[发明专利]基于链置换反应的miRNA探针初筛方法、系统

说明书

本发明属于非编码RNA检测领域，具体涉及一种基于链置换反应的miRNA探针初筛方法、系统，旨在解决基于人工实验的探针的设计和筛选效率、准确率低的问题。本系统方法包括:获取待检测的核酸序列，输入序列由核酸序列5’端toehold和保护序列组成；基于A、T、G、C四种核苷酸随机组成3’端toehold，与保护序列连接生成探针序列，通过信号放大模型进行链置换反应，获取每步链置换反应的反应物序列和生成物序列；依次计算每步链置换反应的摩尔吉布斯自由能；将每步链置换反应的摩尔吉布斯自由能均小于0的探针序列作为筛选结果进行输出。本发明通过链置换反应的信号放大模型大大提高了探针筛选的效率、准确率。

技术领域

本发明属于非编码RNA检测领域，具体涉及一种基于链置换反应的miRNA探针初筛方法、系统。

背景技术

目前，非编码RNA已被确定为各种主要癌症类型的致癌驱动因子或肿瘤抑制因子，检测体内某些特定非编码RNA或抑制其表达对某些疾病的诊疗具有重要意义，因而设计并筛选出高效并具有特异性的探针是亟待解决的关键问题。

现阶段，对于探针的设计和筛选主要依赖实验，同时实验需要进行多组重复实验和对比实验得到的结果才是可信的，但因在实验前未对探针进行初步筛选，所以实验结果往往不如意，会浪费很多人力、物力和时间；同时，利用实验来筛选探针，必须保证实验环境和条件一致，较为苛刻。因此，本发明提出了一种基于链置换反应的miRNA探针初筛方法。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有基于人工实验的探针设计和筛选效率、准确率低的问题，本发明第一方面，提出了一种基于链置换反应的miRNA探针初筛方法，该方法包括：

步骤S100，获取待检测的核酸序列miRNA，作为输入序列；所述输入序列由核酸序列5’端toehold和保护序列组成；

步骤S200，基于A、T、G、C四种核苷酸随机组成3’端toehold；将所述保护序列和随机组成的3’端toehold连接，得到多个探针序列；

步骤S300，对每一个探针序列，分别结合所述输入序列，通过预构建的信号放大模型进行预设步数的链置换反应，获取每步链置换反应的反应物序列和生成物序列；

步骤S400，计算在预设反应条件下各反应物和生成物的摩尔生成的吉布斯自由能，并依次计算每步链置换反应的摩尔吉布斯自由能；

步骤S500，将预设步数的链置换反应中每步链置换反应的摩尔吉布斯自由能均小于0的探针序列作为筛选结果进行输出；

所述预构建的信号放大模型，用于通过碱基互补配对原则及预设的序列生成方法，生成所述输入序列对应的碱基互补序列，并结合探针序列、所述输入序列进行链置换反应。

在一些优选的实施方式中，所述核酸序列5’端toehold和所述3’端toehold的序列长度相同。

在一些优选的实施方式中，所述探针序列为单链序列。

在一些优选的实施方式中，“通过碱基互补配对原则及预设的序列生成方法，生成所述输入序列对应的碱基互补序列”，其方法为：

所述碱基互补序列包括三种，分别为Q单链、P单链、F单链；

所述Q单链，与所述输入序列碱基互补，且其5’端toehold和探针序列的3’端toehold碱基互补；

所述P单链，与所述输入序列去除5’端toehold及两端各N个核苷酸后剩余核酸序列的碱基互补；

所述F单链，与所述Q单链去除3’端W个核苷酸后的剩余序列碱基互补；

其中，N、W为自然数，表示设定数量。