7、Structator的实现与改进

Structator的实现与改进

1. 引言

在生物信息学领域，非编码RNA（ncRNA）的重要性日益增加。ncRNA在基因调控、转录后修饰等多种生物学过程中扮演着关键角色。为了更好地理解和研究这些分子，研究人员需要高效的工具来搜索和分析RNA序列及其二级结构。本文将重点介绍Structator——一种快速的基于索引的RNA序列-结构模式搜索工具，以及对其空间效率的改进。

2. Structator概述

Structator利用后缀数组（Suffix Array）作为核心数据结构，支持高效的单向和双向搜索。该工具的源代码遵循GNU通用公共许可证第3版，用户可以从官方网站下载使用。Structator的主要功能包括：

• 索引构建 ：给定一个包含所有目标序列的FASTA文件，用户可以构建不同的索引文件，这些文件对于后续的搜索步骤是必需的。
• 模式搜索 ：给定一个包含若干RNA序列-结构模式（RSSP）的文件，Structator可以在预计算的索引中查找相似的RNA序列。

每个RSSP由三行组成，提供描述、序列本身以及以点括号表示法表示的二级结构。例如：

>Example RNA sequence
AUAGCUGCUGCUGCA
....(((....)))...

3. 空间效率改进

随着数据库规模的增长，传统的索引构建方法面临两大挑战：内存分配失败和索引文件过大。为了解决这些问题，Structator引入了两种空间效率