Биофизик Колумбийского университета Хашим Аль-Хашими отмечает, что хотя искусственный интеллект уже способен предсказывать структуру белков, научное сообщество больше интересуется фактическим функционированием РНК и ДНК внутри клетки. Аль-Хашими, профессор биохимии и молекулярной биофизики им. Роя и Дианы Вагелос, заявил: «Иногда люди забывают, что цель определения структуры — понять функцию. Что мы действительно хотим предсказать, так это активность — эффективность, с которой молекула выполняет свою биологическую работу внутри клетки. Современные модели искусственного интеллекта пока не могут этого сделать».
Новое исследование лаборатории Аль-Хашими, опубликованное в журнале «Cell», показывает, что на основе биофизических принципов исследователи теперь могут предсказывать внутриклеточное поведение класса малых РНК, регулирующих активность генов. Это исследование по прогнозированию активности РНК может способствовать разработке новых лекарств, помочь объяснить механизмы наследственных заболеваний и оптимизировать вычислительные модели клеток.
Исследование подчеркивает, что прогнозирование активности РНК требует анализа всего её конформационного ансамбля. Молекулы РНК обычно высокоподвижны и могут принимать множество форм, некоторые из которых стабильны и доминируют, в то время как другие, хотя и существуют кратковременно, могут обладать наибольшей биологической активностью. Поэтому точный прогноз должен учитывать все возможные конформационные состояния.
Для создания прогностической модели команда использовала в качестве объекта РНК TAR ВИЧ, экспериментально определила её полный конформационный ансамбль и изменения после точечных мутаций, а также измерила активность. Они обнаружили, что с помощью существующих биофизических моделей можно напрямую рассчитать активность РНК по её последовательности, успешно предсказав поведение тысяч вариантов TAR. Аль-Хашими пояснил: «Большинство мутаций в TAR отклоняются, поскольку они значительно изменяют её активность, изменяя общий конформационный ансамбль, а не контакты с другими молекулами. Это указывает на то, что молекула также должна эволюционировать свою последовательность, чтобы обеспечить правильный баланс между различными конформационными состояниями».
Эта модель уже применена к другой РНК ВИЧ, RRE, и, как ожидается, будет распространена на аналогичные РНК других организмов. Будущие цели включают оптимизацию модели для работы с более сложными РНК и повышение точности прогнозирования внутриклеточной активности. Это исследование по прогнозированию активности РНК предоставляет новые инструменты для моделирования механизмов заболеваний и разработки новых лекарств, открывая перспективы для создания более эффективных методов лечения путём регулирования конформационного ансамбля РНК.
Детали публикации: Автор: Columbia University Irving Medical Center; Название: «Predicting RNA activity expands therapeutic possibilities»; Опубликовано в: «Cell» (2026).
