脉动力作用下单个RNA时间序列的贝叶斯分析

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摘要翻译：
从单分子动力学数据中提取生物分子的固有动力学信息具有重要的生物物理意义。在本工作中，我们从理论上研究了由在轻镊子上进行的强迫折叠/展开实验得到的时间序列推断单个RNA本征动力学参数的可行性，其中分子两侧是长的双链DNA/RNA手柄，并被拴在两个大珠子之间。我们首先构建了实验系统的粗颗粒物理模型。该模型捕捉到了主要的物理因素：珠子的布朗运动、分子结构转变、手柄和RNA的弹性。然后，在模型解析解的基础上，提出了一种基于蒙特卡罗马尔可夫链的贝叶斯方法，从带噪声的距离或力的时间序列中推断RNA的本征动力学参数。由于珠子的布朗运动和结构跃迁引起的力涨落能显著地调节RNA的跃迁速率，我们证明了这种统计方法比传统的直方图拟合法更准确和有效地推断分子的本征参数。
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英文标题：
《Bayesian analysis of time series of single RNA under fluctuating force》
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作者：
Fei Liu and Zhong-can Ou-Yang
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最新提交年份：
2007
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分类信息：

一级分类：Physics        物理学
二级分类：Soft Condensed Matter        软凝聚态物质
分类描述：Membranes, polymers, liquid crystals, glasses, colloids, granular matter
膜，聚合物，液晶，玻璃，胶体，颗粒物质
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一级分类：Physics        物理学
二级分类：Statistical Mechanics        统计力学
分类描述：Phase transitions, thermodynamics, field theory, non-equilibrium phenomena, renormalization group and scaling, integrable models, turbulence
相变，热力学，场论，非平衡现象，重整化群和标度，可积模型，湍流
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一级分类：Quantitative Biology        数量生物学
二级分类：Biomolecules        生物分子
分类描述：DNA, RNA, proteins, lipids, etc.; molecular structures and folding kinetics; molecular interactions; single-molecule manipulation.
DNA、RNA、蛋白质、脂类等；分子结构与折叠动力学；分子相互作用；单分子操作。
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英文摘要：
  Extracting the intrinsic kinetic information of biological molecule from its single-molecule kinetic data is of considerable biophysical interest. In this work, we theoretically investigate the feasibility of inferring single RNA's intrinsic kinetic parameters from the time series obtained by forced folding/unfolding experiment done in the light tweezer, where the molecule is flanked by long double-stranded DNA/RNA handles and tethered between two big beads. We first construct a coarse-grain physical model of the experimental system. The model has captured the major physical factors: the Brownian motion of the bead, the molecular structural transition, and the elasticity of the handles and RNA. Then based on an analytic solution of the model, a Bayesian method using Monte Carlo Markov Chain is proposed to infer the intrinsic kinetic parameters of the RNA from the noisy time series of the distance or force. Because the force fluctuation induced by the Brownian motion of the bead and the structural transition can significantly modulate the transition rates of the RNA, we prove that, this statistic method is more accurate and efficient than the conventional histogram fitting method in inferring the molecule's intrinsic parameters.
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PDF链接：
https://arxiv.org/pdf/710.0923

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关键词：贝叶斯分析 时间序列 贝叶斯 interactions Quantitative 本征 intrinsic 折叠 证明 single