زیست فناوری

چکیده اعضای خانواده پروتئین‌های شوک حرارتی ۷۰ (Hsp۷۰) از اجزای مرکزی شبکه سلولی چپرون‌های مولکولی و کاتالیزکننده‌های تاخوردگی هستند. ژن کدکننده یک پروتئین مربوط به Hsp۷۰ یا DnaK در حوزه باکتری‌ها dnaK نامیده می‌شود. پروتئین‌های DnaK در تاخوردگی ازنو پروتئین، تشکیل و تفکیک کمپلکس‌های پروتئینی و تخریب پروتئین‌های بدتاخورده دخیل هستند. ژن dnaJ که کدکننده Hsp۴۰ در باکتری‌ها است، با نقش کوچپرونی تنظیم‌کننده فعالیت‌های DnaK است. در این مطالعه، DnaK از باکتری باسیلوس هالودورانس Guj۱ (Bacillus halodurans Guj۱) را شناسایی، کلون و بیان شد. ژن dnaK از باسیلوس هالودورانس Guj۱، با استفاده از سیستم‌ بیانیpET-۲۸a⁺ به‌طور موفقیت‌آمیز در اشریشیا کلی سویه BL۲۱ (DE۳) بیان شد. قالب صحیح خوانش ژن کلون‌شده، دارای ۱۸۳۹جفت‌باز بوده که کدکننده ۶۱۲ باقی‌مانده آمینواسیدی است. وزن مولکولی و pI محاسبه‌شده پروتئین به‌ترتیب ۱۸/۶۶کیلودالتون و ۵۵/۴ است. توالی آمینواسیدی به‌دست‌آمده باسیلوس هالودورانس Guj۱ حدود ۶۰% با همتای خود در E. coli یکسانی دارد. ساختار سه‌بعدی DnaK در باسیلوس هالودورانس با الگو قراردادن ساختار کریستالی BiP (عضوی از خانواده HSP۷۰ در انسان) ساخته شد، که نشان‌دهنده یکسانی ۸۸/۰۸% با هم است. DnaK نوترکیب که توسط تیمار حرارتی به‌طور جزئی خالص شد، در SDS-PAGE یک باند تقریبا ۷۰کیلودالتونی دارد. یافته‌های ما نشان داد که DnaK نوترکیب، بهبوددهنده کارآیی ۲۷% دوباره تاخوردگی کربونیک‌انهیدراز بعد از قرارگیری در °C۵۴ به‌مدت یک‌ساعت است. بنابر نتایج به‌دست‌آمده، DnaK از باسیلوس هالودورانس به‌طور ذاتی می‌تواند به‌منظور بهبود ویژگی‌های عملکردی آنزیم‌ها و پروتئین‌ها، در کاربردهای مختلف استفاده شود.

چکیده تولید گیاهان هاپلویید مضاعف می‌تواند به‌عنوان روشی کارآمد در اصلاح گیاهان مورد استفاده قرار گیرد. در این تحقیق به‌منظور تولید گیاهان هاپلویید نخود، بساک‌های رقم بیونیج به طول یک‌میلی‌متر و حاوی میکروسپورهای مرحله تک‌هسته‌ای، از غنچه‌های ۳میلی‌متری جداشده و درون میکروتیوب‌های ۲میلی‌لیتری حاوی ۵/۱میلی‌لیتر محیط RM-IK در معرض پیش‌تیمارهای مختلف سانتریفیوژ (g۱۵۰، g۳۰۰ و g۶۰۰ هر کدام به‌مدت ۳، ۶ و ۱۰دقیقه) و شوک الکتریکی (صفر، ۱۰۰، ۱۵۰ و ۲۰۰ولت) قرار گرفتند. بساک‌های تیمارشده در محیط کشت EDM حاوی ۱۰میلی‌گرم در لیتر توفوردی و ۱۰میلی‌گرم در لیتر نیترات‌نقره به‌منظور القای کالوس و رویان کشت شدند. نتایج به‌دست‌آمده، اختلاف آماری معنی‌داری را بین سطوح مختلف سانتریفیوژ، سطوح مختلف شوک الکتریکی و اثرات متقابل آنها از نظر صفات مورد مطالعه نشان داد. بیشترین درصد رویان‌زایی در پیش‌تیمارهای سانتریفیوژ g۱۵۰ به‌مدت ۶دقیقه و g۳۰۰ به‌مدت ۳دقیقه، ترکیب پیش‌تیمار سانتریفیوژ g۱۵۰ به‌مدت ۳دقیقه با شوک الکتریکی ۱۵۰ولت، پیش‌تیمار سانتریفیوژ g۳۰۰ به‌مدت ۶دقیقه، پیش‌تیمار سانتریفیوژ g۳۰۰ به‌مدت ۱۰دقیقه و ترکیب پیش‌تیمار سانتریفیوژ g۱۵۰ به‌مدت ۳دقیقه و شوک الکتریکی ۲۰۰ مشاهده شد در حالی که بیشترین درصد باززایی گیاهچه از پیش‌تیمارهای سانتریفیوژ g۳۰۰ به‌مدت ۶دقیقه و همچنین ترکیب پیش‌تیمار سانتریفیوژ g۱۵۰ به‌مدت ۳دقیقه با شوک الکتریکی ۱۵۰ولت به دست آمد.

چکیده پساب خروجی از صنایع لبنی مقادیر بالایی از مواد مغذی همچون نیترات و فسفات دارند. در این کار حذف نیترات و فسفات از پساب لبنی سنتزی توسط ریزجلبک کلرلا سالینا در حضور بار آلی مورد بررسی قرار گرفته است. به این منظور، ۲میلی‌لیتر از ریزجلبک کلرلا سالینا در شرایط آزمایشگاهی به ۴۰۰میلی‌لیتر پساب سنتزی لبنی اضافه شد. طی دوره رشد غلظت نیترات و فسفات موجود در پساب سنتزی برای روزهای ۱، ۳، ۵ و ۷ با روش استاندارد (APHA) اندازه‌گیری شد. براساس نتایج حاصل حذف نیترات و فسفات توسط کلرلا سالینا به‌ترتیب برابر ۱۰۰٪ و ۹۵٪ بوده است. همچنین بیشترین میزان زیست‌توده تولیدی در طول هفت روز برابر با ۰/۷گرم بر لیتر به دست آمده است. از این تحقیق می‌توان نتیجه گرفت که این ریزجلبک توانایی بالایی برای کاهش نیترات و فسفات از پساب سنتزی لبنی را دارد و می‌توان در پالایش فاضلاب خروجی از تصفیه‌خانه‌های لبنی قبل از ورود به محیط زیست مورد استفاده قرار گیرد.

چکیده لوسیفراز حشره شب‌تاب P. py یک آنزیم پراکسیزومی است که موجب تبدیل سوبسترای هتروسیکلیک لوسیفرین به یک حدواسط اکسی‌لوسیفرین در حضور Mg^+۲–ATP و اکسیژن مولکولی می‌شود. اکسی‌لوسیفرین برانگیخته با نشر نور مریی به حالت پایه می‌رسد. لومینسانس به دلایل متعددی از جمله سرعت سنجش، حساسیت بالا و آسان‌بودن روش کار، کاربرد وسیعی دارد. برخلاف کاربرد متعدد، لوسیفراز در برابر تغییرات فیزیکی و شیمیایی بسیار حساس است بنابراین حساسیت و دقت آن کاهش می‌یابد. لوسیفراز در برابر دماهای بالا و هضم پروتئولیتیکی بسیار ناپایدار است. براساس مطالعات قبلی، با پروتئولیز محدود این آنزیم توسط تریپسین، شش جایگاه برش در دو ناحیه سطحی پروتئین واقع در دمین انتهای N شناسایی شد ۲۲۰-۲۰۶ (شامل K۲۰۶، R۲۱۳ و R۲۱۸) و ۳۴۱-۳۲۹ (شامل K۳۲۹، R۳۳۰ و R۳۳۷). در این مطالعه، جهش‌زایی هدفدار در ناحیه R۳۳۰ صورت گرفت که آرژنین با گلوتامین جایگزین شد و اثر آن بر ساختار و عملکرد لوسیفراز مورد بررسی قرار گرفت. براساس نتایج پروتئولیز محدود، این جهش تاثیر قابل توجهی نسبت به نمونه وحشی نداشت اما چندین تغییر مانند تغییر pH اپتیمم از ۵/۷ به ۸ و افزایش غیرفعال‌شدن حرارتی در خصوصیات آنزیم ایجاد کرد. براساس نتایج، اگرچه آرژنین ۳۳۰ یک رزیدوی حفاظت‌شده است ولی روی پایداری در برابر هضم پروتئولیتیکی تریپسین تاثیری نداشت.

چکیده لوسمی میلوئیدی مزمن (CML) یک بیماری بدخیمی خونی همراه با نوعی اختلال کروموزومی است و به‌عنوان یکی از انواع شایع لوسمی‌‏ها شناخته شده است. خانواده کرومن‏‌ها خواص ضد‏سرطانی قوی از خود نشان می‏دهند. بنابراین در این پژوهش اثر دو مشتق از خانواده دی‏‌هیدرو‏پیرانو [۲, ۳-g] کرومن بر سمیت سلولی و القای آپوپتوز در سلول‏‌های سرطانی K_۵۶۲ و مقایسه آن با سلول‏‌های نرمال تک‌هسته‌‏ای خون محیطی (PBMC) بررسی شد. رده سلولی K_۵۶۲ در حضور مشتق‏‌های کرومن ذکرشده در غلظت‌‏های ۲۰۰-۴۰میکرومولار و زمان ۲۴-۷۲ساعت کشت شد. اثر این ترکیب‏‌ها بر رشد و زنده‏‌مانی سلول‌‏های K_۵۶۲ و PBMC از طریق سنجش MTT و القای آپوپتوز با فلوسایتومتری مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که این مشتق‏‌های کرومنی رشد رده سلولی K_۵۶۲ را مهار می‏‌کنند. همچنین با افزایش غلظت و زمان تیمار، سمیت سلولی افزایش یافت. از میان این دو ترکیب ۴-No_۲pgC (۲/۷۵±۱۲۹=IC_۵۰) سمیت بالا و ۴-MePgC (۳/۴۲±۲۱۴=IC_۵۰) سمیت پایین را پس از ۷۲ساعت تیمار بر رده سلولی K_۵۶۲ نشان داد. همچنین نتایج فلوسایتومتری اثر القای آپوپتوز از طریق این ترکیب‏ها را بر رده سلولی K_۵۶۲ نشان داد. براساس نتایج حاصل از این پژوهش، مشتق‏‌های کرومن می‏توانند آپوپتوز را در رده سلولی K_۵۶۲ القا کنند و این ترکیب‏‌ها نسبت به سلول‏‌های سرطانی، اثر سمیت کمتری بر سلول نرمال دارند و در نتیجه این ترکیب‌‏ها می‏‌توانند به‌عنوان کاندیدای مناسبی برای درمان بدخیمی‌‏های خونی مورد بررسی قرار گیرند.

چکیده ایمنوتوکسین‌ها با قابلیت هدف‌گذاری هوشمند و القای مرگ سلول‌های سرطانی مبتنی بر حضور لیگاند اختصاصی مرتبط با آنتی‌ژن و بخش توکسینی راهکاری اساسی در درمان بیماری‌های سرطانی هستند. بنابراین آشکارسازی آنتی‌ژن‌های اختصاصی سطح سلول‌های سرطانی و اجزای تشکیل‌دهنده این نوع از داروها و سرهم‌بندی آنها مبتنی بر لینکرهای پپتیدی گام اساسی در طراحی این نوع از داروها است که در این تحقیق مبتنی بر علم محاسبات در ارتباط با سرطان تخمدان در دستور کار قرار گرفته است. نتایج حاصل از این تحقیق در گام نخست، منجر به آشکارسازی ۲۹ آنتی‌ژن با قابلیت بیان در سطح سلول‌های سرطانی تخمدان با بیشترین و اختصاصی‌ترین بیان در ارتباط با آنتی‌ژن‌های MAGE۴ و CA۱۲۵ شد. مدل‌ ساختاری MAGE۴ تعیین و الگوی بیانی آن بر سطح غشای مبتنی بر حضور پروتئین‌های HLA تعیین شد. از سویی دیگر، بین مولکول‌های پروتئینی قابل اتصال به این آنتی‌ژن TRIM۶۹ به‌عنوان کارآمدترین لیگاندها انتخاب شد. در ادامه، سرهم‌بندی دمین توکسینی مشتق از کورینه باکتریوم دیفتری به لیگاند انتخابی با استفاده از لینکر (GGGGS)_۳ در ۵ حالت مختلف منجر به ایجاد ۵۰ سازه نوترکیب با کیفیت و ساختار متفاوت شد که در این میان مدل ساختاری داروی پروتئینی کدشده از سازه S۴، بهترین پایداری ساختاری و عملکردی از دیدگاه میل اتصالی و ایمنوژنسیتی پس از قرارگیری در شرایط شبه‌واقعی را نشان داد. به‌طور کلی نتایج حاصل از این تحقیق منجر به معرفی آنتی‌ژن MAGE۴ به‌‎عنوان نامزدی مناسب در اهداف داروهای ایمنوتوکسینی موثر بر علیه تخمدان و طراحی ایمنوتوکسینی موثر بر این آنتی‌ژن با قابلیت مطلوب ساختاری و عملکردی شد که باید مورد آزمون‌های آزمایشگاهی قرار گیرد.

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 بیوسورفکتانت‌ها ترکیبات کاهش‌دهنده کشش سطحی بوده که توسط طیف گسترده‌ای از میکروارگانیزم‌ها تولید می‌شوند. ﺍﻳﻦ ﺗﺮﮐﻴﺒﺎﺕ سبب ﺗﺴﻬﻴﻞ ﺩﺭ ﺟﺬﺏ ﺳﻮﺑﺴﺘﺮﺍﻫﺎی ﻏﻴﺮﻗﺎﺑﻞ ﺣﻞ توسط سلول‌های میکروبی می‌ﺷﻮند. ارزشمندترین جنبه کاربردی بیوسورفاکتانت‌ها به‌ویژه رامنولیپید حاصل از سودوموناس آئروژینوزا مربوط به صنعت نفت بوده که به‌منظور تسهیل استخراج و انتقال نفت خام و پاکسازی نفت‌کش‌ها می‌تواند استفاده شود. هدف پژوهش تجربی حاضر بررسی اثر نانوذره Fe/SDS بر میزان تولید رامنولیپید حاصل از سودوموناس آئروژینوزا در محیط کشت ملاس بود. برای این منظور از غلظت‌های مختلف یک‌، ۵۰۰ و ۱۰۰۰میلی‌گرم بر لیتر نانوذره Fe/SDS استفاده شده است. در بین سایر غلظت‌های استفاده‌شده، غلظت یک‌میلی‌گرم بر لیتر از نانوذره Fe/SDS دارای بهترین میزان اثر بر میزان رشد باکتری و در نتیجه میزان تولید بیوسورفاکتانت بوده است. به‌طوری که سبب افزایش ۲۳/۲۱% رشد سلول‌ها شده که در نتیجه این تعداد از سلول‌ها سبب افزایش تولید بیوسورفاکتانت به میزان ۲۰/۷۳% در مقایسه با نمونه کنترل شد. لازم به ذکر است افزایش غلظت این نانوذره از یک‌میلی‌گرم بر لیتر به ۵۰۰ و ۱۰۰۰میلی‌گرم بر لیتر سبب کاهش تدریجی میزان رشد سلول‌ها و تولید بیوسورفاکتانت شد که این امر ممکن است نشان‌دهنده دارابودن اثرات منفی این نانوذره در غلظت‌های بالاتر است و همچنین بهترین میزان امولسیون‌کنندگی بیوسورفاکتانت مربوط به نمونه کنترل در روز سوم (۷۲ساعت) است. نتایج این پژوهش نشان می‌دهد با استفاده از غلظت‌های کم نانوذره Fe/SDS می‌توان میزان تولید رامنولیپید حاصل از سودوموناس آئروژینوزا را افزایش داد.

چکیده انباشتگی ضایعات پلی‌اتیلنی یکی از مشکلات زیست‌محیطی عمده است. هدف از این پژوهش بررسی تخریب‌پذیری میکروبی فیلم‌‌های پلی‌اتیلنی پرداخت‌شده با تابش آفتاب در شرایط نیمه‌صنعتی به‌عنوان روش طبیعی برای حذف ضایعات پلی‌اتیلنی است. فیلم‌‌های پلی‌اتیلنی به‌مدت یک ماه در معرض تابش خورشید و سپس به‌مدت صد روز در واکنش‌گاه‌های زیستی هوازی تحت تاثیر دو گونه میکروبی اسفنگوباکتریوم مولتیورورم IRN۱۱ و دلفتیا تسوروهاتنزیس IRN۲۷ قرار گرفتند. درصد افت وزن پلی‌اتیلن و تغییرات pH در محیط بررسی شدند. همچنین فیلم از نظر تغییر در ساختار شیمیایی توسط روش FT-IR بررسی شد و برای بررسی تشکیل لایه میکروبی روی سطح و تغییرات سطح پلیمر در مجاورت باکتری‌ها تصویربرداری با میکرسکوپ الکترونی (SEM) به کار رفت. افزایش جزئی pH طی دوره انکوباسیون ثبت شد. درصد کاهش وزن نمونه‌های پلی‌اتیلن پرداخت‌شده خورشیدی تحت تاثیر دو باکتری به‌ترتیب ۰/۰۱۳±۳/۳۱% و ۰/۰۲۵±۳/۹۸% بودند و گروه‌‌های عاملی کربونیلی در این نمونه‌ها در اثر هیدرولیز باکتریایی به‌صورت معنی‌داری کاهش یافتند. تصاویر به‌دست‌آمده از میکروسکوپ الکترونی تشکیل لایه‌های میکروبی متفاوت را روی سطح پلیمر پرداخت‌شده با تابش خورشید به‌وسیله هر دو باکتری نشان دادند. نتایج نشان دادند تابش نورخورشید اثر معنی‌‌داری در افزایش قابلیت زیست‌تخریب‌پذیری میکروبی فیلم‌‌های پلی‌اتیلنی داشت و دو باکتری مورد آزمون قادر بودند زیست‌تخریب‌پذیری فیلم‌‌های پرداخت‌شده با تابش خورشید را بهبود بخشند.

چکیده لیپوزوم‌ها یا وزیکول‌های زیستی از کلسترول، فسفولیپید و آب تشکیل می‌شوند. همچنین گاهی اوقات سایر مولکول‌های زیستی و غیرزیستی در ساختار لیپوزوم به کار برده می‌شوند. مفهوم پایداری لیپوزومی، در بحث درمان بیماری‌ها و دارورسانی، بسیار حیاتی و مهم است و می‌تواند متاثر از ترکیب فسفولیپیدی غشای لیپوزوم باشد. علاوه بر این حضور و عدم حضور کلسترول نیز می‌تواند پایداری لیپوزومی را تحت تاثیر قرار دهد.همچنین شکل‌گیری لیپوزوم‌ها نیز تحت تاثیر حضور یا عدم حضور کلسترول است. در این تحقیق ما درصدد هستیم تا اثر حضور و عدم حضور کلسترول را روی پایداری و شکل‌گیری لیپوزومی بررسی کنیم، که به این منظور از روش شبیه‌سازی دینامیک مولکولی استفاده می‌شود. لیپوزوم‌هایی که مورد شبیه‌سازی قرار گرفتند شامل دو نوع لیپوزوم، لیپوزوم دوناگزومه (نوع اول) و لیپوزوم دوناگزومه فاقد کلسترول (نوع دوم) هستند. آنالیزهای شکل‌گیری شامل تابع توزیع شعاعی و ناحیه سطح در دسترس حلال نشان دادند که هر کدام از لیپوزوم‌ها ساختارهای نانودیسکی کروی ایجاد کرده‌اند. لیپوزوم نوع اول یک ساختار نانودیسکی و لیپوزوم نوع دوم دو ساختار نانودیسکی ایجاد کرد. همچنین آنالیزهای انرژی شامل انرژی کل، انرژی میان‌کنش‌های واندروالس و الکترواستاتیک نشان دادند که لیپوزوم نوع اول پایدارتر است. دلیل این پایداری حضور مولکول کلسترول در ساختار این لیپوزوم است که توانایی ایجاد پیوند هیدروژنی با لیپیدهای مجاور دارد و باعث افزایش پایداری می‌شود. به‌علاوه میان‌کنش‌های آب‌گریز بین کلسترول و فسفولیپیدها و همچنین توزیع و جهت‌گیری مناسب این قسمت‌ها سهم عمده‌ای در پایداری ساختار ایفا می‌کند.

چکیده چبررسی رفتار جریان‌های حاوی ذرات فعالی همچون باکتری، موضوع جدیدی است که توانایی تعریف در کاربردهای گسترده را دارد. تحرک محلول باکتری، به‌دلیل نیروی هیدرودینامیک، نیروی برشی در اطراف سلول ایجاد می‌کند که بر رفتار سیال تاثیر می‌گذارد. در این تحقیق برای بررسی رفتار باکتری اشریشیا کلی در محیط آب/پلیمر با استفاده از رئومتر برشی، تغییرات گرانروی محلول بررسی شد. در مطالعه حاضر، با انتخاب غلظت (۰/۰۱گرم بر میلی‌لیتر) و وزن مولکولی مناسب از پلی‌وینیل‌پیرولیدن (۳۶۰کیلودالتون)، فعالیت باکتری اشریشیا کلی در آزمون رئومتری و باسرعت‌های برشی مختلف بررسی شد. همچنین، تاثیر حضور سه گونه باکتریایی اشریشیا کلی، استوباکتر گزیلینوم و استافیلوکوکوس اورئوس در میزان تنش بین سطحی سیال، به کمک آزمون ویلهلمی بررسی شد. فعالیت باکتری سبب کاهش گرانروی محلول نسبت به محلول عاری از باکتری می‌شود. همچنین داده‌های گرانروی نسبی محلول در محدوده وسیعی از سرعت‌های برشی و در رقت‌های مختلف باکتری، تحلیل شد؛ آن گونه که گرانروی نسبی در حالت رقیق و سرعت‌های برشی کم (یک‌برثانیه)، کمتر از یک و در سرعت‌های برشی بیشتر، افزایش یافته است. در این پژوهش، به‌منظور تحلیل و ارتباط حرکت جمعی، کسر حجمی باکتری ۰/۸ شد. همچنین، اگر چه میزان کاهش کشش سطحی در سه محلول باکتریایی مقادیر متفاوتی نشان دادند، اما روند کاهش تنش سطحی در آنها، می‌تواند شاهدی بر تاثیر فعالیت باکتری بر رفتار جریان‌پذیری سیال باشد. فعالیت باکتری اشریشیا کلی سبب سهولت جریان‌پذیری سیال در محدوده سرعت‌های برشی کم می‌شود. مشاهده گرانروی کاهش یافته در این ذره فعال می‌تواند کاربردهای جدیدی را با توجه به کاهش انرژی مورد نیاز برای جریان‌پذیری آن تعریف نماید.

چکیده سرطان معده پنجمین سرطان شایع در جهان است. به نظر می‌رسد که سلول‌های بنیادی واقع در تومور از خاصیت جاودانگی برخوردار بوده و مسئول مقاومت به درمان، بازگشت تومور و متاستاز باشند. امروزه مشخص شده است که miRNAها که از دسته RNAهای کوچک غیرکدکننده هستند نقش مهمی در تنظیم فعالیت سلول‌‎های بنیادی سرطان دارند. بنابراین هدف مطالعه مروری حاضر، معرفی miRNAهایی است که در تنظیم هر سه خصوصیت بنیادینگی، متاستاز و مقاومت به دارو دخیل هستند. با شناسایی این miRNAها، می‌توان از آنها به‌عنوان نشانگرهای زیستی در تشخیص و هدف‌گیری به‌منظور درمان هرچه بهتر سرطان بهره برد. در این مطالعه با استفاده از مرور سیستماتیکی و داده‌کاوی، هفت miRNA شامل miR-100، miR-107، miR-19b، miR-30a، miR-27a، miR-23a و miR-34a به دست آمد که قادر به تنظیم هر سه مسیر بنیادینگی، متاستاز و مقاومت به دارو در سرطان معده بودند و همچنین 52 عدد ژن هدف به دست آمد که از مهم‌ترین ژن‌های آن می‌توان به AXL، CD24، CD44، SIRT1، NOTCH2، NOTCH1، CDK6 و MYC اشاره کرد که در تنظیم چندین فرآیند زیستی دخالت دارند.

چکیده مهندسی هدف‌دار ژنوم تغییر دقیق ژنوم در بسیاری از موجودات زنده با استفاده از نوکلئازهای مهندسی‌شده که امروزه به‌عنوان یک تکنولوژی نوظهور با قابلیت و قدرت بالا مطرح‌شده، است. همه ابزارهای مهندسی ژنوم مبتنی بر ایجاد شکست دورشته‌ای (DSBs) در جایگاه هدف و سپس ترمیم متعاقب آن از طریق یکی از دو مسیر نوترکیبی همولوگ (HDR) یا اتصال انتهاهای غیرهمولوگ (NHEJ) هستند که از این طریق قادرند تا تغییرات ژنتیکی مورد نظر و دلخواه را ایجاد کنند. ابزارهای اصلی ویرایش ژنوم شامل اندونوکلئازهای انگشت‌روی (ZFNs)، اندونوکلئازهای افکتور شبه‌فعال‌کننده رونویسی (TALENs) و سیستم کریسپرکاس/Crispr)Cas۹)هستند. این قبیل ابزارها با ایجاد تغییرات دقیق در اطلاعات ژنتیکی برای اهداف مختلف، تحول بزرگی را در علوم مختلف به‌خصوص پزشکی، تحقیقات بیولوژیک و بیوتکنولوژی ایجاد نموده‌اند. بهبود بیماری نقص ایمنی اکتسابی (AIDS) از طریق تخریب ژن CCR۵ با میانجی‌گری ZFN یکی از مثال‌های شاخص به‌منظور نشان‌دادن قابلیت بالای ZFNs در ویرایش ژنوم است. تغییر ژنوم در موجودات زنده غیرمدل با پیدایش TALENs در سال ۲۰۱۰ امکان‌پذیر شد. سپس در سال ۲۰۱۳، سیستم CRISPR/Cas۹ باعث شد تا دوره جدیدی از تحقیقات مربوط به ویرایش ژنوم آغاز شود، به‌طوری که از آن به‌عنوان انقلابی در بیولوژی یاد می‌شود. همچنین به‌زودی ویرایش ژنوم امکان درمان بیماری‌های ژنتیکی را نیز فراهم خواهد آورد. چشم‌انداز ویرایش ژنوم در تولید محصولات و دام‌های با ویژگی‌های مفید نیز امید‌بخش است. به‌عنوان مثال می‌توان به تولید قارچ خوراکی مقاوم به قهوه‌ای‌شدن اشاره نمود، که این محصول با غیرفعال‌کردن ژن‌های کدکننده پلی‌فنول‌اکسیداز تولید شده است. تولید کلزا و برنج مقاوم به علفکش با سیستم CRISPR/Cas۹ نیز از این موارد است. این قبیل محصولات تحت عنوان محصول ویرایش‌شده‌ای که تراریخته (GMOs) نیستند، شناخته شده‌اند. در این مرور به ابزارهای اصلی ویرایش ژنوم، خلاصه‌ای از کاربرد آنها در بهبود محصولات زراعی و نسل آینده اصلاح گیاهان زراعی و منابع اصلی محاسباتی آنها پرداخته خواهد شد.

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.

چکیده ذرت یکی از گیاهانی است که به‌طور گسترده در سطح جهان به‌دلیل سازگاری بالای آن برای تامین مواد غذایی انسان، دام و همچنین مواد خام محصولات صنعتی کشت می‌شود. تحقیق حاضر با هدف گروه‌بندی لاین‌های خالص ذرت .LZea mays با استفاده از صفات آگرومورفولوژیک در راستای تولید بذر هیبرید صورت گرفت. ۱۰۰ لاین خالص ذرت هر کدام در ۶ گلدان به منزله ۶ تکرار کشت و در قالب طرح پایه کاملاً تصادفی در فضای باز محوطه گلخانه دانشکده کشاورزی دانشگاه ارومیه در سال ۱۳۹۴ چیده شدند. نتایج تجزیه واریانس نشان داد بین لاین‌ها از نظر تمامی صفات مورد مطالعه تفاوت معنی‌دار وجود دارد. ضرایب همبستگی بالایی بین صفات مورد مطالعه مشاهده شد. بالاترین ضریب همبستگی بین صفت طول چوب بلال با وزن چوب بلال (۰/۸۲۲) مشاهده شد. تجزیه رگرسیون گام‌به‌گام نشان داد صفات طول چوب بلال و وزن چوب بلال ۶۶/۴% تغییر عملکرد دانه را توجیه می‌کنند. در تجزیه کلاستر لاین‌ها در چهار دسته گروه‌بندی شدند. بیشترین فاصله براساس روش ماهانالوبیس بین کلاسترهای ۲ و ۴ برابر ۲۸/۰۷ مشاهده شد. نتایج حاصل از گروه‌بندی براساس تجزیه به مولفه‌های اصلی موید نتایج تجزیه کلاستر بود. به‌طور بالقوه ژنوتیپ‌های گروه‌های ۲ و ۴ می‌توانند به‌عنوان والدین واریته‌های هیبرید و تولید جوامع در حال تفرق استفاده شوند.

چکیده به‌دنبال غلظت بالای اوریک‌اسید، بیماری‌هایی مانند نقرس (التهاب مفاصل)، شکل‌گیری سنگ‌های کلیوی، سندرم لیش- نیهان، بیماری‌های قلبی، دیابت تیپ ۲ و سندرم‌های متابولیک ایجاد می‌شود. از جمله داروهایی که موجب کاهش سطح آن در پلاسما می‌شود آنزیم اوریکاز است. تولید، فرمولاسیون و نگهداری پروتئین‌ها نیاز به توجه خاصی دارد تا ساختار آن تغییر نکند و بیشترین میزان فعالیت و پاسخ و کمترین میزان حساسیت‎زایی به دست آید، در این مطالعه، آنزیم اوریکاز پس از کلون، ترانسفورم، بیان در باکتری اشریشیا کلی و تخلیص توسط کروماتوگرافی تمایلی،در مقایسه با نمونه رایج دارویی آنزیم Rasburicase فعالیت بالاتری داشته و نیز در همه دماهای مورد مطالعه پایداری حرارتی (۵۰، ۳۷، ۲۵، ۴ و C°۲۰-)،آنزیم اوریکاز نوترکیب دارای مقاومت بیشتری نسبت به آنزیم رایج دارویی است. حال با توجه به نتایج به‌دست‌آمده و همچنین اهمیت بالای آنزیم اوریکاز در پیشگیری، درمان و قیمت بالای این داروی وارداتی، توسعه اشکال پایدار این آنزیم میتواند به‌عنوان مصارف دارویی مد نظر قرار گیرد.

چکیده میکروRNAها ریبونوکلئیک‌اسیدهای تک‌رشته‌ای هستند که نقش‌های مهمی در فرآیندهای طبیعی سلول‌ها دارند و در برخی بیماری‌ها میزان بیان آنها تغییر می‌کند، در نتیجه می‌توان از آنها برای تشخیص بیماری‌ها استفاده کرد. بنابراین روش‌هایی برای شناسایی دقیق و حساس آنها ضروری است. در سال‌های اخیر، طراحی پروب‌های فلورسنت مبتنی بر نانوخوشه‌های فلزی و کاربرد موفق آنها در تشخیص هدف‌های مختلف همچون miRNA، ssDNA و یون‌های فلزی، توسعه یافته است. نانوخوشه‌های فلزی بر پایه داربست DNA دارای ویژگی‌هایی همچون پایداری نوری عالی، اندازه کمتر از نانومتر، سمیت کم و زیست‌سازگاری هستند؛ بنابراین گزینه مناسبی برای مطالعات زیستی هستند. در این پروژه برای اولین‌بار از نانوخوشه‌های نقره مبنی بر DNA استفاده شده است که در حضور توالی هدف(miR_۱۰۳) که بیومارکری برای تشخیص زودهنگام سرطان روده بزرگ است، نشر آنها افزایش یافت. نانوخوشه‌ها به روش کاهش شیمیایی تولید شدند و خصوصیات آنها با تکنیک‌های تصویربرداری الکترونی عبوری (TEM) و پراکندگی دینامیکی نور (DLS) مورد بررسی قرار گرفت. حد تشخیص در نانوزیست حسگر طراحی‌شده ۰/۶۴پیکومولار است و می‌تواند به‌عنوان ابزاری برای بررسی microRNAها در نمونه‌های زیستی و تشخیص‌های کلینیکی زودهنگام با دقت و حساسیت بالا به کار گرفته شود.

چکیده مخمرهای جنس ساکارومایسس سرویزیه امروزه کاربردهای وسیعی در بیوتکنولوژی داشته که مطالعات متعددی در این باره صورت گرفته است. از آنها به‌عنوان مکمل غذایی در پرورش انواع موجودات به‌ویژه آبزیان استفاده می‌شود. گونه‌های این جنس حتی به‌عنوان پروبیوتیک نیز مطرح هستند که اثرات مفید زیادی در رشد موجودات دارند و می‌توانند در انواع سوبستراهای ضایعاتی ارزان‌قیمت و دردسترس از جمله هیدروکربن‌ها و مواد نفتی نیز پرورش یابند. بنابراین یافتن محیط کشت مناسب و ارزان‌‍قیمت برای افزایش رشد بهینه مخمرها حائز اهمیت است. در مطالعه حاضر ضمن بررسی تنوع گونه‌های مخمر ساکارومایسس شناسایی‌شده فلور روده ماهیان قزل‌آلای پرورشی شهرستان ارومیه، بهینه شرایط رشد و پرورش این گونه‌ها در محیط‌های کشت مختلف شاملYPD ،YPAD،YPG،YPACوDM مورد بررسی قرار گرفت. این تحقیق ضمن تاکید بر تنوع سویه‌ای مخمرهای ساکارومایسس سرویزیه نشان داد که این مخمرها بهترین رشد را در محیط YPAD دارند که می‌تواند نیازهای اولیه رشد آنها را تامین کند.

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 سیستم‌های متداول تصفیه فاضلاب قادر به حذف موثر فسفر نیستند. ورود فسفر به منابع آبی موجب ایجاد یوتریفیکاسیون می‌شود. یکی از روش‌های حذف فسفر استفاده از ریزجلبک‌ها است. با این روش علاوه بر کمک به تصفیه پیشرفته فاضلاب می‌توان زیست‌توده که کاربردهای فراوانی دارد، تولید نمود. هدف مطالعه حاضر تعیین و مقایسه میزان حذف فسفر و تولید ریزجلبک اسپیرولینا درفتوبیوراکتور با استفاده از دو نوع فاضلاب تصفیه‌شده بود. آزمایش‌ها با ساخت فتوبیوراکتور و تزریق هوا به‌وسیله دیفیوزر حباب ریز در راکتورهای حاوی فاضلاب انجام شد. منبع نور در این آزمایش لامپ‌های فلورسنت سفید بودند و به‌صورت تابش متناوب طراحی شد. از پساب تصفیه‌خانه فاضلاب شهری و فاضلاب تصفیه‌شده سرویس بهداشتی به‌عنوان محیط کشت در فتوبیوراکتور استفاده شد. غلظت فسفر در فاضلاب تصفیه‌شده به روش اسپکتروفتومتری در طول موج ۶۹۰نانومتر اندازه‌گیری شد. میزان حذف فسفر و تولید زیست‌توده در محیط کشت‌های حاوی فاضلاب با غلظت‌های مختلف فسفر اندازه‌گیری شد. غلظت اولیه فسفر در فاضلاب تصفیه‌شده شهری و در فاضلاب سرویس بهداشتی به‌ترتیب ۱/۹۶ و ۰/۴میلیگرم در لیتر بود. در کشت با فاضلاب شهری در مدت ۸ روز ۷۱/۹% فسفر حذف شد و ۰/۱۸گرم در لیتر زیست‌توده تولید شد. در آزمایش با فاضلاب تصفیه‌شده سرویس بهداشتی در مدت ۸ روز ۳۷% فسفر حذف شد و غلظت زیست‌توده به ۰/۰۲۵گرم در لیتر افزایش یافت. با کاهش غلظت فسفر در فاضلاب، میزان تولید زیست‌توده و درصد حذف فسفر کاهش یافت. می‌توان نتیجه گرفت که ریزجلبک اسپیرولینا قادر به حذف فسفر از فاضلاب تصفیه‌شده و تولید زیست‌توده است.