Выравнивание последовательностей РНК с вторичной структурой: предшественники микроРНК

Цель работы состоит в анализе изменений в ходе эволюции тех пре-микроРНК, которые связаны у млекопитающих с долговременной памятью и обучением. Большие изменения наблюдаются в пре-микроРНК mir-195 и mir-206 у мышевидных грызунов (надсемейство Muroidea) и у опоссума. Но изменения малы у всех приматов. Более того, для mir-206 показана связь изменений с логарифмом максимальной видовой продолжительности жизни. Это позволяет предполагать ослабление действия стабилизирующего отбора на mir-206 у видов с малой максимальной продолжительностью жизни. Напротив, обе mir-134 и mir-182 более консервативные, а небольшие изменения никак не связаны с продолжительностью жизни. Также рассмотрены изменения вторичной структуры пре-микроРНК. Для этого исследования авторами был разработан алгоритм для усечения исходной последовательности до несовершенного палиндрома, который близок к совершенному и получается удалением префикса или суффикса, когда это возможно. Такой несовершенный палиндром приблизительно соответствует шпильке на РНК. Существенно, что границы палиндрома устанавливаются в ходе оптимизации. Алгоритм реализован пакетом программ на языке Python. Программы доступны по адресам https://rscf.ru/en/project/lab6.iitp.ru/-/pali/ и https://rscf.ru/en/project/lab6.iitp.ru/-/trimmers/. Поиск совершенного палиндрома, близкого в метрике Левенштейна к исходной последовательности, часто даёт несколько оптимальных палиндромов. На этом пути для mir-195 показана связь числа оптимальных палиндромов с логарифмом от максимальной видовой продолжительностью жизни. Для mir-134, mir-182 и mir-206 такой зависимости нет. Отметим, что mir-195 и mir-206 различаются между собой по типу изменений.