110 lines
3.6 KiB
TeX
110 lines
3.6 KiB
TeX
|
|
\item
|
|
\begin{center}
|
|
\fbox{
|
|
\begin{minipage}{0.9\textwidth}
|
|
\textbf{Projektowanie systemu CRISPR do edycji genów Arabidopsis z użyciem Biopythona}
|
|
\end{minipage}
|
|
}
|
|
\end{center}
|
|
|
|
\vspace{1cm}
|
|
\textbf{Cel:}
|
|
\begin{itemize}
|
|
\item Nauczenie projektowania sekwencji gRNA do edycji genów.
|
|
\item Wykorzystanie Biopython do edycji genów odporności na suszę w \textit{Arabidopsis thaliana}.
|
|
\item Zaprojektowanie gRNA do wyciszenia lub modyfikacji genu.
|
|
\end{itemize}
|
|
|
|
\textbf{Wprowadzenie:}
|
|
\begin{itemize}
|
|
\item \textit{Arabidopsis thaliana} to modelowy organizm w badaniach roślinnych.
|
|
\item CRISPR umożliwia modyfikację genów związanych z odpornością na suszę.
|
|
\item W ćwiczeniu zaprojektujesz sekwencje gRNA do modyfikacji genów.
|
|
\end{itemize}
|
|
|
|
\section*{Krok 1: Przygotowanie środowiska}
|
|
\begin{itemize}
|
|
\item Zainstaluj Biopython:
|
|
\begin{lstlisting}[language=bash]
|
|
pip install biopython
|
|
\end{lstlisting}
|
|
\item Załaduj sekwencje genów \textit{Arabidopsis} do pliku \texttt{arabidopsis\_genes.fasta}.
|
|
\end{itemize}
|
|
|
|
\section*{Krok 2: Analiza sekwencji genów}
|
|
\begin{itemize}
|
|
\item Użyj Biopython do załadowania sekwencji genów.
|
|
\item Identyfikuj miejsca docelowe CRISPR w sekwencjach genów.
|
|
\end{itemize}
|
|
|
|
\textbf{Przykładowy kod:}
|
|
\begin{lstlisting}[language=Python]
|
|
from Bio import SeqIO
|
|
from Bio.Seq import Seq
|
|
|
|
# Załaduj sekwencje genów z pliku FASTA
|
|
def load_sequences(file_path):
|
|
return list(SeqIO.parse(file_path, "fasta"))
|
|
|
|
# Znajdź potencjalne sekwencje gRNA (20 nukleotydów + PAM "NGG")
|
|
def find_crispr_sites(sequence):
|
|
pam = "NGG"
|
|
sites = []
|
|
for i in range(len(sequence) - 23):
|
|
target = sequence[i:i+20]
|
|
pam_site = sequence[i+20:i+23]
|
|
if pam_site.endswith("GG"):
|
|
sites.append(target + pam_site)
|
|
return sites
|
|
|
|
# Przykład użycia
|
|
genes = load_sequences("arabidopsis_genes.fasta")
|
|
for gene in genes:
|
|
print(f"Gene ID: {gene.id}")
|
|
crispr_sites = find_crispr_sites(str(gene.seq))
|
|
print(f"Potential CRISPR sites: {crispr_sites[:5]}") # wyświetl tylko 5 pierwszych
|
|
\end{lstlisting}
|
|
|
|
\section*{Krok 3: Projektowanie sekwencji gRNA}
|
|
\begin{itemize}
|
|
\item Wyszukaj potencjalne sekwencje gRNA w sekwencjach genów.
|
|
\item Zidentyfikuj najbardziej odpowiednie miejsca do modyfikacji.
|
|
\end{itemize}
|
|
|
|
\section*{Krok 4: Analiza wydajności i specyficzności gRNA}
|
|
\begin{itemize}
|
|
\item Upewnij się, że gRNA nie ma niepożądanych miejsc docelowych w genomie.
|
|
\item Użyj dodatkowych algorytmów do oceny specyficzności.
|
|
\end{itemize}
|
|
|
|
\section*{Zadanie:}
|
|
\begin{itemize}
|
|
\item Znajdź potencjalne miejsca CRISPR w jednym z wybranych genów.
|
|
\item Wybierz najlepsze gRNA do edycji genu.
|
|
\item Zapisz wyniki w pliku \texttt{selected\_grnas.txt}.
|
|
\end{itemize}
|
|
|
|
\textbf{Przykład formatu pliku wynikowego:}
|
|
\begin{verbatim}
|
|
Gene ID: AT3G02990
|
|
Selected gRNA: ACTGACTGACTGACTGACTGGG (pos: 150-170)
|
|
\end{verbatim}
|
|
|
|
\section*{Dodatkowe wyzwania:}
|
|
\begin{itemize}
|
|
\item Zintegruj narzędzia Biopythona do analizy specyficzności gRNA w całym genomie \textit{Arabidopsis}.
|
|
\item Zaprojektuj gRNA do edycji wielu genów jednocześnie.
|
|
\end{itemize}
|
|
|
|
\section*{Podsumowanie:}
|
|
\begin{itemize}
|
|
\item Poznasz, jak używać narzędzi bioinformatycznych do projektowania gRNA.
|
|
\item Nauczysz się, jak zwiększać odporność roślin na stresy środowiskowe.
|
|
\end{itemize}
|
|
|
|
\section*{Referencje:}
|
|
\begin{itemize}
|
|
\item Biopython Tutorial and Cookbook
|
|
\item Zhang, H. et al. (2019). \textit{Genome editing in plants using CRISPR-Cas9}. Nature Reviews Genetics, 20(12), 769-788.
|
|
\end{itemize} |