在冷冻电子显微镜(cryo-EM)领域，尽管蛋白质结构的解析已取得显著进步，但对于RNA结构的精准确定仍是一个颇具挑战性的任务。2024年2月23日，《Nature Biotechnology》在线发表了由华中科技大学黄胜友及肖奕共同通讯的研究论文，该研究推出了一种名为“EMRNA”的创新方法，成功实现了从冷冻电镜图谱中全自动、高精度地构建全长全原子RNA结构。
【研究成果爆点】相较于现有方法auto-DRRAFTER，EMRNA在全长RNA结构构建上的表现更为卓越。实验证明，在140个不同分辨率（2.0-6.0 Å）的RNA图谱上进行测试时，EMRNA展现出极高的准确性和稳定性。其构建的模型具有中位精度为2.36 Å均方根偏差和0.86 TM评分，远超auto-DRRAFTER的6.66 Å精度和0.58 TM评分。同时，EMRNA在残基覆盖率和序列匹配度方面分别达到了93.30%和95.30%，而phenix.map_to_model则仅为58.20%和42.20%。此外，EMRNA能在短短3分钟内完成100 nt RNA结构的构建，展现了前所未有的高效性。
【背景与现状】
近年来，随着cryo-EM数据收集和图像处理技术的自动化发展，大量高质量的冷冻电镜图得以生成，极大地推动了结构生物学的进步。然而，由于RNA分子具有更高的内在异质性和动态性，使得从cryo-EM图中解析RNA结构尤为困难，特别是在中分辨率图谱下，RNA主干的连通性往往难以精确辨识。
【EMRNA方法概述】
EMRNA通过整合深度学习预测核苷酸位置和类型、迭代贯穿主链轨迹以及结合RNA序列和二级结构信息等四个关键步骤，成功填补了现有方法在构建全长RNA结构方面的空白。这一重大突破有望解决长期以来RNA结构测定面临的难题，为揭示RNA分子在生物过程中的功能机制提供强有力的技术支持。
结论：
华中科技大学团队研发的EMRNA方法以革命性的技术创新引领了RNA结构解析领域的进步，不仅提高了结构测定的精度和速度，还拓宽了对复杂RNA分子及其复合物三维结构理解的视野，对于未来RNA基础研究与药物设计等领域具有深远影响。
