Thermodynamically Calibrated RNA Simulations to Decode Mechanisms of RNAMolecular Recognition

通过热力学校准的 RNA 模拟来解码 RNA 分子识别机制

基本信息

项目摘要

This MIRA proposal details a research program that centers around the development and application of improved, thermodynamically accurate computer models for simulating RNA 3D structures at atomic resolution. These models differ from existing models for RNA in that they are calibrated to reproduce solution thermodynamic data on the physical behavior of nucleotides and nucleosides, an approach that is readily extended to include the effects of unnatural RNAs and RNA-ligand interactions. This technology is particularly important as many biomedically important RNAs are not amenable to traditional structural biology techniques, which makes it difficult to establish basic structure-function relationships that must be understood before potential therapeutic interventions could be designed. Often, the only available structural information on an RNA of interest are secondary structure estimates from bioinformatics or from SHAPE chemical probing experiments. This proposal builds on recent successes in using molecular simulations restrained by sparse SHAPE or NMR data to simulate the folding pathway of a co-transcriptionally folded RNA, as well as describe how the flexibility of microRNA/mRNA complexes affect how they bind the hAGO2 protein. Building on these recent results, a comprehensive research program is proposed in three major parts. The first is the use of alchemical free-energy calculations to measure the energetics of RNA base-pairing and recalibrate them against experiment. The second is a two-dimensional replica-exchange method for fully automated, adaptive RNA folding incorporating variable strength secondary structure constraints – a method that show promising results that we expect to scale to large (50-100 nt) RNAs including tertiary motifs. Lastly, we propose a novel multi-dimensional technique to simultaneously fold RNA aptamers while also binding small-molecule ligands using Hamiltonian replica-exchange combined with alchemical free energy calculations – which will be necessary to capture the “induced fit” of the RNA aptamer upon ligand binding. These calculations will be used to predict ligand binding modes and engineer optimal RNA biosensors through targeting incorporation of chemically modified nucleic acids.
该MIRA提案详细介绍了一项研究计划,该计划围绕开发 并应用改进的热力学精确计算机模型来模拟RNA 原子分辨率的3D结构。这些模型与现有的RNA模型不同,因为 对它们进行校准以复制解决方案的热力学数据,以了解 核苷酸和核苷,这种方法很容易扩展到包括 不自然的RNA和RNA - 配体相互作用。这项技术特别重要,因为 生物医学重要的RNA不适合传统的结构生物学技术, 这使得必须建立必须是的基本结构功能关系 在设计潜在的治疗干预措施之前,请先理解。 通常,有关RNA感兴趣的RNA的唯一可用的结构信息是次要的 从生物信息学或形状化学探测实验的结构估计。这 提案建立在最新的使用分子模拟的成功基础上 形状或NMR数据,以模拟共同折叠RNA的折叠途径,AS 并描述microRNA/mRNA复合物的灵活性如何影响它们的结合方式 Hago2蛋白。在这些最新结果的基础上,一项全面的研究计划是 提议分为三个主要部分。首先是使用酒精自由能计算 测量RNA碱基对的能量,并将其重新校准,以防止实验。这 第二是用于完全自动化的自适应RNA的二维复制方法 折叠结合了可变强度二级结构约束 - 一种显示的方法 我们期望将其扩展到包括三级基序在内的大型(50-100 nt)RNA。 最后,我们提出了一种新型的多维技术,以简单地折叠RNA适体 同时还使用汉密尔顿复制品 - 交换结合了小分子配体 炼金术自由能计算 - 捕获捕获的“诱发拟合”是必不可少的 RNA APATMER在配体结合上。这些计算将用于预测配体结合 模式和工程师通过靶向化学掺入的最佳RNA生物传感器 修饰的核酸。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Alan Austin Chen其他文献

Alan Austin Chen的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Alan Austin Chen', 18)}}的其他基金

Thermodynamically Calibrated RNA Simulations to Decode Mechanisms of RNAMolecular Recognition
通过热力学校准的 RNA 模拟来解码 RNA 分子识别机制
  • 批准号:
    10458778
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 35.96万
  • 项目类别:
Thermodynamically Calibrated RNA Simulations to Decode Mechanisms of RNAMolecular Recognition
通过热力学校准的 RNA 模拟来解码 RNA 分子识别机制
  • 批准号:
    10797206
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 35.96万
  • 项目类别:
Thermodynamically Calibrated RNA Simulations to Decode Mechanisms of RNA Molecular Recognition
通过热力学校准的 RNA 模拟来解码 RNA 分子识别机制
  • 批准号:
    9797040
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 35.96万
  • 项目类别:
Thermodynamically Calibrated RNA Simulations to Decode Mechanisms of RNAMolecular Recognition
通过热力学校准的 RNA 模拟来解码 RNA 分子识别机制
  • 批准号:
    10245153
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 35.96万
  • 项目类别:
Simulating Ion Modulated Stability of Retroviral Kissing-Loop Complexes
模拟逆转录病毒接吻环复合物的离子调制稳定性
  • 批准号:
    8008705
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 35.96万
  • 项目类别:
Simulating Ion Modulated Stability of Retroviral Kissing-Loop Complexes
模拟逆转录病毒接吻环复合物的离子调制稳定性
  • 批准号:
    8205921
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 35.96万
  • 项目类别:
Simulating Ion Modulated Stability of Retroviral Kissing-Loop Complexes
模拟逆转录病毒接吻环复合物的离子调制稳定性
  • 批准号:
    8387712
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 35.96万
  • 项目类别:

相似国自然基金

海洋缺氧对持久性有机污染物入海后降解行为的影响
  • 批准号:
    42377396
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
氮磷的可获得性对拟柱孢藻水华毒性的影响和调控机制
  • 批准号:
    32371616
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
还原条件下铜基催化剂表面供-受电子作用表征及其对CO2电催化反应的影响
  • 批准号:
    22379027
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
CCT2分泌与内吞的机制及其对毒性蛋白聚集体传递的影响
  • 批准号:
    32300624
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    10 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
在轨扰动影响下空间燃料电池系统的流动沸腾传质机理与抗扰控制研究
  • 批准号:
    52377215
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Delineating the functional impact of recurrent repeat expansions in ALS using integrative multiomic analysis
使用综合多组学分析描述 ALS 中反复重复扩增的功能影响
  • 批准号:
    10776994
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 35.96万
  • 项目类别:
Study of Selective Cell and System Vulnerability in Alzheimer's Disease
阿尔茨海默氏病选择性细胞和系统脆弱性的研究
  • 批准号:
    10662925
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 35.96万
  • 项目类别:
Parametric design software for nanostructured CRISPR payloads
用于纳米结构 CRISPR 有效负载的参数化设计软件
  • 批准号:
    10602823
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 35.96万
  • 项目类别:
Characterizing a mechanism of enhancer-promoter interaction in vivo
表征体内增强子-启动子相互作用的机制
  • 批准号:
    10680165
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 35.96万
  • 项目类别:
Deciphering the mechanism of long-range gene regulation in vivo
破译体内长程基因调控机制
  • 批准号:
    10473041
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 35.96万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了