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Digital Biology

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オリゴプローブモデリングソフトウェア Visual OMP

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特長

オリゴプローブモデリングソフトウェア「Visual OMP」の特徴

Visual OMPは、マイクロアレイのプローブ・PCRのプライマー/プローブ・RNAi等の設計用のソフトウェアです。
過去10年に渡って研究された核酸の熱力学的挙動を反映させたアルゴリズムを使用することで、実験条件に最適なオリゴヌクレオチドを迅速に設計・シミュレーションして頂けます。
ミスハイブリ、アニーリング温度・塩濃度による実験結果の変動でお悩みの方は、是非VisualOMPを御利用下さい。

様々な実際の実験条件を加味したシミュレーション

変異を含んだシーケンスのインポート、PCRにおける3'末端の伸長性による副産物のチェック、バッファー・溶媒・温度の指定など、各設定を使用してシミュレートできます。

ターゲットやオリゴのフォールディングもシミュレート

ヘアピン構造の検出、ターゲットによく結合する位置の選択が簡単にできます。

最適なプライマーやプローブセットを設計

オリゴの自動設計が、実験条件によるミスハイブリを防ぎます。特異性、感受性、融点や長さを選んで設計することができます。

設計したオリゴのパフォーマンスを分析

洗練された熱力学のアルゴリズムを用いて、設計したオリゴのパフォーマンスに影響を与えるターゲット/プローブのフォールディング、クロスハイブリを分析します。

設計を最適化

アッセイにおける最適アニーリング温度を選択のために、温度感受性解析が行えます。マッチ/ミスマッチの二重鎖、折畳構造のプライマー等の予測濃度をグラフで可視化します。

最先端の熱力学モデリング

10年以上研究された核酸(DNA-DNA, RNA-RNA, DNA-RNA)の相互作用モデリングを使用しています。

オリゴプローブモデリングソフトウェア「Visual OMP」
必要なツールは全てVisual OMPの中に

BLAST,ClastalWが内包されているので、Visual OMPを使用すれば核酸に関わる実験のデザイン、シミュレーション、解析、最適化が一気に行えます。

ハイスループットのアプリケーションに統合可能

Developer Editionであれば、APIを用いたPERLによるスクリプトとバッチ処理等が可能です。

ケーススタディ

オリゴプローブモデリングソフトウェア「Visual OMP」

マイクロアレイプローブ解析

マイクロアレイは、特異性の低さによってはクロスハイブリやミスハイブリが起こる可能性がありますが、Visual OMPを使用してそれらを同時に避けることにより、偽陽性と偽陰性を下げることができます。
Visual OMPを使用して、実際のプローブデザインとターゲット情報でマイクロアレイのパフォーマンスをシミュレートしました。
マイクロアレイは、ロタウイルスの病原耐性の同定を目的に設計したものです。
下図のように、論文の実験データとVisual OMPの結果を比較すると、実際にVisual OMPが病原耐性の違いも検出し、マイクロアレイのパフォーマンスを良く再現していることがわかります。

オリゴプローブモデリングソフトウェア「Visual OMP」

図左はVisual OMPによるクロスハイブリダイゼーションの計算
図右はVisual OMPで予測した数値とオーバーレイさせた論文掲載マイクロアレイのスキャンイメージ

RNAターゲット

フォールディング構造をグラフィック化することにより、素早く正確なターゲットの選択が可能になります。下の3つの図は、Visual OMPでRNAのフォールディングを可視化したものです。塩濃度や温度を考慮したRNAのフォールディングをシミュレートできるソフトウェアは他にありません。

オリゴプローブモデリングソフトウェア「Visual OMP」

左:45℃、1M Na+条件下の16S rRNA。
中:45℃、0.1M Na+条件下の16S rRNA。プローブやプライマーがアクセスしやすい二次構造をとっている。
右:60℃、0.1M Na+条件下の16S rRNA。構造はかなり分解され、プローブが付きやすい大きなループができている。

PCRアッセイ

Visual OMPは、PCRの最適化にも御利用頂けます。下図はその例で、水中のC.parvumの検出のPCRです。18S rRNAの増幅用に設計されたプライマーを使用しています。

不偏の増幅効率極大のためにPCRのコンディションを最適化します。
シミュレートの結果、最適アニーリング温度は53.7℃で、実験的に同定された54℃と合致していました。

オリゴプローブモデリングソフトウェア「Visual OMP」

[Mg2+]=2mM
[Na+]=0.05M
[target strand concentration]=1 pM
[primer AWA995F]=0.2µM
[primer AWA1206R]=0.2µM

低濃度のMg+([Mg2+] = 1 mM)のPCRは、PCR増幅効率の極大化に52℃という低いアニーリング温度が必要とされることがわかりました。

オリゴプローブモデリングソフトウェア「Visual OMP」

[Mg2+]=1mM
[Na+]=0.05M
[target strand concentration]=1 pM
[primer AWA995F]=0.2µM
[primer AWA1206R]=0.2µM

プライマーの結合効率は相対的なプライマーの濃度調整で同等化されます。フォワードのプライマーは鋳型鎖への結合が弱いので、両端から等しく増幅させるには、フォワードプライマーは高濃度である必要があります。

オリゴプローブモデリングソフトウェア「Visual OMP」

[Mg2+]=2mM
[Na+]=0.05M
[target strand concentration]=1 pM
[primer AWA995F]=0.5µM
[primer AWA1206R]=0.1µM

動作環境

オリゴプローブモデリングソフトウェア「Visual OMP」

Platform OS CPU ディスプレイ
PC Windows Vista、7 P4 1.5 GHz以上 1024 x 768
開発元 米国 DNAソフトウェア社
URL http://www.dnasoftware.com/

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