Аннотация:
В работе представлены результаты разработки компьютерной программы, позволяющей проводить дизайн (подбор) праймеров для выявления целевой нуклеотидной последовательности с помощью петлевой изотермической амплификации (lоop-mediated isothermal amplification, LAMP). Приведен обзор наиболее популярных программ дизайна праймеров для LAMP.
В работе описаны условия, которые необходимо учитывать при подборе праймеров для петлевой изотермической амплификации, а именно: длина праймеров, GC-состав, средний размер ампликона, температура отжига праймеров, расстояние между праймерами.
При подборе праймеров необходимо проводить поиск позиций вхождения нескольких образцов (праймеров) в нуклеотидной последовательности. Так как для проведения петлевой изотермической амплификации используется набор как минимум из четырех праймеров, имеющих гомологию с шестью участками нуклеотидной последовательности, для реализации поиска был реализован алгоритм Ахо–Корасик, который позволяет производить одновременный поиск нескольких вхождений в более длинной последовательности.
Разработанная программа позволяет находить праймеры для последовательностей разной длины и группировать их по наборам, которые формируются согласно критериям подбора и начальным условиям, определяемым пользователем. В результате проведенного компьютерного анализа пользователь может выбрать из предложенного перечня наборов праймеров наиболее оптимальный для конкретного эксперимента. Тестовый набор праймеров подбирался для проведения петлевой изотермической амплификации генома с целью выявления РНК коронавируса SARS-CoV-2, вызывающего заболевание COVID-19.
Программа реализована на языке программирования Python с применением библиотек biopython, pyahocorasick и доступна по адресу:
https://cloud.mail.ru/public/C7av/QCkSiUomz.
Ключевые слова:
поиск образца в строке, алгоритм Ахо–Корасик, Python, дизайн праймеров, компьютерное моделирование, LAMP.
Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект
№ 20-37-90091).
Материал поступил в редакцию 26.06.2022, 03.10.2022, опубликован 14.11.2022
Реферативные базы данных:
Тип публикации:
Статья
Образец цитирования:
Л. У. Ахметзянова, Т. М. Давлеткулов, Р. Р. Гарафутдинов, И. М. Губайдуллин, “Применение алгоритма Ахо–Корасик для подбора праймеров для петлевой изотермической амплификации”, Матем. биология и биоинформ., 17:2 (2022), 250–265
\RBibitem{AkhDavGar22}
\by Л.~У.~Ахметзянова, Т.~М.~Давлеткулов, Р.~Р.~Гарафутдинов, И.~М.~Губайдуллин
\paper Применение алгоритма Ахо--Корасик для подбора праймеров для петлевой изотермической амплификации
\jour Матем. биология и биоинформ.
\yr 2022
\vol 17
\issue 2
\pages 250--265
\mathnet{http://mi.mathnet.ru/mbb488}
\crossref{https://doi.org/10.17537/2022.17.250}
\elib{https://elibrary.ru/item.asp?id=50158432}
Образцы ссылок на эту страницу:
https://www.mathnet.ru/rus/mbb488
https://www.mathnet.ru/rus/mbb/v17/i2/p250
Эта публикация цитируется в следующих 3 статьяx:
Liana U. Akhmetzianova, Timur M. Davletkulov, Assol R. Sakhabutdinova, Alexey V. Chemeris, Irek M. Gubaydullin, Ravil R. Garafutdinov, “LAMPrimers iQ: New primer design software for loop-mediated isothermal amplification (LAMP)”, Analytical Biochemistry, 684 (2024), 115376
L. U. Akhmetzianov, “Computer Program for Primer Design for Loop-Mediated Isothermal Amplification (LAMP)”, Vestnik Donskogo gosudarstvennogo tehničeskogo universiteta, 24:1 (2024), 98
K.G. Ptitsyn, S.A. Khmeleva, L.K. Kurbatov, O.S. Timoshenko, E.V. Suprun, S.P. Radko, A.V. Lisitsa, “Lamp Primer Designing Software: The Overview”, BMCRM, 7:4 (2024), e00226
Цитирование в формате AMSBIB
Обратная связь: