如下是一种计算机执行的方法。提供与生物列表中一种或多种生物相关的靶序列列表。提供疑似与一个或多个所述靶序列杂交的候选原型序列列表。生成与每个候选原型序列相对应的探针集合，每个探针集合具有针对每个子序列的探针组，所述的子序列具有相应候选原型序列的预定、固定的子序列长度。所述探针组由相应子序列和通过变动相应子序列的中央核苷酸所形成的相应子序列的每一变异组成。生成与每个靶序列相对应的片段组，每一片段组包含具有相应靶序列的预定、固定片段长度的每个片段。计算每个片段与该片段的完全互补性序列的结合自由能。若任何结合自由能高于预定的固定阈值，则将该片段一次延伸一个核苷酸直至所述结合自由能低于该阈值或该片段具有与所述探针相同的长度，生成延伸片段组。确定哪个延伸片段是针对任意探针的完全匹配物。装配与每个候选原型序列相对应的碱基响应序列。该碱基响应序列具有与相应原型序列的每个探针的中央核苷酸相对应的碱基响应，其中所述的探针是针对任何延伸片段的完全匹配物，但对于该碱基响应而言含有所述完全匹配探针的该探针组的其余成员不是针对任何延伸片段的完全匹配物；和在全部其它环境下的非碱基响应。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术 一般地涉及再测序微阵列设计。
技术介绍
随着基于DNA的检测方法流行日盛，拥有设计、测试和改善测定法分析 的计算机(in silico)方法变得更加重要。尤其，日益需要高度多重性病原体检测法并且该^r测法在成本、所需样品体积、时间及测定时间方面比多重单独 的测试法可能更有效。然而，初始开发、设计和验证可以对数性地变得复杂、 昂贵和耗时。使用新近可用遗传序列信息的针对微生物的精确模拟模型可以潜在地使开发这些高度多重性测定法的成本和时间最小化。基于核酸的全部测定法的设计标准具有相似的整体约束条件。在选定靶生净勿后，'乂、观1K用刁汰恭迅评1乂T及iff开;ttEaX刑丰巴玍^^效^T开且仍T兄明7j 部遗传性变异(即林或亚型)的探针。已经用模型(对于每个模型具有相似要求)开发计算机设计方法用于PCR和点式寡核苷酸微阵列(Cleland等(2004) 开发用于微生物病原体的合理设计的核酸标签(Development of rationally designed nucleic acid signatures for microbial pathogens).分子诊断专家述评 (Expert Rev Mol Diagn) , 4. 303-315; Gardner等(2005)用于DNA和蛋白质诊 断标签开发的草拟及完善序列数据(Draft versus finished sequence data for DNA and protein diagnostic signature development).核酸研究(Nucleic Acids Res )， 33, 5838-5850; Rychlik等(1989)—种选择最佳寡核苷酸用于DNA的滤膜杂交、测 序及体外扩增的计算才几程序(A computer program for choosing optimal oligonucleotides for filter hybridization, sequencing and in vitro amplification of DNA).核酸研究(Nucleic Acids Res) ，17,8543-8551; Fitch等(2002)核酸诊 断法的快速发展(Rapid development of nucleic acid diagnostics )。 IEEE进展 (Proceedings of the IEEE) ， 90, 1708-1721 ),用于测定法和寡核香酸微阵列 (HeroW等(2003)寡聚物设计 一种用于开发寡核苷酸-徵阵列的探针的计算 机禾呈序(Oligo Design: a computer program for development of probes for oligonucleotide microarrays ).生4勿4支术(Biotechniques ) , 35， 1216-1221; Mehlmann等(2006)用来开发针对流感病毒的流感芯片(FluChip)诊断微阵列 的耐用序列选择方法(Robust sequence selection method used to develop the FluChip diagnostic microarray for influenza virus ).临床4效生物学杂志(J Clin Microbiol), 44,2857-2862)。因为探针、靶和干扰片段的可能集合是如此庞大， 故优选以最小计算产生最大靶特异性的模型。在PCR引物或寡核苷酸微阵列 的常见设计算法中，计数探针与把序列或背景生物序列之间的碱基匹配数。若 超过阈匹配数，则假定存在杂交(Herold等.(2003)寡聚物设计 一种用于开 发寡核苦酸微阵列的探针的计算机程序(Oligo Design: a computer program for development of probes for oligonucleotide microarrays ). 生物技术 (Biotechniques ) , 35, 1216-1221; Mehlmann等(2006)用来开发针对流感病毒 的FluChip诊断微阵列的耐用序列选4奪方法(Robust sequence selection method used to develop the FluChip diagnostic microarray for influenza virus).临床微生物学杂志(J Clin Microbiol )， 44,2857-2862.)。这种水平的模拟是不完整的， 因为对探针-靶杂交的最终检测依赖于单一信号强度(通常是荧光)，其可能与 预测的单一信号强度不相关。这导致无法确定所选探针效果如何直至开展实验 工作以验证该选择并且建立杂交事件的强度临界值。已经使用更详细的热动力学模拟和计算来更好理解匹配-错配和单一匹配 微阵列并且提供对强度的预测(Matveeva等(2003)用于寡探针设计的热动力 学计算和统计相关(Thermodynamic calculations and statistical correlations for oligo-probes design).核酸研究(Nucleic Acids Res ) , 31 ， 4211 -4217; Held等 (2003)利用杂交的物理特性模拟DNA微阵列数据(Modeling of DNA microarray data by using physical properties of hybridization),美国-斗学院院刊 (Proc Natl Acad Sci U SA) , 100, 7575-7580; Naef等(2003)解决亮错配之谜 寡核苦酸阵列中的标记和有效结合(Solving the riddle of the bright mismatches: Labeling and effective binding in oligonucleotide arrays ).物理评论E ( Physical Review E) ，68,011906; Zhang等(2003)短寡核苷酸微阵列上的分子相互作用 模型(A model of molecular interactions on short oligonucleotide microarrays ).自 然:生物技术(NatBiotechnol) ,21,818-821; Wu等(2005)在短寡聚物微阵列上 交叉杂交的序歹'J依身负'性(Sequence dependence of cross-hybridization on short oligo microarrays ).核酸研究(Nucleic Acids Res ) ，33，e84)。建才莫方法说明 了几个重要事项，如探针与表面连接以及实现片段的二聚体形成或片段依赖于 碱基含量的环形成。当仅一个或两个探针可能与靶标杂交时，对这些事项的说 明是相对简单明了的。然而，模型中这种增加的细节以计算要求同样提高为代 价。与简单的寡核苷酸微本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种计算机执行的方法，其包括： 提供与生物列表中一种或多种生物相关的靶序列列表； 提供疑似与一个或多个所述靶序列杂交的候选原型序列列表； 生成与每个候选原型序列相对应的探针集合，每个探针集合包含针对每个子序列的探针组，所述 的子序列具有相应候选原型序列的预定、固定的子序列长度，所述探针组由相应子序列和通过变动相应子序列的中央核苷酸所形成的相应子序列的每一变异组成； 生成与每个靶序列相对应的片段组，每一片段组包含具有相应靶序列的预定、固定片段长度的每个片段 ； 计算每个片段与该片段的完全互补性序列的结合自由能，并且若任何结合自由能高于预定的固定阈值，则将该片段一次延伸一个核苷酸直至所述结合自由能低于该阈值或该片段与所述探针等长，生成延伸片段组；和 确定哪个延伸片段是针对任意探针的完 全匹配物；和 装配与每个候选原型序列相对应的碱基响应序列，所述的碱基响应序列包含： 与相应原型序列的每个探针的中央核苷酸相对应的碱基响应，其中所述的探针是针对任何延伸片段的完全匹配物，但对于该碱基响应而言，含有所述完全匹配探针的 该探针组的其余成员不是针对任何延伸片段的完全匹配物；和 在全部其它环境下的非碱基响应。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：安东尼P马拉诺斯基，王峥，林宝川，大卫A斯滕格，乔尔M施努尔，
申请(专利权)人：海军部长代表的美国政府，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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