Journal of Biosafety

fa بررسی تنوع سیستم‌های CRISPR-Cas در باکتری کلستریدیوم بوتولینوم با استفاده از رویکرد کاوش ژنی Investigation of CRISPR-Cas Systems Diversity in Clostridium botulinum via Genome Mining Approach تخصصي Special پژوهشي Research <div style="text-align: justify;">سیستم تکرارهای کوتاه پالیندرومیک خوشه‌ای منظم و پروتئین مرتبط با آن یا CRISPR-Cas اهداف ژنتیکی ارزشمندی برای تجزیه و تحلیل فیلوژنی باکتری‌ها در مطالعات همه‌گیری شناسی محسوب می‌شوند. در این مطالعه داده‌های ژنومی 800 توالی سویه‌های کلستریدیوم بوتولینوم از پایگاه داده مرکز ملی اطلاعات بیوتکنولوژی (NCBI) جمع آوری و حضور و تنوع سیستم‌های CRISPR-Cas کامل و توالی‌های فاصله‌انداز و تکرارهای آن در ژنوم‌های ثبت شده برای این باکتری‌ها با روش‌ In-silico ارزیابی شد. همچنین ساختارهای ثانویۀ توالی‌های تکراری بر اساس الگوریتم حداقل انرژی آزاد (MFE) پیش‌بینی شد. بر اساس نتایج، از مجموع 526 ژنوم با آرایۀ CRISPR-Cas کامل، تعداد 306 سویه (58درصد) دارای ژن‌های Cas بودند. زیرگروه‌های I-B، I-D، II-C، III-D و III-B در این آرایه‌ها شناسائی شد. یافته‌ها همچنین نشان داد که Cas 6 پروتئین اصلی تولید شده توسط مجموعه ژن‌های بیان‌کننده در سیستم‌های CRISPR-Cas مورد مطالعه است و پروتئین‌های متنوع Cas توسط ماژول‌های سازگاری و تداخل در این آرایه‌ها تولید می‌شوند. طول متوسط توالی‌های فاصله‌انداز و تکرار در آرایه‌های  CRISPR به ترتیب 35-30 و 36-30 جفت باز بود. به‌علاوه، پیش‌بینی ساختارهای ثانویه‌ی توالی‌های تکراری نشان داد که زیرگروه II-C، با ساقه‌های بلندتر نسبت به سایر زیرگروه‌ها، تمایل به تشکیل ساختارهای ثانویه RNA پایدارتری دارد.</div>   <div style="text-align: justify;">Clustered regularly interspaced short palindromic repeats and its associated protein or CRISPR-Cas systems are valuable genetic targets for bacterial phylogeny analysis in epidemiological studies. In this study, the genomic data of 800 sequences of Clostridium botulinum strains from the National Center for Biotechnology Information (NCBI) database was collected and the occurrence and variety of the complete CRISPR-Cas systems and its spacer and repeat sequences evaluated in the genomes recorded for these bacteria with the in-silico method. Also, the secondary structures of repeat sequences were predicted based on the minimum free energy (MFE) algorithm. According to the results, from the 526 genomes with complete CRISPR-Cas array, 306 strains (58%) had Cas genes. Subtypes I-B, I-D, II-C, III-D, and III-B were identified in these arrays. The findings also revealed that Cas 6 is the main protein produced by expression module genes in the studied CRISPR-Cas systems, and diverse Cas proteins are produced by the adaptation and interference modules in these arrays. The average length of spacer and repeat sequences in CRISPR arrays was 30-35 and 30-36 bp, respectively. Moreover, the prediction of secondary structures of repeat sequences showed that subtype II-C, with longer stems than other subtypes, tends to form more stable RNA secondary structures.</div> توالی تکرار, توالی فاصله‌انداز, کاوش ژن, کلستریدیوم بوتولینوم, CRISPR-Cas. Clostridium botulinum, CRISPR-Cas, Genome Mining, Repeat Sequence, Spacer Sequence. 17 34 http://journalofbiosafety.ir/browse.php?a_code=A-10-667-1&slc_lang=fa&sid=1 Naiymeh Sheikholeslami نعیمه شیخ الاسلامی naiymeh72@yahoo.com 10031947532846003645 10031947532846003645 No Department of Food Hygiene, Faculty of Veterinary Medicine, Tabriz Medical Sciences, Islamic Azad University, Tabriz, Iran. گروه بهداشت مواد غذایی، دانشکده دامپزشکی، واحد علوم پزشکی تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران. Hamid Mirzaei حمید میرزائی hmirzaei@iaut.ac.ir 10031947532846003646 10031947532846003646 Yes Department of Food Hygiene, Faculty of Veterinary Medicine, Tabriz Medical Sciences, Islamic Azad University, Tabriz, Iran. گروه بهداشت مواد غذایی، دانشکده دامپزشکی، واحد علوم پزشکی تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران/ گروه بیوتکنولوژی مواد غذایی، مرکز تحقیقات بیوتکنولوژی، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران. Jalil Khandaghi جلیل خندقی dr.khandaghi@gmail.com 10031947532846003647 10031947532846003647 No Department of food Biotechnology, Biotechnology Research Center, Tabriz Branch, Islamic Azad University, Tabriz, Iran. گروه بیوتکنولوژی مواد غذایی، مرکز تحقیقات بیوتکنولوژی، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران./ گروه علوم و صنایع غذایی، واحد سراب، دانشگاه آزاد اسلامی، سراب، ایران. Yousef Nami یوسف نامی yousefnami2010@gmail.com 10031947532846003648 10031947532846003648 No Department of Food Biotechnology, Branch for Northwest & West region, Agricultural Biotechnology Research, Institute of Iran, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Tabriz, Iran. گروه بیوتکنولوژی مواد غذایی، واحد شمال غرب و غرب پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی (AREEO)، تبریز، ایران Afshin Javadi افشین جوادی javadi@iaut.ac.ir 10031947532846003649 10031947532846003649 No Department of Food Hygiene, Faculty of Veterinary Medicine, Tabriz Medical Sciences, Islamic Azad University, Tabriz, Iran. گروه بهداشت مواد غذایی، دانشکده دامپزشکی، واحد علوم پزشکی تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران./گروه بیوتکنولوژی مواد غذایی، مرکز تحقیقات بیوتکنولوژی، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران.