پژوهش های سلولی و مولکولی
سال:1397 | دوره:31 | شماره:4 |تعداد مقالات:13

میکروارگانیسم های روغنی بیش از 20 درصد وزن خشک خودشان چربی تولید می کنند. اسیدهای چرب امگا، به عنوان اسیدهای چرب ضروری برای تغذیه انسان، توسط این میکروارگانیسم ها تولید می شود. بررسی اثر روغن زیتون بر روی تولید اسیدهای چرب امگا توسط مخمر یارروویا لیپولیتیکا هدف این تحقیق بود. مخمر در محیط کشت حاوی روغن زیتون کشت داده شد و سپس برای شمارش تعداد سلول ها و استخراج چربی میکربی به مدت چهار روز نمونه برداری شد. بیشترین مقدار چربی و وزن خشک به ترتیب با مقدار 32/5 و 2/10 گرم در لیتر پس از سه روز به دست آمد. نتایج تجزیه و تحلیل نیم رخ اسیدهای چرب نشان داد که هر دو اسیدهای چرب اشباع و غیراشباع در چربی میکربی حاصل وجود دارند. حدود 62/2 گرم در لیتر اسید چرب امگا تولید شد که به ترتیب میزان اسید اولئیک، اسید لینولئیک و اسید گوندئیک 37/2، 2/0 و 05/0 گرم در لیتر بودند. اسیدهای چرب غیر اشباع امگا 6 (اسید لینولئیک) و 9 (اسید اولئیک و اسید گوندوئیک) تولید شده توسط مخمر در محیط حاوی روغن زیتون را می توان در محصولات دارویی و تغذیه ای به کار رود.

در مطالعه حاضر از عصاره آبی گیاه Postia puberula جهت احیای محلول سولفات مس و تولید نانوذرات مس استفاده شده است. وفعالیت ضد باکتری آن بررسی شد. برای شناسایی نانوذرات سنتز شده از آنالیز های طیف سنجیUV-Vis، میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM)، پراش انرژی اشعه ایکس (EDX) استفاده شد. فعالیت ضد میکروبی نانوذرات مس سنتز شده با استفاده از روش دیسک دیفیوژن و براث میکرودایلوشن در برابر برخی گونه های انتخاب شده بررسی گردید. بعد از افزایش عصاره به محلول سولفات مس، رنگ محلول سولفات مس از آبی روشن به سبز مایل به زرد تغییر پیدا کرد. وجود پیک ماکزیمم در طول موج 575 نانومتر تشکیل نانوذرات مس را تایید کرد. میکروسکوپ الکترونی روبشی اندازه ذرات را بین 14تا 39 نانومتر نشان داد. نانوذرات سنتز شده در برابر باکتری های استافیلوکوک اورئوس، باسیلوس سرئوس، کلبسیلا پنومونیه و اشریشیاکولی فعالیت نشان دادند. نتایج حاصله نشان داد که عصاره آبی گل گیاه مذکور به عنوان عامل احیا کننده و پایدار کننده عمل می کنند. نانوذرات مس سنتز شده در مقابل هر دو باکتری های گرم مثبت و گرم منفی فعالیت نشان دادند.

بیماری سفیدک سطحی از جمله بیماری های مهم گندم است در سال های اخیر کاربرد القا کننده ها به میزان زیادی استقبال شده لذا در این مطالعه به منظور بررسی نقش کیتوزان، رقم فلات به عنوان یک رقم حساس انتخاب و در مرحله دو برگی بوسیله کیتوزان اسپری برگی شد، سپس گیاهان تیمار شده به همراه گیاهان شاهد، توسط قارچ Bgt مایه زنی شدند. در نهایت الگوی تظاهر ژنهای MLO، BI-1 و NPR1 با استفاده از تکنیک qRT-PCR مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که در هر دو گروه از گیاهان تیمار شده با کیتوزان و شاهد روند تظاهر ژن های مورد بررسی پس از اعمال آلودگی به صورت افزایشی بوده، به طوری که گیاهان تیمار شده القای زودهنگام و بالای ژن NPR1 را در ساعات اولیه بعد از آلودگی با Bgt نسبت به گیاهان شاهد نشان دادند و 24 ساعت پس از آلودگی به حداکثر بیان خود رسیدند. اما میزان افزایش در ژن های BI-1 و MLO در گیاهان تیمار شده کمتر از گیاهان شاهد بود، به طوریکه این گیاهان بر خلاف گیاهان شاهد در 24 ساعت پس از آلودگی کمترین میزان بیان را نشان دادند که این نشان دهنده این است که این ژنها با کاهش سطح بیان خود در جهت افزایش سطح گونه های اکسیژن فعال سبب القا مرگ سلولی در گیاه شده تا از این طریق سبب ممانعت از رشد و توسعه قارچ در مراحل اولیه آلودگی گردند. می توان کاربرد کیتوزان را در القای مقاومت سیستمیک در گندم علیه بیماری سفیدک سطحی موثر دانست.

در این تحقیق کشت بساک و میکروسپور دو گونه گیاه دارویی مرزه خوزستانی و مرزه رشینگری با هدف باززایی گیاهان هاپلویید مورد مطالعه قرار گرفت. در ابتدا مرحله نموی تک هسته ای میکروسپورها با رنگ آمیزی استوکارمن مشخص و ارتباط آن با اندازه غنچه گل تعیین گردید. در کشت بساک، تاثیر پیش تیمارهای دمایی، تیمارهای هورمونی و نوع کربوهیدرات (مالتوز، ساکارز) در محیط القاء N6 بررسی شد. تراز پلوییدی کالوس های باززایی شده با استفاده از فلوسایتومتری تعیین گردید. کشت میکروسپور نیز در سه محیط کشت A2-60، FHG و NLN-13 با کاربرد پیش تیمارهای تنشی مختلف (دمایی، هورمونی و گرسنگی) انجام شد. در هر دو گونه، بیشترین درصد کالوس زایی بساک در ترکیب هورمونی 5/0 میلی گرم در لیتر از بنزیل آدنین، توفوردی و کینتین و پیش تیمار دمایی30 درجه سانتی گراد به مدت 3 روز حاصل شد. نتایج آنالیز فلوسایتومتری این کالوس ها نشان داد که اکثر آنها از نظر تراز پلوییدی مشابه گیاهان مادری بودند و هاپلوییدی فقط در گونه مرزه رشینگری در کالوس حاصل از ترکیب هورمونی 5/0 میلی گرم در لیتراز بنزیل آدنین، توفوردی و کینتین مشاهده شد. در محیط باززایی (MS)، کالوس ها تنها تولید ریشه کردند و شاخه زایی مشاهده نشد. نتایج کشت میکروسپور نشان داد که در هر دو گونه بیشترین تعداد ساختار های چند سلولی در محیط های FHG و NLN-13 با پیش تیمار دمایی 30 درجه سانتی گراد به مدت 8 روز بدست آمد. ساختار های چند سلولی فقط در محیط القایی NLN-13 توانستند به ساختارهای شبه جنینی قلبی شکل نمو یابند. نتایج این تحقیق اطلاعات مناسبی برای نرزایی در این دو گونه فراهم آورد.

در این تحقیق برای اولین بار به شناسایی، استخراج و بررسی بیان ژن های محافظ سلولی (لایف گارد) در هیدر آب شیرین Hydra Vulgaris پرداخته شده است. بدین منظور، 100 عدد از پولیپ های هیدر آب شیرین پرورش یافته برای استخراج DNA مورد استفاده قرار گرفتند و جهت تکثیر ژن های مورد نظر پرایمر های خاص طراحی و واکنش PCR صورت گرفت. پس از تکثیر ژن های محافظ سلولی، به منظور بررسی محل بیان این ژن ها، از تکنیک هیبریداسیون درجا با استفاده از دیگوکسیژنین استفاده شد. نتایج نشان داد که سه توالی از ژن های محافظ سلولی به نام های محافظ سلولی-4 و دو هومولوگ از محافظ سلولی-1 بی مهرگان در هیدر وجود دارد. هیبریداسیون درجا نشان داد که mRNA محافظ سلولی-4 در لایه اندودرم پولیپ در مراحل مختلف جوانه زدن مشاهده می شود. همچنین، این ژن در زمان تولید مثل غیر جنسی و مراحل مختلف تخمک زایی در تخمدان پولیپ ماده بیان می گردد. درخت فیلوژنی مشخص نمود که ژن های محافظ سلولی در ساده ترین جانور حقیقی به صورت تثبیت شده وجود دارد و از آنجایی که مکانیسم مرگ برنامه ریزی شده سلولی در گامت زایی هیدر (تولید تخمک و اسپرم) نقش دارد، بیان ژن محافظ سلولی-4 به عنوان ژن محافظ سلول در محل هایی که مرگ برنامه ریزی شده سلولی نقش ایفا می کند، منطقی به نظر می رسد.

پروتئین HMGB4 که در سال 2008 شناخته شد از اعضای خانواده پروتئینهای غیرهیستونی HMGB پستانداران است. پروتئینهای HMGB از طریق دو موتیف که به ترتیب HMG-box A وHMG-box B نامیده می شوند به DNA اتصال می یابند. پروتئینهای HMGB به DNA تغییر یافته با سیس پلاتین اتصال یافته و مانع دسترسی عوامل ترمیم برشی DNA به این نقاط می شوند. HMGB4 در مقایسه با HMGB1 عضو دیگر این خانواده با میل ترکیبی بالاتری به این نوع DNA اتصال یافته و با قدرت بیشتری ترمیم این نقاط آسیب دیده را مهار می نماید. به نظر می رسد که حساسیت بسیار بالای تومورهای سلولهای زایای بیضه نسبت به سیس پلاتین ناشی از بیان بسیار بالای HMGB4 در بافت بیضه باشد. در این مطالعه ساختار سوم HMGB4 انسانی با استفاده از نرم افزار مدلر و سرور I-TASSER که هردو بر پایه هومولوژی مدلینگ عمل می نمایند تعیین گردید. نتایج نشان می دهد که مدلهای ایجاد شده توسط هردو روش از کیفیت و پایداری مناسبی برخوردار هستند. هرچند مدل I-TASSER در مقایسه با مدلر تفاوت مشاهده شده در ویژگیهای اتصال HMGB1 و HMGB4 به DNA پلاتینه را بهتر توجیه می نماید. بر اساس نتایج حاصل، والین17 و فنیل آلانین38 از HMG-box A و لوسین101 و والین120 از HMG-box B بنیانهایی هستند که با وارد شدن بین جفت بازهای شیار کوچک DNA موجب اتصال پروتئین HMGB4 به DNA می شوند. همچنین نتایج نشان می دهد که بخش انتهای کربوکسیل HMGB4 فاقد ساختار سوم منظم می باشد. نتایج حاصل می تواند به فهم بهتر ارتباط ساختار و عملکرد این پروتئین و همچنین طراحی داروهای جدید ضدسرطان کمک شایانی نماید.

نعناع با نام علمی Mentha Spicata یکی از گیاهان بومی ایران با اثرات درمانی بسیار است. در این تحقیق، تاثیر اسانس نعنا بر روی پارامترهای دخیل در آسیب اکسیداتیو و بیان ژن التهابی COX-2 بافت ریه در مدل تجربی التهابی CLP در رت مورد مطالعه قرار گرفته است. رت ها به پنج گروه کنترل منفی (Laparatomy)، CLP و گروه های تیمار با اسانس نعنا (mg/kg bw 100 و 50) و داروی ایندومتاسین تقسیم شدند. سپس، 24 ساعت پس از جراحی، سطح فاکتورهایی نظیرLP، GSH، GST، FRAP، MPO، PGE2 و بیان ژن COX-2 در پلاسما و بافت ریه اندازه گیری شد. نتایج این تحقیق نشان می دهد که سپسیس موجب کاهش FRAP و GSH و افزایش میزان LP، MPO، PGE2 و بیان ژن COX-2 می گردد، ولی بر روی آنزیم GST اثری ندارد. تیمار حیوانات با اسانس نعنا به اندازه ایندومتاسین، در تعدیل سطح این پارامتر ها موثر بوده است، بطوریکه سبب افزایش میزان FRAP و GSH و کاهش میزان LP، MPO، PGE2 و بیان ژن COX-2 می گردد. همچنین مطالعات پاتولوژی نشان می دهد که سپسیس منجر به ایجاد آسیب هایی در بافت ریه شده که این آسیب ها در اثر تیمار با اسانس نعنا کاهش یافته اند. نتیجه گیری: سپسیس موجب آسیب اکسیداتیو بافت ریه شده و استفاده از اسانس نعنا با تاثیر بر روی پارامترهای استرس اکسیداتیو و آنتی اکسیدانی می تواند در جلوگیری و بهبود این آسیب ها موثر باشد.

پلی ساکارید هیالورونیک اسید (HA)، جزء اصلی ماتریکس خارج سلولی اپیتلیال، عصب و بافت همبند مهره داران و هم چنین کپسول خارج سلولی برخی از میکروارگانیسم ها است. این پلی ساکارید به علت ویژگی هایی از قبیل ویسکوزیته ی بالا و خاصیت زیست سازگاری، کاربردهای مختفی در زمینه های چشم پژشکی، ارتوپدی، آرایشی و مهندسی بافت دارد. بافت های حیوانی و استرپتوکوک ها سهم اصلی را در به دست آوردن هیالورونیک اسید دارند؛ اما به دلیل مشکلاتی از جمله آلودگی با پروتئین و وجود اندوتوکسین توجه ها به سمت باکتری های غیر بیماری زا برای تولید هیالورونیک اسید جلب شده است. لاکتوباسیلوس ها، باکتری های پروبیوتیکی هستند که مصارف گوناگونی دارند. تولید ماکرومولکول های زیستی توسط این گروه از باکتری ها به دلیل GRAS بودن آن ها در الویت می باشد. تولید هیالوونیک اسید برای اولین بار، در این لاکتیک اسید باکتری های GRAS شامل لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس 1643PTCC، لاکتوباسیلوس رامنوسوس 1637PTCC، لاکتوباسیلوس کازئی 1608PTCC و استرپتوکوکوس ترموفیلوس 1738PTCC بررسی شد. در مرحله ی اول، هیالورونیک اسید به طور روزانه تا 96 ساعت از محیط کشت اختصاصی هر سویه جداسازی و توسط رسوب با اتانول به طور نسبی خالص شد. روش کربازول برای سنجش میزان تولید هیالورونیک اسید به کار برده شد. بر طبق نتایج به دست آمده، لاکتوباسیلوس رامنوسوس تولید هیالورونیک اسید حدوداً 4/0 گرم در لیتر را در ساعت 96 داشت. در مرحله ی بعد، افزایش HA تولیدی توسط این باکتری با استفاده از بهینه سازی محیط کشت با روش تاگوچی بررسی شد. با استفاده از این روش نقاط بهینه ی فاکتورها مشخص گردید و تولید هیالورونیک اسید به میزان 162% افزایش یافت.

نانوذرات سولفید کادمیوم به دلیل ویژگی های خاص فوتوالکتریکی کاربردهای فراوانی در ساخت سلول های خورشیدی حساس به رنگ، دیودهای انتشارگر نوری و ساخت نانوبیوسنسورها دارد. در این پژوهش، سنتز سبز و برون سلولی نانوذرات سولفید کادمیوم توسط سویه های باکتری آب زی مورد بررسی قرار گرفت. نانوذرات سنتز شده از طریق طیف های جذبی و نشری فلورسانس، طیف سنج پراش انرژی پرتو ایکس (EDX)، الکترومیکروگرافهای تهیه شده با میکروسکوپ الکترونی (SEM) و همچنین طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (FTIR) مورد بررسی قرار گرفت. 32 سویه ی باکتریایی آب زی مقاوم به کادمیوم براساس تکنیک غنی سازی جداسازی شد که در این میانstrain Cd11 Pseudomonas pseudoalcaligenes قادر به سنتز برون سلولی نانوذرات سولفید کادمیوم بود. سنتز برون سلولی نانوذرات سولفید کادمیوم تولید شده توسط سویه باکتری مذکور تحت شرایط بهینه واکنش مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس نتایج به دست آمده، سوپرناتانت کشت سویه مذکور بعد از مواجهه با محلول سولفات کادمیوم (غلظت 3 میلی مولار از یون کادمیوم)، قادر به سنتز برون سلولی نانوذرات سولفید کادمیوم کروی در محدوه پراکنش ذرات بین 12 تا 19 نانومتر با میانگین اندازه 5/15 نانومتر در pH برابر 8 و دمای 35 درجه سانتی گراد پس از 10 ساعت گرما گذاری بود. نتایج اثرات ضدمیکروبی به روش انتشار از چاهک بر سطح آگار نشان داد که نانوذرات زیستی تولیدشده علیه همه میکروب های تست شده اثر مهارکنندگی رشد را دارد. نانوذرات سولفید کادمیوم سنتز شده در مطالعه اخیر دارای دامنه پراکنش اندازه ذرات مناسب و همگن بوده که همین امر کارآیی نانوذرات زیستی سنتز شده را مناسب می کند.

باکتری های اندوفیت قادرند بدون اینکه علائم مشخصی داشته باشند، برای مدت های مدید در بافت داخلی گیاه میزبان حضور داشته باشند. این گروه از میکروارگانیسم ها به عنوان باکتری های محرک رشد در بیشتر موارد گزارش شده اند. این مطالعه با هدف جداسازی و شناسایی باکتری اندوفیت در سویا رقم L17 انجام پذیرفته است. در این تحقیق باکتری اندوفیت سودوموناس فلورسنس از بخش های مختلف برگ، ساقه، دانه و ریشه سویا رقم L17 به کمک آزمون های موفولوژیکی و مولکولی با استفاده از پرایمر اختصاصی ژن 16S rDNAشناسائی گردید. سویه ها از نظر تولید هورمون ایندول اسید استیک در غیاب تریپتوفان و هم در حضور تریپتوفان و هم چنین توانائی تولید جیبرلین به صورت آماری در سه تکرار و در قالب طرح کاملاً تصادفی مورد بررسی قرار گرفت. عملیات آماری شامل تجزیه واریانس داده ها و مقایسه میانگین ها با آزمون چند دامنه ای دانکن با نرم افزار آماری SAS انجام شد و. برای ترسیم شکل ها از نرم افزار Excel استفاده گردید. نتایج مقایسه میانگین سویه های سودوموناس فلورسنس بررسی شده در این تحقیق قادر به تولید هورمون ایندول اسید استیک در حضور تریپتوفان در مقادیر76/26 تا 17/51 و در غیاب تریپتوفان در محدوده 03/20 تا 33/45 میکرو گرم در میلی لیتر متغیر بود. سویه های مورد مطالعه قادر به تولید هورمون جیبرلین در مقادیر 97/12 تا 15/17 میکروگرم در میلی لیتر بودند. این مطالعه اولین گزارش برای جداسازی باکتری اندوفیت سودموناس فلورسنس با توانائی تولید ترکیبات محرک رشد در گیاه سویا رقم L17می باشد که می توانند به عنوان مایه تلقیح در افزایش رشد گیاه و کنترل عوامل بیماری زا به کار رود.

کاهش سوخت های فسیلی، افزایش قیمت سوخت ها و انتشار گاز دی اکسید کربن و نگرانی درباره تغییرات آب و هوایی عوامل محرک برای تولید سوخت های زیستی هستند. سوخت های زیستی میکروبی، سوخت های مایع و گازی هستند که توسط میکروارگانیسم ها تولید می شوند. بیواتانول یک سوخت زیستی جایگزین مناسب برای سوخت های پایه نفتی است. برای تولید صنعتی و در مقیاس بالای بیواتانول، اولین مرحله جداسازی سویه های مخمری مناسب با تحمل بالا به اتانول و تولید بالای اتانول است. از این رو هدف این تحقیق، جداسازی سویه صنعتی ساکارومایسس سرویزیه با قابلیت تحمل بالا به اتانول از کارخانه های الکل سازی ایران بود. نمونه برداری از چند کارخانه های الکل سازی برای جداسازی سویه ساکارومایسس سرویزیه با بیشترین میزان تولید و تحمل به اتانول صورت گرفت. سویه مخمر منتخب توسط آزمایش های ریخت شناسی، بیوشیمیایی نظیر تخمیر قندی، جذب ترکیبات نیتروژنی و کربنی و همچنین با روش مولکولی مورد بررسی قرار گرفت. سویه منتخب مخمر 8 درصد اتانول تولید کرد و به 12 درصد اتانول تحمل داشت. آزمایش های ریخت شناسی، بیوشیمیایی و مولکولی تایید کردند که سویه مخمر ساکارومایسس سرویزیه است و این سویه مخمر ساکارومایسس سرویزیه سهند 101 نام گذاری شد. سویه صنعتی مخمر جدا شده با ویژگی های مناسب از لحاظ تولید و تحمل به اتانول می تواند برای مطالعات بعدی و افزایش تولید با روش های بهینه سازی سازی در سطح ارلن و بیوراکتور بکار رود.

سیستم تناوب های کوتاه پالیندروم فاصله دار منظم خوشه ای Cas9 (CRISPR/Cas9) یکی از روش های موثر و جدید ویرایش هدفمند ژنوم است که در جهت ارتقای کیفیت و عملکرد گیاهان زراعی و ایجاد صفات جدید گیاهی مورد استفاده است. سازوکار CRISPR/Cas9 بطور گسترده در ویرایش ژنوم، خاموشی ژن، کنترل فرآیند رونویسی همراه با اختصاصیت بالا و کاهش اثرات توالی های غیرهدف توسط برش های دورشته ای (DSBs) در DNA ژنومی و تغییر در توالی نوکلئوتیدی ژن هدف در بسیاری از سیستم های گونه های متنوع گیاهی و جانوری توسعه یافته است. در این مقاله مروری، جنبه های وسیع کاربرد سیستم CRISPR/Cas9 در ویرایش هدفمند ژنوم جهت توسعه گیاهان ویرایش ژنتیکی شده، دستیابی به تطابق محیطی و کشاورزی بیوانرژیک و ملاحظات زیست محیطی و مقبولیت جوامع بشری این سیستم را به اجمال مرور می شود. توسعه گیاهان زراعی ویرایش ژنتیکی (GE) به طور کامل مشابه با گیاهان زراعی اصلاحی معمول نشاندهنده کارآمدی و پایداری این محصولات در شرایط مختلف آب وهوایی بوده، از نظر پذیرش اجتماعی، ملاحظات زیست محیطی و سلامت انسان ترایخته در روند آزادسازی در اولویت مصرف هستند.

سلولازها یکی از مهم ترین آنزیم های صنعتی برای اکثر فرآیندهای تبدیل زیستی هستند. در این مطالعه باسیلوس آرئوس به عنوان بهترین باکتری ترموفیل تجزیه کننده سلولز از چشمه آب گرم گروه در کرمان جداسازی و شناسایی شد. این باکتری بر اساس تست های میکروبی-بیوشیمیایی و توالی یابی ژن rRNA S16 به عنوان باسیلوس آرئوس شناخته شد. شرایط تولید آنزیم سلولاز توسط این باکتری در تخمیر حالت جامد مورد بررسی قرار گرفت. pH، رطوبت، عصاره مخمر و MgSO4 به عنوان عوامل قابل توجه در فعالیت اندوگلوکاناز، اگزوگوکاناز و Fpase به وسیله طراحی پلاکت-برمن مشخص شدند. روش سطح-پاسخ (RSM( و طرح ترکیبی مرکزی ((CCD با 4 عامل و 5 سطح جهت بهینه سازی تولید آنزیم مورد استفاده قرار گرفت که نتایج محدوده بهینه pH، MgSO4، رطوبت و عصاره مخمر را به ترتیب 2/6، %29/0، % 4/61، %65/1 نشان داد. در حالت بهینه بیش ترین مقدار تولیدCMCase، (U/ml) 1203/561 به دست آمد. pH و دمای بهینه آنزیم در هیدرولیز کاه گندم به ترتیب 7 و60 درجه سانتی گراد به دست آمد.