Computational RNA switch design for artificial RNA circuits

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 15K00392
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Life / Health / Medical informatics
• Research Institution: Hirosaki University
• Principal Investigator: Akito Taneda 弘前大学, 理工学研究科, 准教授 (70332492)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: RNA二次構造 / ヒューリスティクス / エネルギーバリア / 分子設計 / RNAスイッチ / RNA間相互作用 / RNA折り畳み経路予測

Outline of Final Research Achievements

Recently, in the field of RNA biology, much attention has been paid to designing RNA switches for artificial RNA circuits. The aims of the present study are “developing computational methods for designing RNA switches whose input molecule is a structured RNA sequence” and “developing an algorithm for predicting an energy barrier height between RNA secondary structures”. In the present study, we developed methods for designing RNA sequences that can form a specified joint secondary structure. In addition, we developed a novel ant colony optimization algorithm for RNA folding pathway prediction that can give useful information for designing RNA switches.

Free Research Field

ソフトコンピューティング

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

合成生物学は、バクテリア等による有用物質生産や医療・創薬などの分野においてイノベーションを起こしうる新しいパラダイムとして期待されている。合成生物学では核酸などの生体分子を遺伝子回路の部品として扱うことから、高性能な遺伝子パーツの開発が行われている。本研究課題では、RNA配列をベースとした遺伝子パーツをコンピュータで設計するための新しい手法や、設計に有用なRNA二次構造折り畳み経路予測法の開発を行った。