¹Уфимский государственный нефтяной технический университет, Уфа, Россия
²ООО «Корнинг СНГ», Санкт-Петербург, Россия
³Институт биохимии и генетики – обособленное структурное подразделение Федерального государственного бюджетного научного учреждения Уфимского федерального исследовательского центра, Уфа, Россия
⁴Институт нефтехимии и катализа – обособленное структурное подразделение Федерального государственного бюджетного научного учреждения Уфимского федерального исследовательского центра, Уфа, Россия

Аннотация. В данной работе предлагается новый метод идентификации живых организмов с помощью мультиплексной полимеразной цепной реакции с произвольными праймерами in silico (мультиплексный in silico RAPD-анализ). Представлены результаты компьютерного моделирования поиска возможных мест отжига праймеров в геномной ДНК с образованием ампликонов определенного диапазона длин (от 51 до 500 нуклеотидов). Полученные данные предложено переводить в бинарный формат, а также в формат геномного штрихкода, в совокупности с используемыми праймерами оказывающийся уникальным для исследуемых геномов. Набор праймеров и полученный штрихкод позволяют однозначно идентифицировать организмы, которым они принадлежат. Проведен сравнительный анализ полученных геномных штрихкодов видов близкородственных растений с целью установления их филогенетических связей, систематизации, классификации, а также ДНК-паспортизации (каталогизации) на уровне отдельных сортов и линий. Предложенный метод позволяет прогнозировать успешность проведения мультиплексной полимеразной цепной реакции с произвольными праймерами в лабораторных условиях. Разработанная программа для поиска мест отжига праймеров является вспомогательным инструментом для предварительного планирования «мокрых» экспериментов по выявлению мультилокусного полиморфизма ДНК и позволяет при определенных допущениях определить «удачные» праймеры для проведения полимеразной цепной реакции, а также определить оптимальное количество праймеров для получения наиболее информативных штрихкодов. Важным моментом является то, что предложенная технология позволяет проводить анализ нуклеотидной последовательности всей геномной ДНК различных эукариотических организмов, а не отдельных фрагментов генома, что делает предложенный метод баркодирования универсальным для всех геномов независимо от их видовой принадлежности. 

Ключевые слова: геномное баркодирование, цифровизация данных, мультиплексная ПЦР, RAPD-анализ, компьютерное моделирование, геном.