Investigation of CRISPR/Cas12a-based antivirals targeting wheat dwarf virus (WDV) for the prevention of wheat infections
Buğday enfeksiyonlarının önlenmesi için buğday cüce virüsünü (WDV) hedef alan CRISPR/Cas12a tabanlı antivirallerin araştırılması
- Tez No: 940687
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ CİHAN TAŞTAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoteknoloji, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Buğday Cüce Virüsü, CRISPR/Cas12a, Antiviral Ajan, Rehber RNA, GDO'suz, Buğday, Arpa, CRISPR, Ekmeklik buğday, Kışlık buğday, Wheat Dwarf Virus, CRISPR/Cas12a, Antiviral Agent, Guide RNA, NonGMO, Wheat, Barley, CRISPR, Bread wheat
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Üsküdar Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Buğday (Triticum aestivum L.), dünya genelinde temel bir tarım ürünü olmasına rağmen, verim ve kalitesi viral hastalıklardan, özellikle Buğday Cücelik Virüsü'nden (WDV) önemli ölçüde etkilenmektedir. Bu bağlamda, antiviral stratejilerin geliştirilmesi, buğday verimliliğini artırmak açısından büyük önem taşımaktadır. Bu çalışma, WDV'ye karşı CRISPR/Cas12a sisteminin antiviral ajan olarak kullanımını, konukçu bitkilerin genetik modifikasyonuna ihtiyaç duymadan araştırmayı amaçlamaktadır. WDV genomik DNA'ları, Türkiye ve diğer ülkelerdeki çeşitli bölgelerden toplanan buğday ve arpa örneklerinden izole edilmiştir. WDV'nin kılıf proteini (CP) genindeki korunmuş bölgeleri hedefleyen kılavuz RNA'lar (gRNA'lar) tasarlanmış ve sentezlenmiştir. CRISPR/Cas12a ribonükleoprotein (RNP) kompleksi, WDV genomlarında DNA kesilmesini sağlamak amacıyla in vitro deneylerle test edilmiş ve sonuçlar agaroz jel elektroforezi ile analiz edilmiştir. Tasarlanan gRNA'lar, WDV genomlarında etkili bir şekilde DNA kesilmesine yol açmış; gRNA1, test edilen tüm izolatlarda tutarlı bir performans sergilemiştir. gRNA2 ise değişkenlik göstermiş olup, on izolatın yedisini başarılı bir şekilde hedeflemiştir. Kontrol deneylerinde hiçbir yan hedef etkisi gözlemlenmemiş ve böylece gRNA'ların özgüllüğü doğrulanmıştır. Özel olarak tasarlanan gRNA'lar tarafından yönlendirilen CRISPR/Cas12a sistemi, WDV genomlarını etkili bir şekilde hedefleyip kesebilmektedir ve bu durum, GDO içermeyen güçlü bir antiviral strateji sunmaktadır. Bu yaklaşımın, buğday ve arpa üzerindeki WDV enfeksiyonlarının yönetiminde uygulanabilirliği bulunmakta olup, yönteminin çok yönlülüğünü ve etkinliğini vurgulamaktadır.
Özet (Çeviri)
Wheat (Triticum aestivum L.) is an essential crop worldwide, but its yield and quality are frequently reduced by viral infections, particularly Wheat Dwarf Virus (WDV). Effective antiviral strategies are critical for improving wheat productivity. This study investigates the use of the CRISPR/Cas12a system as an antiviral tool against WDV without the need to genetically modify the host plants. WDV genomic DNA was isolated from wheat and barley samples collected from different regions in Turkey and other countries. To target conserved regions of the coat protein (CP) gene, guide RNAs (gRNAs) were designed and synthesized. The CRISPR/Cas12a ribonucleoprotein (RNP) complex was tested in in vitro assays to assess its ability to cut the viral DNA. The outcomes were analyzed through agarose gel electrophoresis. The results showed that the gRNAs successfully induced DNA cleavage in the WDV genome. Specifically, gRNA1 exhibited consistent effectiveness across all isolates tested, while gRNA2 showed variability, successfully targeting seven out of ten isolates. Control assays confirmed the specificity of the designed gRNAs, as no off-target effects were detected. These findings suggest that the CRISPR/Cas12a system, guided by well-designed gRNAs, can accurately target and cut WDV genomes, providing an effective non-GMO antiviral strategy. This approach holds significant potential for managing WDV infections in wheat and barley, demonstrating both its adaptability and reliability in agricultural applications.
Benzer Tezler
- Investigation of the characteristics of melanoma cells after crispr/cas9-mediated manipulation of gene expression
Gen ekspresyonunun crispr/cas9 aracılı manipülasyonu sonrasında melanom hücrelerinin özelliklerinin araştırılması
DOĞA KARAGÜLLE
Yüksek Lisans
İngilizce
2026
Biyolojiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HATİCE GÜNEŞ ÖZHAN
- Investigation of proteins associated with circadian rhythms using CRISPR-CAS9 technology and proximity labeling
CRISPR-CAS9 teknolojisi ve yakınlık etiketlendirmesi kullanılarak sirkadiyen ritim ile ilgili proteinlerin incelenmesi
FATMA YILMAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
BiyolojiGebze Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURİ ÖZTÜRK
- Investigation of the ın vitro and ex vivo efficacy of the CRISPR-PE system according to the types of Spinal Muscular Atrophy disease
CRISPR-PE sisteminin Spinal Musküler Atrofi hastaliğinin tiplerine göre in vitro ve ex vivo etkinliğinin araştirilmasi
GAMZE YELGEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
GenetikÜsküdar ÜniversitesiMoleküler Biyoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ CİHAN TAŞTAN
- Investigation of the effects of 2-hydroxyglutarate oncometabolite on colon cancer metabolism on cell models generated by CRISPR/Cas9-based gene therapy and in vivo models
2-Hidroksiglutarat Onkometabolitinin Kolon Kanseri Metabolizması Üzerindeki Etkisinin CRISPR/Cas9-Tabanlı Gen Terapisi ile Oluşturulan Hücre Modelleri ve In Vivo Modeller Üzerinde İncelenmesi
ESRA BULUT ATALAY
Doktora
İngilizce
2022
GenetikDokuz Eylül ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜLYA AYAR KAYALI
DOÇ. DR. ŞERİF ŞENTÜRK
- CRISPR-Cas9 based investigation of chromatin modifiers in human somatic cell reprogramming
CRISPR-Cas9 aracılığı ile kromatin modifiye eden genlerin insan hücre yeniden programlanmasında incelenmesi
CAN AZTEKİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Moleküler TıpKoç ÜniversitesiBiyomedikal Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. TEVFİK TAMER ÖNDER