アプタマーは、SELEX（Systematic Evolution of Ligands by Exponential Enrichment）過程の変法を用いて生成される、高親和性かつ高特異的な分子認識を可能にする構造化核酸リガンドである。しかしSELEXは、濃縮は進むものの結合効率を欠く配列を生成することが多い。そこで本研究では、Ruggedness Composite Index（RCI）という指標と、その計算方法を提案し、結合能を持つ「活性」アプタマーと、弱い、または結合しない「不活性」アプタマーを識別するために用いることを可能にする。RCIは、アプタマーの破砕（地形の分割）、盆エントロピー（準安定状態の分布）、累積密度の不規則性（占有の非一様性）、構造エネルギー相関長（構造とエネルギーの結合スケール）に関する情報を取り込む。二次構造の折りたたみ自由エネルギー地形のトポロジーが、活性型と不活性型のアプタマーを区別できるかどうかを、6つのデータセットに対してマルチスケール・レベルセット枠組みで検証する。活性アプタマーはRCI値が低く、より滑らかで漏斗状のコンフォメーション空間を占有する。一方、不活性アプタマーはRCI値が高く、破砕され高エントロピーな地形を反映する。対照的に、最小自由エネルギーなどの古典的な熱力学的特徴は、活性・不活性の識別能が限定的である。すべてのデータセットにおいて、濃縮が単調でないにもかかわらず特異性を欠く配列はラグドネスが高く、地形トポロジーが非特異的濃縮を予測できることを示す。これらの結果は、折りたたみ地形の組織化がアプタマー活性の予測因子として利用できることを示し、特に治療用アプタマー探索における候補優先度の改善に向けて、RCIを単純で機構的に解釈可能な指標として確立する。
https://doi.org/10.64898/2026.08.26.747184