طراحی و بهینه‌سازی gRNA برای شناسایی ویبریوکلرا O1 مبتنی بر ویرایش ژنی
محورهای موضوعی :
مینا خدامی وایقان
1
,
مهدی زین الدینی
2
*
,
زهرا آل آقا
3
,
علی رضا سعیدی نیا
4
1 - پژوهشکده علوم و فناوری زیستی، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران.
2 - دانشگاه صنعتی مالک اشتر، دانشکده شیمی و مهندسی شیمی، پژوهشکده علوم و فناوری زیستی
3 - پژوهشکده علوم و فناوری زیستی، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران.
4 - پژوهشکده علوم و فناوری زیستی، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران.
کلید واژه: RNA راهنما, ویبریوکلرا, CRISPR, شناسایی,
چکیده مقاله :
سابقه و هدف: فناوری ویرایش ژنی به‌ویژه سیستم CRISPR-Cas12a، به‌عنوان روشی نوین برای شناسایی سریع و دقیق عوامل بیماری‌زا مورد توجه قرار گرفته است. هدف این مطالعه طراحی RNA راهنما برای شناسایی سه ژن اصلی باکتری ویبریوکلرا O1 شامل CtxA، CtxB و OmpW است. مواد و روش‌ها: توالی‌های ژنی سه هدف مذکور به‌صورت فایل FASTA استخراج و با استفاده از سه نرم‌افزار آنلاین Chop chop، Crispor و Cas designer، RNAs راهنما طراحی شدند. پارامترهایی مانند نوع پروتئین Cas، نوع PAM، تعداد نواحی هدف، ارگانیسم هدف و ویژگی‌های ساختاری توالی‌ها در نظر گرفته و پس از بهینه‌سازی، توالی‌ها بر اساس عملکرد، ساختار ثانویه، درصد GC و جهت سنس یا آنتی‌سنس اولویت‌بندی شدند. صحت طراحی‌ها با مقایسه نتایج نرم‌افزارها و تحلیل ساختار ثانویه توسط RNAfold و GC Calculator تأیید شد. بهترین توالی‌ها برای هر ژن هدف انتخاب و وکتورهای بیانی حاوی کست‌های مربوطه طراحی گردید. نتایج: RNAs راهنمای بهینه‌شده، با در نظر گرفتن ویژگی‌های خاص سیستم CRISPR-Cas12a، توانستند به‌صورت in silico توانایی شناسایی دقیق و اختصاصی سه ژن هدف ویبریوکلرا را نشان دهند. این طراحی‌ها از نظر ساختاری پایدار بوده و درصد GC مناسبی داشتند که می‌تواند عملکرد بهینه در سیستم‌های تشخیصی مبتنی بر CRISPR-Cas12a را تضمین کند. همچنین مقایسه نتایج نرم‌افزاری و تحلیل‌های ساختاری، اعتبار و قابلیت اطمینان این طراحی‌ها را تأیید نمود. نتیجه‌گیری: روش تشخیصی مبتنی بر CRISPR-Cas12a ارائه‌شده، دارای پتانسیل بالایی برای تشخیص سریع، دقیق و مقرون‌به‌صرفه ویبریوکلرا بوده و می‌تواند در کنترل و پیشگیری از شیوع این بیماری مؤثر باشد.