طراحی، مدل‌سازی و آنالیز محاسباتی crRNA ژن eLF4E1 دخیل در مقاومت به ویروس Y سیب‌زمینی با استفاده از تکنیک‌های مختلف CRISPR

 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 پ

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.