زیست فناوری

چکیده نمیوپسین 2  فتوپروتئینی تنظیم شونده با کلسیم دارای 207 باقی مانده آمینواسیدی و وزن مولکولی 24722 دالتون می­باشد. در ساختار این فتوپروتئین موتیف­های EF-hand I-III-IV عملکرد خود در اتصال به کلسیم را حفظ کرده اما EF-hand II در طی تکامل فعالیت خود را از دست داده است. هر EF-hand دارای ساختار مارپیچ لوپ مارپیچ (HLH) می­باشد. لوپ­ها با طول  12 آمینواسید مسئول اتصال به کلسیم هستند. در این پژوهش جهت بازیابی ساختاری و عملکردی لوپ EF-hand II با استفاده از جهش­زایی مبتنی بر تکامل و منطق مولکولی، فتوپروتئینPhotoprotein Mnemiopsin Chimer (PMC)  دارای هفت جهش طراحی شد. ساختارهای جهش یافته توسط  نرم­افزارModeller v.10.4  مدل­سازی شدند. سپس بهترین مدل با استفاده از نرم­افزار Chimera x.1.8 و سرور های ModEval، SAVES جهت ارزیابی فراسنجه های RMSD، RRDistance، Z-Dope، Errat و Verify 3D  ارزیابی شدند. همچنین ساختار دوم، انرژی آزاد و سطوح در دسترس مدل­ها توسط سرورVADAR بررسی شد. فراسنجه آبگریزی و ناپایداری توسط سرورهای Protscale و  ProtParam  ارزیابی شدند. نتایج Prosite بیانگر ایجاد لوپ EF-hand II در PMC می­باشد. شایان ذکر است تغییرات آبگریزی سطحی موتیف EF-hand II بازیابی شده ممکن است برتعامل باکلسیم تاثیر بگذارد. در واقع به دلیل افزایش جایگاه­های اتصال به کلسیم پیش­بینی می­شود، حساسیت به کلسیم و فعالیت PMC­ دچار تغییر شوند.
 

چکیده ویروس HIV دارای حداقل شش ژن تنظیمی است که از بین آن‌ها پروتئین Vif می‌تواند تکثیر ویروس را کنترل کند . این مطالعه برای اولین بار به بررسی جهش‌های مهم در پروتئین VIF در توالی‌های مربوط به بیماران ایرانی پرداخته است و با استفاده از دانش ایمونوانفورماتیک ، مناطق ثابت این پروتئین و توالی‌های اپیتوپی B-Cell ، T-CELL و CTL تعیین گردید .
مواد و روش‌ها :
توالی‌های VIF از بانک ژنی NCBI جمع‌آوری گردید و از طریق نرم‌افزارهای بیوانفورماتیک، ساختار سوم و جایگاه‌های اپیتوپی B-Cell ، T-CELL و CTLآن‌ها پیش‌بینی شد و خواص آنتی ژنیک و حساسیت‌زایی آن‌ها موردمطالعه قرار گرفت .
یافته‌ها :
بیشترین شیوع جهش‌ها به ترتیب مربوط به جایگاه‌های S 49 P ( 90% ) و S 140 N و N 186 S ( 80% ) بود. هم‌چنین دو جابه‌جایی باقابلیت تأثیر در قدرت اتصال پروتئین VIF به فاکتور میزبان در جایگاه‌های 41 و42 در این مطالعه معرفی شدند. سه منطقه به‌عنوان توالی‌های اپیتوپی با تحریک‌کنندگی بالا و حساسیت‌زایی کم تعیین شد که از میان آن‌ها ناحیه 5-32 به‌عنوان بهترین ناحیه برای طراحی واکسن پیشنهاد شد.
نتیجه‌گیری:
این مطالعه به عنوان اولین مطالعه از ایران با به کاربردن ابزارهای بیوانفورماتیکی یک ناحیه باقابلیت بالای تحریک سیستم‌های ایمنی همورال و سلولی و هم‌چنین کمترین خواص حساسیت‌زایی معرفی شد، که می‌تواند در مطالعات آتی در زمینه واکسن‌های ضد HIV مورداستفاده قرار گیرد.

چکیده هدف مطالعه: نارسایی زودرس تخمدان[1](POF) یکی از مهمترین بیماریهای تولید مثلی در خانم های زیر 40 سال بوده که با ایجاد عوارض کوتاه مدت و بلند مدت بر کیفیت زندگی و طول عمر این افراد موثر است.
بیمار طی این بیماری از مراحلی همچون بی کفایتی زودرس تخمدان ها (POI)[2]و کاهش ذخیره تخمدانی (DOR)[3] عبورکرده، در مراحل ابتدایی بیماری بازده عملکردی تخمدان ها کاهش یافته (POI)و در ادامه و با پیشرفت بیشتر بیماری، بیمار دچار کاهش ذخیره تخمدان و کاهش بیشتر عملکرد و از کار افتادگی زودرس و در نهایت از کارافتادگی کامل تخمدان ها و یا POF آنها می شود. عوامل متعددی از جمله عوامل ژنتیکی در ایجاد این بیماری دخالت دارند. بررسی های ژنتیکی نشان داده است که ژن های متعددی در بروز این بیماری نقش دارند. بخشی از تنظیم بیان این ژن ها، بر عهده عوامل ژنتیکی کوچکی به نام miRNA ها می باشد.
مواد و روش ها: در مطالعه حاضر، اطلاعات بیوانفورماتیکی miRNA های دخیل در این بیماری مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور از پایگاه های داده ژنتیکی از جمله UCSC، NCBI، KEGG، MIRBASE، TARGET SCAN، STRING و ... جهت دسترسی به ژن های دخیل در این بیماری، ارتباط ساختاری و عملکردی، مسیرهای پیام رسانی و miRNA تنظیم کننده آن استفاده گردید.
نتایج و نتیجه‌‎گیری: نتایج این مطالعه، حاکی از آن است که سه عامل miRNA-187، miRNA-33b و miRNA-33a در ایجاد و پیشرفت این بیماری بسیار موثر می باشند. [1] Premature Ovarian Failure [2] Primary ovarian insufficiency [3] Diminished ovarian reserve

چکیده میکروRNAها گروهی از RNAهای غیر کدکننده کوچک هستند که بیان ژن در یوکاریوت­ها را در سطح پس از رونویسی تنظیم می­کنند. میکروRNAها با تنظیم بیان تعداد زیادی از mRNAها، به عنوان تنظیم کننده­های اصلی فرآیندهای زیستی مختلفی مانند تکوین جنینی، تکثیر و تمایز سلولی و مرگ برنامه‌ریزی شده سلول عمل می‌‌­کنند. بنابراین شناسایی میکروRNAها و ژن­های هدف­شان در شناسایی مکانیسم‌های رشد و نمو و نیز فرآیندهای دخیل در ایجاد و پیشرفت بیماری‌ها بسیار موثر است. به دلیل هزینه‌بر بودن کارهای تجربی مولکولی، شناسایی میکروRNAهای موثر از طریق روش‌های بیوانفورماتیکی و زیست­شناسی محاسباتی ارزان‌تر و سریعتر از روش­های معمول آزمایشگاهی است. تعدادی بانک اطلاعاتی و نرم‌افزار بر خط برای کمک به محققان در پیش­بینی ژن‌های هدف میکروRNAها توسعه یافته و آزادانه در دسترس قرار گرفته‌اند. نرم‌افزارهای موجود برای پیش­بینی ژن­های هدف میکروRNAها، از طیف وسیعی از اطلاعات توالی‌یابی، داده‌های مولکولی بیان ژن و نیز الگوریتم‌های محاسباتی مختلف استفاده می‌کنند. تعدادی از مهمترین این ابزارهای برخط شامل miRWalk، TargetScan، RNAhybrid، Diana-microT، miRanda و MirTarget هستند. چهار ویژگی اصلی برهمکنش میان میکروRNA با mRNAهدف شامل جفت­شدگی در ناحیه Seed، حفاظت شدگی توالی هدف، انرژی آزاد و دسترسی به مکان اتصال در رونوشت هدف، در الگوریتم تمامی این ابزارهای پیش­بینی هدف میکروRNAها به کار گرفته شده است. هدف از این مطالعه بررسی آخرین یافته‌ها در مورد ویژگی‌ها و توانایی‌های بیوانفورماتیکی پیش‌بینی ژن‌های هدف میکروRNA، مقایسه کارایی این ابزارها و در نهایت معرفی کارآمدترین ابزار در زمینه پیش‌بینی ژن هدف میکروRNAها برای تحقیقات بیوانفورماتیکی، زیست پزشکی و پزشکی مولکولی است.

چکیده کیتینازها جزء آنزیم های ضروری سخت پوستان می باشند که در چرخه پوست اندازی و هضم کیتین نقش مهمی ایفا میکنند. بر اساس مطالعه حاضر، cDNA رمزگردان کیتیناز از Penaeus mergueinsis با طول bp 1440 شامل 467 اسید آمینه با روش PCR تعیین توالی و سپس آنالیز فیلوژنیکی و بیوانفورماتیکی آن انجام شد. توالی جدید در بانک ژنی با شماره دستیابی MT250539ثبت شد و وزن مولکولی پروتئین حاصل از این توالی KDa 51.84 و نقطه ایزوالکتریک تئوریکال 4.79 تخمین زده شد. مقایسه توالی آمینواسیدی در بین کیتینازهای پنائید بیشترین شباهت (حدود 97 تا 92 %) به ترتیب با P. mondon chi-3، F. chinensis، P. vannamei و P. japonicus chi-3 نشان داد. بررسی های فیلوژنتیکی نشان داد که کیتیناز مطالعه حاضر متعلق به کیتینازهای گروه 3 می­باشد. آنالیزهای الگوی پروتئینی آشکار شده نشان داد که کیتیناز P. mergueinsis شامل دمین کاتالیتیکی Glyco-18 در موقعیت 2-347، یک جایگاه متصل شونده به کیتین پریتروفین A در موقعیت 403-456، یک پل دی سولفیدی شکل گرفته توسط دو سیستئین در موقعیت 421- 436، یک دمین متصل شونده به کیتین نوع 2، جایگاه فعال (¹¹⁷FDGLDMDWE¹²⁵)، یک ناحیه غنی از پرولین / ترئونین در موقعیت های 376-412 و یک جایگاه مفروض N – گلیکوزیلاسیون در موقعیت 424- 427 (NTSG) می باشد. مطالعه حاضر نشان می­دهد که توالی P. mergueinsis حاوی موتیف های کیتیناز فعال و مشابه کیتینازهایی است که قبلا تعیین توالی شده اند و درصورت کلونیگ، بیان و تخلیص احتمالا ویژگی های کارکردی و ساختاری مشابه آنزیم های گونه های مورد اشاره بالا را دارد.

چکیده در بیشتر سرطان ها سطح بیان پروتئین های شوک حرارتی بالا می رود که سلول های سرطانی را نسبت به دارو درمانی مقاوم و موجب پیش آگهی ضعیف می گردد. همچنین ارتباط آنها با تکثیر سلولی، تهاجم و متاستاز مشخص شده است. لیکوپن به عنوان یک کارتنوئید از آنتی اکسیدانت های موثر است که برای جلوگیری از رشد غده های سرطانی کار برد دارد. پروستات یکی ازشایع ترین سرطان هایی است که در مردان دیده می شود. برای درمان این بیماری بیشتراز جراحی و شیمی درمانی استفاده می گردد که عوارض متعدد بعد از درمان و هزینه بر است. برای این مطالعه داده های خام ریز آرایه سرطان پروستات تحت تیمار لیکوپن و غیر تیمار با حجم بالا از پایگاه NCBI بخش GEOدریافت شد. سپس تغییرات بیان پروتئین های شوک حرارتی(hsp27) با استفاده از ابزارها و روش های بیوانفورماتیکی، تعیین گردید و مقایسه نتایج سطح بیان ژن های تیمار با لیکوپن نسبت به غیر تیمار مشخص نمود که سطح بیان نسبی ژن HSPB8 به شدت کاهش یافته و همچنین تغییرات قابل ملاحظه ای در سطح بیان سایر واریانت های این ژن مشاهده نشد. این نتایج نشان می دهد که لیکوپن می تواند درسلولهای سرطانی پروستات تنش ایجاد کند و با این عمل سلولهای سرطانی را به طرف آپویتوز هدایت کند.

چکیده ، یک باکتری گرم منفی E.Coli

چکیده به مجموعه ‌ای از ماکرومولکول‌‌ها که در سلول با یکدیگر دارای تعامل هستند و عمل زیستی خاصی را انجام می‌‌دهند، شبکه زیستی گفته می‌‌شود. ناهنجاری تنها در یک مولکول اتفاق نمی‌افتد بلکه شبکه زیستی مربوط به آن را نیز درگیر می‌کند. برای شناسایی صحیح و جامع عوامل درگیر در یک بیماری باید از مقایسه بین شبکه‌‌های زیستی استفاده نمود. در این راستا، مسایل هم‌ترازی محلی و سراسری شبکه‌‌‌های برهم‌کنش پروتئین- پروتئین تعریف شد. با توجه به NP- کامل‌بودن مساله هم‌ترازی سراسری، الگوریتم‌‌‌های غیرقطعی مختلفی برای حل این مساله ارایه شده است. الگوریتم NetAl در این سال‌های اخیر به‌عنوان یک روش کارآمد برای حل این مساله شناخته شده است. گرچه این الگوریتم توانایی هم‌ترازی دو شبکه را با سرعت مناسبی دارد ولی ویژگی‌های زیستی را برای این منظور در نظر نمی‌گیرد. در این کار قصد داریم یک چارچوب جدید برای مساله هم‌ترازی سراسری شبکه‌های پروتئین- پروتئین به نام PRAF ارایه دهیم که با استفاده از این الگوریتم، نرم‌افزار BINGO و مفهوم هستی‌شناسی ژن، موجب بهبود نتایج الگوریتم‌ NetAl شود.

چکیده اهداف: آنتی‌اکسیدان‌های موجود در روغن کنجد شامل توکوفرول‌ها و سزامین ماندگاری آن را در برابر حرارت بسیار افزایش داده است. به‌دنبال افزایش بیان ژن رمزکننده آنزیم سیتوکروم P۴۵۰ (CYP۸۱Q۱)، محتوای سزامین در مراحل مختلف توسعه دانه کنجد افزایش می‌یابد. هدف این پژوهش همسانه‌سازی، تعیین توالی و بررسی بیوانفورماتیک ژن CYP۸۱Q۱ رقم ایرانی کنجد بود.
مواد و روش‌ها: در پژوهش تجربی حاضر، DNA کل از برگ و ساقه‌های گیاه کنجد رقم کرج ۱ استخراج و ژن هدف به‌وسیله PCR تکثیر شد. همسانه‌سازی ژن CYP۸۱Q۱ در ناقل دوتایی pBI۱۲۱ انجام شد و درستی همسانه‌سازی به سه روش هضم آنزیمی، PCR، توالی‌یابی نوکلئوتیدی و خصوصیات بیوانفورماتیک این ژن مورد بررسی قرار گرفت و نمودار راماچاندران مربوط به ساختار سه‌بُعدی این ژن رسم شد.
یافته‌ها: درستی همسانه‌سازی تایید شد. نتایج توالی‌یابی DNA، صحت قطعه همسانه‌سازی‌شده را تایید نمود. وزن مولکولی و نقطه ایزوالکتریک پیش‌بینی‌شده این پروتئین به‌ترتیب ۵۷۰۲۱/۳دالتون و ۸/۴۶ بود. ساختار سه‌بُعدی پروتئین دارای زنجیره استروکیمی خوبی بود. نتیجه توالی‌یابی این ژن تفاوت در ۲۳ نوکلئوتید این ژن در کنجد رقم کرج ۱ (شماره دسترسی KP۷۷۱۹۷۴.۱) با توالی گزارش‌شده در بانک ژن NCBI (شماره دسترسی AB۱۹۴۷۱۴.۱) را نشان داد که منجر به ثبت توالی ژن CYP۸۱Q۱ در رقم ایرانی کنجد (کرج ۱) در این پایگاه شد.
نتیجه‌گیری: براساس توالی‌یابی نوکلئوتیدی، ژن هدف دارای ۱۵۲۱جفت‌باز است و در ۲۳ نوکلئوتید با نمونه ثبت‌شده در بانک جهانی NCBI تفاوت دارد. این ژن، پروتئینی به طول ۵۰۶ اسیدآمینه را رمز می‌کند. پروتئین مورد نظر بسیار شبیه با پروتئین ثبت‌شده در پایگاه اطلاعات NCBI است.

چکیده پروتئین های آرگونات از جمله پروتئین های دخیل در بحث خاموشی ژن می باشند که فعالیت اندونکلئولیتیکی برای بسیاری از آنها به اثبات رسیده است. هدف از این تحقیق شناسایی و بررسی پروتئین های آرگونات موجود در ژنوم 6 گیاه دارویی با استفاده از ابزارها و روش های بیوانفورماتیکی می باشد. توالی های اسید آمینه ی پروتئین های آرگونات گیاهان مورد بررسی با استفاده از توالی های پروتئین های آرگونات آرابیدوپسیس، از پایگاه اطلاعاتی فیتوزوم شد، سپس همردیفی توالی ها،‏‏ ساختار سه بعدی، دامنه ها و درخت فیلوژنی این پروتئین ها مشخص شد. این تحقیق نشان داد که گیاهان دارویی مورد بررسی دارای 6 الی 18 پروتئین آرگونات در ژنوم خود می باشند. پروتئین های آرگونات موجود در این گیاهان به طور کلی دارای سه دامنه اصلی به نام های PAZ، MIDو PIWI می باشند، این پروتئین ها هنگام رسم درخت فیلوژنی در سه دسته مجزا قرار می گیرند که نشان از حفظ شدگی بالای آنها می-باشد. طول این پروتئین ها در گیاهان مورد بررسی بین 846 اسید امینه تا 1187 اسیدامینه می باشد که میانگین طول و وزن این پروتئین ها در این گیاهان به ترتیب 970 اسیدامینه و 108 کیلو داالتون است. به طور کلی نتایج این تحقیق نشان داد که پروتئین های آرگونات گیاهان دارویی مورد بررسی ویژگی‌های کلی پروتئین های آرگونات را دارا می باشند و تفاوت بین این پروتئین‌ها بیشتر در تعداد و خصوصیات فیزیکی آنها می‌باشد.

چکیده با بهینه‌سازی دستگاه طیف‌سنج جرمی و توسعه پایگاه‌های اطلاعاتی و ابزار بیوانفورماتیک توام با ظهور نانوتکنولوژی در دهه 1990 میلادی، تحولی عظیم و شگرف در زیست‌شناسی ملکولی صورت گرفته و چشم‌اندازهای جدیدی در زیست‌شناسی ملکولی، پزشکی، کشاورزی، علوم محیط زیست، داروسازی و ... پیدا شد که مهمترین آن‌ها نگاه شبکه‌وار به کل سیستم زنده و حل مسائل زیستی در سطح کل سیستم به عنوان یک ماهیت به هم پیوسته متشکل از شبکه میانکنش‌دهنده‌ای از ژن‌ها، پروتئین‌ها و واکنش‌های بیوشیمیایی مختلف است. علاوه بر این، از اتحاد نانوفناوری و زیست‌شناسی، نانوزیست‌فناوری پا به عرصه وجود گذاشت. در این مقاله، مفاهیم برخی موضوعات اصلی در زیست‌شناسی به زبانی ساده بازگو شده است. موضوعات مورد بحث در این مقاله شامل مبانی پروتئومیکس و توصیفی نظام‌مند از حوزه‌های مختلف مطالعاتی در آن است. پس از یک مرور مختصر بر اصول فیزیکی نانو‌فناوری، کاربرد یکی از محصولات آن به نام کوانتوم دات در زیست‌شناسی و مخصوصا در مطالعات پروتئومیکسی مورد بحث قرار داده شده است. این مقاله در برگیرنده اصول کلی و کاربردهای عمده حوزه‌های نوظهور در زیست‌شناسی می‌باشد.