Mechanical properties of RNA and DNA structural building blocks
Project goals
Natural and artificial RNA and DNA structures are composed of recurrent building blocks. The project is focused on inferring mechanical properties of these motifs using theoretical methods and computer simulations. Statistical mechanical methods will be applied to extensive, atomic-resolution molecular dynamics simulation data to extract parameters of coarse-grained models on different scales (rigid bases and basepairs, global description). Attention will be devoted to a multidimensional forced deformation free energy method. We will investigate the effect of cytosine methylation on DNA mechanics, and DNA with structural lesions. In the RNA field, we will focus on important structural motifs such as kink-turns and kissing loops. We also plan to study individual states of a large DNA nanodevice, the actuator. The research will be conducted in collaboration with experimental laboratories. The results will elucidate mechanical properties of DNA and RNA structural elements important in biology and biophysics, as well as for design and optimization of RNA and DNA nanostructures.
Keywords
RNA motifsRNA structureRNA flexibilityDNA structureDNA sequence-dependent deformabilitymolecular dynamicsAmber
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
Standardní projekty 21 (SGA0201700001)
Main participants
Vysoká škola chemicko-technologická v Praze / Fakulta chemické technologie
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
17-14683S
Alternative language
Project name in Czech
Mechanické vlastnosti strukturních prvků RNA a DNA
Annotation in Czech
Biologické i uměle připravené struktury RNA a DNA se skládají z opakujících se stavebních prvků. Projekt se zaměřuje na výzkum mechanických vlastností těchto prvků užitím teoretických metod a počítačových simulací. Z rozsáhlých simulací molekulové dynamiky v atomovém rozlišení budou pomocí metod statistické mechaniky získány parametry mezoskopických modelů na různých škálách (úroveň tuhých bazí a párů bazí, globální popis). Pozornost bude věnována vývoji vícerozměrné metody vnucených deformací. Budeme zkoumat vliv methylace cytosinu na mechaniku DNA a studovat vlastnosti DNA se strukturním poškozením. V oboru RNA se zaměříme na významné stavební prvky, jako jsou kink-turn a kissing loop motivy. Plánujeme rovněž studovat jednotlivé stavy rozsáhlé nanostruktury DNA, aktuátoru. Výzkum bude probíhat ve spolupráci s experimentálními pracovišti. Výsledky osvětlí mechanické vlastnosti prvků DNA a RNA důležitých v biologii a biofyzice i pro návrh a optimalizaci RNA a DNA nanostruktur.
Scientific branches
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2017
Realization period - end
Dec 31, 2021
Project status
—
Latest support payment
Apr 3, 2019
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP21-GA0-GA-R/13:1
Data delivery date
Feb 22, 2021
Finance
Total approved costs
4,017 thou. CZK
Public financial support
3,756 thou. CZK
Other public sources
261 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
4 017 CZK thou.
Public support
3 756 CZK thou.
93%
Provider
Czech Science Foundation
CEP
BO - Biophysics
Solution period
01. 01. 2017 - 31. 12. 2021