In silico PCR とは

インシリコPCRは、配列決定されたゲノムまたはトランスクリプトームからのDNA配列を増幅するための所定のプライマーセット(プローブ)を用いて理論的ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)結果を計算するために使用される計算ツールを指す。
これらのツールは、標的DNAまたはcDNA配列のためのプライマーの設計を最適化するために使用される。プライマーの最適化には、効率と選択性という2つの目標があります。効率は、GC含量、結合効率、相補性、二次構造、およびアニーリングおよび融点(Tm)などの要因を考慮に入れることを含む。プライマー選択性は、プライマー対が目的の標的以外のランダムな部位に偶然に結合しないこと、またプライマー対が遺伝子ファミリーの保存領域に結合すべきでないことを必要とする。選択性が悪い場合、プライマーのセットは、目的の標的以外の複数の産物を増幅する。
適切な短いまたは長いプライマー対の設計は、PCR産物予測の唯一の目的である。インシリコPCRツールによって提供される他の情報は、プライマーの位置、向き、各アンプリコンの長さ、電気泳動移動度のシミュレーション、オープンリーディングフレームの同定、および他のウェブリソースへのリンクを決定することを含むことができる。
機能セット、使いやすさ、効率性、コストのバランスが異なる多くのソフトウェアパッケージが利用可能です。おそらく最も広く使用されるのはe-PCRで、National Center for Biotechnology Information(NCBI)のウェブサイトから自由にアクセスできます。一方、商業的な用途であるFastPCRは、多重標的配列のために設計された単一のプライマーまたは一組のプライマーの同時試験を可能にする。これは、標的配列に対するプライマーの相補性を試験するための迅速でギャップのないアライメントを行う。標準PCRまたは逆PCRおよびマルチプレックスPCRを用いて、線状および環状の鋳型について、予想されるPCR産物を見出すことができる。 VPCRは多重PCRの動的シミュレーションを実行し、1つの反応で複数のアンプリコン間の定量的な競合効果の推定を可能にします。
プライマーは、多くの予測される配列に結合することができるが、プライマーの3 '末端のミスマッチがないか、またはわずかである配列(位​​置およびヌクレオチドに応じて1または2)のみをポリメラーゼ伸長に使用することができる。プライマーの3 '末端の最後の10〜12塩基は、鋳型結合部位上のポリメラーゼ伸長の開始および一般的なプライマー安定性に感受性である。プライマーの3 '末端におけるこれらの最後の10塩基における単一ミスマッチの効果は、その位置および局所構造に依存し、プライマー結合、選択性およびPCR効率を低下させる。