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PCR in silico

La PCR in silico[1] est un outil de bio-informatique utilisé pour simuler la PCR pour un ensemble d'amorces donné[2] - [3] - [4] - [5].

Cet outil est utilisé pour optimiser le design des sondes en fonction de l'ADN (ou l'ADNc) cible. L'optimisation des sondes à deux objectifs : l'efficacité et la sélectivité. L'efficacité est améliorée en prenant en compte des facteurs tels que la proportion de GC, l'efficacité de l'hybridation, la complémentarité, la structure secondaire des acides nucléiques, et le point de fusion (Tm) de l'ADN. Augmenter la sélectivité permet d'éviter que la sonde ne se fixe aléatoirement à un autre site, ou à une région conservée dans un autre gène de la même famille. Si la sélectivité est insuffisante, l'amplicon sera un mélange de multiples produits en plus de la séquence d'intérêt[6].

RĂ©sultats de PCR in silico obtenus avec le logiciel jPCR[7].

En dehors de la création d'amorces appropriées, les outils de PCR in silico permettent de prévoir l'emplacement de fixation d'une amorce, son orientation, la longueur de chaque amplicon, permettant de prévoir la mobilité en électrophorèse de ses différents composants, et d'identifier un éventuel cadre de lecture ouvert[7] - [8].

De nombreux logiciels sont disponibles[9] - [10] - [11] - [12]. L'un des plus couramment utilisés est e-PCR[11], qui est en accès libre sur le site web du National Center for Biotechnology Information. FastPCR est un logiciel commercial permettant de tester simultanément un ensemble d'amorces pour des séquences-cibles multiples[9] (PCR multiplexe).

VPCR[3] permet de réaliser une simulation dynamique de PCR multiplexe, afin d'estimer les effets quantitatifs de la compétition entre les différents amplicons.

Une amorce peut se fixer à de nombreuses séquences prédites, mais seules les séquences avec pas ou peu de mauvais appariements (1 ou 2, selon la localisation) proches de l'extrémité 3' de l'amorce peuvent conduire à une extension par la polymérase. Cela concerne les 10-12 dernières bases près de l'extrémité 3'[7] - [8].

Références
  1. Synonymes : PCR digitale, PCR virtuelle, PCR Ă©lectronique, e-PCR
  2. G. D. Schuler, « Sequence mapping by electronic PCR », Genome research, vol. 7, no 5,‎ , p. 541–550 (PMID 9149949, PMCID 310656)
  3. M. Lexa, J. Horak et B. Brzobohaty, « Virtual PCR », Bioinformatics (Oxford, England), vol. 17, no 2,‎ , p. 192–193 (PMID 11238077, DOI 10.1093/bioinformatics/17.2.192)
  4. (en) K. Rotmistrovsky, W. Jang et G. D. Schuler, « A web server for performing electronic PCR », Nucleic Acids Research, vol. 32, no Web Server issue,‎ , W108–W112 (PMID 15215361, PMCID 441588, DOI 10.1093/nar/gkh450, lire en ligne [html])
  5. J. Bikandi, R. S. Millan, A. Rementeria et J. Garaizar, « In silico analysis of complete bacterial genomes: PCR, AFLP-PCR and endonuclease restriction », Bioinformatics, vol. 20, no 5,‎ , p. 798–799 (PMID 14752001, DOI 10.1093/bioinformatics/btg491)
  6. P. C. Boutros et A. B. Okey, « PUNS: Transcriptomic- and genomic-in silico PCR for enhanced primer design », Bioinformatics, vol. 20, no 15,‎ , p. 2399–2400 (PMID 15073008, DOI 10.1093/bioinformatics/bth257)
  7. R. Kalendar, D. Lee et A. H. Schulman, « Java web tools for PCR, in silico PCR, and oligonucleotide assembly and analysis », Genomics, vol. 98, no 2,‎ , p. 137–144 (PMID 21569836, DOI 10.1016/j.ygeno.2011.04.009)
  8. B. Yu et C. Zhang, « In Silico Tools for Gene Discovery », Methods in molecular biology (Clifton, N.J.), vol. 760,‎ , p. 91–107 (ISBN 978-1-61779-175-8, PMID 21779992, DOI 10.1007/978-1-61779-176-5_6)
  9. « FastPCR », PrimerDigital Ltd
  10. « Oligomer Web Tools », Oligomer Oy, Finland
  11. « Electronic PCR », NCBI - National Center for Biotechnology Information
  12. « UCSC Genome Bioinformatics », UCSC Genome Bioinformatics Group
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