زیست فناوری
سال:1396 | دوره:8 | شماره:1 |تعداد مقالات:12

آلودگی آب یکی از مهمترین مشکلات بشر است. BTEX ( بنزن، تولوئن، اتیل بنزن و زایلن ) استفاده گسترده ای در صنعت دارند و دارای اثرات سرطانزایی بر انسان هستند. پس این بخش از آلودگیهای آب (ترکیبات آروماتیک محلول در آب) دارای اهمیت بیشتری هستند. سامانه های رصدی که میتوانند وجود BTEX را در منابع آبی تشخیص دهند از قبیل کروماتوگرافی گازی گرانقیمت هستند بنابر ابن به سامانه های ساده تری نیازمندیم که با استفاده از آن تعداد نمونه هایی را که به آنها مشکوک هستیم و باید با روشهای گرانقیمت تر تجزیه و تحلیل کنیم کاهش دهیم. زیست گزارشگرها زیر مجموعه ای از زیستحسگرها هستندکه جهت احساس و رصد بعضی محرکها استفاده می شوند. یک زیست گزارشگر یک موجود زنده مانند گیاه یا باکتری می باشد که به روش ژنتیکی طوری دستکاری شده است تا دارای یک پروموتر حساس به یک محرک شیمیایی یا فیزیگاهها اندازه گیری شود. در این تحقیق یک ژن پروتئین فلورسنت سبز به عنوان ژن گزارشگر در فرودست پروموتر حساس به BTEX ای به نام PtbuA1 در Escherichia coli قرار داده شده است و پاسخ آن به BTEX مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج ما نشان می دهد که زیست گزارشگر نسبت به تولوئن حساس است. دما و زمان بهینه زیستگزارشگر نیز مشخص شد.

در سال های اخیر تحقیقات زیادی در زمینه حساسیت موجودات زنده نسبت به میدان های مغناطیسی و نانوذرات انجام شده است. به همین منظور، برای ارزیابی تأثیر میدان مغناطیسی و نانوذرات نقره روی رنگیزه های فتوسنتزی (کلروفیلa، کلروفیل bو کاروتنوئید)، پرولین، گلایسین بتائین، قندها و پروتئین های محلول، محتوای نیترات و فعالیت نیترات ردوکتاز و در نهایت الگوی الکتروفورزی پروتئین های اندام هوایی گیاه همیشه بهار آزمایشاتی درسال 1394درگروه زیست شناسی دانشگاه ارومیه انجام شد. دانه رست ها به مدت 30 روز تحت تیمارهای میدان مغناطیسی (با شدت mT3) و نانوذرات نقره (ppm50) قرار گرفتند. نتایج نشان داد در گیاهان تحت تیمار با میدان مغناطیسی، نانوذره نقره و میدان مغناطیسی+ نانوذره نقره محتوای کلروفیل a، کلروفیل b و کاروتنوئید، محتوای محلول های سلولی سازگار نظیر پروتئین و قند محلول، پرولین و گلایسین بتائین و همچنین محتوای نیترات و فعالیت آنزیم نیترات ردوکتاز نسبت به گروه شاهد افزایش معنی-داری(05/0P<) نشان داد. در الگوی الکتروفورزی پروتئین نیز بیشترین باندهای قابل مشاهده روی ژل الکتروفورز مربوط به گروه تحت تیمار با میدان مغناطیسی+ نانوذره نقره بود.

بوتانول به عنوان سوختی باقابلیت ترکیب آسان تر با بنزین و محصولات هیدروکربنی شناخته می شود که ارزش حرارتی بیشتری نسبت به اتانول دارد. گونه ی کلاستریدیوم استوبوتیلیکوم قادر به تولید چشمگیر بوتانول است. استون و اتانول محصولات دیگر مسیر متابولیکی این گونه ی میکروبی هستند. مدل های ساده توصیف کننده ی تولید این محصولات مانند مونود دارای محدودیت در پیش بینی فرآیندهای درون سلولی هستند. بیان ریاضی تولید متابولیت های درون سلولی به عنوان روشی جهت بهینه سازی تولید محصول موردنظر به ویژه در مهندسی متابولیسم سلولی کاربرد دارد. در این پژوهش از مدل ساختارمند مسیر متابولیک سلولی به منظور توصیف و پیش بینی نحوه تغییرات پویای متابولیت های درون و برون سلولی برای گونه ی کلاستریدیوم استوبوتیلیکوم استفاده شد. معادلات مدل توسط ابزار شبیه سازی مسیر متابولیک SimBiology حل گردید و نتایج حاصل از حل با مقادیر آزمایشگاهی منتشر شده در منابع مقایسه شد که نشان دهنده ی تطابق مناسب بود. همچنین تأثیرپذیری تولید بوتانول از بوتیریت و استات بررسی گردید. این بررسی نشان داد تولید بوتانول در حضور این مواد در محیط کشت افزایش می یابد. حضور بوتیریت در محیط کشت تأثیر بیشتری هم بر تولید بوتانول و هم در کاهش زمان رسیدن به حداکثر تولید دارد. غلظت بوتانول تولیدی با غلظت اولیه ی استات 100 میلی مولار و بوتیریت صفر برابر با 48/120 میلی مولار است و برای غلظت اولیه ی بوتیریت برابر با 100 میلی مولار و استات صفر برابر با 35/138 میلی مولار است. به علت برگشت پذیر نبودن تولید استون در مسیر متابولیک، این ماده بر تولید بوتانول تأثیر ندارد ولی حذف آن از مسیر سلولی سبب افزایش تولید می شود.

miRNAها گروه جدیدی از ژن های تنظیمی هستند که بیان ژن های هدف را در یوکاریوت ها کنترل می کنند. در تحقیق حاضر، تغییرات بیانی پنج miRNA شامل tae-miR156، tae-miR159، tae-miR167، tae-miR171 و tae-miR393که در پاسخ به بیمارگرهانقش دارند، در روند رشد برگ گیاهچه ی گندم رقم Taichung 29بررسی شد. از آنجا که گیاهچه 10 تا 20 روزه گندم در تحقیقات واکنش گیاه به بیمارگرها مورد استفاده قرار می گیرد، هدف پژوهش حاضر بررسی تغییرات بیانی این miRNAها در دوره زمانی مذکورو بصورت مستقل از بیماری است، ابتدا گندم در شرایط گلخانه کشت، و 10، 11، 13، 17 و 20 روز پس از کاشت، برگ گندم هابرای استخراجRNA و سنتز cDNAاستفاده شد. سپس تغییرات بیانی miRNAها با روش qRT-PCR بررسی شد. بررسی ها افزایش بیانtae-miR156و tae-miR159را تا روز هفدهم رشد و سپس کاهش شدید را نشان می دهند. از طرفی بیان tae-miR167وtae-miR393 و tae-miR171 روندی افزایشی را از حوالی روز 13 رشد نشان میدهند. این نتایج پیشنهاد میکند که درفاصله زمانی روزهای 13 تا 17 تغییرات بنیادین فیزیولوژیکی در گندم رقم29Taichung در حال وقوع است که متاثر از نحوه عمل miRNA هاست. از آنجا که عمده اهداف ژنی این miRNA ها ناشناخته هستند، تحلیل این تغییرات تنها بر اساس معدود اهداف شناخته شده، پیشنهادکننده تطابق تغییرات بیانی این miRNA ها و اهدافشان در مسیرهای پیام رسانی، بویژه مسیر اکسین می باشد. همچنین، با توجه به الگوی حفاظت شدگی توالی های پیش ساز miRNA ها، کد شدن miR* های کارآمد توسط پیش سازهای tae-miR159, tae-miR393, tae-miR156 نیز پیشنهاد می شود.

اوریکاز یا اورات اکسیداز آنزیمی است که باعث تبدیل اوریک اسید (کم محلول) به 5-هیدروکسی ایزواورات و در نهایت آلانتوئین می شود. افزایش اوریک اسید در انسان باعث بیماری هایی همچون نقرس و سنگ های کلیوی می گردد. بنابراین اوریکاز می تواند به عنوان یک آنزیم دارویی جهت کاهش سطح اوریک اسید خون مورد استفاده قرار گیرد. یکی از مشکلات استفاده از پروتئین ها (همچون آنزیم-های دارویی)، پایداری کم آن ها است. روش های مختلفی از جمله استفاده از افزودنی ها، جهت پایدارسازی پروتئین ها استفاده می شود. در این تحقیق وکتور بیانی pET28a (+) حاوی ژن اوریکاز آسپرژیلوس فلاووس به اشریشیاکلی سویه BL21 (DE3) منتقل و سپس پروتئین نوترکیب بیان و با ستون کروماتوگرافی نیکل آگارز تخلیص شد. پس از تخلیص آنزیم، پایداری حرارتی آنزیم خالص بررسی شده و آنزیم با افزودنی ها پایدار شد. نتایج نشان داد که آنزیم به خوبی تخلیص شده و فعال است. بررسی پایداری آنزیم نشان داد که اوریکاز تا دمای 20 درجه سانتیگراد پایداری خود را حفظ کرده و بعد از آن پایداری خود را از دست می دهد بطوریکه نیمه عمر آن در 40 درجه سانتیگراد 30 دقیقه است. نتایج پایدارسازی آنزیم با استفاده از 20% از گلوکز، سوربیتول و گلیسرول نشان داد که گلوکز بیشترین اثر پایدارکنندگی را بر روی اوریکاز داشته و تا بیش از دو برابر نیمه عمر آن را بالا برده است. در نهایت می توان نتیجه گرفت افزودنی هایی همچون گلوکز که باعث افزایش کشش سطحی می شوند، بیشترین اثر پایدارکنندگی را روی آنزیم اوریکاز دارند.

در سال های اخیر، به دلیل کاربردهای گسترده نانو ذرات طلا، تمایل زیادی برای سنتز آنها بوجود آمده است. اگرچه روش های شیمیایی، نانوذرات خالص و همگنی را تولید می کنند، با این حال روشی گران بوده و برای محیط زیست خطر آفرین است. استفاده از ارگانیسم های زنده و اجزای آنان به عنوان جایگزینی مناسب و سازگار با محیط زیست برای سنتز نانو ذرات (سنتز سبز) مطرح است. در این میان استفاده از عصاره گیاهی به دلیل اقتصادی بودن و عدم نیاز به نگهداری کشت های سلولی برتر از سایر فرآیندهای بیولوژیک است که می تواند در مقیاس وسیع استفاده گردد. در این مطالعه از عصاره برگی گیاه آب تره برای سنتز برون سلولی نانو ذرات طلا، به عنوان روشی پربازده، کم هزینه و غیرسمی استفاده گردید. نانو ذرات بعد از تیمار محلول HAuCl4 با غلظت های مختلف عصاره گیاهی به عنوان عامل احیاء کننده در دماهای مختلف تشکیل شدند. به منظور سنجش پیشرفت واکنش از طیف سنجی UV-Vis و نیز جهت تعیین مشخصات نانوذرات سنتز شده از روش های تفرق نور پویا (DLS)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) و طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (FTIR) استفاده شد. تشکیل نانو ذرات تنها چند دقیقه بعد از واکنش در دمای 60 و 80 سانتی گراد با مقدار 1000 میکرولیتر عصاره نشان از سرعت مناسب واکنش است. نتایج TEM نشان داد که در دمای بالا و مقدار بالای شیرابه، نانو ذرات کروی کوچک با اندازه 10 تا 50 نانومتر تشکیل می شوند. بررسی نتایج حاصل از FTIR نشان از دخیل بودن پروتئین ها و پلی ساکاریدها در سنتز نانوذرات را دارد.

اهداف: باکتری باسیلوس آنتراسیس، عامل ایجاد کننده سیاه زخم می باشد که به دلیل تولید اسپور بسیار مقاوم، مستعد تهیه سلاح بیولوژیک بوده، از اینرو یک عامل بیوتروریستی خطرناک به شمار می آید. هدف از انجام این پژوهش، پیش بینی یک مهار کننده موثر برای گیرنده سم سیاه زخم بر روی سلول های انسانی، با استفاده از نرم افزارهای بیوانفورماتیکی است. روش ها: برهمکنش گیرنده سم سیاه زخم با 57 ترکیب گیاهی مختلف، با استفاده از وب سرور Swissdock مورد بررسی قرار گرفت. سپس اسید آمینه های دخیل در برهم کنش های قوی و موثر، با استفاده از نرم افزار UCSF Chimera به دست آمد. یافته ها: با توجه به نتایج به دست آمده از این مطالعه، از بین ترکیبات بررسی شده، ده ترکیب آسارون، بیسابولول، کلروژنیک اسید، ژرانیول، هارمین، هارمالین، سولفورافان، فلوفنازین، L و D-کاتچین، قابلیت مهار گیرنده سم سیاه زخم را دارا می باشند، که از بین آنها احتمالا سولفورافان بهترین و موثرترین مهارکننده می باشد. نتیجه گیری: نتایج حاصل از آنالیزهای صورت گرفته، پیشنهاد پژوهش های آزمایشگاهی جهت تولید داروئی موثر برای مقابله با سم سیاه زخم، از ترکیبات به دست آمده را ارائه می نماید.

آسپارتیک پروتئازها(X. 23. 4. 3EC( پیوند های پپتیدی را هیدرولیز می کنند، واکنشی که برای بسیاری از فرایند-های زیستی اساسی است. آسپارتیک پروتئازها در بیش تر قارچ ها و همه مهره داران به صورت زیموژن سنتز می شوند. پپسین خوک)3. 4. 23. 1EC(، متعلق به خانواده آسپارتیک پروتئاز ها است. پپسین یک پروتئاز معدی و یکی از سه آنزیم های اصلی هضم پروتئین در سیستم هضمی است. آنزیم پپسین به عنوان یک آنزیم صنعتی در صنایع غذایی است. در این مطالعه اثر غلظت های مختلف آلومینیوم در حضور و غیاب حلال های آلی( بوتانول، اتانول، 4، 1-بوتان دیول وگلیسرول) بر روی پایداری دمایی پپسین بررسی شد. نتایج حاصل از این مطالعه نمایانگر افزایش پایداری دمایی پپسین در حضور آلومینیوم و کاهش آن در حضور حلال های آلی( بوتانول، اتانول، 4، 1-بوتان دیول) می باشد، و پایداری دمایی پپسین در حضور گلیسرول نیز ثابت ماند. پایداری دمایی آنزیم پپسین در حضور حلال های آلی بوتانول، اتانول، 4، 1-بوتان دیول و گلیسرول با افزودن آلومینیوم نسبت به غیاب آن زیاد شد. یون های آلومینیوم از طریق برهمکنش های الکتروستاتیک و داتیو با گروه های کربوکسیلات اسیدهای آمینه آسپارتیک اسید و گلوتامیک اسید به ساختار پپسین متصل و سبب متراکم شدن ساختار آنزیم شده که منجر به افزایش پایداری دمایی پپسین شده است. علت افزایش پایداری دمایی پپسین در حضور آلومینیوم ناشناخته است. با استفاده از آلومینیوم می توان اثر ناپایدارکنندگی حلال های آلی را بر روی پپسین کاهش داد.

جنس ﻳ ﻮ ﻧ ﺠ ﻪ (Medicago) از خانواده بقولات (Fabaceae) و ﻳ ﻜ ﻲ ﺍ ﺯ ﻣ ﻬ ﻤ ﺘ ﺮ ﻳ ﻦ ﻟ ﮕ ﻮ ﻡ ﻫ ﺎ ﻱ ﻋ ﻠ ﻮ ﻓ ه ﺍ ﻱ ﻣ ﻲ ﺑ ﺎ ﺷ ﺪ . گونه های یکساله موجود در این جنس بومی مناطق مدیترانه ای بوده که برای جلوگیری از فرسایش خاک و تولید کود سبز و علوفه استفاده می گردند. در این تحقیق، ارزیابی تنوع ژنتیکی و گروهبندی 14 ژنوتیپ یونجه یکساله M. truncatula با استفاده از نشانگرهای مولکولی ISSR انجام شد. تعداد 9 آغازگر ISSR از میان 15 آغازگر با چندشکلی و تکثیر مناسب در واکنش زنجیره ای پلی مراز، برای انگشت نگاری ژنوتیپ های مورد مطالعه استفاده شدند. در مجموع تعداد 71 نوار بوسیله آغازگرهای ISSR تکثیر شد که تعداد 11 نوار در بین تمام ژنوتیپ ها یک شکل و 60 نوار چندشکل بودند. با استفاده از ضریب تشابه جاکارد، کمترین شباهت (25/0) بین ژنوتیپ TN8. 3 (تونس) با TN6. 18 (تونس) و بیشترین شباهت (82/0) بین دو ژنوتیپ TN8. 3 (تونس) و SA28064 (مصر) مشاهده شد. تجزیه ساختار جمعیتی با استفاده از نرم افزار STRUCTURE، ژنوتیپ ها را در 9 زیرجمعیت قرار داد. در این مطالعه، بیشترین اختلاط در ژنوتیپ های TN1. 21 (تونس)، A10 (استرالیا)، F83005-5 (فرانسه)، SA22322 (سوریه)، A20 (استرالیا) و DZA315-16 (الجزایر) مشاهده گردید. نتایج نشان داد که یونجه یکساله M. truncatula علیرغم خودگشن بودن دارای تنوع ژنتیکی قابل ملاحظه ای بوده و این تنوع بطور دقیق با استفاده از نشانگرهای مولکولی ISSR قابل تشخیص است.

میکروارگانیسم ها و گیاهان دارای ظرفیت بالایی برای احیاء فلزات از طریق مسیرهای متابولیکی خود و به اصطلاح بیوسنتز نانوذرات هستند. صرف نظر از مزایای زیست محیطی سنتز بیولوژیکی نانوذرات، امکان تولید نانوموادی با خصوصیات جدید در این روش وجود دارد. در این مطالعه عصاره آبی میوه گیاه کَوَر (Capparis spinosa L. ) جهت سنتز نانوذرات نقره مورد استفاده قرار گرفت. برای سنجش پتانسل احیاءکنندگی گیاه، محتوی فنل کل و فعالیت آنتی اکسیدانی دو عصاره اتانولی و آبی با روش های DPPH و FRAP اندازه گیری شد. عصاره آبی فعالیت آنتی اکسیدانی کمتری نسبت به عصاره اتانولی نشان داد با این وجود، دارای پتانسیل بالایی برای کاهش رادیکال های آزاد و یون های فلزی بوده است. پس از تهیه عصاره، به منظور فیتوسنتز نانوذرات نقره، 2 میلی لیتر عصاره به 4 میلی لیتر از محلول نقره نیترات با غلظت 1 میلی مولار افزوده شد. از عصاره بعنوان عوامل کاهنده و پایدار کننده نانوذرات استفاده شد. تأثیر پارامترهای موثر جهت بهینه نمودن نانوذرات نقره نظیر: pH واکنش، میزان عصاره، غلظت یون فلزی و زمان واکنش بوسیله تکنیک اسپکتروسکوپی فرابنفش-مرئی (UV-Vis) و میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) مورد ارزیابی قرار گرفت. طیف اسپکتروفتومتری فرابنفش-مرئی مربوط به رزونانس پلاسمون سطحی (SPR) برای نانوذرات نقره، بیشترین جذب را در 415 نانومتر نشان داد. از طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (FT-IR) برای شناسایی گروه های عاملی احتمالی دخیل در سنتز نانوذرات نقره استفاده شد. نتایج نشان دادند که، نانوذرات حاصل دارای شکل کروی یکنواخت با اندازه 12-8 نانومتر هستند.

پرتوسیس توکسین مهمترین عامل ویرولانس باکتری Bordetella pertussis است که از نوع اگزوتوکسین های پروتئینی AB5 می باشد و آنتی ژن محوری درساخت واکسن های غیر سلولی سیاه سرفه است. به دلیل ملاحظات اقتصادی روشهای تخلیص پرتوسیس توکسین بطور کامل منتشر نشده است. هدف از این تحقیق، راه اندازی و اصلاح روش تخلیص پرتوسیس توکسین از مایع رویی کشت باکتری و زیست سنجی آن توسط آزمون CHO-cell بود. سویه واکسینال 509 B. pertussis و سلول CHO از موسسه رازی تهیه گردید. کشت باکتری در فرمانتور 300 لیتری در دمای 35 درجه سانتیگراد و در محیط B2 به مدت 44 ساعت صورت پذیرفت. سپس مایع رویی جدا سازی گردیده و به ترتیب با فیلتر 45/0 میکرومتر تصفیه گردید و سپس با دستگاه اولترافیلتراسیون (cut off 10 kDa) تغلیظ شد. تخلیص توکسین توسط کروماتوگرافی میل ترکیبی با فتوئین سفاروز انجام گردید. پس از اعمال توکسین تخلیص شده بر منولایر سلولی CHO، فرایند خوشه ای شدن سلول ها از ساعت نخست پدیدار گردید و در مشاهدات ساعت دوازدهم به بعد متوقف شد. میزان توکسین تخلیص شده IU/ml 43/0 ± 53/2 محاسبه گردید. طی تولید واکسن های سلولی، پس از جدا سازی جرم سلولی، فاز مایع دور ریخته می شود، حال آنکه نتایج بررسی حاضر نشان داد این فاز محتوی مقادیر قابل توجه توکسین می باشد. با توجه به آنکه استحصال پرتوسیس توکسین، رکن اصلی در توسعه و ساخت واکسن های نوین غیر سلولی است لذا تحقیقات تکمیلی در خصوص استفاده از سایر سویه ها و بررسی شرایط مختلف کشت باکتری پیشنهاد می شود.

زمینه: ویروس آنفولانزا تیپ Aدارای ژنومRNA با قطبیت منفی می باشد که از 8 رشته تشکیل شده است که برحسب نوع ویروس کد گذاری میکند برای 12-14 پروتیین. تغییرات ژنتیکی این ویروس باعث بروز اپیدمی های جدید در سرتاسر دنیا در بین انسان ها می شود. از این رو وجود یک روش دقیق و سریع به منظور تشخیص سویه های جدیدضروری می باشد. این مطالعه با هدف تشخیص سریع زیر تیپ های جدید ویروس آنفولانزای A با به کارگیری روش RT-PCRاختصاصی بر اساس ژن هماگلوتینین انجام شد. روش کار: در این مطالعه 30 نمونه ترشحات دستگاه تنفسی بیماران مبتلا به آنفولانزا در تخم مرغ جنین دار کشت داده شد سپس RNA استخراج، cDNA تهیه و واکنش PCRبا استفاده از جفت پرایمرهای اختصاصی طراحی شده از ژن هماگلوتینین انجام شد. محصول PCR، پس ازتخلیص تعیین توالی گردید. یافته ها: مقایسه توالی نوکلئوتیدهای محصول PCR باتوالی موجود در بانک ژنی نشان داد که توالی نمونه های مثبت جدا شده از بیماران با توالی سویه های جدید جدا شده در سالهای اخیر شباهت بالایی دارند، در نتیجه RT-PCR استفاده شده در این مطالعه کاملا اختصاصی بوده و قادر به تکثیر و تشخیص آنفولانزا A و زیر گروه های آن از نمونه های کلینیکی می باشد. نتیجه گیری: نتایج این مطالعه تایید می کند که PCR بر اساس ژن هماگلوتینین به همراه تعیین توالی یک روش حساس و اختصاصی برای تشخیص سریع ویروس آنفولانزای تیپ A و زیرتیپ های جدید آن مستقیما از نمونه های کلینیکی می باشد که برای تهیه وتولید واکسن سودمنداست.