KG0 – FAO AGRIS data provider 2026
ISSN 1694-6286
e-ISSN 1694-9250
Отправить статью
Русский
Вестник Кыргызcкого национального аграрного университета

Поиск статьи

Разработка праймеров и постановка ПЦР для выявления коронавируса SARS-CoV-2 на основе N-гена

ННургалым Кудайбергенов*ММирбек ИсаевММомун АрзыбаевННурлан КожабергеновММейржан Ширинбеков

Nurga_jan_91@mail.ru

Получено 31.03.2026
Доработано 08.08.2026
Опубликовано 04.09.2026

Аннотация

Актуальность работы обусловлена необходимостью повышения точности и чувствительности лабораторной диагностики COVID-19, особенно на ранних стадиях инфекции и при низкой вирусной нагрузке. Целью исследования было обосновать и экспериментально оценить работоспособность пары праймеров, нацеленных на нуклеокапсидный ген SARS-CoV-2, с использованием плазмидного положительного контроля. В работе применяли компьютерный дизайн праймеров по стандартным критериям, проверку их специфичности по базам нуклеотидных последовательностей, моделирование плазмидной конструкции с целевым фрагментом, а также проведение одношаговой обратной транскрипции с последующей полимеразной цепной реакцией и анализ продуктов в агарозном геле. Были разработаны и охарактеризованы праймеры N9171F и N9368R длиной 20-22 нуклеотида с оптимальным содержанием GC и согласованными температурами плавления. При биоинформатической оценке установлено отсутствие выраженной склонности к образованию устойчивых шпилек и димеров, а также подтверждена минимальная гомология с внецелевыми последовательностями, что повышает специфичность амплификации. В качестве положительного контроля использована рекомбинантная плазмидная ДНК pJET1.2, содержащая вставку целевого фрагмента длиной 197 пар оснований; визуализация карты конструкции подтверждала наличие диагностической вставки и удобство ее применения для контроля постановки реакции. Экспериментально показано получение специфического продукта ожидаемого размера 197 пар оснований при анализе РНК SARS-CoV-2, тогда как отрицательный контроль амплификации не давал, что свидетельствует о корректности реакции и снижает риск ложноотрицательных результатов при валидном контроле. Практическая ценность работы заключается в возможности использования предложенной пары праймеров и плазмидного контроля в лабораториях для проведения ОТ-ПЦР-метода в лабораторной диагностике, эпидемиологическом мониторинге и при создании диагностических тест-систем для выявления возбудителя коронавирусной инфекции

Ключевые слова

плазмида; нуклеотид; диагностика; амплификация; BLAST
ЦИТИРОВАНИЕ
Kudaibergenov, N., Isaev, M., Arzybaev, M., Kozhabergenov, N., & Shirinbekov, M. (2026). The development of primers and the installation of PCR for the detection of coronavirus SARS-CoV-2. Bulletin of the Kyrgyz National Agrarian University, 24(3), 10-19. https://doi.org/10.63621/bknau./3.2026.10

Использованные источники

  1. Abbasi, H., Tabaraei, A., Hosseini, S.M., Khosravi, A., & Nikoo, H.R. (2022). Real-time PCR Ct value in SARS-CoV-2 detection: RdRp or N gene? Infection, 50(2), 537-540. doi: 10.1007/s15010-021-01674-x.
  2. Barjaktarović, I., Maletić, J.S., Vučinić, N., Milutinović, A., Grujičić, M., & Čabarkapa, V. (2023). Diagnosing COVID-19: Diagnostic importance of detecting E gene of the SARS-CoV-2 genome. Future Virology, 18(1), 31-38. doi: 10.2217/fvl-2021-0330.
  3. Cascella, M., Rajnik, M., Aleem, A., Dulebohn, S.C., & Di Napoli, R. (2025). Features, evaluation, and treatment of coronavirus (COVID-19). Treasure Island: StatPearls.
  4. Chang, C., et al. (2006). Modular organization of SARS coronavirus nucleocapsid protein. Journal of Biomedical Science, 13(1), 59-72. doi: 10.1007/s11373-005-9035-9.
  5. Chen, Y., Han, Y., Yang, J., Ma, Y., Li, J., & Zhang, R. (2022). Impact of SARS-CoV-2 variants on the analytical sensitivity of rRT-PCR assays. Journal of Clinical Microbiology, 60(4), article number e0237421. doi: 10.1128/jcm.02374-21.
  6. Chu, D.K.W., et al. (2020). Molecular diagnosis of a novel coronavirus (2019-nCoV) causing an outbreak of pneumonia. Clinical Chemistry, 66(4), 549-555. doi: 10.1093/clinchem/hvaa029.
  7. Corman, V.M., et al. (2020). Detection of 2019 novel coronavirus (2019-nCoV) by real-time RT-PCR. Euro Surveill, 25(3), article number 2000045. doi: 10.2807/1560-7917.ES.2020.25.3.2000045.
  8. Dangi, T., Class, J., Palacio, N., Richner, J.M., & Penaloza MacMaster, P. (2021). Combining spike- and nucleocapsid-based vaccines improves distal control of SARS-CoV-2. Cell Reports, 36(10), article number 109664. doi: 10.1016/j.celrep.2021.109664.
  9. Dong, T., Wang, M., Liu, J., Ma, P., Pang, S., Liu, W., & Liu, A. (2023). Diagnostics and analysis of SARS-CoV-2: Current status, recent advances, challenges and perspectives. Chemical Science, 14(23), 6149-6206. doi: 10.1039/d2sc06665c.
  10. Dutta, D., Naiyer, S., Mansuri, S., Soni, N., Singh, V., Bhat, K.H., Singh, N., Arora, G., & Mansuri, M.S. (2022). COVID-19 diagnosis: A comprehensive review of the RT-qPCR method for detection of SARS-CoV-2. Diagnostics, 12(6), article number 1503. doi: 10.3390/diagnostics12061503.
  11. GenBank (n.d.). Retrieved from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/genbank/.
  12. He, F., Deng, Y., & Li, W. (2020). Coronavirus disease 2019: What we know? Journal of Medical Virology, 92(7), 719-725. doi: 10.1002/jmv.25766.
  13. Hu, Y.-F., Liu, H.-Y., & Tsai, T.-L. (2022). Four N-genes in using RT-PCR to confirmed coronavirus disease-2019 (COVID-19) pneumonia. Journal of Biomedical Research & Environmental Sciences, 3(5), 659-663. doi: 10.37871/jbres1492.
  14. Li, H., Liu, S.M., Yu, X.H., Tang, S.L., & Tang, C.K. (2020). Coronavirus disease 2019 (COVID-19): Current status and future perspectives. International Journal of Antimicrobial Agents, 55(5), article number 105951. doi: 10.1016/j.ijantimicag.2020.105951.
  15. Mentes, A., Papp, K., Visontai, D., Stéger, J., VEO Technical Working Group, Csabai, I., Medgyes-Horváth, A., & Pipek, O.A. (2022). Identification of mutations in SARS-CoV-2 PCR primer regions. Scientific Reports, 12, article number 18651. doi: 10.1038/s41598-022-21953-3.
  16. Nalla, A.K., Casto, A.M., Huang, M.W., Perchetti, G.A., Sampoleo, R., Shrestha, L., Wei, Y., Zhu, H., Jerome, K.R., & Greninger, A.L. (2020). Comparative performance of SARS-CoV-2 detection assays using seven different primer-probe sets and one assay kit. Journal of Clinical Microbiology, 58(6), article number e00557-20. doi: 10.1128/JCM.00557-20.
  17. NCBI. (n.d.). Nucleotide database. Retrieved from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore.
  18. Negrón, D.A., et al. (2022). Impact of SARS-CoV-2 mutations on PCR assay sequence alignment. Frontiers in Public Health, 10, article number 889973. doi: 10.3389/fpubh.2022.889973.
  19. Pabbaraju, K., Wong, A.A., Douesnard, M., Ma, R., Gill, K., Dieu, P., Fonseca, K., Zelyas, N., & Tipples, G.A. (2021). Development and validation of RT-PCR assays for testing for SARS-CoV-2. Journal of the Association of Medical Microbiology and Infectious Disease Canada, 6(1), 16-22. doi: 10.3138/jammi-2020-0026.
  20. Perlman, S. (2020). Another decade, another coronavirus. The New England Journal of Medicine, 382(8), 760-762. doi: 10.1056/NEJMe2001126.
  21. Rangaiah, A., Shankar, S.M., Basawarajappa, S.G., Shah, P.A., Chandrashekar, A., Munegowda, A., & Padukone, S. (2021). Detection of SARS-CoV-2 in clinical samples: Target-specific analysis of qualitative reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR) diagnostic kits. IJID Regions, 1, 163-169. doi: 10.1016/j.ijregi.2021.11.004.
  22. Song, W., Fang, Z., Ma, F., Li, J., Huang, Z., Zhang, Y., Li, J., & Chen, K. (2023). The role of SARS-CoV-2 N protein in diagnosis and vaccination in the context of emerging variants: Present status and prospects. Frontiers in Microbiology, 14, article number 1217567. doi: 10.3389/fmicb.2023.1217567.
  23. Tamura, K., Stecher, G., & Kumar, S. (2021). MEGA11: Molecular Evolutionary Genetics Analysis version 11. Molecular Biology and Evolution, 38(7), 3022-3027. doi: 10.1093/molbev/msab120.
  24. Udugama, B., Kadhiresan, P., Kozlowski, H.N., Malekjahani, A., Osborne, M., Li, V.Y.C., Chen, H., Mubareka, S., Gubbay, J.B., & Chan, W.C.W. (2020). Diagnosing COVID-19: The disease and tools for detection. ACS Nano, 14(4), 3822-3835. doi: 10.1021/acsnano.0c02624.
  25. Wang, R., Hozumi, Y., Yin, C., & Wei, G.-W. (2020). Mutations on COVID-19 diagnostic targets. Genomics, 112(6), 5204-5213. doi: 10.1016/j.ygeno.2020.09.028.
  26. World Health Organization (WHO). (2022). Report of access to COVID-19 tools accelerator facilitation council working group on diagnostics and therapeutics. Retrieved from https://www.who.int/docs/default-source/coronaviruse/act-accelerator/council-working-group-on-diagnostics-and-therapeutics-v4.pdf.
  27. Zhou P., et al. (2020). A pneumonia outbreak associated with a new coronavirus of probable bat origin. Nature, 579(7798), 270-273. doi: 10.1038/s41586-020-2012-7.