對一類非編碼核糖核酸分子“核糖開關”開展了這方面的研究。核糖開關是新發現的一類基因表達調控分子，實驗上對其三級結構進行了大量研究，但對其調控機制仍然沒有能給出一個確定的物理模型。本項目利用分子模擬方法對兩種典型的核糖開關的配體識別和構象調控機制以及金屬離子效應進行了深入地研究，發現它們核糖開關自由態可能的構象、配體與核糖開關識別的方式、配體引起核糖開關構象變化的拉鏈效應以及不同金屬離子對核糖開關整體與局部結構的影響，提出了配體對核糖開關進行調控可能的物理機制。研究結果也有助於認識其它類型非編碼核糖核酸實現其功能的物理機制。同時，也對相關分子模擬方法進行了研究，提出了非編碼核糖核酸的粗粒化模型和加速模擬方法和體內摺疊模擬方法，有助於對包含核糖開關的非編碼核糖核酸分子結構和動力學的進一步研究。
