Biyoinformatik yaklaşımlar ile SARS-CoV-2 lider sekansını hedefleyen bitki kökenli mikroRNA’ların terapötik potansiyelinin değerlendirilmesi

Şebnem Kavaklı Yıldız

doi:10.19161/etd.1893363

EN TR

Bioinformatic evaluation of the therapeutic potential of plant-derived microRNAs targeting the SARS-CoV-2 leader sequence

Abstract

Aim: Covid-19 is a significant viral disease that has caused a pandemic and consequently high mortality. Due to its high mutation rate, the disease cannot be fully controlled. This study bioinformatically investigated the binding relationships between seed sequence regions of plant microRNAs and the leader sequence of the SARS-CoV-2 genome, aiming to identify potential plant-derived therapeutic agents for miRNA therapies. Materials and Methods: The reference SARS-CoV-2 genome and leader sequence were determined from the NCBI virüs database. Sequences of mature plant miRNAs previously recorded in the miRBase and TargetScan databases were obtained. Cluster analysis was performed between the reference leader sequence and plant miRNAs. Seed sequence binding scores and hybridization free energies (ΔGhybrid) were determined. Results: Clustering analyses revealed that miRNAs targeting the SARS-CoV-2 leader sequence clustered into three main groups. The first cluster showed the highest negative hybridization values. miRNAs in the second and third clusters exhibited weaker hybridization energies and more heterogeneous binding characteristics. Conclusions: The binding status of plant microRNAs on the SARS-CoV-2 leader sequence was examined, it wasunderstood that the miRNA of the Oryza sativa (rice) plant was effective for SARS-CoV-2 miRNA therapy studies due to its binding stability. The findings reveal a significant functional stratification among miRNAs targeting the SARS-CoV-2 leader sequence, and that a limited number of high-affinity miRNAs could potentially assume a critical regulatory role.

Keywords

Biyoinformatik yaklaşımlar ile SARS-CoV-2 lider sekansını hedefleyen bitki kökenli mikroRNA’ların terapötik potansiyelinin değerlendirilmesi

Abstract

Amaç: Covid 19; pandemi ve neticesinde yüksek mortaliteye neden olan önemli bir viral hastalıktır. Yüksek mutasyon oranlarına sahip olduğundan hastalık tam olarak kontrol altına alınamamaktadır. Bu çalışmada bitki mikro RNA’larının tohum sekans bölgeleri ile SARS-CoV-2 genomu lider sekansı arasındaki bağlanma durumları biyoinformatik olarak incelenmiş ve böylece miRNA terapileri için bitki kökenli olası terapötik ajanların belirlenmesi amaçlanmıştır. Gereç ve Yöntem: NCBI virüs veri tabanından referans SARS-CoV-2 genomu ve lider sekansı belirlenmiştir. miRBase ve TargetScan veri tabanlarında daha önce kayıtlanan olgun bitki miRNA’ların sekansları alınmıştır. Referans lider sekans ve bitki miRNA'ları arasında kümeleme (CLUSTER) analizi gerçekleştirilmiştir. Tohum sekans bağlanma skorları ve hibridizasyon serbest enerjileri (ΔGhibrit) tespit edilmiştir. Bulgular: Gerçekleştirilen kümeleme analizleri SARS-CoV-2 lider sekansını hedefleyen miRNA’ların üç ana kümede toplandığını göstermiştir. Birinci kümede en yüksek negatif hibridizasyon değerleri bulunmaktadır. İkinci ve üçüncü kümelerdeki miRNA’lar daha zayıf hibridizasyon enerjileri ve daha heterojen bağlanma özellikleri göstermiştir. Sonuç: Bitki mikro RNA’larının SARS-CoV-2 lider sekansı üzerindeki bağlanma durumları incelendiğinde; Oryza sativa (pirinç) bitkisi miRNA’sının bağlanma kararlılığı nedeniyle SARS-CoV-2 miRNA terapi çalışmaları için etkili olduğu anlaşılmıştır. Elde edilen bulgular SARS-CoV-2 lider sekansını hedefleyen miRNA’lar arasında belirgin bir fonksiyonel tabakalaşma olduğunu ve yüksek afiniteye sahip sınırlı sayıdaki miRNA’nın potansiyel olarak kritik bir düzenleyici rol üstlenebileceğini ortaya koymaktadır.

Keywords

Supporting Institution

Ege University

Project Number

32615

Ethical Statement

An Ethics Committee is not required.

Thanks

This study is supported by Ege University Scientific Research Projects Coordination Unit. Project Number: 32615

References

Krol J, Loedige I, Filipowicz W. The widespread regulation of microRNA biogenesis, function and decay. Nat Rev Genet 2010; 11(No 9):597-10.
Chipman LB, Pasquinelli AE. miRNA Targeting: Growing beyond the Seed. Trends Genet 2019; 35(No 3):215-22.
Ho PTB, Clark IM, Le LTT. MicroRNA-Based Diagnosis and Therapy. Int. J. Mol. Sci. 2022; 23(13) 7167.
Lawrie CH, Gal S, Dunlop HM, Pushkaran B, Liggins AP , Pulford K, Banham AH, Pezzella F, Boultwood J, Wainscoat JS, Hatton CSR, Harris AL.Detection of elevated levels of tumour-associated microRNAs in serum of patients with diffuse large B-cell lymphoma. British Journalof Haematology 2008; 141:672-75.
Shah MY, Calin GA. MicroRNAs as therapeutic targets in human cancers. Wiley Interdiscip Rev RNA 2014; 5(4):537-48.
Bartoszewska E, Misiąg P, Czapla M, Rakoczy K, Tomecka P, Filipski M, Wawrzyniak- Dzierżek E, Choromańska A. The Role of microRNAs in Lung Cancer: Mechanisms, Diagnostics and Therapeutic Potential. Int J Mol Sci 2025; 26(8):3736.
Ahmed S. Doghish AS, Abulsoud AI, Nassar YA, Nasr SM, Mohammed OA, Abdel- Reheim MA, Rizk NI, Radwa H. Lutfy RH, Mageed SSA, Ismail MA, Abd- Elhalim HM, Awad FA, Fayez SZ, ElimaM H, Mansour RM.Harnessing miRNAs: A Novel Approach to Diagnosis and Treatment of Tuberculosis. J Biochem Mol Toxicol 2025(39)e70119 doi:10.1002/jbt.70119
Devara D, Sharma B, Goyal G, Rodarte D, Kulkarni A, Tinu N, Pai A, Kumar S. MiRNA-501-3p and MiRNA-502-3p: A promising biomarker panel for Alzheimer's disease. Clin Transl Med [serial on the Internet] 2025[cited 9 Jul 2025]. Available from : https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC12238675/

Yao TT, Chen L, Du Y, Jiang ZY, Cheng Y. MicroRNAs as Regulators, Biomarkers, and Therapeutic Targets in Autism Spectrum Disorder. Molecular Neurobiology 2025(62):5039–56
Long D, Lee R, Williams P, Chan CY, Ambros V, Ding Y. Potent effect of target structure on microRNA function. Nat Struct Mol Biol. 2007(4):287-94.
Fani M, Zandi M, Rezayi M, Khodadad N, Langari H, Amiri I. The Role of microRNAs in the Viral Infections. Current Pharmaceutical Design 2018(243):4659-67.
Geraylow KR, Hemmati R, Kadkhoda S, Ghafouri-Fard S. miRNA expression in COVID-19, Gene Reports [serial on the Internet] 2022[cited 18 Jul 2022]. Available from:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2452014422001492?via%3Dihub
Zhang S, Amahong K, Sun X, Lian X, Liu J, Sun H, Lou Y, Zhu F,Qiu Y. The miRNA: a small but powerful RNA for COVID-19. Briefings in Bioinformatics 2021; 22( Suppl 2):1137-49
Mangukia N, Rao P, Patel K, Pandya H, Rawal RM. Identifying potential human and medicinal plant microRNAs against SARS-CoV-2 3′UTR region: A computational genomics assessment. Computers in Biology and Medicine [serial on the Internet] 2021[cited 19 Jul 2021]. Available from:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S001048252100456X?via%3Dihub
Kalarikkal SP, Sundaram GM. Edible plant-derived exosomal microRNAs: Exploiting a cross- kingdom regulatory mechanism for targeting SARS-CoV-2. Toxicology and Applied Pharmacology[serial on the Internet] 2021[cited 29 January 2021]. Available from :https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0041008X21000326?via%3Dihub
Abdulmecit Ü. SARS-COV2: Genom Yapısı ve Yaşam Döngüsü. YIU Saglik Bil Derg 2020 (1):8−11
https://www.ncbi.nlm.nih.gov[homepage on the Internet] USA National Center for Biotechnology Information [updated November 1998] Available from:https://www.ncbi.nlm.nih.gov/
https://www.mirbase.org/[homepage on the Internet] The microRNA Database [updated 2019] Available from: https://www.mirbase.org/
Xinyi C. Comparison between Complete and Ward's Linkage Method in Hierarchical Clustering Analysis on Cancer Omics Dataset. Conference: 2022 10th International Conference on Bioinformatics and Computational Biology (ICBCB) doi:10.1109/ICBCB55259.2022.9802487

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Medical Genetics (Excl. Cancer Genetics)

Journal Section

Research Article

Authors

Şebnem Kavaklı Yıldız ^*
0000-0001-8878-3801
Türkiye

Publication Date

June 10, 2026

Submission Date

February 20, 2026

Acceptance Date

March 17, 2026

Published in Issue

Year 2026 Volume: 65 Number: 2

DOI

https://doi.org/10.19161/etd.1893363

IZ

https://izlik.org/JA78LE42UU

Cite

RIS / Bibtex

APA

Kavaklı Yıldız, Ş. (2026). Biyoinformatik yaklaşımlar ile SARS-CoV-2 lider sekansını hedefleyen bitki kökenli mikroRNA’ların terapötik potansiyelinin değerlendirilmesi. Ege Tıp Dergisi, 65(2), 321-328. https://doi.org/10.19161/etd.1893363

AMA

1.Kavaklı Yıldız Ş. Biyoinformatik yaklaşımlar ile SARS-CoV-2 lider sekansını hedefleyen bitki kökenli mikroRNA’ların terapötik potansiyelinin değerlendirilmesi. EJM. 2026;65(2):321-328. doi:10.19161/etd.1893363

Chicago

Kavaklı Yıldız, Şebnem. 2026. “Biyoinformatik Yaklaşımlar Ile SARS-CoV-2 Lider Sekansını Hedefleyen Bitki Kökenli MikroRNA’ların Terapötik Potansiyelinin Değerlendirilmesi”. Ege Tıp Dergisi 65 (2): 321-28. https://doi.org/10.19161/etd.1893363.

EndNote

Kavaklı Yıldız Ş (June 1, 2026) Biyoinformatik yaklaşımlar ile SARS-CoV-2 lider sekansını hedefleyen bitki kökenli mikroRNA’ların terapötik potansiyelinin değerlendirilmesi. Ege Tıp Dergisi 65 2 321–328.

IEEE

[1]Ş. Kavaklı Yıldız, “Biyoinformatik yaklaşımlar ile SARS-CoV-2 lider sekansını hedefleyen bitki kökenli mikroRNA’ların terapötik potansiyelinin değerlendirilmesi”, EJM, vol. 65, no. 2, pp. 321–328, June 2026, doi: 10.19161/etd.1893363.

ISNAD

Kavaklı Yıldız, Şebnem. “Biyoinformatik Yaklaşımlar Ile SARS-CoV-2 Lider Sekansını Hedefleyen Bitki Kökenli MikroRNA’ların Terapötik Potansiyelinin Değerlendirilmesi”. Ege Tıp Dergisi 65/2 (June 1, 2026): 321-328. https://doi.org/10.19161/etd.1893363.

JAMA

1.Kavaklı Yıldız Ş. Biyoinformatik yaklaşımlar ile SARS-CoV-2 lider sekansını hedefleyen bitki kökenli mikroRNA’ların terapötik potansiyelinin değerlendirilmesi. EJM. 2026;65:321–328.

MLA

Kavaklı Yıldız, Şebnem. “Biyoinformatik Yaklaşımlar Ile SARS-CoV-2 Lider Sekansını Hedefleyen Bitki Kökenli MikroRNA’ların Terapötik Potansiyelinin Değerlendirilmesi”. Ege Tıp Dergisi, vol. 65, no. 2, June 2026, pp. 321-8, doi:10.19161/etd.1893363.

Vancouver

1.Şebnem Kavaklı Yıldız. Biyoinformatik yaklaşımlar ile SARS-CoV-2 lider sekansını hedefleyen bitki kökenli mikroRNA’ların terapötik potansiyelinin değerlendirilmesi. EJM. 2026 Jun. 1;65(2):321-8. doi:10.19161/etd.1893363