پژوهش های سلولی و مولکولی
سال:1396 | دوره:30 | شماره:4 |تعداد مقالات:10

فیتیک اسید فرم اصلی ذخیره ای فسفر است که برای حیوانات تک معده نظیر ماکیان و ماهی و حتی انسان قابل هضم نیست. آنزیم فیتاز با تجزیه فیتیک اسید موجود در محصولات گیاهی، دسترسی فسفر را افزایش می دهد. هدف از این تحقیق بررسی تولید فیتاز توسط سویه های باسیلوس جداشده از رسوبات بستر دریای مازندران با استفاده از عصاره سبوس برنج به عنوان منبع غنی و ارزان قیمت فیتات بود. با تیمار حرارتی نمونه های رسوب بستر دریا، جدایه های باسیلوس تولید کننده فیتاز توسط محیط کشت PSM آگار غربالگری شدند. همچنین پس از سنجش کمی تولید آنزیم فیتاز به روش آمونیوم مولیبدات، تولید فیتاز جدایه ها در محیط کشت مایع MGE حاوی عصاره سبوس برنج بررسی شد. نتایج غربالگری 40 جدایه نشان داد که چهار جدایه MGH2، MGH3، MGH4 و MGH7 با هاله شفاف در اطراف کلنی، بیشترین توانایی تولید فیتاز را داشتند. بررسی مشخصات مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی نشان داد که تمام جدایه های منتخب متعلق به جنس باسیلوس بودند. حفظ هاله شفاف پس از رنگ آمیزی با آمونیوم مولیبدات، نشان داد که تمام جدایه های منتخب توانایی تولید فیتاز را داشتند. همچنین نتایج سنجش کمی تولید فیتاز توسط جدایه ها نشان داد که بیشترین و کمترین مقدار تولید فیتاز به ترتیب مربوط به جدایه MGH4 با 1.058 U ml-1 و جدایه MGH3 با 9.34 U ml-1 بود. نتایج تولید فیتاز با استفاده از عصاره سبوس برنج در محیط رشد مایع MGE، افزایش 55 تا 60 درصدی نسبت به محیط رشد مایع PSM را نشان داد. نتایج پژوهش حاضر نشان داد که عصاره سبوس برنج می تواند به عنوان سوبسترای مناسب و مقرون به صرفه با سطح تولید فیتاز بالا در نظر گرفته شود.

به منظور بررسی نقش عناصر تنظیمی سیس نواحی پروموتری بر الگوی بیان ژنهای (CAT2) Catalase 2 و (TRX5) Thioredoxin H5 در گیاه آرابیدوپسیس در پاسخ به تنشهای مختلف زیستی و غیرزیستی، توالی پروموتری ژن های موردنظر، عناصر تنظیمی سیس موجود در آنها و داده های مربوط به بیان این ژنها در تنشهای مختلف به ترتیب با استفاده از Phytozome، PlantCARE و The Bio-Array Resource for Plant Biology دریافت گردید. به منظور تعیین تفاوتهای معنی دار در تعداد تکرارهای هر کدام از عناصر تنظیمی سیس بین پروموترها از آزمونهای آماری مختلف موجود در ابزار بیوانفورماتیک IDEG6 استفاده شد. نتایج نشان داد که 8 عنصر تنظیمی شامل ARE، CAAT-box، ABRE، Unnamed__ 4، Box-W1، TGA-element، W box و TATA-box بین دو پروموتر دارای تعداد تکرار متفاوت و معنی داری بودند. به نظر می رسد وجود تعداد بیشتری از عناصراختصاصی تنظیمی پاسخ به پاتوژن (Box-W1 و W box) و پاسخ به اکسین (TGA-element)، ژن TRX5 را برخلاف ژن CAT2 قادر به پاسخ به تنش زیستی می کند. همچنین وجود تعداد تکرارهای متفاوتی از عنصر تنظیمی اختصاصی پاسخ به اکسین (TGA-element) در پروموتر ژن TRX5 و عناصر تنظیمی پاسخ بی هوازی (ARE) و پاسخ به آبسزیک اسید (ABRE) در پروموتر ژن CAT2 بخشی از الگوی بیان این دو ژن را در پاسخ به تنش های غیرزیستی توجیه نمود. بر اساس این نتایج، TRX5 هم در پاسخ به تنشهای زیستی و هم غیرزیستی نقش دارد. شناسایی این گونه ژنها با کارکرد پاسخ به تنشهای زیستی و غیرزیستی می تواند پیشرفت بزرگی در جهت انتخاب ژنهای کاندید مناسب جهت دستورزی ژنتیکی به منظور افزایش تحمل به تنشها در گیاهان به شمار رود.

در گیاهان مریستم های انتهای شاخه و ریشه، نواحی دارای سلول های بنیادی هستند. مریستم نوک شاخه سلول های مورد نیاز برای توسعه ساختارهای هوایی گیاه مانند برگ ها، گل ها، شاخه ها و فواصل بین Node ها را تامین می کند و مریستم نوک ریشه مسوول ایجاد اندام های زیر زمینی گیاه می باشد. علاوه بر این ریشه از اجزای اصلی تغذیه و استفاده از آب در گیاه می باشد. بنابراین رشد و توسعه گیاه وابسته به عمل نواحی مریستمی در ریشه و شاخه می باشد. در این مطالعه ترانسکریپتوم نوک شاخه و ریشه گیاه سویا مورد بررسی قرار گرفت تا ژن هایی که در هر یک از این نواحی بیان بالاتری را دارند و احتمالا نقش اساسی در این نواحی دارند شناسایی شوند. به این منظور داده های حاصل از RNA-seq به وسیله نرم افزار CLC Genomic workbench مورد آنالیز واقع شدند. نتایج نشان داد 1956 ژن به طور اختصاصی در نوک شاخه و 1725 ژن به طور اختصاصی در نوک ریشه بیان می شوند. علاوه بر این در نوک شاخه در مقایسه با نوک ریشه 3750 ژن دارای یک افزایش دو یا بیش از دو برابر و 3710 ژن از ژن های با کاهش بیان، کاهش بیانی در حد دو و یا بیش از دو را در نوک شاخه داشتند. آنالیز عملکردی ژن متمایز بیان شده نشان داد که این ژن ها در فعالیت های کاتالیتیک، رونویسی، سیگنالینگ و تنظیم کننده آنزیمی نقش دارند.

به کارگیری آنزیم ها در حلال های آلی برای مصارف صنعتی و صنایع داروسازی حائز اهمیت می باشد. کاهش فعالیت آنزیم ها در حضور حلال های آلی می تواند به دلیل سخت شدن ساختار پروتئینی آنزیم ها در حلال های آلی، واسرشتگی و مهار آنزیمی باشد. معمولا پایداری آنزیم ها نیز در حلال های آلی کاهش می یابد. برای رفع این مشکل می توان از روش های پایدارسازی پروتئین ها نظیر افزودنی ها، مهندسی پروتئین و تغییرات شیمیایی استفاده نمود. در این تحقیق ابتدا آنزیم اندوگلوکاناز Aacel9A تولید و سپس فعالیت و پایداری آنزیم در درصدهای مختلفی از حلال های آلی –n پروپانول، دی متیل فرمامید (DMF) و دی متیل سولفواکسید (DMSO) مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت برای پایدارسازی آنزیم از افزودنی ساکارز استفاده گردید. نتایج نشان داد که حلال DMSO در غلظت های 5 % و 10 % باعث افزایش فعالیت آنزیم و در غلظت های بالاتر باعث کاهش فعالیت آنزیم شد. بقیه حلال ها از همان غلظت های پایین باعث کاهش فعالیت آنزیم شدند که در این میان DMF بیشترین تاثیر را بر روی کاهش فعالیت آنزیم داشت. پایداری آنزیم توسط ساکارز در حضور حلال دی متیل سولفواکسید در مقایسه با سایر حلال ها بیشتر بود. افزودن ساکارز تاثیر قابل ملاحظه ای بر پایداری آنزیم در حضور حلال های –n پروپانول و DMF نداشت.

تنوع ژنتیکی 12 ژنوتیپ از گونه مرتعی Lolium perenne با استفاده از نشانگرهای مولکولی و بیوشیمیایی مورد بررسی قرار گرفت. برای هر ژنوتیپ پروتئین های محلول برگ به روش Laemmli استخراج، و با ژل پلی آکریل آمید 12 درصد مورد بررسی قرار گرفت. تعداد 12 باند برای 12 ژنوتیپ مورد بررسی مشاهده شد، که از 12 باند حاصل تعداد 6 باند چند شکل بود و در 6 باند نیز چند شکلی مشاهده نشد. بیشترین تعداد باند مربوط به ژنوتیپ Tyrone با 12 باند و کمترین تعداد باند مربوط به ژنوتیپ Green Gold با 6 باند بود. نتایج تجزیه کلاستر و تجزیه به مختصات اصلی ژنوتیپ های مورد مطالعه را در سه دسته قرار داد. با استفاده از 12 آغازگر ISSR تنوع ژنتیکی ژنوتیپ ها مورد بررسی قرار گرفت که از این 12 آغازگر 10 عدد دارای باندهای قابل امتیاز دهی بودند. آغازگرهای ISSR در مجموع توانستند 62 باند تولید کنند که از این تعداد، 15 باند یک شکل، سایر باندها چند شکل بودند. میانگین تعداد باند تولید شده توسط هر آغازگر برای 12 ژنوتیپ برابر 6.2 بود. آغازگر IS9 بیشترین تعداد باند (تعداد 11 باند) و آغازگر IS15 کمترین تعداد باند (تعداد 3 باند) را نشان دادند. بر اساس مارکر ISSR چندشکلی مطلوبی در بین ژنوتیپ ها مشاهده شد و آغازگرهای IS9، IS10، IS13 و IS16 به عنوان آغازگرهای مناسب برای بررسی های گونه چچم دائمی، تعیین شد. بررسی تنوع ژنتیکی بر اساس مارکر ISSR برای ژنوتیپ های مورد مطالعه تطابق متوسطی با نتایج مطالعات بیوشیمیایی داشت.

هپاتیت B از جمله ویروس های شایعی است که یکی از راه های انتقال آن خون و فرآورده های خونی می باشد. هدف از این پژوهش طراحی آزمونی است بر اساس واکنش زنجیره ای پلی مرازی (PCR) که بتوان از آن به منظور تشخیص ویروس هپاتیت B در نمونه های بالینی استفاده نمود. در این مطالعه یک نمونه خون با بار مشخص ویروس تهیه شد تا قابلیت جفت پرایمر طراحی شده در تشخیص ویروس مورد ارزیابی قرار گیرد. همچنین اختصاصیت آن نیز علاوه بر بررسی بیوانفورماتیکی، با آزمون علیه سه ویروس شایع دیگر تا حدی تایید گردید. همچنین از این روش در غربالگری مراجعین سازمان انتقال خون کاشان نیز استفاده گردید و نتایج آن با نتایج حاصل از روش متداول در این سازمان مقایسه شد. نتایج این مطالعه نشان داد که جفت پرایمر طراحی شده بطور اختصاصی ژنوم ویروس هپاتیت B را تکثیر می نماید و حساسیت آن در حدود 100 ذره ویروس در هر میلی لیتر خون است که نزدیک به سه برابر حساس تر از روش الایزای متداول در سازمان انتقال خون است. همچنین در نمونه های بالینی، نتایج آزمون PCR کاملا با نتایج سازمان انتقال خون کاشان مطابقت داشت. آزمون طراحی شده، فاقد نتایج مثبت کاذب بود که علاوه بر جلوگیری از حذف داوطلبین سالم اهداء خون، در کاهش هزینه های سازمان هم می تواند نقش بسزایی داشته باشد. بنابراین به نظر می رسد بتوان آن را جایگزین روش جاری غربالگری این ویروس نمود که اولا هزینه انجام آن بسیار پایین تر می باشد و ثانیا بخشی از واجدین شرایط، از اهداء خون منع نمی گردند.

در این مطالعه، برهمکنش بین آلبومین سرم انسانی (HSA) با غلظت های مختلف نانوذره اکسید مس (CuO) با استفاده از روش طیف سنجی فلورسانس در شرایط شبه فیزیولوژیک بررسی گردید. نتایج نشان داد که در حضور این نانو ذره، نشر فلورسانس ذاتی پروتئین کاهش می یابد که با غلظت نانوذره در محیط هماهنگ است. بر اساس نتایج مربوط به ثابت سرعت خاموشی (Kq) چنین استنباط می شود که مکانیسم برهمکنش از نوع پایا (Static) است. پارامترهای ترمودینامیکی شامل آنتالپی (DHo) و آنتروپی (DSo) میانکنش بین نانوذره با HSA بترتیب (KJ mol-1) -18.06 و (KJ mol-1 K) 0.0195 محاسبه گردید که نشان دهنده نقش مهم میانکنش های الکتروستاتیک در این اتصال می باشد. در این میانکنش، علامت منفی مربوط به تغییرات انرژی آزاد (DGo) بیانگر انرژی زا بودن واکنش و تمایل این ذره به اتصال با HSA می باشد. همچنین افزایش نشر فلورسانس ANS در حضور نانوذره بیانگر افزایش هیدروفوبیسیته سطحی پروتئین می باشد. بر اساس نتایج بدست آمده چنین استنباط می شود که ساختار HSA در حضور این نانوذره دچار تغییر شده که می تواند بر عملکرد آن نیز تاثیر گذارد.

امروزه چاقی یکی از معضلات بهداشتی و عامل خطر بروز بسیاری از بیماریهاست که از علل عمده ی بروز آن، عوامل ژنتیکی هستند. یکی از عوامل ژنتیک که اخیرا برای چاقی مورد توجه قرار گرفته، پلی مورفیسم های ژن GNB3 می باشد. این مطالعه با هدف بررسی ارتباط بین پلی مورفیسم C825T در ژن GNB3 با چاقی در جمعیت استان اردبیل انجام گرفت.این مطالعه از نوع موردی شاهدی بود که 100 نفر فرد چاق (گروه مورد) و 100 نفر سالم (گروه شاهد) بر اساس شاخص توده ی بدنی وارد طرح شدند. از این افراد 5 میلی لیتر خون جهت آزمایشات مولکولی گرفته شد.DNA کلیه نمونه های خون با استفاده از روش استاندارد فنل کلرفوم استخراج شدند. ژنوتیپ های پلی مورفیسم C825T در ژن GNB3 با استفاده از تکنیک (Polymerase Chain Reaction - Restriction Fragment Length Polymorphism) PCR-RFLP تعیین گردید. فراوانی ژنوتیپ TT در افراد چاق به طور معنادار بیشتر از فراوانی آن در افراد سالم بود (38 درصد در مقابل 13 درصد و P=0.0001). همچنین، فراوانی آلل T در گروه چاق به طور معنادار بیشتر از گروه سالم بود (60 درصد در مقابل 39 درصد و (P=0.0029). یافته های حاصل از این تحقیق نشان می دهد که پلی مورفیسم C825T ژن GNB3 با چاقی در جمعیت استان اردبیل ارتباط داشته و می تواند نشان دهنده یکی از دلایل احتمالی ژنتیک در بروز عارضه چاقی در افراد این منطقه باشد.

گیاه تاتوره بعنوان یک گیاه دارویی مهم، غنی از تروپان آلکالوئیدهای هیوسیامین و اسکوپولامین بوده و پژوهش های گسترده ای در زمینه بهینه سازی شرایط تولید این ترکیبات با ارزش در دنیا در حال انجام می باشد. در این پژوهش اثر الیسیتور غیرزیستی ساکارز (15، 30 و 45 گرم در لیتر) بر میزان وزن تر، تولید تروپان آلکالوئیدهای اسکوپولامین و هیوسیامین، پروتئین کل و فعالیت آنزیم های آنتی اکسیداتیو کاتالاز و گایاکول پراکسیداز تاتوره بررسی شد. میزان هیوسیامین و اسکوپولامین بوسیله روش کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC) و غلظت پروتئین کل و فعالیت آنزیم های کاتالاز و گایاکول پراکسیداز با روش اسپکتروفتومتری اندازه گیری شد. بر اساس نتایج، بیشترین میزان وزن تر ( 0.82 گرم)، تولید هیوسیامین (5 میلی گرم در گرم وزن تر)، اسکوپولامین (20 میلی گرم در گرم وزن تر) و فعالیت کاتالاز ( 0.5 واحد در میلی گرم پروتئین) در بخش ریشه گیاهچه های تیمار شده با ساکارز 45 گرم در لیتر اندازه گیری شد اما بیشترین میزان پروتئین (0.24 میلی گرم در گرم وزن تر) در بخش هوایی گیاهچه های تیمار شده با ساکارز 30 گرم در لیتر مشاهده شد. بعلاوه، بیشینه فعالیت گایاکول پراکسیداز (1.52 واحد در میلی گرم پروتئین) تعیین شد. در مجموع، ساکارز با غلظت 45 گرم در لیتر می تواند محرک خوبی برای افزایش تولید هیوسیامین و اسکوپولامین با ارزش دارویی بالا در گیاه تاتوره باشد و به احتمال ساکارز علاوه بر تامین نیاز انرژی و منبع کربنی موجب تحریک مسیر سیگنالی سنتز تروپان آلکالوئیدها شده است.

لیگنان ها گروه بزرگی از ترکیبات فنلی باارزش می باشند که در بسیاری از گیاهان از جمله خانواده کتان (Linaceae) وجود دارند. در تحقیق حاضر، اثر نسبت های مختلف عصاره سلولی و محیط کشت قارچ Piriformospora indica بر تولید ترکیبات فنلی در ریشه های موئین کتان سفید (Linum album) مورد مطالعه قرار گرفت. مقدار لیگنان های لاریسی رسینول، پینورسینول، پودوفیلوتوکسین و 6-متوکسی پودوفیلوتوکسین در ریشه های موئین به وسیله HPLC اندازه گیری شد. همچنین، در راستای درک سازوکار تازن های قارچی، فعالیت آنزیم فنیل آلانین آمونیا لیاز (PAL) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که بیشترین میزان پودوفیلوتوکسین و 6-متوکسی پودوفیلوتوکسین تحت تاثیر نسبت 1 درصد محیط کشت قارچی به ترتیب 248.9 میکروگرم و 59.69 میلی گرم بر گرم وزن خشک و لاریسی رسینول و پینورسینول در نسبت های 1 و 0.5 درصد عصاره سلولی به ترتیب به میزان 144.68 و 72.68 میکروگرم بر گرم وزن خشک مشاهده شد. همچنین بیشترین میزان فنل کل، فلاوونوئیدها و لیگنین تحت تاثیر نسبت 5 درصد و فلاونول در نسبت 1 درصد محیط کشت فارچی اندازه گیری شد که به ترتیب 6.3، 4.3، 1.6 و 2.1 برابر نسبت به ریشه های شاهد افزایش یافتند. علاوه بر آن، فعالیت آنزیم PAL با افزایش عصاره سلولی و محیط کشت قارچی در ریشه های مویین افزایش یافت و بالاترین فعالیت آن در ریشه های موئین تیمار شده با عصاره سلولی و محیط کشت قارچی به ترتیب در نسبت های 1 و 5 درصد (v/v) مشاهده گردید. با توجه به نتایج بدست آمده، محیط کشت قارچی تاثیر بیشتری بر تولید ترکیبات فنلی بخصوص لیگنان ها داشته است.