Genetic Engineering and Biosafety Journal

fa تنوع سیستمهای CRISPR/Cas در جنس لوکونوستوک CRISPR/Cas Systems Diversity in Leuconostoc Genus تخصصی متفرقه Divers پژوهشي Research <div style="text-align: justify;">عفونت بوسیله باکتریوفاژها یکی از چالشهای مهم کاربرد باکتریهای مختلف در صنایع میباشد. یکی از سیستمهای ضد ویروسی ذاتی در باکتریها سیستم CRISPR/Cas می‌باشد و تعیین ویژگی این سیستمها در باکتریها میتواند در فرمولاسیون و بکارگیری این باکتریها نقش کمک کنندهای داشته باشد. بر این اساس و به منظور شناسایی سیستم CRISPR/Cas در باکتریهای جنس لوکونوستوک، توالی ژنوم کامل 18 گونه شناسایی شدهی این جنس مورد کاوش قرار گرفت و اطلاعات سیستم CRISPR/Cas آنها بر اساس الگوریتمهای مبتنی بر همولوژی بررسی گردید. در مرحله بعد ویژگیهای مربوط به ساختارهای کونفورماسیونی و پایداری سیستمهای شناسایی شده بر اساس انرژی آزاد تعیین، جایگاه شناسایی فاژها (PAM) با استفاده از رویکردهای مبتنی بر BLAST شناسایی، و در نهایت روابط خویشاوندی این سیستمها بر اساس توالی آمینواسیدی پروتئینهای همراه مورد ارزیابی قرار گرفت. بر اساس نتایج بدست آمده از مجموع 18 گونه ثبت شده برای این جنس در NCBI، 9 گونه دارای سیستم CRISPR/Cas کامل بودند. نتایج مربوط به تعیین نوع سیستم CRISPR/Cas ، نشان داد که غیر از یک مورد، همه سویهها حاوی سیستم نوع II-A  میباشند. تعداد توالیهای تکراری در این سیستمها بین 4 تا 101 عدد و طول متوسط توالیهای فاصله دهنده  بین 28 تا 30 نوکلوئوتید متغییر بودند. در مجموع 9 نوع توالی PAM در انتهای ´3 و 9 نوع توالی  PAM در انتهای ´5  این سیستمها شناسایی شد. بر اساس نتایج آنالیز خویشاوندی، این سیستمها در دو گروه اصلی تقسیمبندی شدند. به نظر میرسد سیستم CRISPR/Cas نوع II-A فعالترین سیستم بر علیه DNA مهاجم خارجی و عفونتهای باکتریوفاژی در باکتریهای جنس لوکونوستوک باشد.  </div> <div style="text-align: justify;">Bacteriophage infections are one of the key challenges in the use of various bacteria in industries. CRISPR-Cas systems are part of the bacterial immune system against viral infections and determining the characteristics of these systems can be beneficial for the formulation and use of these bacteria. To investigate the CRISPR/Cas system in the Leuconostoc genus, the complete genome sequences of 18 reported species of this genus were explored and their CRISPR/Cas system information was analyzed using homology-based algorithms. Then, the characteristics of the conformational structure and stability of recognized systems were determined based on MFE values, phage recognition sites were identified using BLAST approaches, and the evolutionary relationships of these systems were analyzed based on amino acid sequence of associated proteins. Based on the obtained results, 9 of 18 reported species for this genus contain whole CRISPR/Cas system. CRISPR/Cas type analysis confirmed that except for one case, all strains contained the type II-A system. In these systems, the number of repeats and average length of spacers varied from 4 to 101 and 28 to 30 nucleotides, respectively.  Nine types of PAM sequences were identified at the 3´ and 5´ ends of these systems. Based on relationship analysis, the studied system was divided into two main groups. Subtype II-A appears to be the most active system against foreign DNA and phages in the Leuconostoc genus.</div> لوکونوستوک, CRISPR, تنوع, رابطه خویشاوندی, ساختار Leuconostoc, CRISPR, Diversity, Relationship, Structure. 281 293 http://gebsj.ir/browse.php?a_code=A-10-231-2&slc_lang=fa&sid=1 Sara Ghaffarian سارا غفاریان s.ghaffarian@azruniv.ac.ir 10031947532846005540 10031947532846005540 Yes Department of Cellular and Molecular Biology, Faculty of Sciences, Azarbaijan Shahid Madani University, Tabriz, Iran گروه زیست شناسی سلولی و مولکولی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه شهید مدنی آذربایجان، تبریز، ایران. Bahman Panahi بهمن پناهی b.panahi@abrii.ac.ir 10031947532846005541 10031947532846005541 No Department of Genomics, Branch for Northwest & West region, Agricultural Biotechnology Research Institute of Iran (ABRII), Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Tabriz, Iran. گروه ژنومیکس، پژوهشکده بیوتکنولوژی شمال غرب و غرب کشور، پژوهشگاه بیوتکنولوژی کشاورزی ایران، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تبریز، ایران