چکیده با توجه به کاربرد گسترده پروتئین‌ها در زمینه‌های مختلف علمی و صنعتی و عدم امکان استخراج بهینه و مقرون‌به‌صرفه آنها از منابع طبیعی، بهترین راه چاره برای دستیابی به منبعی نامحدود از این مولکول‌های پیچیده زیستی استفاده از تکنولوژی پروتئین نوترکیب است. طی دهه‌های گذشته پیشرفت‌های حاصل در زمینه مهندسی ژنتیک و دست‌ورزی موجودات مختلف منجر به توسعه شمار زیادی از سیستم‌های بیانی برای تولید انواع مختلف پروتئین‌ها به‌صورت محلول و فعال زیستی شده است. امروزه یکی از مطرح‌ترین سیستم‌های بیان برای تولید پروتئین‌های نوترکیب، ریزجلبک‌ها هستند. ریزجلبک‌ها گروه بزرگی از موجودات فتوسنتزکننده میکروسکوپی هستند که در اکوسیستم‌های آبی زندگی می‌کنند. بیشتر پیشرفت‌ها در این زمینه با استفاده از کلامیدوموناس رینهارتی (Chlamydomonas reinhardtii)، ریزجلبک یوکاریوتی تک‌سلولی و فتوسنتزکننده، به‌عنوان موجود مدل حاصل شده است. در این مطالعه ابتدا سیستم‌های بیانی مختلف و مزایای سیستم کلامیدوموناس رینهارتی مورد بررسی قرار گرفته، سپس به شرح تفضیلی ساختار و چرخه زندگی این جلبک استراتژی‌های موجود برای مهندسی هر سه ژنوم هسته‌ای، کلروپلاستی و میتوکندریایی آن به‌منظور تولید سویه‌های نوترکیب و انواع سیستم‌ها و محیط کشت‌های مورد نیاز برای کشت آن پرداخته و در پایان مراکز کشت و نگهداری ریزجلبک‌ها، از جمله کلامیدوموناس رینهارتی در جهان را معرفی می‌کنیم.

چکیده مقدمه: هورمون رشد، یک رشته پلی‌پپتید غیرگلیکوزیله ترشحی از سلول‌های غدد هیپوفیز همه مهره‌داران است که تنوع وسیعی از فعالیت‌های زیستی را دارا بوده و با توجه به اهمیت این هورمون و کاربردهای درمانی مهم و متنوع آن در پزشکی، تولید نوترکیب آن می‌تواند از درجه اهمیت بالایی برخوردار باشد. در دهه‌های اخیر، مهندسی پروتئین و مهندسی ژنتیک سبب شده است که میزان بالایی از سطح بیان و تولید این پروتئین در میزبان‌های مختلفی از جمله باکتری اشریشیاکلی حاصل شود و با تکنیک‌های جدید، خالص‌سازی و سنجش هورمون تولیدی به‌آسانی انجام گیرد. بنابراین هدف پژوهش مروری حاضر، بررسی تولید هورمون رشد انسانی نوترکیب (rhGH) و چالش‌های پیش رو انجام گرفت.
نتیجه‌گیری: از جمله مشکلاتی که در مسیر بیان و تخلیص هورمون رشد انسانی می‌توان به تولید اجسام توده‌ای در بیان پروتئین‌های نوترکیب در سیتوپلاسم سلول‌ها، آلودگی‌های ناشی از پروتئین‌های میزبان، ریکاوری پایین پروتئین از این توده‌ها، ترشح کم پروتئین‌ها به فضای پری‌پلاسمی، هزینه بالای تولید مخصوصاً در مرحله تخلیص و غیره اشاره کرد. به‌علت عدم نیاز به گلیکوزیله‌شدن این هورمون و نیز راندمان بالا و سادگی کار، سیستم‌های باکتریایی مخصوصاً اشریشیاکلی اقتصادی‌ترین و موثرترین سیستم‌ها در بیان پروتیئن‌های هترولوگ هستند و می‌توان عنوان کرد که باکتری اشریشیاکلی کارآمدترین میزبان برای تولید هورمون رشد انسانی نوترکیب است. مرحله خالص‌سازی هورمون معمولاً پرهزینه‌ترین مراحل تولید محسوب می‌شود. از این رو یک طراحی مطلوب به‌منظور داشتن بالاترین میزان ریکاوری پروتئین هدف همراه با حذف همه آلودگی‌ها از محصول نهایی و کاهش مراحل تخلیص مورد نیاز است.

چکیده اهداف: شناخت ساختار و عملکرد پروتئین آلفا- سینوکلئین می‌تواند زمینه‌ساز توسعه روش‌های درمانی مناسب علیه بیماری پارکینسون باشد. هدف پژوهش حاضر، کلون‌کردن DNA و بیان پروتئین آلفا- سینوکلئین در باکتری اشریشیاکلی بود.
مواد و روش‌ها: در پژوهش تجربی حاضر، توالی کدکننده آلفا- سینوکلئین موجود در پلازمید نوترکیب pRK۱۷۲، به کمک روش PCR و با استفاده از پرایمرهای مناسب تکثیر شد. DNA سنتزشده توسط آنزیم‌های محدودگر SalI وHindIII بریده و در حامل‌ pET۲۸a کلون و پلازمید نوترکیب به روش کلسیم کلراید به سویه بیانی باکتری اشریشیاکلی (BL۲۱) منتقل شد. بیان آلفا-سینوکلئین توسط محلول IPTG القا و بیان پروتئین نوترکیب با روش الکتروفورز SDS-PAGE ارزیابی شد. ردیف‌سازی توالی‌ها به کمک الگوریتم ClustalW با برنامه BioEdit ۵.۰.۹ صورت پذیرفت.
یافته‌ها: در محصولات واکنش‌های برش آنزیمی DNA و پلازمید pET۲۸a با آنزیم‌های محدودگر، اندازه قطعات، نشان‌دهنده صحت واکنش‌های آنزیمی بود. DNA تکثیرشده و پلازمید pET۲۸a مورد استفاده به‌ترتیب با طول‌های ۴۰۷ و ۵۳۶۹ نوکلئوتید بودند. ترجمه حاصل از توالی قطعه کلون‌شده، تشابه ۱۰۰% با پروتئین آلفا- سینوکلئین انسانی را نشان داد. در بیان پروتئین نوترکیب در قیاس با نمونه‌های شاهد منفی، افزودن IPTG موجب افزایش بیان پروتئین آلفا- سینوکلئین در تمامی نمونه‌ها به‌ویژه ۲ ساعت پس از القا شد. بیشتر آلفا- سینوکلئین بیان‌شده از پلازمید pET۲۸a-alpha-Synuclein به‌صورت اجسام گنجانده در باکتری تجمع یافتند.
نتیجه‌گیری: پروتئین آلفا- سینوکلئین در پلازمید pET۲۸a کلون و تشکیل اجسام گنجانده توسط آلفا- سینوکلئین به‌هنگام بیان از سامانه pET۲۸a-alpha-Synuclein تایید می‌شود و راه را بر تولید این پروتئین در مقیاس بالا هموار می‌سازد.