مدل سازی in silico یک پروتئین Cas9 جهش یافته با هدف افزایش دقت ویرایش ژنوم

سیستم CRISPR/Cas، سیستم ایمنی اکتسابی باکتری ها در مقابله با عوامل مهاجم خارجی است. پروتئین Cas9 باکتری استرپتوکوکوس پیوژنز، رایج ترین پروتئین Cas استفاده شده در ویرایش ژنوم می باشد؛ اما پروتئین های Cas9 دارای مشکلاتی مانند وقوع جهش های نابه جا هستند که مانعی مهم در مسیر به کارگیری آن ها برای مقاصد درمانی می باشد. هدف از این مطالعه، طراحی یوانفورماتیکی یک پروتئین Cas9 جهش یافته به منظور افزایش دقت آنزیم در امر ویرایش ژنوم است. 

در این مطالعه ابتدا با انتخاب برخی از جهش ها و اعمال آن در پروتئین، Cas9 جدید به صورت in silico طراحی شد. با روش داکینگ مولکولی نحوه اتصال spCas9 جهش یافته و وحشی به DNA مورد بررسی قرار گرفت. در آخر، پایداری دو پروتئین جهش یافته و وحشی با استفاده از دینامیک مولکولی مورد ارزیابی قرار گرفت.

نتایج این مطالعه منجر به طراحی یک پروتئین جهش یافته با 5 جهش شد. نتایج داکینگ مولکولی امتیاز 1073/86- را برای پروتئین تیپ وحشی و امتیاز 349/41- را برای پروتئین جهش یافته نشان داد.

بررسی داکینگ مولکولی نشان داد که از پیوندهای بین پروتئین و DNA در حالت جهش یافته کاسته شده است. همچنین، نتایج دینامیک مولکولی نشان داد که پایداری دو پروتئین جهش یافته و تیپ وحشی مشابه یکدیگر می باشند.