Modern Genetics Journal

fa طراحی، مدل‌سازی و آنالیز محاسباتی crRNA ژن eLF4E1 دخیل در مقاومت به ویروس Y سیب‌زمینی با استفاده از تکنیک‌های مختلف CRISPR Design, Modeling and Computational Analysis of crRNA Gene eLF4E1 Involved in Resistance to Potato Y Virus Using Various CRISPR Techniques ژنتیک گیاهی Subject 01 پژوهشی کامل Applicable <div style="text-align: justify;"> ویروس‌ها تهدیدی جدی برای تولید محصولات کشاورزی به شمار می‌روند و مهندسی ضد ویروس با استفاده از بیوتکنولوژی مولکولی، رویکردی مؤثر برای پیشگیری و کنترل این ویروس‌ها است. استفاده از ابزارهای محاسباتی، به‌ویژه در زمینه مدل‌سازی و داکینگ، می‌تواند دقت طراحی‌ها را به‌طور قابل توجهی افزایش دهد. پژوهش حاضر با ادغام بیوانفورماتیک و فناوری CRISPR به طراحی، مدل‌سازی و ارزیابی محاسباتی crRNA هدف‌گیری ژنeIF4E1  پرداخته است. ساختار آنزیم‌هایCas  از پایگاه دادهRCSB  و توالی ژن eLF4E1 از پایگاه داده NCBI تهیه شد. با استفاده از سیستم برخط CHOPCHOP،crRNA  هدف گیرنده توالی مورد نظر طراحی و از نظر اختصاصیت مورد ارزیابی قرار گرفت. ساختار سه بعدی crRNA طراحی شده با استفاده از سرور (macromolecule builder) MMB شبیه‌سازی و به‌منظور بررسی نحوه اتصال و سطح انرژی اتصالیcrRNA با آنزیم‌های Cas از سرور برخط Hdock استفاده شد. در نتایج طراحی و انتخاب ‌crRNAها، بهترین توالی طراحی شده توالی GTATAGTTCTTGATGCAGTGTGG بود. crRNAهای انتخابی برای هدف‌گیری ژن هدف eLF4E1 با استفاده از نرم‌افزارmacromolecule builder  مدل‌سازی شد. به‌منظور بررسی نحوه اتصال و سطح انرژی اتصالی crRNA با آنزیم‌های Cas با استفاده از سرور برخط Hdock، 100 مدل داکینگ ارائه شد که 10 مدل برتر بر اساس سطح انرژی انتخاب شدند. بر اساس نتایج به‌دست آمده از نحوه اتصال و سطح انرژی اتصالی crRNA با آنزیم‌های Cas، بهترین و اختصاصی‌ترین سازه مربوط به crRNA مورد نظر با آنزیم Cas13b بود و پس از آن به‌ترتیب آنزیم‌های Cas13d، Cas13a و Cas9 بود. از آن‌جایی که موفقیت‌آمیز بودن سیستم CRISPR-Cas برای اصلاح صفات یا مقابله با ویروس‌های RNA آلوده‌کننده سیب‌زمینی نیازمند انتخاب دقیق نوع پروتئین Cas و بیان مناسب آن در گیاه است، بر اساس نتایج این پژوهش می‌توان آنزیم Cas13b را گزینه‌ای مناسب برای اصلاح صفات یا مداخله علیه ویروس‌های RNA در سیب‌زمینی در نظر گرفت.</div> <div style="text-align: justify;">Viruses pose a significant threat to agricultural productivity, and molecular biotechnology offers effective tools for virus prevention and control. Computational tools, particularly those used for modeling and docking, can greatly enhance design precision. This research integrates bioinformatics and CRISPR technologies to design, model, and computationally evaluate crRNA targeting the eIF4E1 gene. Cas enzyme structures were obtained from the RCSB database, and the eIF4E1 gene sequence was retrieved from NCBI. crRNAs targeting the desired gene sequence were designed and assessed using the CHOPCHOP online tool. The three-dimensional structure of the designed crRNA was simulated with the Macromolecule Builder (MMB) server, and the binding mode and energy of crRNA to Cas enzymes were analyzed via the Hdock server. The best-designed crRNA sequence was GTATAGTTCTTGATGCAGTGTGG. The top docking models, selected based on binding energy, indicated that the most specific and effective complex was formed with Cas13b, followed by Cas13d, Cas13a, and Cas9. Thus, precise selection and expression of Cas proteins are crucial for modifying traits or countering RNA viruses in potatoes. The results suggest that Cas13b is the preferred enzyme for trait modification or interference with RNA viruses in potato plants.</div> داکینگ ملکولی, بیوانفورماتیک, CHOPCHOP, CRISPR Molecular docking, Bioinformatics, CHOPCHOP, CRISPR 1 9 http://mg.genetics.ir/browse.php?a_code=A-10-432-2&slc_lang=fa&sid=1 Marzieh Etehadpour مرضیه اتحادپور etehadpour@uk.ac.ir 10031947532846008681 10031947532846008681 Yes دانشگاه شهید باهنر کرمان