نویسنده = مهرداد بهمنش
بیوتکنولوژی کشاورزی

بررسی اثر دنباله هیستیدینی بر دینامیک مولکولی پروتئین TGF-β

دوره 13، شماره 1، دی 1400، صفحه 1-14

سید شهریار عرب؛ رضا حسن ساجدی؛ مهرداد بهمنش؛ سپیده سپهری

چکیده فاکتور رشد تغییرشکل‌دهنده بتا (TGF-β) پروتئین‌های دایمر پیام‌رسان هستند. ایزوفرم‌های TGF-β (TGF-β1 و β2 و β3) در بسیاری از روندهای سلولی از جمله مهار رشد، بازآرایی بستر خارج سلولی، گسترش بافتی، مهاجرت سلولی، تهاجم و تنظیم ایمنی نقش دارند. برای اهداف تحقیقاتی، TGF-βها با استفاده از سلول‌های یوکاریوتی دستکاری‌شده و یا سیستم‌های بیانی باکتریایی تولید می‌شوند. برای دست‌یابی به تخلیص کارآمد TGF-β با کروماتوگرافی تمایلی فلزی، سازه‌هایی با دنباله هیستیدینی متصل به دو انتهای آمینی (N-TGFβ) و کربوکسیلی (C-TGFβ) این پروتئین مدل‌سازی شد و با کمک ابزارهای محاسباتی اثر His-tag بر ساختار TGF-β بررسی گردید. ساختار سه بعدی پروتئین‌ها با استفاده از نرم‌افزار مدلر ساخته شد و دینامیک مولکولی پروتئین‌های مدل شده و TGF-β طبیعی در آب توسط پکیج گرومکس شبیه‌سازی شد. شبیه‌سازی دینامیک این پروتئین‌ها نشان داد زمانی که دنباله هیستیدینی به انتهای کربوکسیلی متصل می‌شود موجب افزایش جنبش اسیدآمینه‌های TGF-β می‌گردد و بر روی ساختار پروتئین نیز تاثیر می‌گذارد. این در حالی است که افزودن His-tag به انتهای آمینی چنین نتایجی را به همراه ندارد. به صورت خلاصه افزودن دنباله به انتهای کربوکسیلی ممکن است منجر به بهم‌ریختگی در ساختار، به خصوص در انتهای کربوکسیلی و حتی از دست رفتن تاخوردگی مناسب TGF-β شود.

بیوتکنولوژی کشاورزی

بررسی اثرات سمیت سلولی پینورسینول و لاریسی‌رسینول در سلول‌های سرطان سینه رده SKBr3

دوره 11، شماره 1، دی 1398، صفحه 13-20

مونا سلطانی؛ نجمه احمدیان‌چاشمی؛ محسن شریفی؛ رضا فتوت؛ مهرداد بهمنش

چکیده اهداف: سرطان سینه شایع‌ترین نوع بدخیمی زنان در سراسر جهان است. از میان روش‌های مختلف در پیشگیری و درمان سرطان، ترکیبات طبیعی گیاهی دارای مزایای بیشتری نسبت به داروهای شیمیایی هستند و عوارض جانبی کمتری دارند. اخیراً مطالعات بسیاری در ارتباط با خواص آنتی‌اکسیدانی، ضدسرطانی، ضدتکثیری و ضدالتهابی لیگنان‌های گیاهی انجام شده است که نشان‌دهنده اهمیت این ترکیبات در پیشگیری و درمان انواع بیماری‌ها است. در مطالعه حاضر اثرات سمیت سلولی و القای آپوپتوز توسط ترکیبات لیگنانی پینورسینول و لاریسی‌رسینول بر رده سلولی سرطان سینه SKBr۳ بررسی شد.
مواد و روش‌ها: سلول‌های SKBr۳ با غلظت‌های مختلفی از پینورسینول و لاریسی‌رسینول به مدت ۷۲ ساعت تیمار شدند. سپس قابلیت حیات سلولی و تغییرات مورفولوژیکی سلول‌ها به ترتیب با ارزیابی MTT و میکروسکوپ نوری معکوس تعیین شدند. همچنین القای آپوپتوز به وسیله آنالیز فلوسایتومتری و با استفاده از کیت تشخیص آپوپتوز آنکسین V-FITC بررسی شد.
یافته‌ها: تیمارهای پینورسینول و لاریسی‌رسینول هر دو در حالت وابسته به غلظت موجب القای تغییرات مورفولوژیکی، کاهش قابلیت رشد، حیات، تکثیر سلولی و افزایش معنی‌دار میزان القای آپوپتوز در رده سلولی SKBr۳ نسبت به سلول‌ها شدند.
نتیجه‌گیری: القای آپوپتوز و جلوگیری از رشد و تکثیر سلول‌های سرطانی از مکانیزم‌های مهم در درمان سرطان است. پینورسینول و لاریسی‌رسینول می‌توانند از طریق کاهش تکثیر سلولی و افزایش القای آپوپتوز در پیشگیری و درمان سرطان سینه مفید باشند.

نانو بیوتکنولوژی

مطالعه مقایسه‌ای بارگیری DNA به نانوذرات طلای دارای بار سطحی مثبت و منفی

دوره 10، شماره 3، تیر 1398، صفحه 447-454

نسرین فراهانی؛ مهرداد بهمنش؛ بیژن رنجبر

چکیده اهداف: نانوذرات طلا عامل‌دارشده با DNA به‌دلیل دارابودن ویژگی‌های منحصربه‌فرد، پتانسیل بالایی برای حل بسیاری از مشکلات همچون تشخیص و درمان بیماری‌های ژنی با استفاده از نانوفناوری فراهم می‌کنند. بسته به هدف هر آزمایش، برهم‌کنش خاصی از DNA با نانوذره مدنظر است که با تغییردادن پارامترهای مختلف قابل دستیابی است. هدف این پژوهش بررسی اثر بار سطحی نانوذرات طلا بر فرآیند اتصال زیستی و نوع اتصالات DNA به سطح و افزایش بارگیری توالی‌های DNA بر سطح نانوذرات طلا بود.
مواد و روش‌ها: دو نوع نانوذره با قطر حدود ۳۰نانومتر و بار سطحی مثبت و منفی سنتز شد. فرآیند اتصال زیستی نانوذرات با استفاده از سه غلظت مختلف از DNA انجام شد و با استفاده از اسپکتروسکوپی UV-Vis و فلوئورسانس مورد بررسی قرار گرفت. کمی‌سازی درصد اتصال DNA به سطح هر نانوذره با استفاده از دو روش و با کمک سنجش فلوئورسانس انجام شد.
یافته‌ها: طیف SPR، اتصال DNA به سطح نانوذرات را تایید کرد و به‌خوبی نشان‌دهنده میزان اتصال DNA به سطح نانوذره و نیز اثر بار سطحی نانوذرات بر فرآیند اتصال زیستی بود. سنجش فلوئورسانس، درصد اتصال زیستی در نانوذرات تثبیت‌شده با CTAB را بالاتر و غیراختصاصی‌تر از نانوذرات تثبیت‌شده با سیترات نشان داد.
نتیجه‌گیری: بسته به بار سطحی نانوذرات طلا، اتصالات DNA به سطح با برهم‌کنش‌ها و مقادیر متفاوت از بارگیری رخ می‌دهد. با توجه به هدف این پژوهش، نانوذرات طلا تثبیت‌شده با سیترات و استفاده از غلظت بالای DNA، برای رسیدن به این هدف مناسب بودند.

بیوتکنولوژی کشاورزی

بهینه‌سازی سنتز نانو ذرات مغناطیسی به‌منظور کاربرد در علوم زیستی

دوره 10، شماره 2، فروردین 1398، صفحه 287-295

مهرداد بهمنش؛ راضیه قاسمی؛ سیده زهره میراحمدی زارع

چکیده در سال‌های اخیر مطالعات فراوانی در جهت ساخت نانو ذرات مغناطیسی به‌منظور کاربرد در زمینه‌های مختلف علوم صورت گرفته است. طراحی و روش سنتز مناسب این نانو ذرات، بر ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی و کاربردهای متنوع آن‌ها به ویژه در زمینه علوم زیستی به‌صورت مستقیم تأثیرگذار است. روش‌های مختلفی برای ساخت نانو ذرات مغناطیسی وجود دارد. یکی از ساده‌ترین و کارآمدترین روش‌های سنتز نانو ذرات مغناطیسی روش هم‌رسوبی شیمیایی است، ولی توده ای شدن نانوذرات مغناطیسی یکی از مشکلات ساخت نانوذرات مغناطیسی با این روش است. در این پژوهش پروتکل‌های مختلف سنتز نانو ذرات مغناطیسی به روش هم‌رسوبی و پوشش‌دار کردن آن‌ها با سیلیکا انجام گرفت و تأثیر عوامل مختلف نظیر نوع‌‌‌‌ ترکیب قلیایی مورداستفاده، استفاده از نمک سیترات، دما و اولتراسونیکاسیون در پراکندگی، میزان توده‌ای شدن نانو ذرات مغناطیسی و پایداری آن‌ها در محلول‌های آبی موردبررسی قرار گرفت. درنهایت یک پروتکل ساده و تکرارپذیر برای ساخت نانو ذرات مغناطیسی با توزیع اندازه مناسب و پراکندگی بالا در محلول‌های آبی به‌منظور استفاده در کاربردهای علوم زیستی بهینه‌سازی و معرفی گردید.

بیوتکنولوژی کشاورزی

تاثیر میدان الکترومغناطیسی و نیتریک‌اکسید بر بیان مارکر پروتئینی تمایز عصبی و درصد زنده‌مانی سلول‌های بنیادی مزانشیمی مغز استخوان موش صحرایی

دوره 9، شماره 3، تیر 1397، صفحه 459-464

نازنین حقیقت؛ پرویز عبدالمالکی؛ مهرداد بهمنش؛ جواد پرنیان

چکیده اهداف: نیتریک‌اکسید (NO) در حفظ حالت بنیادی سلول نقش مهمی دارد و دامنه تاثیرگذاری میدان الکترومغناطیسی (EMF) برخلاف میدان الکتریکی بسیار عمیق است. هدف این پژوهش، بررسی تاثیر میدان الکترومغناطیسی و نیتریک‌اکسید بر بیان مارکر پروتئینی تمایز عصبی و درصد زنده‌مانی سلول‌های بنیادی مزانشیمی مغز استخوان موش صحرایی بود.
مواد و روش‌ها: پژوهش تجربی حاضر روی سلول‌های بنیادی مزانشیمی مغز استخوان موش صحرایی نژاد ویستار اجرا شد. به‌منظور تیمار سلول‌ها از دو غلظت بالا (یک‌میلی‌مولار) و پایین (۱۰میکرومولار Deta-NO) به‌عنوان مولکول آزادکننده نیتریک‌اکسید و میدان الکترومغناطیسی با فرکانس ۵۰هرتز استفاده و با گروه بدون تیمار (کنترل) مقایسه شد. درصد زنده‌زمانی سلول‌ها با آزمایش MTT، بیان ژن مسیر تمایز عصبی با روش RT-PCR و بیان پروتئین مارکر تمایز عصبی با ایمنوسیتوشیمی بررسی شد. داده‌ها با نرم‌افزار SPSS ۱۳ از طریق آزمون تحلیل واریانس یک‌طرفه تحلیل شدند.
یافته‌ها: بعد از ۲۴ ساعت تیمار سلول‌ها با نیتریک‌اکسید و EMF، درصد زنده‌مانی سلول‌ها در گروه‌ها نسبت به گروه کنترل به‌صورت معنی‌داری کاهش یافت. بعد از ۴۸ ساعت، EMF به‌تنهایی و همچنین با غلظت پایین نیتریک‌اکسید، کاهشی در درصد زنده‌مانی سلول‌ها ایجاد نکرد و رشد سلول‌ها نسبت به گروه کنترل افزایش یافت. در گروه تیمارشده با غلظت بالای نیتریک‌اکسید به‌همراه EMF، پروتئین MAP۲ در سلول‌های بیشتری نسبت به گروه کنترل و تیمارشده با EMF بیان شد.
نتیجه‌گیری: میدان الکترومغناطیسی به‌همراه غلظت بالای نیتریک‌اکسید از تعداد سلول‌های بنیادی مزانشیمی مغز استخوان موش صحرایی می‌کاهد و با افزایش اندازه سلول، بیان ژن و پروتئین مارکر تمایز عصبی، تمایز آنها را به سمت سلول‌های شبه عصب تسهیل می‌کند.

شناسایی ژن کد کننده پروتئین pita درقارچ Rhizoctonia solani AG1-IA

دوره 4، شماره 2، مهر 1392، صفحه 1-8

سهیلا طالش ساسانی؛ بهرام محمدسلطانی؛ مهرداد بهمنش؛ ناصر صفایی

چکیده چکیده- سوختگی غلاف برنج که توسط قارچ Rhizoctonia solani ایجاد میشودیکی ازمخرب ترین بیماری های برنج درسرتاسرجهان است. روش متداول مبارزه بااین بیماری استفاده ازقارچ کش هااست که مشکلات جدیدی درپی دارد. بنابراین آشنایی با مکانیسم های سلولی ومولکولی میانکنش ما بین پاتوژن ومیزبان درمدیریت بیماری وبه کارگیری روش های موثر کنترل بیماری ضروری می باشد. دراین تحقیق باا ستفاده ازابزار بیوانفورماتیک وRT-PCR ژن کدکننده پروتئین پیتا(Pita)درسه سویه جغرافیایی مختلف، R1, A2 وT2 ازایران، شناسایی شد . توالی های ابتدای ' 5 ازژن پیتا درسویه های موردمطالعه درنواحی اینترونی 100٪ ودرنواحی اگزونی 99٪ تشابه داشتندکه احتمال دخا لت این ژن دربیماری زایی را مطرح می سازد. ازسوی دیگر احتمال ترشحی بودن آن با استفاده از مطالعه بیوانفورماتیک و نرم افزار SignalP پیش بینی شد که باتوجه به شباهت زیاد(98٪) آن با ژن پیتادر Magnaporthe oryzae احتمال افکتور بودن این ژن در ریزوکتونیا را افزایش می دهد. برای اطمینان از این امر، تعیین توالی کامل ژن ومطالعه بیان آن در میانکنش گیاه- پاتوژن پیشنهاد می شود . کلید واژگان: Rhizoctonia solani ، پپتید راهنما، بلاست برنج، افکتور

کلونینگ و بیان ژن ATP سولفوریلاز از یک سوش ایرانی باکتری ژئوباسیلوس گرمادوست

دوره 4، شماره 2، مهر 1392، صفحه 29-38

اسمعیل رحیمی؛ مهرداد بهمنش؛ مریم نیکخواه؛ ایمان صادقی

چکیده خلاصه آنزیم آدنوزین تری فسفات سولفوریلاز ( ATPS ) دربسیاری از انواع موجودات وجود دارد. نقش های فیزیولوژیکی مختلفی در موجودات مختلف به آنزیم ATPS نسبت داده شده که می‌توان به جذب و احیای سولفات و بازیابی پیروفسفات اشاره کرد. همچنین آنزیم دارای کاربردهای صنعتی و آزمایشگاهی متنوعی است. هدف این مطالعه کلون و بیان ژن تولید کننده پروتئین نوترکیب ATPS ازیک سوش ژئو باسیلوس ایرانی بود. بعد از جداسازی و تعیین سوش باکتری ژئوباسیلوس کواستافیلوس ، DNA ژنومی آن استخراج شد. با استفاده از پرایمرهای اختصاصی ژن ATPS، ژن مورد نظر از رویDNA ژنومی تکثیر شد. نتیجه انجام PCR ژن ATPS به صورت یک باند 1188 جفت بازی بر روی ژل آگاروز مشاهده شد. سپس محصول PCR تخلیص و داخل وکتور کلونینگ کلون شد. باند مربوطه پس از کلونینگ توالی یابی شد و نتیجه بررسی همولوژی آن در بانک اطلاعاتی NCBI تایید کرد که قطعه کلون شده مربوط به ژن ATPSاست. ژن مورد نظر در پلاسمید بیانی pET 28a ساب کلون شد. امکان بیان پروتئین نوترکیب ATPS در باکتری BL21(DE3)ازروی ORF کلون شده با استفاده از ژل SDS-PAGEبررسی شد. آنالیز پروتئین بیان شده بر روی ژل SDS-PAGE یک باند 47.5 کلیو دالتونی را نشان داد. سنجش فعالیت آنزیمی پروتئین مورد نظر به روش لومینسانس ATP نشان داد که پروتئین نوترکیب دارای فعالیت می‌باشد. این اولین مطالعه در رابطه با کلون، بیان و تعیین فعالیت آنزیمی ژن ATPS از باکتری ژئوباسیلوس کواستافیلوس می‌باشد.

افزایش بیان ژن‌های مسیر فنیل‌پروپانوئیدی و تولید پودوفیلوتوکسین با اثر کیتوزان در کشت سلول کتان سفید

دوره 4، شماره 1، فروردین 1392، صفحه 58-64

صدیقه اسمعیل زاده بهابادی؛ مظفر شریفی؛ مهرداد بهمنش

چکیده کتان سفید (Linum album) گیاهی علفی و دارویی است که لیگنان‌های مهمی مانند پودوفیلوتوکسین تولید می‌کند. پودوفیلوتوکسین و مشتقات آن، ویژگی‌های خواص ضدویروسی و ضدسرطان دارند. با توجه به این که ساخت شیمیایی پودوفیلوتوکسین اقتصادی نیست، تولید آن با کشت سلول گونه‌های سرده Linum، جایگزین سودمندی است. روش‌های زیادی برای افزایش تولید متابولیت‌های ثانوی در کشت سلول استفاده می‌شود .در این پژوهش، اثر کیتوزان بر رشد سلول و میزان پودوفیلوتوکسین، 1، 2، 3 و 5 روز پس از افزودن به محیط در کشت سلول گونه L album بررسی شد. بیشترین میزان پودوفیلوتوکسین، روز پنجم پس از تیمار، با اندازه‌ی دو برابر دیده شد. برای درک سازو کار کیتوزان، بیان ژن فنیل‌آلانین آمونیالیاز (PAL)، سینامیل آلکل دهیدروژناز (CAD)، سینامویل کوآ ردوکتاز (CCR) و پینورزینول لاریسی رزینول ردوکتاز (PLR) بررسی شد. بیان ژن‌ها بعد از افزودن کیتوزان، افزایش یافت و اوج بیان آن‌ها پس از 3 روز دیده شد. کیتوزان با اثر بر بیان ژن آنزیم‌های مسیر بیوسنتزی پودوفیلوتوکسین، باعث افزایش میزان پودوفیلوتوکسین شد.

افزایش ساخت تروپان آلکالوئیدها و بیان ژن h6h در گیاهچه های شابیزک توسط کربوهیدراتها

دوره 2، شماره 1، مهر 1390

بهاره وکیلی؛ فرح کریمی؛ مظفر شریفی؛ مهرداد بهمنش

چکیده تروپان آلکالوئیدهای هیوسیامین و اسکوپولامین به طور وسیع به عنوان داروهای آنتی کولینرژیک مورد استفاده قرار می گیرند. شابیزک نیز نظیر اغلب گیاهان تیره سیب زمینی، حاوی این دو تروپان است. در کشت درون شیشه ای گیاهان تیره سیب زمینی، کربوهیدراتها علاوه بر اینکه به عنوان منابع کربن و برای تامین انرژی قطعات جداکشت بکار می روند، نقش ملکول های سیگنال را نیز در متابولیسم آلکالوئیدها ایفا می نمایند. تاثیرکربوهیدرات های سوربیتول، مانیتول و سوکروز بر رشد گیاهچه ها، محتوای کلروفیل، تولید هیوسیامین و اسکوپولامین و بیان ژن هیوسیامینß-6 هیدروکسیلاز (h6h) در گیاهچه های شابیزک Atropa belladonna L.) ( مطالعه شد. تیمار با این کربوهیدرات ها رشد گیاهچه ها را کاهش داد ولی موجب افزایش محتوای کلروفیل a و همچنین نسبت آن به کلروفیل b شد. محتوای هیوسیامین و اسکوپولامین در گیاهچه ها نیز افزایش یافت. این تیمارها سبب افزایش بیان ژن h6h در اندام های مختلف گیاهچه های شابیزک نیز می گردند. در این مطالعه تغییر محتوای اسکوپولامین با تغییرات الگوی بیان ژن h6h متناسب بود.