آنالیز و طراحی پیشرفته واکسن کُبرا (آنتی‌ژن وسیع‌الطیف بهینه شده با روش‌های محاسباتی) برای پروتئین bm86 معدی کنه‌های آنولاتوس و میکروپولوس جنس ریپی‌سفالوس

مقدمه: گونه‌های کنه ریپی‌سفالوس سبب ضررهای اقتصادی قابل‌ملاحظه‌ای در ایجاد بیماری در حیوانات و همچنین انسان می‌شوند. bm86 که یک پروتئین معدی کاندید واکسن می‌باشد توالی آن در بین جدایه‌های گونه‌های ریپی‌سفالوس از نظر جغرافیائی جدا از هم، متغیر و دلیل اصلی کاهش اثربخشی و شکست واکسن‌های نوترکیب است.روش: در این مطالعه بیوانفورماتیکی توالی‌های انگل های ریپی‌سفالوس میکروپولوس و آنولاتوس استخراج، هم‌ردیف و اصلاح گردیدند. سپس نمودار تغییر‌پذیری و درخت فیلوژنتیک برای آن‌ها ترسیم شد. سپس گروه‌بندی و علامت‌گذاری تاکسون‌ها جهت طراحی واکسن تکاملی، آنتی‌ژن کُبرا‌، مرکز درخت و اجدادی صورت گرفت. همچنین بر روی توالی‌های واکسنی کُبرا آنالیزهای مدل‌سازی و آزمون بر هم‌نهی انجام گرفت.نتایج: در دو گونه میکروپولوس و آنولاتوس، بیشترین تغییری‌پذیری به ترتیب در حدود آمینواسید‌های 177 تا 181‌، 270 تا 276 و 351 تا 352 مشاهده گردید. 6 توالی به عنوان توالی مناسب جهت طراحی واکسن تکاملی و 12 توالی نیز جهت هم‌ردیفی مجدد و بدست آوردن توالی مورد توافق جهت طراحی آنتی‌ژن کُبرا استفاده گردید. از سوی دیگر توالی مربوط به ریپی‌سفالوس آنولاتوس در شاخه‌های خواهری بوده و بیشتر به یکدیگر شبیه بودند تا به توالی‌های bm86 ریپی‌سفالوس میکروپولوس، به جزء توالی adq19687‌. توالی‌های انتخابی جهت طراحی واکسن بر مبنای مرکز درخت و اجدادی نیز به ترتیب از توالی‌های aje29931، aje29932 و atw75472 و توالی‌های atw5476، adm86722، acz55133 معرفی شدند. نتیجه‌گیری: واکسن ضد کنه‌ای مبتنی بر روش کُبرا برای bm86 می‌توانند وسیع‌الطیف‌تر، مقرون به صرفه‌تر و جایگزین بهتری در مقایسه با واکسن‌های نوترکیب فعلی باشند.

Analysis and Professional Designing of COBRA (Computationally Optimized Broadly Reactive Antigen) Vaccine for Bm86 midgut Protein of R. microplus and R. annulatus Ticks

Introduction: The cattle tick Rhipicephalus spp. causes significant economic losses due to diseases in animals and human. Bm86 is a midgut protein and vaccine candidate, which its sequences among the isolates of Ripsephalus spp are geographically separated, variable, and are the main reason for reducing effectiveness, and subsequently, the failure of the recombinant vaccines.Method: In this bioinformatics study, the sequences of R. microplus and R. annulatus were retrieved, aligned, and edited. Then, the variation plot and phylogenetic tree were constructed. Afterwards, grouping and taxa marking for designing evolutionary vaccine, COBRA antigen, center of tree and ancestral were done. Also, over COBRA vaccine sequences, modeling analysis and superimpose test were done.Results: In both R. microplus and R. annulatus, the most variable region were residues 177181, 270276, and 351352, respectively. 6 sequences were selected as appropriate sequences for design of evolutionary vaccine, and 12 for the realignment of and achieving sequences for design of COBRA antigen. On the other hand, R. annulatus sequences were in sister branches and more similar to each other compared to Bm86 protein sequences in R. microplus except ADQ19687. The sequences selected for vaccine design based on the center of tree and ancestral, were AJE29931, AJE29932, and ATW75472, and ATW5476, ADM86722, ACZ55133 sequences, respectively.Conclusion: Antitick COBRAbased vaccines of Bm86 could be more costeffective and better alternative with broader spectrum, compared to the commonly used recombinant vaccines.