زیست فناوری

چکیده اهداف: دراین کار پژوهشی هدف استخراج، جداسازی، خالص سازی، شناسایی و تعیین درصد دو ترکیب طبیعی پروتوکاتکوئیک اسید و گالیک اسید با راندمان بالا از گیاه سماق می باشد بعلت اینکه خواص ضدمیکروبی، ضدویروسی، ضدقارچ، ضد دیابت، ضدحشره و انگل و آنتی اکسیدانی خوبی از خود نشان می دهند. در ادامه جهت افزایش اثرپذیری داروئی این ترکیبات مشتقات سیلیله آنها تهیه شد.
مواد و روش ها: در این تحقیق گیاه سماق ازدرختان منطقه نقده، از درختان منطقه جنگلهای ارس باران و از درختان منطقه روستای شیتنه جمع آوری، در سایه خشک و آسیاب گردیدپس از عصاره گیری، برای شناسائی دو ترکیب مهم و مشتقات سیلیل دارآنها از روشهای FT-IR، 1H-NMR،13C-NMR ، GC-Mass، DSC، XRD و HPLC استفاده شد
یافته ها: با توجه به انجام آزمایشهای متعدد، نتیجه گیری می شود که نمونه میوه گیاه سماق ایرانی منطقه ارسباران دارای بیشترین مقادیر گالیک اسید(99/2 درصد) و پروتوکاتکوئیک اسید(902/2 درصد) می باشد. همچنین نتیجه می­گیریم که نوع خاک و محل رویش یک جنس در مواد موثره و طعم و رنگ آن کاملا تاثیر دارد. با سیلیل دارکردن این ترکیبات خصلت لیپوفیلی بشدت افزایش می یابد.
نتیجه گیری: در این کار پژوهشی دو ترکیب طبیعی با راندمان بالا از نمونه های گیاه سماق استخراج شد. در ادامه با توجه به خواص دارویی آنها، مشتقات سیلیله تهیه و ساختار آنها با روشهای طیف سنجی مورد شناسائی قرار گرفتند. با این روش میزان نفوذپذیری آنها از غشا سلولی به سهولت انجام می گیرد و اثر داروئی به میزان زیادی افزایش می یابد.

چکیده کوآنزیم Q₁₀ جزیی از زنجیره تنفسی است که با انتقال الکترون، سبب تولید انرژی می گردد. امروزه به دلیل تقاضای روزافزون کوآنزیم Q₁₀، تولید آن رو به افزایش است. در این پژوهش اثر عصاره حاوی کارتنوئید استخراج شده از فلفل دولمه ای به عنوان یک پیش ساز جهت افزایش تولید کوآنزیم Q₁₀ توسط Gluconobacter japonicus FM10 مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور ابتدا کارتنوئید کل موجود در چهار رنگ فلفل دولمه ای استخراج و سپس حداقل غلظت بازدارنده رشد این عصاره ها اندازه گیری شد. در مرحله بعد، اثر عصاره ها بر تولید کوآنزیم Q₁₀ در دو فاز رشد سکون و لگاریتمی به صورت مجزا مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که تولید کوآنزیم Q₁₀ در حضور عصاره فلفل دولمه ای افزایش پیدا کرد (1/4 میلی گرم در لیتر در حضور عصاره فلفل دولمه ای قرمز). در واقع 5/1 برابر بیش از زمانی که هیچ عصاره ای افزوده نشد. افزودن عصاره فلفل قرمز در فاز لگاریتمی نیز سبب افزایش کوآنزیم Q₁₀ تا 9/4 میلی گرم بر لیتر شد در حالی که افزودن آن در فاز سکون بر تولید کوآنزیم Q₁₀اثری نداشت. از اینرو می توان نتیجه گرفت که کارتنوئیدهای موجود در عصاره فلفل با تاثیر بر رشد سلولی و افزایش آن سبب افزایش تولید کوآنزیم Q₁₀ می شود. لذا می توان عصاره کارتنوئیدی فلفل دولمه ای را به عنوان پیش ساز مناسبی جهت افزایش تولید کوآنزیم Q₁₀ معرفی نمود.

چکیده شیمی‌درمانی به‌عنوان یکی از مؤثرترین و رایج‌ترین روش‌های درمانی سرطان است. مقاومت چند دارویی و عوارض جانبی دارویی از موانع بزرگ بر سر راه یک شیمی‌درمانی موفق به شمار می‌آید. برای مقابله با این محدودیت‌ها و دستیابی به اثربخشی بهتر داروها، درمان ترکیبی مبتنی بر نانو سامانه‌ها یک رویکرد امیدوارکننده را پیشنهاد می‌دهد. هدف این مطالعه، سنتز، مشخصه یابی و بررسی اثر هم‌افزایی نانولیپوزوم‌های بارگذاری شده با داروی دوکسوروبیسین و اپی‌گالو کاتچین-3-گالات بر روی رده سلولی سرطان سینه MCF-7 می‌باشد. در مطالعه حاضر نانولیپوزوم‌ها با استفاده از روش بارگذاری غیرفعال و آب پوشانی لایه‌نازک تهیه گردید. توزیع اندازه، پتانسیل زتا، میزان بارگذاری، منحنی رهایش دارو و سمیت نانولیپوزوم‌ها بعد از تهیه اندازه‌گیری شد. میانگین قطر نانولیپوزوم‌ها 6.0 ± 5/82 نانومتر، بار سطحی آن‌ها 2/24˗ میلی ولت و میزان بارگذاری داروها در حدود 80 درصد به دست آمد. تعامل داروی دوکسوروبیسین و اپی‌گالو کاتچین-3-گالات با نانولیپوزوم‌ها از طریق پیوند الکترواستاتیک و واندروالسی بوده و اپی‌گالو کاتچین-3-گالات بر روی منحنی رهایش دوکسوروبیسین اثر کاهشی گذاشته درصورتی‌که اختلاف مشاهده شده معنی‌دار نمی باشد. داده‌های سمیت نشان می‌دهد استفاده هم‌زمان این دو دارو منجر به افزایش سمیت سلولی می‌شود. نانولیپوزوم‌های حاوی دوکسوروبیسین در درمان تک دارویی با غلظت ^3-10×5 میکرومولار قادر به کاهش زنده‌مانی به زیر 50 درصد نبوده، اما در ترکیب با اپی‌گالو کاتچین-3-گالات باعث کاهش درصد زنده‌مانی به زیر 50 درصد می‌شود و درنتیجه میزان مصرف داروی شیمیایی دوکسوروبیسین به میزان چشم‌گیری کاهش می‌یابد. درنتیجه تجویز هم‌زمان اپی‌گالو کاتچین-3-گالات با دوکسوروبیسین می‌تواند کاندید مناسبی برای شیمی‌درمانی باشد.

چکیده یکی از اهداف اصلی زیست فناوری گیاهی ارائه تکنیکی ایمن و کارا جهت انتقال ژن به سلول‌های گیاه است. تا به امروز متداول‌ترین و موفق‌ترین روش انتقال ژن در گیاهان، انتقال به کمک اگروباکتریوم بوده که البته با محدودیت‌هایی از جمله نوع گیاه میزبان روبرو ‌می‌باشد. به منظور رفع این محدودیت‌ها و بهینه سازی انتقال ژن، تکنیک‌های مختلفی پیشنهاد شده است اما هیچ یک از آنها جایگزین مناسبی برای اگروباکتریوم نبوده‌اند. در سال‌های اخیر فناوری نانو به عنوان راهکار جدیدی جهت فائق آمدن به محدودیت‌های زیست فناوری مورد توجه قرار گرفته است‌. طراحی و استفاده از نانوساختارهای زیست سازگاری که توانایی عبور از موانع سلولی و قابلیت انتقال هدفمند مواد را دارند دستاوردهای زیستی را بهبود بخشیده است.‌‌‌ در این تحقیق نانولوله‌ی کربن که یکی از نانوذرات پرکاربرد و ناقلین موفق ماکرومولکول‌ها به سلول‌های پستانداران است برای نخستین بار جهت انتقال ژن به سلول گیاه مورد بررسی قرار گرفت. به این منظور تلاش شد با کمک نانولوله‌های کربنی تک دیواره‌ای که با آرژنین عامل‌دار شده بودند (Arg-SWNT)، DNA پلاسمیدی حامل ژن گزارشگر GFP (کد کننده پروتئین نشر‌دهنده نور سبز) به سلول‌های توتون (در شرایط سوسپانسیون) انتقال داده شود. بر اساس نتایج به‌دست آمده نانولوله‌های کربنی تک دیواره (SWNT) توانستند در حالی‌که DNA پلاسمیدی به آنها متصل بود از دیواره سلولی و غشا پلاسمایی عبور کنند. تصاویر به‌دست آمده از میکروسکوپ فلورسنت موفقیت در انتقال ژن به کمک Arg-SWNT را تأیید می‌کند.

چکیده این مطالعه با هدف تولید ماهی کایمر حاصل از پیوند درون صفاقی SSCs ماهی آزاد دریای خزر به لارو‌‌های تازه تفریخ شده قزل‌آلای رنگین کمان اجرا گردید. سلول‌های اسپرماتوگونی از بافت بیضه ماهی آزاد 8 ماهه با روش هضم آنزیمی استخراج شدند. از روش حذف تمایزی برای تخلیص سلول‌های اسپرماتوگونی استفاده شد. پس از 48 ساعت کشت در محیط L15 حاوی سرم 10%، سلول‌های لایه رویی جمع آوری و با رنگ فلورسنت غشایی PKH26 رنگ آمیزی شدند. سلول‌ها به حفره صفاقی لارو‌های تازه تفریخ شده قزل آلای رنگین کمان پیوند شدند. لارو‌ها 15 و 30 روز پس از پیوند با استفاده از میکروسکوپ فلورسنت مورد بررسی قرار گرفتند. 180 روز ماه پس از پیوند گناد ماهیان پیوند شده برای آنالیز‌های مولکولی استخراج شدند. سلول‌های پیوند شده به سمت گناد در حال تکوین قزل آلای رنگین کمان مهاجرت و کلون زایی کردند. حضور سلول‌های ماهی آزاد دریای خزر در 4/41 درصد از گناد ماهیان قزل آلای رنگین کمان با استفاده از PCR تایید شد. نتایج این مطالعه برای اولین بار پیوند موفقیت آمیز بین گونه‌ای را در قزل آلای رنگین کمان نشان داد. این مطالعه نشان داد که سلول‌های سوماتیک قزل آلای رنگین کمان قادرند سلول‌های اسپرماتوگونی ماهی آزاد دریای خزر را حمایت کنند. پیوند بین گونه‌ای سلول‌های اسپرماتوگونی دریچه جدیدی را برای حفاظت نژاد‌های کمیاب و گونه‌های در معرض تهدید گشوده است بنابراین پیوند SSCs به عنوان یک روش کاربردی برای حفاظت ذخایر ژنتیکی این گونه با ارزش قابل پیشنهاد می باشد.

چکیده ریزجلبک Aurantiochytrium sp. shy حاوی مقدار زیادی اسیدهای چرب چندغیر اشباعی (PUFA)، به­ویژه اسید دوکوزاهگزانوئیک است و می‌تواند استفادۀ دارویی داشته باشد. در این پژوهش برای به حداکثر رساندن میزان زیست‌توده ، تأثیر عواملی مثل گلوکز، عصاره گوشت، مونوسدیم گلوتامات و نمک دریا هم­زمان با روش پاسخ سطح بررسی شد. در بررسی هم­زمان و با درنظرداشتن اثر متقابل، بیشترین میزان زیست‌توده (g/L1/7) در غلظت‌های (گرم بر لیتر) گلوکز (60)، عصاره گوشت (6)، مونوسدیم گلوتامات (6) و نمک دریا (ppt25) به دست آمد. آنالیز سویه نشان داد میزان چربی بالاتر از 30درصد وزن خشک سلولی است و اسید پالمتیک و DHA قسمت عمده اسیدهای چرب را تشکیل می‌دهند. در حالت انفرادی، عصاره گوشت بیشترین تأثیر را دارد. ولی در حالت ترکیبی، برهمکنش گلوکز و عصاره گوشت در مقایسه با بقیه بیشترین تأثیر را داشته است. اگر میزان عصاره گوشت کافی باشد، افزایش گلوکز سبب می­­شود زیست‌توده افزایش یابد. به­عبارتی، تأثیر مقدار گلوکز بر زیست‌توده کاملاً به مقدار عصاره گوشت وابسته است. در شرایط بهینه، نسبت گلوکز به عصاره گوشت برابر 10 و نسبت C/N برابر 5 بود. با توجه به رشد هتروتروفیک سریع و پتانسیل بالای این سویه در تولید زیست‌توده و توانمندی آن در تولید اسید چرب دوکوزاهگزانوئیک، به نظر می‌رسد سویه مورد مطالعه با بهبود شرایط تولید و عوامل مغذی، توانایی تولید زیست‌توده بالایی را داشته باشد.
کلید واژگان: بهینه­سازی، زیست‌توده ، روش پاسخ سطح، ریز جلبک Aurantiochytrium sp. shy، عوامل مغذی .

چکیده روند توسعه پایدار محیط زیست و اقتصاد، موجب بحث در مقیاس بزرگ استفاده از زباله­های دریایی شده است. میگو در سال­های اخیر بخش مهمی از صنایع غذایی را تشکیل داده است. زباله­های انباشته شده میگو بدون استفاده مناسب، منجر به نابودی منابع و مشکلات دفع زباله و آلودگی محیط زیست شده است. تخمیر پسماند میگو با میکروارگانیسم­ها یک روش برای بازیابی مواد بیولوژیکی فعال است. کیتیناز باکتریایی به عنوان آنزیم تجزیه کننده در نظر گرفته می­شود، که باندهای گلیکوزیدی را در کیتین می­شکند. در این مطالعه باکتری­های تجزیه کننده کیتین از محیط­های متفاوت جدا شده و سپس کارآمدترین انتخاب گردید. سپس با خصوصیات میکروسکوپی، فیزیولوژیکی و خصوصیات مولکولی با تعیین توالی ژن SrRNA16 شناسایی شده و با سویه Bacillus.licheniformis که بیشترین میزان کیتیناز تاکنون از آن گزارش گردیده است، مورد مقایسه قرار گرفت. سویه جدا شده Bacillus.altitudinis شناسایی شد و قادر است کیتیناز مقاوم به حرارت بالا، با فعالیت آنزیم U/mL 1/5 در طول 4 روز بر روی پوست میگو تولید کند، ولی بر روی نوترینت آگار در شرایط عادی رشد نمی­کند. بنابراین استفاده از آن آلودگی برای محیط زیست ایجاد نمی کند. در نتیجه میزان فعالیت کیتیناز، روش ساده و ارزان جدا سازی آن، مقاومت بالای آنزیم در شرایط دمایی بالا، فعالیت در محدوده وسیع pH و استفاده از سوبسترای ارزان پوست میگو کیفیت برتر کاربردی این سویه را در تخمیر پوست میگو نشان می­دهد.

چکیده یکی از روش‌های نوین پاکسازی آب‌های زیرزمینی آلوده به ترکیبات نفتی، استفاده از ترکیبات آزادکننده اکسیژن است. این ترکیبات می­توانند با آزاد کردن رادیکالهای آزاد، آلاینده را به صورت شیمیایی تخریب کنند و یا با اکسیژن رسانی به بستر آب زیرزمینی، ضمن تحریک میکروارگانیسم های بومی، منجر به حذف زیستی آلاینده شوند. در پژوهش حاضر، نانوذرات پراکسید کلسیم (CaO₂) جهت تأمین اکسیژن مورد نیاز برای رشد و فعالیت میکروارگانیسم‌های ساکن آب زیرزمینی در آزمایش‌های ناپیوسته به­کاربرده­شد و تأثیر عوامل مختلف همچون میزان نانوذرات در آب، دما و pH بر عملکرد نانوذرات در حذف آلاینده مدل (نفتالین) در غلظت اولیه ppm 20 مطالعه شد. نتایج نشان داد که در حضور mg/L 400 از نانوذرات CaO₂ و در دمای ^oC 0.5± 30و pH اولیه خنثی، جمعیت میکروبی آب زیرزمینی به بالاترین حد خود رسید و با حفظ شرایط خنثی و یا جلوگیری از افزایش یا کاهش شدید pH، 100‌% نفتالین محلول به طور کامل پس از 20 روز حذف شد. همچنین، نفتالین در pHهای 3، 4/7 و 12 و دمای ^oC 0.5± 15به ترتیب در روزهای 2، 20 و 30 به طور کامل از نمونه‌ها حذف شد که نشان­دهنده غالب و سریع بودن واکنش اکسیداسیون شیمیایی در شرایط اسیدی است. در دماهای0.5± 15 و ^oC 0.5±30 نیز آلاینده در روزهای 20 و 15 از آب زیرزمینی به طور کامل حذف شد. در عین حال با کاهش دما به ^oC 4 به جهت افت فعالیت میکروبی و سرعت واکنشهای شیمیایی، تنها 75‌% از آلاینده طی 30 روز بررسی، حذف شد.

چکیده میکروسکوپِ فلورسانسِ بازتاب-داخلی-کلی ابزاری کارا، برای مشاهده و ثبت پدیده­های رخ داده در فاصله­ای کمتر از صد نانومتر است. از این ویژگی منحصر بفرد میکروسکوپ، برای بررسی "کیفی" اسکلت سلولی، در نزدیکی سطح زیرینِ سلول استفاده می­شود. در این مقاله، توزیع اکتین­ها در فاصله­ی کمتر از صد نانومتری از سطحِ تماسِ سلول با بستر زیرین، با استفاده از میکروسکوپِ فلورسانسِ بازتاب-داخلی-کلی برپایه ی منشور، تصویربرداری شده است. کمی­سازی اکتین­های اسکلت سلولی برای بررسی خزیدن سلول‌ها از لحظه اتصال اولیه به بستر زیرین تا آغاز حرکت از اهمیت بالایی برخوردار است؛ بدین­جهت در این مقاله، با استفاده از محاسبه توزیع سطحی-حجمی مولکول­های فام­ساز، روشی برای "کمی­سازی" توزیع مولکول­های فام­ساز در نزدیکیِ سطح زیرین سلول، ارایه شده است. این روش جدید، امکان مطالعه خزیدن سلول براساس تصویربرداری لحظه­ای از سطح سلول را از طریق محاسبه توزیع موضعی مولکول­های فام­ساز در آن ناحیه فراهم می­کند.