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

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.

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.