일반기술

성장과정 모의실험을 통한 RNA 분자의 이차구조 예측방법

본 발명은 RNA 분자의 이차 구조 예측 및 시각화 방법의 문제점을 해결하고자 한다.본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 RNA 분자의 이차 구조 모델링 시스템에 있어서 RNA 분자의 이차구조 예측 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 RNA의 이차 구조 형성 과정을 모의실험하고, 이차 구조를 예측하며, 예측된 구조를 시각화하는 성장과정 모의실험을 통한 RNA 분자의 이차 구조 예측 방법에 관한 것이다.본 발명은 동류성 염기 서열을 분석하고 그 분석 결과를 상호 변화 매트릭스 (covariation matrix)로 나타내는 동류성 염기서열의 분석 및 상호 변화 매트릭스 생성 과정과, 상호 변화 매트릭스에서 잠재적 나선형 구조 (helix)를 찾아내어 구조를 만드는 잠재적 나선형 구조 탐색 과정과, RNA 분자의 염기 서열이 자라면서 취하게 되는 중간 구조들을 순서대로 생성시키는 구조 형성 과정 모의실혐 및 구조 생성 과정을 수행하여 RNA 분자의 이차 구조를 예측하고, 텍스트 형식의 예측된 이차 구조를 그래픽 형식으로 시각화하는 것이다.본 발명에 의하면 열역학적․계통발생학적으로 안정되고 구조 형성 과정이 고려된 RNA 분자 이차 구조를 예측할 수 있고, 중간 단계 및 최종 단계에서 에측된 구조의 신뢰도를 정량적으로 나타낼 수 있으며, 구조의 재편성을 허용함으로써 보다 생물학적으로 의미 있는 RNA 분자 이차 구조를 얻을 수 있다.본 발명은 열역학적 방법과 계통 발생학적 비교법으로 대표되는, 기존의 RNA 구조 예측 방법들은 RNA의 구조 형성 과정을 고려하지 않고 최종 구조를 추정하는 것이다. 그러나, RNA 분자의 구조는 그 RNA의 염기 서열이 다 자라기를 기다렸다가 가장 안정된 형태를 취하는 것이 아니라, 염기 서열이 생성됨과 거의 동시에 구조가 형성된다. 따라서 folding의 동력학 (kinetics) 측면에서 어려움이 있으면, 열역학적 또는 계통 발생학적으로 안정된 형태에 도달하지 못할 수도 있고, RNA 분자의 최종 구조는 일차 구조가 시간이 지남에 따라 자라면서 형성하게 되는 중간 단계의 구조들에 의해 어느 정도 영향을 받게 된다. 또한, 한 구조에서 다른 구조로의 동적인 이동이 어떤 RNA 분자에 있어서는, 기능의 중요한 부분일 수도 있다. 본 발명은 구조형성과정의 kinetics를 고려하여 RNA 구조의 형성과정을 시뮬레이트함으로써, 보다 안정적인 구조 예측을 하는 특징이 있다.본 발명은 열역학적․계통발생학적으로 안정되고 구조 형성 과정이 고려된 RNA 분자 이차 구조를 예측할 수 있고, 중간 단계 및 최종 단계에서 에측된 구조의 신뢰도를 정량적으로 나타낼 수 있으며, 구조의 재편성을 허용함으로써 보다 생물학적으로 의미 있는 RNA 분자 이차 구조를 얻을 수 있다.본 발명은 RNA 이차 구조의 예측이 필요한 모든 분야에 적용 및 응용이 가능하여 그 시장성이 크다.