On the Problem of Reconstructing a Mixture of RNA Structures.
On the Problem of Reconstructing a Mixture of RNA Structures.
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关于重建RNA结构的混合物的问题。
DOI：
10.1007/s11538-020-00804-0
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发表时间：
2020-10-07
影响因子：
3.5
通讯作者：
Heitsch CE
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Greenwood T;Heitsch CE
现在已知越来越多的RNA序列以具有两种或更多种不同稳定结构的某种分布形式存在。最近的算法尝试使用序列中的核苷酸列表结合辅助实验足迹数据来重建此类混合物。在本文中，我们展示了解决这一问题仍然存在的一些挑战；我们特别考虑到在不同相对丰度范围内重建两种 RNA 结构的混合物的难度。尽管在识别存在的稳定结构方面已经取得了进展，但预测实验采样混合物中每种结构的相对丰度仍然很重要。由于存在的结构比例可能会根据实验条件而变化，因此足迹数据（而不是序列）必须编码有关相对丰度变化的信息。在这里，我们使用模拟实验数据来证明存在现有方法无法恢复的RNA序列和相对丰度组合。然后我们证明这不是一个单一的例外，而是规则的一部分。特别是，我们使用 Nussinov-Jacobson 模型表明，对于大部分 rna 结构对来说，恢复相对丰度是困难的。最后，我们使用信息论建立了一个框架，用于量化辅助数据在预测结构的相对丰度方面的有用程度。总之，这些结果表明，从实验数据重建 RNA 结构混合物的问题的各个方面仍然悬而未决。
A growing number of rna sequences are now known to exist in some distribution with two or more different stable structures. Recent algorithms attempt to reconstruct such mixtures using the list of nucleotides in a sequence in conjunction with auxiliary experimental footprinting data. In this paper, we demonstrate some challenges which remain in addressing this problem; in particular we consider the difficulty of reconstructing a mixture of two rna structures across a spectrum of different relative abundances. Although progress has been made in identifying the stable structures present, it remains nontrivial to predict the relative abundance of each within the experimentally sampled mixture. Because the ratio of structures present can change depending on experimental conditions, it is the footprinting data—and not the sequence—which must encode information on changes in the relative abundance. Here, we use simulated experimental data to demonstrate that there exist rna sequences and relative abundance combinations which cannot be recovered by current methods. We then prove that this is not a single exception, but rather part of the rule. In particular, we show, using a Nussinov–Jacobson model, that recovering the relative abundances is difficult for a large proportion of rna structure pairs. Lastly, we use information theory to establish a framework for quantifying how useful auxiliary data is in predicting the relative abundance of a structure. Together, these results demonstrate that aspects of the problem of reconstructing a mixture of rna structures from experimental data remain open.
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影响因子：
14.9
作者：
Rogers E;Heitsch CE
通讯作者：
Heitsch CE
DOI：
10.1261/rna.043323.113
发表时间：
2014-06
期刊：
RNA (New York, N.Y.)
影响因子：
--
作者：
Rice GM;Leonard CW;Weeks KM
通讯作者：
Weeks KM
影响因子：
14.9
作者：
Washietl S;Hofacker IL;Stadler PF;Kellis M
通讯作者：
Kellis M
影响因子：
1.8
作者：
HOFACKER, IL;FONTANA, W;SCHUSTER, P
通讯作者：
SCHUSTER, P
预测单链 RNA 二级结构的快速算法
DOI：
10.1073/pnas.77.11.6309
发表时间：
1980-01-01
期刊：
PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA-BIOLOGICAL SCIENCES
影响因子：
--
作者：
NUSSINOV, R;JACOBSON, AB
通讯作者：
JACOBSON, AB