طراحي، مدل‌سازي و آناليز محاسباتي crRNA براي تنظيم در سطح پسارونويسي metastamiR-10b و metastamiR-126 با استفاده از تكنيك (CRISPR-C2c2 (Cas13a

Design, Modeling and Computational Analysis of crRNA to Regulate MetastamiR-10b and MetastamiR-126 in Post-transcriptional Level by CRISPR-C2c2 (Cas13a) Technique

مقدمه: يكي از مهم‌ترين دلايل مرگ‌و‌مير در بين بيماران سرطاني متاستاز است. اخيراً نشان داده شده است كه گروه خاصي از miRNA‌ها(microRNA) كه metastamir ناميده مي‌شوند داراي اثر متاستاتيكي هستند. miR-126 ارتباط مشخصي با متاستاز سرطان روده به كبد دارد. همچنين در متاستاز سرطان سينه miR-10b بيان بيش از حد پيدا مي‌كند؛ بنابراين كاهش سطح بيان اين miRNA‌ها مي‌تواند نقش مهمي در كاهش احتمال متاستاز داشته باشد. در اين تحقيق تكنيك CRISPR-C2c2(Cas13a) به منظور هدف‌گيري پيش‌سازهاي miRNA جهت كاهش اثر متاستاتيكي آن‌ها مورد بررسي قرار گرفت. روش: پژوهش با استفاده از ابزارهاي بيوانفورماتيك و بيوانفورماتيك ساختاري انجام شد. ساختار آنزيم C2c2 از پايگاه داده RCSB و توالي‌هاي miRNA و پيش‌سازهاي آن‌ها از پايگاه‌هاي داده MirBase و Mirnamap تهيه شدند. با استفاده از سيستم برخط CRISPR-RT، crRNA‌هاي هدف گيرنده توالي مورد نظر طراحي و از نظر اختصاصيت مورد بررسي و ارزيابي قرار گرفتند. ساختار سه بعدي crRNA‌هاي طراحي شده با استفاده از نرم‌افزار RNAbuider2.8.2 شبيه‌سازي و به منظور بررسي نحوه اتصال و سطح انرژي اتصالي crRNA با آنزيم C2c2(Cas13a) از سرور Hdock استفاده شد. نتايج:crRNA طراحي شده با هدف mir-126 مشابهت ساختاري بالا با وضعيت مشاهده شده در طبيعت نشان داده و جهت­گيري مناسب حاصل شد. در مورد crRNA طراحي شده به منظور هدف­گيري mir-10b با وجود اختصاصيت بالا جهت­گيري درستي ايجاد نشد. نتيجه­گيري: بررسي توالي محور crRNA‌هاي طراحي شده براي ويرايش در سطح RNA كافي نيست و توصيه مي­شود در كنار بررسي­هاي برپايه اختصاصيت، شبيه­سازي و داكينگ مولكولي به منظور دقت هر چه بيشتر انجام شود.

Introduction: Metastasis is one the most important causes of mortality in cancer patients. Recent studies have shown the metastatic potential of a specific group of microRNAs called metastamirs. miR-126 is shown to be correlated with the colorectal liver metastasis. Also, overexpression of miR-10b has been reported in metastatic breast cancer. Therefore, down regulation of these miRNAs at transcriptional level can reduce the probability of metastasis. This study analyzes targeting of miRNAs precursors using CRISPR-C2c2 (Cas13a) technique. Method: To conduct this study, we used bioinformatics and structural bioinformatics methods. The structure of C2c2 (Cas13a) enzyme was obtained from RCSB database, and the sequences of miRNAs and their precursors were collected from MirBase and Mirnamap. The crRNAs were designed, evaluated and checked for their specificity by using CRISPR-RT. The modeling of the three-dimensional structure of the designed crRNAs was performed by RNAbuilder 2.8.2 software. We used Hdock server to perform molecular docking to assess the energy level and the position of docked molecules. Result: The crRNA designed for mir-126 showed high structural similarity with the situation observed in nature and appropriate orientation was obtained. In the case of crRNA designed to target mir-10b, despite high specificity, the correct orientation was not established. Conclusion: Sequence-based evaluation of crRNAs designed for RNA-level editing is insufficient, and it is recommended that, along with specificity, simulation and molecular docking studies, be performed for higher accuracy.