Scientific Journal of Kurdistan University of Medical Sciences

fa طراحی گام ‌به‌گام وکتورهای محبوب و شایع در دست‌ورزی ژنتیکی با استفاده از سیستم CRISPR/Cas9 Step by Step Design of Popular and Common Vectors in Genetic Manipulation Using CRISPR/Cas9 System بیوتکنولوژی Biotechnology پژوهشي اصیل Original Research زمینه و هدف: ویرایش ژنوم روشی کارآمد و دقیق در مطالعات بیولوژیکی و پزشکی است. در میان طیف وسیعی از تکنیک‌های ویرایش ژنوم، تکرارهای کوتاه پالیندرومی بافاصله منظم خوشه‌ای (CRISPR) یکی از ساده‌ترین روش‌ها و درعین‌حال بسیار امیدوارکننده است. سیستم CRISPR از دو جزء کلیدی تشکیل شده است. یک آنزیم اندونوکلئاز به نام Cas9 و یک هدایت‌کننده RNA (gRNA) که اطمینان حاصل میکند که آنزیم Cas9 نقطه مناسبی از ژنوم را برش میدهد. اگرچه ویرایش ژنوم بر پایه CRISPR یکی از روش‌های مفید برای اصلاح ژنوم است؛ اما هنوز چالش‌های متعددی در مراحل این تکنیک وجود دارد. مواد و روش‌ها: RNA های راهنما بر اساس مکان هدف و وکتور موردنظر طراحی و سفارش داده شدند. مراحل کلونینگ انجام شد و با تعیین توالی، به‌عنوان یک روش استاندارد طلایی تأیید شدند. فهرستی از RNA های راهنما کارآمد برای ژن LAMP-2 بر اساس پایگاه‌های داده برجسته موجود و با تجزیه‌وتحلیل و مقایسه اختصاصیت و عملکرد به‌عنوان دو ویژگی اصلی فراهم شد.  یافته‌ها: در این مطالعه سعی شده است تا چالش‌های اصلی در فرایند تهیه وکتورهای محبوب (pX330/pX459) سیستم CRISPR/Cas9 بررسی شوند. همچنین فهرستی از RNA های راهنما کارآمد برای یک ژن اتوفاژی نیز به‌عنوان‌ مثال برای روشن شدن روش‌های طراحی RNA راهنما فراهم آمده است. نتیجه‌گیری: در این مقاله سعی شده است تا مشکلاتی که احتمال می‌رود در طول طراحی RNA راهنما و آماده‌سازی پلاسمید به وجود آید، به تصویر کشیده شوند و به دنبال آن توصیه‌های مناسب برای حل آن‌ها ارائه شود. Background and Aim: Genome editing is an efficient and accurate method in biological and medical studies. Among the wide range of genome editing techniques, clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR) is one of the simplest and yet promising methods. The CRISPR system consists of two key components; an endonuclease enzyme called Cas9 and guide RNA (gRNA), ensuring that Cas9 enzyme cuts at the right point in the genome. Although CRISPR genome editing is one of the useful methods to modify the genome, there are still multiple challenges in the technique steps. Materials and Methods: sgRNAs were designed and ordered accordingly on the basis of the target site and vector of interest. Cloning procedures were performed and confirmed by sequencing as a gold standard. The list of high efficient sgRNAs for the LAMP-2 gene was prepared based on the available outstanding databases by analyzing and comparing the specificity and functionality as two main characteristics. Results: In this study, we tried to evaluate the main challenges in the process of preparing CRISPR/Cas9 popular vectors (pX330/pX459). A list of high efficient sgRNAs for an autophagy gene is also prepared as an example for clarification of the sgRNA design procedures. Conclusion: This study tried to depict problems that may be encountered during sgRNA design and plasmid preparation, followed by giving appropriate recommendations.   CRISPR/Cas9, ویرایش ژنوم, sgRNA,pX330/pX459, پلاسمید CRISPR/Cas9, Genome editing, sgRNA, pX330/pX459, Plasmid 93 109 http://sjku.muk.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-6504-1&slc_lang=fa&sid=1 MINA KOLAHDOUZMOHAMMADI مینا کلاهدوزمحمدی kolahmin2014@gmail.com 5400319475328460052024 5400319475328460052024 No Ph.D. Candidate, Department of Biology, School of Basic Sciences, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran دانشجوی دکتری، گروه زیست‌شناسی،دانشکده علوم پایه، واحد علوم و تحقیقات،دانشگاه آزاد اسلامی،تهران، ایران، SARA Pahlavan سارا پهلوان sarah.pahlevan2007@gmail.com 5400319475328460052025 5400319475328460052025 No Assistant Professor, Department of Stem Cells and Developmental Biology, Cell Science Research Center, Royan Institute for Stem Cell Biology and Technology, ACECR, Banihashem Sq., Banihashem St., Resalat Highway, Tehran, Iran استادیار، پژوهشگاه رویان، پژوهشکده زیست‌شناسی و فناوری سلول‌های بنیادی، گروه پژوهشی قلب و عروق، تهران، ایران، YASER Tahamtani یاسر تهمتنی yaserta@yahoo.com 5400319475328460052026 5400319475328460052026 No Assistant Professor, Department of Stem Cells and Developmental Biology, Cell Science Research Center, Royan Institute for Stem Cell Biology and Technology, ACECR, Banihashem Sq., Banihashem St., Resalat Highway, Tehran, Iran استادیار، پژوهشگاه رویان، پژوهشکده زیست‌شناسی و فناوری سلول‌های بنیادی جهاد دانشگاهی، مرکز تحقیقات علوم سلولی، گروه سلول‌های بنیادی و زیست‌شناسی تکوینی، تهران، ایران Fattah Sotoodehnejadnematalahi فتاح ستوده نژاد نعمت الهی sotoudehnejad@srbiau.ac.ir 5400319475328460052027 5400319475328460052027 No Assistant Professor, Department of Biology, School of Basic Sciences, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran استادیار، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، دانشکده علوم پایه، گروه زیست‌شناسی، تهران، ایران MEHDI Totonchi مهدی توتونچی m.totonchi@royaninstitute.org 5400319475328460052028 5400319475328460052028 Yes Associate Professor, Department of Stem Cells and Developmental Biology, Cell Science Research Center, Royan Institute for Stem Cell Biology and Technology, ACECR, Banihashem Sq., Banihashem St., Resalat Highway, Tehran, Iran. دانشیار، پژوهشگاه رویان، پژوهشکده زیست شناسی و فناوری سلول‌های بنیادی جهاد دانشگاهی، مرکز تحقیقات علوم سلولی، گروه سلول‌های بنیادی و زیست‌شناسی تکوینی، تهران، ایران