زیست فناوری

چکیده اهداف: روش‌های تخریب سلولی مختلفی برای استخراج پروتئین‌های داخل سیتوپلاسمی وجود دارد. هدف مطالعه حاضر انتخاب بهترین روش استخراج پروتئین امتزاجی نوترکیب تری‌پاراتید از میزبان باکتریایی اشریشیا کلی و دستیابی به بهترین شرایط تخلیص آن بود.
مواد و روش‌ها: در مطالعه تجربی حاضر، سلول‌های باکتری با روش‌های سونیکاسیون با دورهای متفاوت، له‌کردن در نیتروژن مایع، هموژناسیون تحت دو فشار مختلف و روش شیمیایی شکسته شدند. نمونه‌های مربوط به رسوب و محلول رویی حاصل از هر روش، در ژل سدیم‌دودسیل‌سولفات الکتروفورز شدند. سلول‌های شکسته‌شده در محیط کشت لوریا برتانی جامد کشت و به‌روش گرم رنگ‌آمیزی شدند. کروماتوگرافی تمایلی نیکل برای خالص‌سازی پروتئین در شرایط واسرشته و غیرواسرشته به‌ترتیب با شیب pH و غلظت ایمیدازول به کار رفت. تمامی نمونه‌ها روی ژل سدیم‌دودسیل‌سولفات- پلی‌اکریل‌آمید برده شدند و محاسبه میزان پروتئین تخلیص‌شده با آزمون میکروبرادفورد صورت گرفت.
یافته‌ها: در دورهای ۲۰ و ۲۵دور در دقیقه بخش زیادی از پروتئین امتزاجی وارد بخش محلول شد. در روش له‌کردن در نیتروژن مایع، پروتئین‌ها بیشتر وارد بخش رسوب شدند. تخریب سلول‌ها در روش شیمیایی کامل بود. شکستن سلول‌ها با هموژناسیون تحت فشار ۵۰بار، بیشتر از ۱۵بار بود. در تخریب شیمیایی همراه با سونیکاسیون مقدار بسیار زیادی از پروتئین امتزاجی وارد بخش محلول شد. در شرایط غیرواسرشته هیچ پروتئین امتزاجی نوترکیبی با بافر جداسازی از ستون خارج نشد، اما در شرایط واسرشته مقدار زیادی از پروتئین تخلیص شد.
نتیجه‌گیری: در تخریب شیمیایی همراه با سونیکاسیون، ۷/۹۷% پروتئین کل به بخش محلول وارد می‌شود و تخلیص در شرایط واسرشته برخلاف شرایط غیرواسرشته به‌طور مناسب و مطلوب صورت می‌گیرد.

چکیده اهداف: فاکتور رشد عصبی β–NGF یک عامل درمانی مهم در درمان بسیاری از بیماری‌های تحلیل عصبی مثل آلزایمر است، لذا تولید نوترکیب آن در مقیاس انبوه از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. هدف از بررسی حاضر بهینه‌سازی فاکتورهای موثر در دست‌یابی به بیشترین میزان تولید پروتئین β–NGF در فرمانتور است.
مواد و روش‌ها: از آنجا که باکتری E. coli سویه بیانی مناسبی برای تولید در مقیاس صنعتی است، در مطالعه حاضر از سویه DE_۳ باکتری E. coli به‌منظور تولید پروتئین نوترکیب β–NGF استفاده شد. همچنین از بیوراکتور ۵لیتری به‌منظور تولید پروتئین استفاده شد و میزان اکسیژن محلول (DO%) و دمای پس از القا با استفاده از روش نرم‌افزار آماری سطح پاسخ (RSM) بهینه‌سازی شد. ابتدا تاثیر این دو متغیر بر میزان تولید پروتئین مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور در هر آزمایش کل محتوای پروتئینی استخراج و با روش برادفورد تعیین غلظت شد.
یافته‌ها: نتایج نشان داد که بهینه شرایط برای دست‌یابی به بیشترین میزان تولید پروتئین دمای پس از القای ºC۵/۲۸ و DO، ۳۰% است و در این شرایط غلظت پروتئین تولیدی ۶۱/۰±۶/۹میکروگرم بر میلی‌لیتر است. نهایتاً تاثیر این فاکتورها بر تولید پروتئین β–NGF با استفاده از روش دات‌بلات مورد ارزیابی قرار گرفت که نتایج نشان‌دهنده بیشترین میزان تولید در شرایط بهینه‌سازی‌شده است.
نتیجه‌گیری: به‌طور کلی می‌توان چنین نتیجه‌گیری کرد که میزان DO% و دمای پس از القا علاوه بر تاثیر بر رشد باکتری نوترکیب E. coli در بیوراکتور، بر میزان تولید و بیان پروتئین های نوترکیب (مثل β–NGF) نیز تاثیر مستقیمی دارد.

چکیده ویروس بیماری نیوکاسل (NDV) عامل عفونی طیف وسیعی از پرندگان به‌ویژه جوجه‌ها است که همواره یک خطر جدی برای صنعت مرغداری است. این ویروس جزء خانواده پارامیکسوویریده بوده و بر سطح غشای ویروس گلیکوپروتئین‌های فیوژن (F) و هماگلوتینین نورآمینیداز (HN) ساختارهای زائده‌مانندی را تشکیل می‌دهد. از آنجا که در حالت‌های حاد بیماری، زمان مرگ پس از ابتلا تنها حدود ۶-۲ روز است بنابراین ایجاد حفاظت و حضور آنتی‌بادی‌های محافطت‌کننده در بدن پرنده به‌منظور پیشگیری از بیماری بسیار حائز اهمیت است. مشخص شده است که آنتی‌بادی‌های تولیدشده علیه گلیکوپروتئین‌های سطحی هماگلوتینین و پروتئین فیوژن، قادر به خنثی‌سازی NDV و جلوگیری از گسترش و فعالیت آن می‌شوند. در این پژوهش تجربی، اپی‌توپ‌های ایمونوژن پروتئین F ویروس نیوکاسل به‌طور مصنوعی ساخته شده و در میزبان پروکاریوتی اشریشیا کلی با استفاده از ناقل مناسب (pET۳۲a) بیان و به‌منظور بررسی ایمنی‌زایی در حیوان مدل (موش) از طریق تزریق، استفاده شدند. ایجاد ایمنی و افزایش تیتر آنتی‌بادی‌های ویژه پروتئین F در سرم موش‌های ایمن‌شده اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد که ایمنی‌زایی موش‌ها با این پروتئین نوترکیب منجر به افزایش تیتر آنتی‌بادی از کلاس IgG شده و آنتی‌بادی‌های سرمی تا رقت ۲۰۴۸۰۰/۱ نیز قادر به شناسایی پروتئین نوترکیب بودند. علاوه بر ‌این تشخیص پروتئین نوترکیب F توسط سرم موش ایمن‌شده با واکسن تجاری و همچنین شناسایی ویروس سویه واکسن توسط سرم حیوان ایمن‌شده با پروتئین F نوترکیب توسط روش الایزا نشان داد که این پروتئین نوترکیب ضمن توانایی تحریک سیستم ایمنی حیوان مدل علیه ویروس‌های عفونی محیطی، قادر است اپی‌توپ‌های مشابه با سویه واکسن را نیز ارایه دهد.

چکیده نانوذرات نقره خواص ضدمیکروبی دارند و در محصولات تجاری مختلف استفاده ‌می‌شوند. در این مطالعه تاثیر دو نوع فرمولاسیون نانونقره L۲۰۰۰ و LS۲۰۰۰ بر دو سویه استرپتومایسس محرک رشد گیاهی و سه عامل بیمارگر گیاهی، پیتیوم آفانیدرماتوم، پیتیوم اولتیموم و فوزاریوم سولانی بررسی شد. استرپتومایسس‌ها و عوامل بیمارگر گیاهی به‌ترتیب روی محیط ISP۲ و PDA حاوی غلظت‌های ۰ تا ۷۵پی‌پی‌ام از دو نوع فرمولاسیون نانوذرات نقره کشت شدند. تاثیر L۲۰۰۰ و LS۲۰۰۰ بر میسلیوم استرپتومایسس‌ها به‌وسیله میکروسکوپ نیروی اتمی مطالعه شد. واحد تشکیل کلنی (cfu) باکتری‌ها در پاسخ به غلظت‌های افزایشی L۲۰۰۰ کاهش پیدا کرد. در مقابل LS۲۰۰۰ به‌طور کامل از رشد هر دو سویه حتی در غلظت ۵پی‌پی‌ام جلوگیری کرد. اثر ممانعت‌کننده LS۲۰۰۰ بر عوامل بیمارگر بیشتر از L۲۰۰۰ بود. پیتیوم آفانیدرماتوم بیشترین مقاومت را به L۲۰۰۰ نشان داد و تنها در غلظت ۷۵پی‌پی‌ام قطر کلنی کاهش پیدا کرد. حساسیت بالای فوزاریوم سولانی به L۲۰۰۰ موجب کاهش قطر کلنی قارچ در پایین‌ترین غلظت آن شد. رشد هر سه عامل بیمارگر توسط LS۲۰۰۰ کاهش پیدا کرد و در غلظت ۵۰پی‌پی‌ام به‌طور کامل متوقف شد. نتایج نشان داد که LS۲۰۰۰ شبکه میسلیومی باکتری‌ها را در تمام غلظت‌های آزمایش‌شده تخریب کرد. پس از تیمار با فرمولاسیون L۲۰۰۰ وزیکول‌هایی بر سطح شاخه‌های میسلیومی تشکیل شد. براساس نتایج، اثرات بازدارنده نانوذرات نقره بر باکتری‌های مفید خاک بیش‌تر از عوامل بیمارگر بود. بنابراین، برای استفاده از نانو ذرات نقره به‌عنوان ضدقارچ در کشاورزی باید بیشتر احتیاط شود.

چکیده کلسیتونین هورمون پپتیدی کوچکی است که در انسان توسط سلول‌های پارافولیکولار تیروئید تولید شده و تنظیم‌کننده متابولیسم کلسیم و فسفر است. کاربرد دارویی کلسیتونین در درمان ناهنجاری‌های مربوط به کلسیم و پوکی استخوان است. به‌علت وزن مولکولی پایین و ناپایداری آن، تولید نوترکیب کلسیتونین با مشکلات زیادی همراه بوده و همچنین تولید در سیستم پروکاریوتی به تیمارهای بعدی برای دستیابی به مولکول بالغ نیاز دارد. اخیراً به توانایی ریزجلبک‌ها در بیان پروتئین‌های نوترکیب توجه زیادی جلب شده است. لذا هدف این تحقیق، مطالعه توانایی Chlamydomonas Reinhardtii در تولید ترشحی کلسیتونین انسانی نوترکیب بود.
مواد و روش‌ها: توالی کدکننده کلسیتونین بهینه‌سازی‌شده به‌همراه توالی راهبر ترشحی کربونیک‌انیدراز در وکتورهای Pchlamy_۳ وPchlamy_۴ کلون شد. پلاسمیدهای نوترکیب به سویه وحشی و سویه واجد دیواره ناقص Chlamydomonas Reinhardtii با روش الکتروپوریشن منتقل شدند. سویه‌های نوترکیب با روش کلنی واکنش زنجیره‌ای پلیمراز غربالگری شده و سویه‌های منتخب برای تولید کلسیتونین کشت داده شدند. پس از رشد سویه‌ها، محیط کشت جمع‌آوری شده و با روش الایزا مورد ارزیابی قرار گرفت.
یافته‌ها: وکتور Pchlamy_۳ از قابلیت مناسبی برای بیان توالی هدف برخوردار نبوده و سویه‌های نوترکیب همگی با استفاده از وکتور Pchlamy_۴ حاصل شدند. همچنین سویه وحشی نیز کارآیی مناسبی جهت نوترکیبی نداشته و نوترکیبی فقط در سویه واجد دیواره ناقص دیده شد. میزان کلسیتونین تولیدی در سویه مثبت به‌صورت تقریبی یک پیکوگرم بر میلی‌لیتر محاسبه شد.
نتیجه‌گیری: نتایج این مطالعه نشان می‌دهند که راهبرد به‌کاررفته برای تولید ترشحی کلسیتونین نوترکیب موفقیت‌آمیز بوده و برای مطالعات بعدی قابل استفاده است.

چکیده اهداف: گیاه آویشن باغی (Thymus vulgaris L.) از جمله گیاهان مهم از نظر اقتصادی است که هنگام جوانه‌زدن به تنش‌های اکسایشی و خشکی بسیار حساس است. سالیسیلیک‌اسید به‌عنوان یک هورمون گیاهی نقش مهمی در افزایش تحمل گیاه در برابر تنش‌‎های زیستی و غیرزیستی دارد. این پژوهش با هدف افزایش مقاومت گیاه در برابر تنش‌های محیطی به‌واسطه افزایش قدرت آنتی‌اکسیدانی آنزیمی و غیرآنزیمی با تیمار سالیسیلیک‌اسید انجام شد.
مواد و روش‌ها: در پژوهش تجربی حاضر بذرهای گیاه آویشن باغی در قالب طرح بلوک‌های تصادفی با سه تکرار به‌مدت ۱۶ساعت، در محلول ۲میلی‌مولار سالیسیلیک‌اسید خیسانده و سپس در گلدان کاشته شدند. گلدان‌ها به اتاقک رشد با شرایط ثابت و کنترل‌شده ۱۶ساعت نور و ۸ساعت تاریکی در دمای °C۲۵ به‌مدت ۱۴روز منتقل شدند. پس از اتمام زمان آزمایش پارامترهای رشدی گیاه، درصد جوانه‌زنی، محتوای فنلی و نیز فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی مهمی مانند سوپراکسیددیسموتاز، کاتالاز، پلی‌فنل‌اکسیداز و پراکسیداز اندازه‌گیری و با گروه شاهد مقایسه شدند.
یافته‌ها: اگرچه سالیسیلیک‌اسید تاثیر مثبت چشمگیری روی رشد رویشی گیاه نداشت، اما سبب القای موثر آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی شد. همچنین با این تیمار محتوای مولکول‌های آنتی‌اکسیدانی نیز افزایش یافت.
نتیجه‌گیری: تیمار با سالیسیلیک‌اسید می‌تواند منجر به افزایش مقاومت آویشن باغی در مقابل تنش‌های استرس‌زا شود.

چکیده یکی از چالش‌های اصلی درمان بیماری‌ها با نقص ژنتیکی از جمله سرطان، انتقال ناکارآمد مولکول‌های دارویی و عدم توانایی آشکارنمودن و ردیابی داروی انتقال‌یافته به جایگاه هدف است. بنابراین یافتن نانوحامل‌هایی با اثرات دوگانه انتقال دارو به هسته و ردیابی مولکول درمانگر، اخیراً در اولویت تحقیقاتی محققان این حوزه قرار گرفته است. هدف از این مطالعه، طراحی نانوذرات فتولومینسنت مبتنی بر نقاط کوانتومی گرافن فاقد سمیت و پپتیدهای کایمریک MPG-2H1 با قابلیت دوگانه ورود عوامل ژنتیکی کوچک به درون هسته و ردیابی آنها است. در این مطالعه نقاط کوانتومی گرافن (GQD) دارای رنگ نشری سبز توسط روش هامر و سالوترمال سنتز شدند و از طریق اسپکتروسکوپی‌های UV-Vis، فتولومینسنت (PL)، رامان و میکروسکوپی SEM مورد بررسی قرار گرفتند. GQDها از طریق میان‌کنش‌های غیرکووالان به پپتیدهای کایمریک MPG-2H1 متصل شدند. اتصال به پپتید سبب تغییر پتانسیل زتا به مقادیر مثبت‌تر شد (از 6/38- به 1/11- در کمپلکس 1، 6/9- در کمپلکس 2 و 74/5- در کمپلکس3). نتایج سنجش تاخیری ژل آکریل آمید حاکی از برقراری اتصال بین پپتید و GQDها است. سمیت سلولی GQD و MPG-2H1 توسط سنجش MTT بررسی و در نهایت تصویربرداری سلولی انجام شد. نتایج حاکی از پتانسیل بالای ورود کمپلکس‌‎های فاقد سمیت MPG-2H1/GQD به سلول بود، در حالی که GQDهای آزاد ورود چشمگیری به درون سلول نشان ندادند.

چکیده میوه گیاه پنیرباد (Withania coagulans) سرشار از پروتئازهای اسیدی است و عصاره آبی آن از دیرباز برای تولید پنیر استفاده شده است. با این وجود، مطالعات اندکی در خصوص خالص‌سازی و تعیین خصوصیات بیوشیمیایی این آنزیم صورت گرفته است. از جمله شرایط مهم برای استفاده صنعتی از آنزیم می‌توان به دو مورد شامل پایداری آنزیم نسبت به یون‌های فلزی و عدم نیاز به یون برای پایداری و عملکرد اشاره کرد. بر این اساس، در این پژوهش، تاثیر غلظت‌های مختلف انواع یون‌های فلزی بر فعالیت، پایداری و تا حدی بر خصوصیات ساختاری پروتئاز خالص‌شده مورد مطالعه قرار گرفت. با توجه به نتایج به‌دست‌آمده مشاهده شد که آنزیم نسبت به سدیم‌کلرید و کلسیم‌کلرید نسبتاً پایدار است، ولی با افزایش بیشتر غلظت این نمک‌ها پایداری و فعالیت آنزیم به تدریج کاهش می‌یابد. همچنین، مشاهده شد که آنزیم نسبت به انواع یون‌های فلزی در غلظت‌های پایین پایدار است و تنها Hg²⁺ فعالیت و پایداری آنزیم را به‌طور قابل ملاحظه‌ای کاهش می‌دهد. با مطالعه نقش Ca²⁺ در پایداری دمایی آنزیم مشخص شد که این یون هیچ نقشی در پایداری بالای آنزیم در دمای °C67 ندارد. علاوه بر این، با بررسی تاثیر یون‌های فلزی بر طیف فلوئورسانس ذاتی آنزیم مشاهده شد که تمامی یون‌های آزمایش‌شده شدت نشر را افزایش و موجب انتقال طول موج ماکزیمم به طول موج‌های کوتاه‌تر شدند. در مجموع نتایج حاصل از این مطالعه نشان از پایداری بالای این آنزیم در مقابل انواع یون‌های فلزی به‌ویژه یون‌های فلزات سنگین داشته و از این لحاظ برای استفاده در صنعت مطلوب است.

چکیده ریزجلبک‌ها با ذخایری از کربوهیدرات‌ها به‌‌عنوان یکی از نویدبخش‌ترین منابع اولیه برای تولید بیواتانول معرفی شده‌اند. در این تحقیق، برای کاهش هزینه‌های فرآیندی از گونه‌های مختلط ریزجلبک استفاده شد. سپس استراتژی قحطی نیتروژن برای افزایش تجمع کربوهیدرات‌ها در ریزجلبک به کار گرفته شد. استفاده از کشت مختلط ریزجلبک به‌دلیل عدم نیاز به فرآیندهای استریل‌کردن، باعث توجیه‌پذیری اقتصادی فرآیند خواهد شد. بعد از برداشت و خشک‌نمودن توده زیستی ریزجلبک، فرآیند هیدرولیز آنزیمی زیست‌توده ریزجلبک به‌منظور استخراج کربوهیدرات‌های ریزجلبک صورت گرفت. سپس محصولات هیدرولیز آنزیمی توده زیستی ریزجلبک (25، 50 و 100گرم بر لیتر)، با استفاده از مخمر ساکارومایسس سروزیا تخمیر شد و مدل‌های سینتیکی فرآیند تخمیر مورد مطالعه قرار گرفت. در مدل‌های سینتیکی، اثر مهارکنندگی سوبسترای گلوکز و محصول بیواتانول در نظر گرفته شد. نرم‌افزار اکوسیم 0/2 برای مدل‌سازی فرآیند تولید بیواتانول به کار رفت. مقادیر حداکثر سرعت رشد مخصوص مخمر (μ) و ثابت اشباع رشد مونود (K_S) به‌ترتیب h^-1281/0 و 8/1گرم بر لیتر به‌دست آمد. همچنین نتایج نشان دادند که مدل سینتیکی به‌خوبی رفتار سیستم را پیش‌بینی کرده است

چکیده اﻫﺪاف: هدف قراردادن DNA در راس درمان‌های ضدسرطان قرار دارد. بنابراین داروهای متصل‌شونده به DNA و برهم‌کنش آنها با DNA بسیار مورد توجه محققان قرار گرفته‌اند. از آنجایی که متصل‌شونده‌ها به شیار کوچک DNA (MGBs) به‌عنوان ترکیبات ضدتوموری موثر و کارآمدی مطرح هستند، درک جزییات برهم‌کنش آنها با DNA ضروری به نظر می‌‍رسد. تاکنون مکانیزم عمل بسیاری از MGBها در سطح مولکولی مشخص نشده است.
ﻣﻮاد و روش‌ﻫﺎ: در این مطالعه با انجام شبیه‌سازی‌های داکینگ و دینامیک مولکولی توسط نرم‌افزارهای AutoDock Vina و NAMD، نحوه اتصال سه مشتق متفاوت از دیستامایسین A (تالیموستاین، PNU151807 و بروستالیسین) با DNA بررسی و انرژی برهم‌کنش و الگوی اتصال آنها با یکدیگر مقایسه شد.
یﺎﻓﺘﻪ‌ﻫﺎ: هر سه دارو طی شبیه‌سازی به‌طور پایداری به DNA متصل شده و تغییرات ساختاری کمی را در مولکول DNA القا کرده‌اند. نتایج حاصل از تحلیل LigPlot نیز هم‌خوانی بسیار بالایی را با نتایج مربوط به تحلیل انرژی‌های برهم‌کنش توسط NAMD نشان داد و مشخص شد در کمپلکس‌های مربوط به هر سه ترکیب با DNA، نوکلئوتیدهای A و T بیشترین نقش را در ایجاد برهم‌کنش‌ها دارند.
ﻧﺘﯿﺠﻪﮔﯿﺮی: در کمپلکس‌های مربوط به هر سه ترکیب با DNA، نوکلئوتیدهای A و T بیشترین نقش را در ایجاد برهم‌کنش‌ها دارند که با سایر مطالعات و گزارش‌های موجود در مورد MGBها مطابقت دارد. مطالعه حاضر نشان داد که بروستالیسین در مقایسه با دو داروی هم‌خانواده خود که همگی از دیستامایسین A مشتق شده‌اند، پتانسیل بیشتری در برقراری برهمکنش‌های قوی‌تر با مولکول DNA‌ داشته و می‌تواند به‌عنوان کاندیدای موفق‌تری در درمان های ضدسرطان مطرح شود

چکیده اهداف: رنگ‌زاها از ترکیب‌های شیمیایی پرکاربرد در صنعت نساجی هستند. ورود فاضلاب‌های رنگی به منابع آبی علاوه بر ایجاد ظاهری نامطلوب، کاهش نفوذ نور به لایه‌های زیرین آب و جلوگیری از فتوسنتز یا کاهش آن، باعث ایجاد سرطان و انواع جهش‌ها می‌شوند. در این پژوهش توانایی رنگ‌بری سویه‌های جداشده از پساب نساجی برای رنگ راکتیو رد ۱۵۲ اندازه‌گیری و شرایط محیطی بهینه‌سازی شد.
مواد و روش‌ها: در مطالعه تجربی حاضر پس از نمونه‌برداری از قسمت‌های مختلف پساب نساجی، سویه‌های رنگ‌بر جداسازی و غربالگری شدند. اثر فاکتورهای مختلف بر رنگ‌بری سویه‌های رنگ‌بر ارزیابی شد. توانایی رنگ‌بری سویه‌ها در محدوده زمانی صفر تا ۷۲ساعت و گستره pH برابر ۶ تا ۹، غلظت‌های مختلف رنگ از ۵۰ تا ۴۰۰میلی‌گرم بر لیتر و حضور منابع کربنی متفاوت مورد سنجش قرار گرفت.
یافته‌ها: از میان ۱۰ سویه بومی جداشده از پساب کارخانه نساجی کاشان، ۴ سویه توانایی بالاتری در رنگ‌بری نشان دادند. در بهینه‌سازی شرایط محیطی، بیشترین رنگ‌بری پس از ۴۸ساعت مشاهده شد. همچنین بالاترین رنگ‌بری، در حضور منبع کربنی گلوکز، pH برابر ۹ و غلظت رنگ ۵۰میلی‌گرم در لیتر انجام شد.
نتیجه‌گیری: پساب نساجی حاوی سویه‌هایی است که توانایی رنگ‌بری بالایی دارند، بنابراین می‌توان از این سویه‌ها برای رنگ‌بری رنگ‌های موجود در پساب استفاده نمود.

چکیده اهداف: مطالعه برهم‌کنش‌های آنالیت- زیست‌پذیرنده‌ در سطح مولکولی در راندمان طراحی زیست‌حسگرها نقش اساسی دارد. زیست‌حسگرهایی که از آپتامرها به‌عنوان پذیرنده زیستی استفاده می‌کنند، بسیار کارآمد بوده و دارای اختصاصیت بالا و قابلیت استفاده مجدد هستند. آپتاحسگرها می‌توانند در شرایط مختلف داخل بدن یا در شرایط آزمایشگاهی استفاده شوند. هدف از تحقیق حاضر، بررسی تاثیرات غلظت یونی حلال محیطی در اتصال پپتید MUC۱-G و آپتامر anti-MUC۱ است.
مواد و روش‌ها: روش شبیه‌سازی دینامیک مولکولی برای بررسی تغییر برهم‌کنش‌های مولکولی به‌علت تغییرات انتخابی در شرایط حلال، به کار گرفته شده است. نتایج می‌تواند برای منعکس‌کردن محیط‌های مختلف در آپتاحسگری که از آپتامر anti-MUC۱ S۲.۲ به‌عنوان زیست‌پذیرنده و از پپتید MUC۱–G به‌عنوان زیست‌شناساگر استفاده می‌کند، به کار گرفته شوند.
یافته‌ها: براساس انرژی‌های اتصال محاسبه‌شده، آپتامر anti-MUC۱ S۲.۲ بالاترین تمایل به پپتید MUC۱–G را در محیط ۰/۱۰مولار سدیم‌کلرید در میان غلظت‌های مطالعه‌شده سدیم‌کلرید نشان داده و اسیدآمینه آرژنین در اتصال پپتید-آپتامر نقش کلیدی ایفا می‌نماید.
نتیجه‌گیری: نتایج شبیه‌سازی‌های دینامیک مولکولی نشان داد که افزایش غلظت حلال سدیم‌کلرید در محیط باعث کاهش انرژی‌های اتصال می شود و بنابراین تمایل اتصال آپتامر anti-MUC۱ به پپتید MUC۱–G با افزایش غلظت کمتر می‌شود. دیدگاه به‌دست‌آمده از مدل‌سازی حاضر انتخاب‌پذیری و حساسیت نسبت به شرایط حلال در مورد MUC۱ را نشان می‌دهد که در توسعه زیست‌حسگرها باید ملاحظه شود.

چکیده یکی از پروتئین‌های غشای خارجی باکتری اشریشیا کلی (E. coli) OmpF است که امکان عبور یون‌ها را میسر می‌سازد. در سالیان اخیر روش‌های متنوع تجربی و تئوری برای مطالعه این پروتئین مورد استفاده قرار گرفته است. در این مطالعه به ‌منظور حفظ شرایط مرزی از دو غشای دولایه در یک جعبه شبیه‌سازی برای بررسی تغییرات کانال در حین عبور یون‌ها استفاده ‌شده است. غلظت‌های یونی متفاوت در دو طرف غشا اعمال ‌شده است تا شرایط شبیه‌سازی به شرایط واقعی باکتری بیشتر شباهت داشته باشد. در این شبیه‌سازی دو سیستم مشابه هم درون یک جعبه شبیه‌سازی قرار گرفته‌اند. برای بررسی بیشتر در این دو سیستم جهت‌گیری کانال پروتئینی نسب به شیب غلظت یونی در هر دو جهت اعمال ‌شده است. در این تحقیق به بررسی اینکه در انتقال یونی جهت‌گیری ارجح برای این کانال وجود دارد یا خیر پرداخته می‌شود. آنالیزهای ساختاری برای پروتئین در دو جهت‌گیری نشان‌دهنده تفاوت بین دو کانال است همچنین الگوهای مربوط به بررسی‌های ساختار دوم با وجود پیک‌های مشابه در برخی نقاط متفاوت بود. نتایج بررسی اسیدهای آمینه درون گذرگاه و حفره درون کانال نیز برای ساختار انتهایی پروتئین دوم متفاوت از ساختار انتهایی پروتئین اول بود. همچنین عبور یون در پروتئین دوم مشاهده نشد. نتایج نشانگر این است که یکی از کانال‌ها که جهت‌گیری آن مشابه با جهت‌گیری واقعی این کانال در غشای باکتری است در طول این شبیه‌سازی ۱۰۰نانوثانیه‌ای باز و عبور یون از آن قابل ‌مشاهده و پیگیری است، در حالی که کانال دیگر که جهت آن برعکس آنچه در طبیعت وجود دارد، بسته شده که نشان‌دهنده اثرات شیب غلظت یونی روی کانال است.

چکیده توکسین Tpel کلستریدیوم پرفرینجنز با فعالیت سیتوتوکسیتی در تیپ‌های A، B و C در سال‌های اخیر شناسایی شده است. ﺑﺎﻛﺘﺮی کلستریدیوم پرفرینجنز ﺣﺪاﻗﻞ ۱۵ ﻧﻮع ﺗﻮﻛﺴﻴﻦ ﻣﺨﺘﻠﻒ ﺗﻮﻟﻴﺪ میﻛﻨﺪ ﻛﻪ در ﺑﻴﻤﺎری‌زایی آن ﻧﻘﺶ دارﻧﺪ. ﺑﺮاﺳﺎس ﺗﻮﻟﻴﺪ ﭼﻬﺎر ﺗﻮﻛﺴﻴﻦ ﻣﻬﻢ و اصلی آﻟﻔﺎ، ﺑﺘﺎ، اﭘﺴﻴﻠﻮن و ﻳﻮﺗﺎ در ﭘﻨﺞ ﮔﺮوه A، B، C، D و E قرار داده ﺷﺪه اﺳﺖ. در این تحقیق از کلستریدیوم پرفرینجنز تیپ B استفاده شد. توکسین Tpel موجب ایجاد بیماری‌های روده‌ای به‌ویژه عفونت‌های روده‌ای در انسان و بیماری آنتریت‌نکروتیک طیور می‌شود. در این مطالعه DNA ژنومی کامل به روش فنل- کلروفرم استخراج و از روش واکنش زنجیره‌ای پلیمراز (PCR) برای جداسازی ژن Tpel به‌وسیله یک جفت پرایمر اختصاصی از DNA ژنومی کامل باکتری استفاده شد. محصول PCR پس از اتصال به وکتور pTZ۵۷RL/T به روش TA-کلونینگ در باکتری اشریشیا کلی (E. coli) سویه TOP۱۰ مستعد کلون شد و سپس روش PCR کلونی برای غربالگری کلونی‌های باکتری ترانسفورم‌شده با پلاسمید نوترکیب به کار رفت. وجود قطعه مورد نظر روی ژل آگارز ۱٪ نشان داد که ژن Tpel در اشریشیا کلی سویه TOP۱۰ کلون شده است.

چکیده مقدمه: تولید سوخت زیستی از منابع تجدیدپذیر به‌عنوان جایگزینی پایدار برای منابع فسیلی مورد توجه گسترده قرار گرفتهاست. ریزجلبک به‌عنوان خوراک نسل سوم سوخت‌های زیستی می‌تواند انواع لیپید، پروتئین و کربوهیدرات را در مقادیر زیاد و در زمانی نسبتاً کوتاه تولید نماید. سازگاری این میکروارگانیزم با هر نوع شرایط کشت و عدم وابستگی تولید آن به فصول سال، سرعت رشد بالا، جذب دی‌اکسیدکربن و بهبود کیفیت هوا، تجدیدپذیری، عدم تقابل با منابع غذایی، وجود مقادیر بسیار زیاد لیپید و کربوهیدرات در ساختمان سلولی آن و قابلیت تولید انواع سوخت‌های زیستی باعث شده به‌عنوان یکی از مناسب‌ترین گزینه‌ها برای تولید سوخت‌های زیستی شناخته شود. تولید سوخت زیستی از ریزجلبک شامل چندین مرحله انتخاب ریزجلبک مناسب، کشت، برداشت، خشک‌کردن، شکستن دیواره سلولی، استخراج (لیپید یا کربوهیدرات) و تولید سوخت زیستی است. نتیجه‌گیری: در این مطالعه با مروری بر هر یک از مراحل تولید سوخت زیستی از ریزجلبک به اهمیت و کاربرد آن برای تولید انرژی زیستی پرداخته شده است. تولید سوخت زیستی جلبکی به‌دلیل هزینه‌های زیاد هنوز قابل رقابت با سوخت‌های فسیلی نیست. پژوهشگران تلاش می‌کنند با بهبود رشد ریزجلبک‌ها و غنی‌ساختن ذخایر روغنی و کربوهیدراتی آنها، ایجاد تغییرات ژنتیکی، بهبود طراحی زیست‌واکنش‌گاه‌های نوری، توسعه روش‌های برداشت و خشک کردن، بهبود روش‌های استخراج لیپید و کربوهیدرات و تولید محصولات جانبی باارزش، سوخت زیستی جلبکی که از لحاظ اقتصادی مقرون‌به‌صرفه‌تر باشد تولید نمایند.

چکیده اهداف: تجمع رادیکال‌های آزاد در بدن با ایجاد استرس اکسیداتیو منجر به تخریب پلیمرهای زیستی می‌شود. به‌دلیل ورود فلزات سنگین به محیط‌های آبی و خاکی، یافتن روش‌های کارآمد برای شناسایی و اندازه‌گیری میزان فلزات سنگین لازم است. زیست‌حسگرهای سلولی می‌توانند در حضور یک محرک از جمله فلزات سنگین، سیگنالی قابل اندازه‌گیری تولید کنند. در این تحقیق رده سلولی Huh۷-۱x-ARE-luc تحت کنترل پروموتر حساس به حضور اکسیدان‌ها با هدف پایش سرب استفاده شد و کارآیی آن در سنجش سمیت این مواد به واسطه آرمایش‌های لوسیفراز و Real time-PCR بررسی شد.
مواد و روش‌ها: در این مطالعه تجربی، بعد از ترنسفکشن وکتور نوترکیب سنجش فعالیت ژن لوسیفراز در نمونه‌های تیمارشده با سرب انجام شد. تعدادی از کلون‌های تاییدشده با فنوتیپ پایدار بعد از پاساژ پنجم برای بررسی بیان ژن لوسیفراز در غلظت‌های صفر تا ۸۰ماکرومولار از سرب بررسی شدند. سپس قابلیت مهارکنندگی به روش assay MTT و تغییرات بیان ژن‌های مسیر اکسیداتیو توسط Real time-PCR بررسی شد. تحلیل‌های آماری با روش ∆Ct و با استفاده از نرم‌افزار graphpad prism ۶ انجام شد.
یافته‌ها: میزان بیان ژن گزارشگر همراه با افزایش ماده اکسیداتیو افزایش یافت. کاهش بیان ژن گزارشگر بعد از غلظت ۳۰ماکرومولار سرب قابل مشاهده بود. غلظت ۳۵ماکرومولار سرب، متابولیسم ۵۰% سلول‌ها را مهار کرد. بیان ژن‌های مسیر آنتی‌اکسیدانی در سلول‌های تیمارشده با سرب ۳۰ماکرومولار نسبت به ژن کنترل، افزایش معنی‌داری داشت.
نتیجه گیری: زیست‌حسگر تهیه‌شده از رده سلولی نوترکیب Huh۷-۱x-ARE-luc حامل ژن گزارشگر می‌تواند وسیله مناسب و کارآمدی برای سنجش ترکیبات اکسیداتیو همچون فلزات سنگینی چون سرب باشد.

چکیده اهداف: یکی از چالش‌های دنیای امروز و یکی از اولویت‌های بهداشت جهانی، مبارزه با همه‌گیری بیماری ایدز (AIDS) است. مطالعات نشان داده است که دامنه و وسعت القای پاسخ‌های ایمنی در برابر HIV و القای همزمان پاسخ‌های ایمنی خونی و سلولی در افزایش کارآیی واکسن‌های کاندید HIV بسیار تاثیر گذار است. از این رو، اخیراً رویکردهایی نظیر استفاده از واکسن‌های پلی‌اپی‌توپی و افزودن ادجوانت‌‌ها در فرمولاسیون واکسن‌های کاندید علیه HIV بسیار مورد توجه قرار گرفته است.
مواد و روش‌ها: در این تحقیق، پس از ترانسفورماسیون و تکثیر وکتور بیانی یوکاریوتی pcDNA۳.۱-tat/pol/gag/env در میزبان پروکاریوتی E. coli (DH۵α)، استخراج وکتور و آماده‌سازی آن انجام شد. سپس واکسن‌های کاندید DNAای به‌صورت زیرجلدی، در روزهای صفر، ۱۴ و ۲۸ به موش‌های ماده رده BALB/c تزریق شده و نهایتاً پاسخ‌های ایمنی خونی و سلولی القاشده توسط آنها ارزیابی شد.
یافته‌ها: نتایج مطالعه نشان داد که واکسن‌های DNAای مذکور با روش تزریق زیرجلدی به‌خوبی قادر به القای پاسخ‌های ایمنی (سلولی و خونی) نبودند.
نتیجه‌گیری: این مشاهده می‌تواند به‌دلیل نقص در هر یک از مراحل برداشت وکتور توسط سلول هدف تا بیان و ارایه سطحی اپی‌توپ‌‌ها از یک طرف، یا ناکارآمدی روش تزریق زیرجلدی از طرف دیگر باشد. از این رو، ممکن است سایر روش‌های تزریق یا رهایش واکسن به‌همراه استفاده از ادجوانت‌های مختلف در فرمولاسیون واکسن کاندید، بتوانند پاسخ‌های ایمنی بهتری را القا کنند.

چکیده پروتئازهای مقاوم به حلال‌های آلی بیش از دو دهه است که به میزان زیادی مورد توجه قرار گرفته است. پروتئازها قادر به کاتالیز واکنش‌ها در محیط‌های آلی هستند، به همین دلیل پایداری آنزیم در حضور حلال‌های آلی حائز اهمیت است. در این پژوهش از آب چشمه قینرجه در ایران باکتری جداسازی شد که قادر به تولید پروتئاز مقاوم به حلال‌های آلی است. غربالگری سویه مولد پروتئاز از طریق کشت در محیط اسکیم‌میلک آگار و سنجش قطر هاله انجام شد. سنجش فعالیت آنزیمی به روش هیدرولیز کازئین به‌عنوان سوبسترا صورت گرفت. باکتری که دارای بیشترین فعالیت پروتئازی بود براساس توالی‌یابی ۱۶S rDNA، ویژگی‌های مورفولوژیکی و بیوشیمیایی شناسایی شد. اثر حلال‌های آلی، دما، pH و سدیم‌کلرید بر فعالیت پروتئازی مورد سنجش قرار گرفت. سویه جداسازی‌شده با مطالعه نتایج حاصل از تعیین توالی، خصوصیات مورفولوژیکی و بیوشیمیایی به‌عنوان سویه جدیدی از Brevibacillus borstelensis شناسایی شد که قادر به تولید پروتئاز برون‌سلولی مقاوم به حلال‌های آلی با فعالیت آنزیمی ۰/۵۳واحد بر میلی‌لیتر است. پروتئاز تولیدشده پس از ۲ساعت انکوباسیون در °C۳۰، در طیف وسیعی از حلال‌های آلی قادر به فعالیت بود و بیشترین فعالیت پروتئولیتیک آن در حضور ۲۵% ایزوپروپانول مشاهده شد. بررسی ویژگی‌های بیوشیمیایی آنزیم نشان داد که پروتئاز تولیدشده در pH برابر ۹ و دمای ˚C۶۰ بیشترین فعالیت را داشته است. نتایج حاضر نشان داد که پروتئاز جداسازی‌شده دارای ویژگی‌های برجسته‌ای مانند فعالیت و پایداری نسبت به شرایط قلیایی و حلال‌های آلی است که برای استفاده در صنایع بیوتکنولوژی مختلف کاربرد دارد.

چکیده آنزیم‌های جانداران دریایی کاندیدای مناسبی برای پایش زیستی سنجش آلودگی‌ها در محیط‌های دریایی هستند. برای استفاده گسترده از آنزیم‌ها در فرآیندهای صنعتی که در شرایط فیزیکوشیمیایی خاص انجام می‌شوند، بایستی پایداری آنها را بهبود بخشید. در این پژوهش با استفاده از نانوذره‌های کیتوزان به‌عنوان بستری سازگار با سیستم‌های زیستی گامی موثر در جهت افزایش پایداری و حفظ فعالیت آنزیم پروتئاز خالص‌‌شده از میگوی پنائوس وانامی در برابر یون‌های فلزی برداشته شد. پس از فعال‌نمودن نانوذره به‌منظور اتصال الکترواستاتیک آنزیم به نانوذره، محلول پروتئینی با غلظت ۷میلی‌گرم بر میلی‌لیتر به نانوذره اضافه و به‌مدت ۴ساعت در دمای C°۱۰ انکوبه شد، سپس بعد از سه‌بار شست‌وشو با بافر فسفات با pH برابر ۷/۵، نانوآنزیم در یک‌میلی‌لیتر بافر فسفات حل و برای پژوهش‌های بعدی استفاده شد. نتایج این تحقیق نشان داد که یون‌های Fe^۲+ و Mn^۲+ به‌‌طور قابل توجهی فعالیت آنزیم را افزایش دادند، اثر مهاری قوی در حضور یون‌های Cu^۲+، Zn^۲+، ^+۲Cd، Hg^۲+، Co^۲+ و ^+۲Ni و اثر مهاری ضعیفی در حضور یون‌های ⁺K و Na⁺ مشاهده شد. آنزیم تثبیت‌شده نسبت به همتای آزادش مقاومت بیشتری به یون‌های فلزی از خود نشان داد، در حالی که آنزیم آزاد نسبت به حضور یون‌های فلزی حساس بود و با افزایش غلظت آنها کاهش فعالیت آنزیم محسوس‌تر بود. پایداری بالای آنزیم تثبیت‌شده به‌دلیل حضور نانوذره‌های کیتوزان است. حفظ پایداری آنزیم تثبیت‌شده در غلظت‌های بالای یون‌های فلزی بیانگر کارآیی بالای روش تثبیت در حفظ پایداری و فعالیت آنزیم تثبیت‌شده بود.

چکیده تکوین و عملکرد سلول بافتی در پستانداران همانند سایر جانوران پرسلولی نیازمند ارتباط‌های بین سلولی است که این ارتباط‌ها به‌صورت مستقیم از طریق اتصال سلول به سلول یا غیرمستقیم با ترشح مولکول‌های ترشحی مانند هورمون‌ها انجام می‌شود. در دو دهه اخیر اگزوزوم‌ها به‌عنوان سومین مکانیزم برای ارتباط‌های بین سلولی معرفی ‌شده‌اند. اگزوزوم‌ها وزیکول‌های کوچک دارای غشا و اندازه ۳۰ تا ۱۰۰نانومتر هستند که در خون، ادرار، بزاق، مایع منی، سرم و غیره وجود دارند. اگزوزوم‌ها در انواعی از پردازش‌های مهم زیستی مانند پاسخ ایمنی و التهاب، بارداری، تعمیم بافت، انعقاد خونی و رگ‌زایی نقش مهمی دارند. همچنین در پردازش‌های پاتولوژی مانند بی‌نظمی‌های اختلالات عصبی، سرطان، بیماری‌های عفونی، قلبی- عروقی و غیره نیز دخالت دارند. اگزوزوم‌ها به‌خاطر اندازه کوچک، توانایی عبور از غشا و محافظت از تجزیه‌شدن پروتئین‌ها و RNAهای محصور در آنها، پتانسیل انتقال ترکیبات مختلف را به سلول دارند. همچنین اگزوزوم‌ها به‌دلیل اختصاصیت گیرنده، تهییج‌نکردن سیستم ایمنی و از همه مهم‌تر مهندسی‌کردن آنها به‌عنوان حامل دارو، به‌عنوان یک عامل جدید برای انتقال مواد ژنتیک و درمان بیماری‌ها معرفی ‌شده‌اند.