طراحی و بهینهسازی gRNA مبتنی بر ویرایش ژنی به منظور شناسایی ویبریوکلرا O1
نویسندگان
1 دانشگاه صنعتی مالک اشتر، دانشکده شیمی و مهندسی شیمی، پژوهشکده علوم و فناوری زیستی
2 پژوهشکده علوم و فناوری زیستی، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران.
3 پژوهشکده علوم و فناوری زیستی، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران.
4 پژوهشکده علوم و فناوری زیستی، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران.
doi
https://doi.org/10.82363/jmw.2025.1216416چکیده
سابقه و هدف : فناوری ویرایش ژن، 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 بوده است. مواد و روشها : سه توالی موردنظر 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.