核糖体沿信使RNA运动的物理建模：基于弹道模型从核糖体测序实验估计动力学参数
生物物理
2022-08-29 v1 统计力学
摘要
基因表达由DNA编码的信息合成蛋白质构成。基因表达的两个主要步骤之一是信使RNA（mRNA）翻译为氨基酸多肽序列。此处，通过考虑mRNA降解，我们用弹道模型刻画核糖体沿mRNA的运动，其中粒子沿丝状结构前进且无排除体积相互作用。单向输运模型先前已用于拟合实验性核糖体测序（Ribo-seq）技术获得的核糖体平均密度。该情形下逆拟合可得到动力学速率：位置依赖速度与核糖体进入mRNA的速率。然而降解速率未被计入，且需不同实验的数据以具备足够拟合参数。本文我们提出一种全新的实验设置与理论框架，依核糖体数从一到四将mRNA分类。我们对固定每mRNA核糖体数的弹道模型解析求解，研究降解的不同 regime，并提出逆拟合质量的判据。所提方法对mRNA降解速率具有高灵敏度。使用单核糖体（单个核糖体）与多核糖体（任意数目）Ribo-seq谱带来的附加方程使我们能以实验可测的mRNA降解速率表示所有动力学速率。
引用
@article{arxiv.2208.12576,
title = {Physical modeling of ribosomes along messenger RNA: estimating kinetic parameters from ribosome profiling experiments using a ballistic model},
author = {Carole Chevalier and Jérôme Dorignac and Yahaya Ibrahim and Armelle Choquet and Alexandre David and Julie Ripoll and Eric Rivals and Frédéric Geniet and Nils-Ole Walliser and John Palmeri and Andrea Parmeggiani and Jean-Charles Walter},
journal= {arXiv preprint arXiv:2208.12576},
year = {2022}
}
备注
10 pages, 7 figures, 2 tables