زیست شناسی میکروبی
سال:1397 | دوره:7 | شماره:26 |تعداد مقالات:10

مقدمه: شناسایی قارچ های همزیست میکوریزا آربوسکولار گیاه زعفران که در فصل های سال با تنش های محیطی فراوان اعم از اقلیمی و خاکی مواجه است، جهت کاربرد، افزایش رشد و تولید گیاه و مقاومت به عوامل بیماری زا اهمیت ویژه ای دارد. مواد و روش ها: وجود اسپور قارچ های همزیست میکوریزا آربوسکولار در خاک ریزوسفر گیاه زعفران سه منطقه از مزارع شهرستان گناباد بررسی شد. همچنین کلنیزاسیون ریشه و تنوع قارچ های همزیست با زعفران طی دو سال متوالی  1392-93مبتنی بر روش های ریخت شناسی و مولکولی انجام شد. علاوه بر این، کشت تله ای با استفاده از گیاه سورگوم و خاک سه منطقه کشت زعفران انجام شد. روش مولکولی با استفاده از PCR آشیانه ای حاصل از تکثیر ژن زیرواحد کوچک ژن rRNA قارچ های کلنیزه انجام شد. نتایج: طی بررسی اسپورهای موجود در اطراف خاک ریزوسفر، سه گونه اسکوتلوسپورا دیپورپورسنس، ریزوفاگوس اگرگاتوس و فونیلیفورمیس کالدونیوم شناسایی شدند. کلنیزه شدن میکوریزها در ریشه زعفران در فیلد طبیعی تنها در یک منطقه مشاهده شد، درحالی که کلنیزه شدن میکوریزها در گیاه تله سورگوم در خاک مناطق کشت زعفران بین 21 تا 24 درصد متغیر بود، در مزرعه زعفران بیش از 1.5 درصد مشاهده نشد. با وجود این، نتایج مولکولی همزیستی آنها را درتمام مناطق مطالعه شده زعفران و گیاه سورگوم نشان داد. این نتایج کلنیزاسیون زعفران را با ریزوفاگوس ایرانیکوس و ف. کالدونیم نشان دادند. پیش از این، به روش مولکولی تعیین همزیستی در زعفران گزارش نشده است. بحث و نتیجه گیری: تنوع گونه ای قارچ های همزیست در سورگوم و زعفران متفاوت بود و بر اساس مقایسه نتایج همزیستی مبتنی بر ریخت شناسی و مولکولی، به نظر می رسد که روش مولکولی ارائه شده شاخص مناسب تری برای وجود همزیستی است در حالی که روش های کلاسیک نتایج متفاوت و گاه گمراه کننده ای ارائه می کنند.

مقدمه: باکتری سودوموناس آئروژینوزا به علت داشتن عوامل متعدد بیماری زایی و شیوع سویه های چند مقاومتی آن در سراسر دنیا اهمیت ویژه ای دارد و از این رو، نیاز به پیشگیری و تولید واکسن کارآمد برای آن ضروری است. هدف مطالعه حاضر، استفاده از نانوذره های poly lactic-co-glycolic acid (PLGA) در طراحی واکسن با آنتی ژن های آلژینات، لیپوپلی ساکارید و اگزوتوکسین A سودوموناس آئروژینوزا است. مواد و روش ها: در مطالعه حاضر، آلژینات، لیپوپلی ساکارید و اگزوتوکسین A از سویه PAO1 استخراج شدند. لیپوپلی ساکارید به روش فنل داغ تخلیص و سم زدایی شد. اگزوتوکسین A به روش کروماتوگرافی خالص سازی و با فرمالین سم زدایی شد. سپس آنتی ژن های تهیه شده به شکل جداگانه با PLGA کونژوگه شدند. روش های FT-IR و AFM برای تایید انجام کونژوگاسیون با نانوذره ها استفاده شدند. برای بررسی تب زایی کونژوگه ها از الگوی خرگوش استفاده و مرگ ومیر ناشی از کونژوگه ها روی الگوی موشی آزمایش شد. موفقیت کونژوگاسیون بر اساس اندازه و شارژ نانوذره حاصل تایید شد. نتایج: نتایج FT-IR و شکل پیک های مربوطه، حضور گروه های عاملی آنتی ژن در ساختار نانوذره و تشکیل پیوند استری را تایید کردند. تصاویر سه بعدی کونژوگه ها با نانوذره ها پیش و پس از کونژوگاسیون، افزایش ارتفاع سایت های اتصالی نانوذره را نشان دادند. تغییر از حالت تیزی اولیه به پفکی پس از انجام کونژوگاسیون، موفقیت کونژوگاسیون را تایید کرد.مشاهده نشدن تب در خرگوش و مرگ ومیر در موش ها اثبات شد. بحث و نتیجه گیری: تمام نتایج، کارآمدبودن واکسن در ایمنی زایی را نشان دادند و بنابراین به عنوان نامزدی برای واکسنی با پتانسیل قوی علیه بیماری های ناشی از سودوموناس پیشنهاد می شود.

مقدمه: فرآیند بیولیچینگ اورانیوم با استفاده از باکتری Acidithiobacillus sp. FJ2 انجام می شود. این باکتری، آهن را از طریق زنجیره انتقال الکترون اکسید می کند و محصولات ژن cyc2، از مهم ترین اجزای این زنجیره و دخیل در فرایند اکسیداسیون آهن هستند. مواد و روش ها: در پژوهش حاضر، بیان ژن cyc2 در باکتری Acidithiobacillus sp. FJ2 جهش یافته با اشعه UV (60، 120 و 180 ثانیه) در حضور غلظت های مختلف سنگ معدن اورانیوم بررسی شد. به این منظور، باکتری های جهش یافته و وحشی در محیط کشت اختصاصی و در حضور غلظت های مختلف سنگ معدن اورانیوم کشت شدند. میزان استخراج اورانیوم، تغییرات اسیدیته (pH) و فعالیت اکسیداسیون و احیای (Eh) آنها در توالی های 24 ساعته اندازه گیری شد. زمانی که بازده استخراج اورانیوم به 100 درصد رسید، بیان ژن cyc2 باکتری جهش یافته و وحشی با روش Real-time PCR بررسی شد. نتایج: نتایج آزمایش ها نشان دادند که با افزایش میزان غلظت سنگ، سرعت استخراج اورانیوم و فعالیت اکسیداسیونی باکتری کاهش می یابد. همچنین، بیان ژن cyc2 در حضور سنگ معدن اورانیوم نسبت به نمونه عاری از سنگ معدن افزایش می یابد و با افزایش بیشتر غلظت سنگ، به علت سمیت فلز سنگین اورانیوم، روند کاهشی نشان می دهد. بحث و نتیجه گیری: نتایج پژوهش حاضر نشان می دهند که ایجاد جهش در باکتری مدنظر، تاثیر مثبتی بر فرآیند بیولیچینگ اورانیوم و نقش مهمی در فرآیند بیولیچینگ غلظت های زیاد سنگ معدن اورانیوم دارد. به علاوه، با افزایش چگالی پالپ به علت سمیت اورانیوم، روند کاهشی در فرآیند استخراج اورانیوم مشاهده می شود که نقش مهم این عامل بر فرآیند بیولیچینگ اورانیوم را نشان می دهد.

مقدمه: در سال های اخیر، علاقه به تولید پروتئین های ترشحی به علت فواید گوناگون تولید پروتئین نوترکیب در فضای پری پلاسمی نسبت به سیتوپلاسم افزایش یافته است. در این میان، پپتیدهای نشانه نقش حیاتی در ترشح پروتئین دارند و نوع روش استفاده شده در میزان پروتئین ترشحی استخراج شده مهم است. فاکتور محرک رشد کلونی گرانولوسیتی (GCSF) نوعی سیتوکین، هورمون و فاکتور محرک کلونی است که باعث تحریک تکثیر، تمایز و تداوم بقای نوتروفیل ها و پیش سازهای این سلول ها می شود و در برخی سرطان ها، برای بهبود تعداد نوتروفیل های کاهش یافته پس از شیمی درمانی استفاده می شود. هدف مطالعه حاضر، ارزیابی روش های مختلف شوک اسمزی برای دستیابی به بیشترین میزان پروتئین GCSF تولیدی در باکتری E.coli سویه BL21 است. مواد و روش ها: باکتری E.coli دارای وکتور بیانی pET22b–GCSF2–Intein2 در محیط کشت 4 YT کشت و سپس، بیان پروتئین با کمک IPTG 1 میلی مولار القا شد. وکتور pET22b دارای توالی پپتید نشانه pelB برای جهت دهی پروتئین ها به فضای پری پلاسمی است. در مرحله بعد، از سه روش متفاوت شوک اسمزی برای جداسازی پروتئین نوترکیب انسانی تولید شده استفاده شد. سپس پروتئین های جداسازی شده با روش های SDS Page و وسترن بلات تحلیل شد. نتایج: نتایج بررسی حاضر نشان دادند که پروتئین GCSF در هر دو فضای سیتوپلاسمی و پری پلاسمی تولید می شود و استفاده از بافر تریس و سولفات منیزیم، بهترین روش شوک اسمزی برای استخراج پروتئین است. بحث و نتیجه گیری: با توجه به یافته های پژوهش حاضر، استفاده از سولفات منیزیم در کنار بافر تریس فشار اسمزی بیشتری ایجاد می کند و روش موثرتری برای استحصال پروتئین GCSF است. در نتیجه، این روش برای تولید و جداسازی آسان محصولات دارویی نوترکیب استفاده می شود.

مقدمه: پاکسازی زیستی راهی موثر، ارزان و سازگار با محیط زیست برای حذف آلودگی خاک و آب است و بررسی تنوع ریزموجودات بومی و تعیین نقش آنها اهمیت بسیاری در موفقیت این روش دارد. هدف پژوهش حاضر، بررسی نقش گونه های باسیلوس در پاکسازی زیستی نمونه خاک آلوده به گازوئیل است. مواد و روش ها: دو میکروکازم با افزودن میزان 2 و 4 درصد گازوئیل به خاک تهیه شدند و یک میکروکازم، شاهد و بدون آلودگی در نظر گرفته شد. میزان تجزیه گازوئیل، تغییرات جمعیت باکتری های هتروتروف و تغییرات تنوع باسیلوس ها پس از افزودن منابع کربن، نیتروژن و فسفات با نسبت 100:10:1 و آب به میزان 20 درصد با روش 16 S rRNA PCR-DGGE طی دوره شش ماهه بررسی شد.نتایج: در میکروکازم های 2 و 4 درصد به ترتیب 50 و 44.44 درصد گازوئیل اولیه طی دوره شش ماهه تجزیه شد. روند افزایش تعداد باکتری های هتروتروف و بیشترین تعداد باکتری ها با سرعت تجزیه گازوئیل منطبق بود و تعداد باکتری ها در میکروکازم های 2 و 4 درصد از 108×2 باکتری در هر گرم خاک به ترتیب به 1011×2 و 1012×2 باکتری در هر گرم خاک در بیشترین میزان رسید. بنابراین، ورود آلودگی سبب تحریک جمعیت میکروبی خاک می شود و میزان آلودگی در کارآیی پاکسازی زیستی موثر است.بحث و نتیجه گیری: مقایسه تنوع باندهای DGGE نشان داد که با واردشدن آلاینده به خاک، تنوع گونه های باسیلوس افزایش می یابد و نقش موثر گونه های باسیلوس در پاکسازی زیستی خاک های آلوده به هیدروکربن های نفتی را نشان می دهد. هم زمان با کاهش میزان گازوئیل و تعداد باکتری ها، تنوع باندها در ژل DGGE نیز کمتر می شود. بنابراین، با ورود آلاینده به عنوان منبع کربن، تنوع گونه های باسیلوس در ابتدای فرآیند تجزیه افزایش و به تدریج با حذف ترکیب هیدروکربنی دوباره کاهش می یابد و ترکیب جمعیت به شرایط پیش از حضور آلاینده نزدیک می شود.

مقدمه: در پاسخ به توسعه داروها، ریزموجودات با سازوکارهای متنوعی به آنها مقاوم می شوند. در سال های اخیر، شیوع مقاومت به فلوروکینولون ها مانند سیپروفلوکساسین در اشریشیا کلی به طور چشمگیری افزایش یافته است. موتان زایی ناشی از SOS، مقاومت به فلوروکینولون ها را القا می کند. ژن dinI، عضو تنظیمی پاسخ SOS است و پروتئین DinI را کد می کند که تعدیل کننده مثبت و منفی عملکرد RecA است. در بررسی های پیشین مشخص شده است که با بیان ژن recA در موتان های dinI+ اشریشیا کلی، مقاوم به سیپروفلوکساسین افزایش می یابد. هدف پژوهش حاضر، بررسی بیان ژن recA در موتان -dinI مقاوم به سیپروفلوکساسین است. مواد و روش ها: موتان باکتریایی -dinI در معرض غلظت های افزایشی سیپروفلوکساسین به روش پلکانی مقاوم و MIC تعیین شد. سپس بیان ژن recA در سویه تیپ وحشی و موتان های مقاوم -dinI و +dinI با روش Real time PCR بررسی شد. نتایج: نتایج نشان دادند که مقاومت سویه -dinI به سیپروفلوکساسین کم و MIC آن 0.3 میکروگرم در میلی لیتر است. میزان بیان ژن recA در موتان -dinI مقاوم به سیپروفلوکساسین نسبت به سویه تیپ وحشی افزایش یافت، هرچند میزان افزایش بیان حدود یک چهارم سویه +dinI بود. بحث و نتیجه گیری: غیرفعال سازی dinI مانع افزایش بیان ژن recA نمی شود و تنظیم فعالیت RecA احتمالا پیچیده است و در نبود dinI، توسط پروتئین های تنظیمی دیگر انجام شود.

مقدمه: آفت کش ها، ابزار قدرتمندی هستند که برای تامین نیاز های غذایی جمعیت در حال رشد جهان، توسعه و کاربرد فراوانی یافته اند. مصرف بی رویه، این مواد را به تهدیدی جدی برای محیط زیست تبدیل کرده است دیازینون یکی از آفت کش های فسفره آلی است که برای کنترل طیف وسیعی از آفت ها استفاده می شود. بررسی های بسیاری درباره آثار سمیت این آفت کش در محیط زیست انجام شده است. استفاده از باکتری های تجزیه کننده یکی از راهکارهای حذف آفت کش ها از محیط های مختلف است. مواد و روش ها: برای غربال گری باکتری های بومی تجزیه کننده این آفت کش از خاک های مناطق مختلف صنعتی و کشاورزی نمونه برداری و جداسازی باکتری ها در محیط پایه معدنی انجام شد. پس از غنی سازی نمونه ها در محیط کشت پایه معدنی، 10 جدایه متفاوت از نظر شکل ظاهری با کشت روی محیط کشت جامد جداسازی، خالص سازی و در حد جنس شناسایی شدند. میزان غلظت آفت کش دیازینون در حضور این جدایه ها در محیط کشت با دستگاه کروماتوگرافی مایع با کارایی زیاد تعیین شد. نتایج: در پژوهش حاضر، جدایه ها S1 و S2 از بین 10 جدایه تجزیه کننده دیازینون، ، غلظت آفت کش دیازینون را از غلظت اولیه 50 میلی گرم بر لیتر طی 15 روز پس از کشت به ترتیب به 3.18 و 5.21 میلی گرم بر لیتر رساندند، جدایه های یادشده نسبت به سایر جدایه ها بیشترین توان کاهش غلظت را داشتند. با توجه به رشد باکتری ها در محیط های کشت فقیر استنباط می شود این جدایه ها از آفت کش دیازینون به عنوان منبع انرژی برای رشد خود استفاده می کنند. بر اساس نتایج تکثیر و تعیین توالی 16 SrDNA، جدایه های S1 و S2 به ترتیب بیشترین شباهت را به جنس های Paenibacillus و Pseudomonas داشتند. بحث و نتیجه گیری: نتایج پژوهش حاضر نشان دادند باکتری های تجزیه کننده آفت کش دیازینون در مناطق آلوده به این آفت کش و در فاضلاب های مناطق صنعتی وجود دارند. انتظار می رود با استفاده از این باکتری ها و روش های احیای زیستی، مشکلات زیست محیطی ناشی از آثار این آفت کش کاهش یابند و پس از بررسی در سطح میدانی و تعیین فرمولاسیون، از این جدایه ها برای پاکسازی زیستی استفاده شود.

مقدمه: دسچورازهای غشایی و آنزیم های وابسته به آنها نقشی اساسی در بیوسنتز اسیدهای چرب غیراشباع ایفا می کنند. دلتا 6دسچوراز، آنزیمی کلیدی در بیوسنتز اسیدهای چرب غیراشباع است. قارچ مورتیرلا آلپینا، گونه ای روغنی و دارای دلتا 6 دسچوراز فعال است و در سال های اخیر مورد توجه پژوهشگران قرارگرفته است. مواد و روش ها: پس از استخراج RNA و سنتز cDNA از قارچ مورتیرلا آلپینا سویه CBS 754.68، ژن دلتا 6 دسچوراز توسط آغازگرهای اختصاصی حاوی توالی کوزاک تکثیر و قطعه تکثیرشده در ناقل همسانه سازی pBlueScriptSK+ حاوی پروموتور اختصاصی بذر ناپین درج شد. پلاسمید نوترکیب با استفاده از روش شیمیایی به باکتری اشریشیا کلی سویه DH5a ترانسفورم شد. سازه حاصل در ناقل دوگانه pBI121 همسانهسازی و برای انتقال به گیاه، به آگروباکتریوم سویه LBA4404 ترانسفورم شد. ویژگی های بیوانفورماتیکی ژن موردنظر با سرورهای TMHMM، ProtParam و Psipred بررسی شد. نتایج: درستی همسانه سازی با استفاده از واکنش زنجیره ای پلیمراز توسط آغازگرهای اختصاصی، هضم آنزیمی و توالی یابی تایید شد. تکثیر قطعه 830 جفت نوکلئوتیدی با استفاده از آغازگر داخلی پروموتور ناپین و ژن دلتا 6 دسچوراز، الحاق ژن در امتداد پروموتور ناپین را تایید کرد. نتایج توالی یابی نوکلئوتیدی نشان دادند که توالی نوکلئوتیدی این ژن، 1374 جفت باز است و پروتئینی با 457 آمینواسید را رمز می کند. وجود دمین سیتوکروم b5، سه موتیف جعبه هیستیدین، دمین های تراغشایی و حفاظت شده از طریق بررسی بیوانفورماتیک تایید شدند. بحث و نتیجه گیری: با استناد به نتایج بلاست پروتئینی و تایید حضور دمین های کارکردی، پیش بینی می شود که توالی همسانه سازی شده از این قارچ دارای فعالیت آنزیمی مدنظر است. تایید این نتایج به بررسی بیان این ژن در سیستم گیاهی مناسب و بررسی کارکرد آن در سطح آنزیمی نیازمند است.

مقدمه: جلبک ها سرشار از مواد معدنی، ویتامین و دیگر مواد مغذی هستند و برای تولید انواع مختلف مواد خام مفید استفاده می شوند.از این رو، روش های مختلفی برای افزایش تولید به کار برده می شوند. مواد و روش ها: تاثیر دی اکسید کربن با غلظت 10 درصد بر عوامل رشد، ترکیب شیمیایی، پروفایل اسیدهای چرب، مقدار کلروفیل و کاروتن کل دو گونه جلبکی سندسموس آبلیکوس (Scenedesmus obliquus) و هماتوکوکوس پلوویالیس (Haematocuccus pluvialis) بررسی و مقایسه شد. نتایج: بر اساس نتایج، مقدار پروتئین تولیدشده در جلبک سندسموس به مراتب بیشتر از هماتوکوکوس پلوویالیس و به ترتیب برابر 16.79 و 9.16 درصد بود (P<0.05). بر عکس، میزان چربی کل تولیدشده در هماتوکوکوس پلوویالیس نسبت به سندسموس آبلیکوس بیشتر بود (P<0.05). همچنین مقادیر اسیدهای چرب اشباع تولیدشده در هماتوکوکوس پلوویالیس به طور معناداری بیشتر از سندسموس آبلیکوس بودند و به ترتیب 30.93 و 23.51 درصد اندازه گیری شدند (P<0.05). مقدار کلروفیل a و کاروتن کل در جلبک هماتوکوکوس پلوویالیس به طور معناداری بیشتر ازسندسموس آبلیکوس اندازه گیری شد (P<0.05). در انتهای روز 20 پرورش، مقدار توده زیستی بیشتری در جلبک سندسموس آبلیکوس نسبت به هماتوکوکوس پلوویالیس تولید شده بود (P<0.05).بحث و نتیجه گیری: وجود گاز دی اکسید کربن در محیط سبب شد سندسموس آبلیکوس از این شرایط برای تولید توده زیستی کل بیشتر (0.18 گرم بر لیتر وزن خشک) استفاده کند، هرچند تفاوت معناداری در مقدار توده زیستی کل با جلبک هماتوکوکوس پلوویالیس (0.17 گرم بر لیتر وزن خشک) مشاهده نشد.

مقدمه: پکتیناز یا آنزیم های پکتینولاتیکی، کمپلکس آنزیمی شامل سه آنزیم پکتین متیل استراز (EC.3.1.1.11)، پکتین لیاز (EC.4.2.2.2) و پلی گالاکتوروناز (EC.3.2.1.15) هستند که باعث تجزیه پکتین موجود در دیواره سلول های گیاهی می شوند. این آنزیم ها مصرف های صنعتی بسیاری دارند که تعدادی از آنها در شرایط حاد از نظر دما، اسیدیته و غظت نمک فعال هستند. در پژوهش حاضر، به بررسی و شناسایی باکتری هایی پرداخته شد که آنزیم پکتیناز را در شرایط حاد غلظت نمک تولید می کنند و سپس ژن مولد این آنزیم در باکتری ها بررسی و شناسایی شد. مواد و روش ها: سویه های جمع آوری شده از دریاچه های ارومیه، گمیشان و اینچه برون روی محیط حاوی پیش ماده پکتین کشت داده شدند و سویه های مثبت با معرف یدید/یدیدپتاسیم و با توجه به هاله های شفاف ایجادشده انتخاب شدند و سنجش کمی فعالیت آنزیم روی هر سه آنزیم مجموعه پکتینازی به روش اسپکتروفوتومتری انجام شد.برای غربال مولکولی ژن پکتیناز، پرایمرهای مربوطه طراحی شدند و ژن مدنظر تکثیر شد. نتایج: از بین 130 سویه بررسی شده، 17 سویه برای این آنزیم مثبت بودند که 10 سویه از دریاچه گمیشان (59 درصد)، 6 سویه از دریاچه اینچه برون (35 درصد) و 1 سویه از دریاچه ارومیه (6 درصد) جداسازی شده بود. با توجه به قطر هاله فعالیت آنزیم در آزمون کیفی، میزان فعالیت هر سه آنزیم پکتینازی در سویه R2S25 از دریاچه اینچه برون اندازه گیری و منحنی رشد ترسیم شد. در بررسی مولکولی، تمام سویه ها حاوی قطعه ژنی مدنظر بودند. بحث و نتیجه گیری: بررسی های کمی نشان دادند در سویه R2S25، تولید و فعالیت آنزیم های پکتینازی هم زمان با افزایش رشد سویه منتخب در فاز لگاریتمی انجام می شود. بررسی های مولکولی، حضور ژن این آنزیم را در جنس های مارتللا، آئروموکروبیوم، پلنوکوکوس، مارینوباکتر، ویرجیباسیلوس، کوکوریا و میکروکوکوس تایید می کنند.