IPknot — это вычислительный инструмент для предсказания вторичной структуры РНК, включая псевдоузлы, с использованием целочисленного программирования и вероятностных моделей. Разработан группой исследователей под руководством Кенго Сато в 2011 году. IPknot обеспечивает высокую точность предсказания и способен эффективно обрабатывать как короткие, так и длинные последовательности РНК.
Метод основывается на максимизации ожидаемой точности предсказания структуры (Maximum Expected Accuracy, MEA). Для этого IPknot декомпозирует псевдоузловые структуры на подструктуры без псевдоузлов и использует вероятностную модель для оценки распределения вероятностей спаривания оснований. Решение задачи максимизации точности достигается с помощью целочисленного программирования с пороговой обрезкой, что позволяет учитывать широкий класс псевдоузлов и обеспечивать высокую скорость работы инструмента.
- Предсказание вторичной структуры РНК — определение оптимальной структуры с учётом всех возможных спариваний оснований, включая псевдоузлы.
- Использование целочисленного программирования — решение задачи максимизации ожидаемой точности с помощью целочисленного программирования с пороговой обрезкой.
- Вероятностная модель — применение вероятностной модели для оценки распределения вероятностей спаривания оснований, что позволяет учитывать широкий класс псевдоузлов.
- Обработка длинных последовательностей — возможность предсказания структуры для длинных последовательностей РНК, что является значительным преимуществом по сравнению с другими методами.
- Поддержка формата BPSEQ — возможность вывода предсказанной структуры в формате BPSEQ, что облегчает дальнейший анализ и визуализацию.
- Поддержка консенсусной структуры — возможность предсказания консенсусной структуры на основе множественного выравнивания последовательностей РНК, что полезно при анализе семейства РНК.