近日，华中师范大学物理科学与技术学院赵蕴杰教授课题组与浙江大学物理高等研究院朱亚南研究员团队合作在Nature系列子刊Communications Physics（《通讯 物理》）发表最新研究成果“RNA regulation mechanisms study using physics-informed machine learning”，提出物理知识引导的机器学习框架ZHMolRM (RNA Mechanism)，用于解析RNA复合物的动态调控机制。相关成果被中国生物物理学会作为科技前沿报道。

　　RNA是软物质物理的重要研究对象，其动态调控机制对生命过程和疾病具有重要意义。然而，实验验证成本较高，现有计算方法在刻画RNA构象变化这一调控核心方面亦存在不足，难以有效识别关键功能位点。分子动力学（MD）模拟虽然能解析原子尺度相互作用，但由于高昂的实验成本，揭示更高层次调控规律仍面临挑战。同时，机器学习尽管近年在结构预测取得突破，但其对数据的依赖限制了在有限动力学数据下的应用。因此，将物理模型与关键物理量引入机器学习框架，成为解析RNA调控机制的重要方向。

　　针对上述关键问题，研究团队提出物理知识引导的机器学习框架ZHMolRM。该方法基于神经关系推断从MD轨迹中挖掘潜在相互作用网络，并结合复杂网络算法RNet精确识别关键功能区域。框架进一步整合小分子抑制剂筛选模型ZHMol-RLinter，实现从机制解析到调控策略设计的贯通。该框架在P-TEFb/Tat/TAR和aaRS/tRNA体系中成功识别调控位点并筛选候选抑制剂，为RNA调控机制研究和靶向药物发现提供了新思路。

　　论文第一作者为学校物理科学与技术学院博士生刘浩泉，赵蕴杰教授为通讯作者，华中师范大学为第一完成单位。

　　赵蕴杰，教授，博士生导师，长期从事生物物理与软物质物理研究，探索统计物理方法与人工智能融合，解析RNA复合物的物理相互作用与结构。在Nature Immunology 和Nature Communications等刊物上发表SC论文60余篇，所著《生物分子大数据分析》一书属“十三五” 国家重点出版物。主持国家自然科学基金面上项目，湖北省杰出青年科学基金等多项基金项目，入选3项省部级人才支持计划。

　　此次成果彰显了华中师范大学科研工作者们潜精研思、攻坚克难的科研精神，更折射出物理科学与技术学院所绽放的耀眼学术光辉。

　　学院以粒子物理与原子核物理、理论物理为代表的科学研究进入国际前沿领域，是国际“重离子物理”的研究重镇。作为中方牵头单位参加了欧洲核子中心大型强子对撞机重离子碰撞实验LHC-ALICE国际大型实验组，是美国布鲁海文国家实验室的RHIC-STAR、欧洲核子中心LHC-LHCb、中国北京BES等国际大型实验组的正式成员。

　　学院高能核物理领域拥有国内高校规模最大的教师团队，首次从实验上确定了强子物质转变为夸克物质的温度，被Physics World评为2011年度十大科学突破；作为主要成员参与发现了双粲重子，入选2017年度中国科学十大进展。

　　赵蕴杰指导学生

　　未来，团队将以此次成果为契机，深耕跨学科创新领域，依托学院学科、平台优势，持续产出高水平研究成果，为华中师范大学科研堡垒添砖加瓦。

　　素材来源：华中师范大学官网/官微/本科招生办/物理科学与技术学院、中国生物物理学院