فهرست مطالب

زیست فناوری دانشگاه تربیت مدرس - سال دهم شماره 2 (بهار 1398)
  • سال دهم شماره 2 (بهار 1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/03/31
  • تعداد عناوین: 20
|
  • فاطمه وحدانی، حسین غفوری*، سجاد صاری خان صفحات 165-172

    اعضای خانواده پروتئین های شوک حرارتی 70 (Hsp70) از اجزای مرکزی شبکه سلولی چپرون های مولکولی و کاتالیزکننده های تاخوردگی هستند. ژن کدکننده یک پروتئین مربوط به Hsp70 یا DnaK در حوزه باکتری ها dnaK نامیده می شود. پروتئین های DnaK در تاخوردگی ازنو پروتئین، تشکیل و تفکیک کمپلکس های پروتئینی و تخریب پروتئین های بدتاخورده دخیل هستند. ژن dnaJ که کدکننده Hsp40 در باکتری ها است، با نقش کوچپرونی تنظیم کننده فعالیت های DnaK است. در این مطالعه، DnaK از باکتری باسیلوس هالودورانس Guj1 (Bacillus halodurans Guj1) را شناسایی، کلون و بیان شد. ژن dnaK از باسیلوس هالودورانس Guj1، با استفاده از سیستم بیانیpET-28a+ به طور موفقیت آمیز در اشریشیا کلی سویه BL21 (DE3) بیان شد. قالب صحیح خوانش ژن کلون شده، دارای 1839جفت باز بوده که کدکننده 612 باقی مانده آمینواسیدی است. وزن مولکولی و pI محاسبه شده پروتئین به ترتیب 18/66کیلودالتون و 55/4 است. توالی آمینواسیدی به دست آمده باسیلوس هالودورانس Guj1 حدود 60% با همتای خود در E. coli یکسانی دارد. ساختار سه بعدی DnaK در باسیلوس هالودورانس با الگو قراردادن ساختار کریستالی BiP (عضوی از خانواده HSP70 در انسان) ساخته شد، که نشان دهنده یکسانی 88/08% با هم است. DnaK نوترکیب که توسط تیمار حرارتی به طور جزئی خالص شد، در SDS-PAGE یک باند تقریبا 70کیلودالتونی دارد. یافته های ما نشان داد که DnaK نوترکیب، بهبوددهنده کارآیی 27% دوباره تاخوردگی کربونیک انهیدراز بعد از قرارگیری در °C54 به مدت یک ساعت است. بنابر نتایج به دست آمده، DnaK از باسیلوس هالودورانس به طور ذاتی می تواند به منظور بهبود ویژگی های عملکردی آنزیم ها و پروتئین ها، در کاربردهای مختلف استفاده شود.

    کلیدواژگان: Bacillus halodurans، DnaK، کلونینگ، فعالیت چپرونی
  • شیرین رشیدی، محمدرضا عبداللهی*، حسن ساریخانی، سید سعید موسوی صفحات 173-181

    تولید گیاهان هاپلویید مضاعف می تواند به عنوان روشی کارآمد در اصلاح گیاهان مورد استفاده قرار گیرد. در این تحقیق به منظور تولید گیاهان هاپلویید نخود، بساک های رقم بیونیج به طول یک میلی متر و حاوی میکروسپورهای مرحله تک هسته ای، از غنچه های 3میلی متری جداشده و درون میکروتیوب های 2میلی لیتری حاوی 5/1میلی لیتر محیط RM-IK در معرض پیش تیمارهای مختلف سانتریفیوژ (g150، g300 و g600 هر کدام به مدت 3، 6 و 10دقیقه) و شوک الکتریکی (صفر، 100، 150 و 200ولت) قرار گرفتند. بساک های تیمارشده در محیط کشت EDM حاوی 10میلی گرم در لیتر توفوردی و 10میلی گرم در لیتر نیترات نقره به منظور القای کالوس و رویان کشت شدند. نتایج به دست آمده، اختلاف آماری معنی داری را بین سطوح مختلف سانتریفیوژ، سطوح مختلف شوک الکتریکی و اثرات متقابل آنها از نظر صفات مورد مطالعه نشان داد. بیشترین درصد رویان زایی در پیش تیمارهای سانتریفیوژ g150 به مدت 6دقیقه و g300 به مدت 3دقیقه، ترکیب پیش تیمار سانتریفیوژ g150 به مدت 3دقیقه با شوک الکتریکی 150ولت، پیش تیمار سانتریفیوژ g300 به مدت 6دقیقه، پیش تیمار سانتریفیوژ g300 به مدت 10دقیقه و ترکیب پیش تیمار سانتریفیوژ g150 به مدت 3دقیقه و شوک الکتریکی 200 مشاهده شد در حالی که بیشترین درصد باززایی گیاهچه از پیش تیمارهای سانتریفیوژ g300 به مدت 6دقیقه و همچنین ترکیب پیش تیمار سانتریفیوژ g150 به مدت 3دقیقه با شوک الکتریکی 150ولت به دست آمد.

    کلیدواژگان: رویان زایی، سانتریفیوژ، شوک الکتریکی، کشت بساک، نخود
  • سید ابوالقاسم تیموری، عدنان حبیبی، فرشید پژوم شریعتی، قربانعلی نعمت زاده، حسین دلاوری امرئی* صفحات 183-186

    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، 2میلی لیتر از ریزجلبک کلرلا سالینا در شرایط آزمایشگاهی به 400میلی لیتر پساب سنتزی لبنی اضافه شد. طی دوره رشد غلظت نیترات و فسفات موجود در پساب سنتزی برای روزهای 1، 3، 5 و 7 با روش استاندارد (APHA) اندازه گیری شد. براساس نتایج حاصل حذف نیترات و فسفات توسط کلرلا سالینا به ترتیب برابر 100٪ و 95٪ بوده است. همچنین بیشترین میزان زیست توده تولیدی در طول هفت روز برابر با 0/7گرم بر لیتر به دست آمده است. از این تحقیق می توان نتیجه گرفت که این ریزجلبک توانایی بالایی برای کاهش نیترات و فسفات از پساب سنتزی لبنی را دارد و می توان در پالایش فاضلاب خروجی از تصفیه خانه های لبنی قبل از ورود به محیط زیست مورد استفاده قرار گیرد.

    کلیدواژگان: کلرلا سالینا، حذف نیترات، پساب سنتزی لبنی، حذف فسفات، ریزجلبک
  • سمانه جارچی، فرنگیس عطایی*، سامان حسینخانی صفحات 187-192

    لوسیفراز حشره شب تاب P. py یک آنزیم پراکسیزومی است که موجب تبدیل سوبسترای هتروسیکلیک لوسیفرین به یک حدواسط اکسی لوسیفرین در حضور Mg+2-ATP و اکسیژن مولکولی می شود. اکسی لوسیفرین برانگیخته با نشر نور مریی به حالت پایه می رسد. لومینسانس به دلایل متعددی از جمله سرعت سنجش، حساسیت بالا و آسان بودن روش کار، کاربرد وسیعی دارد. برخلاف کاربرد متعدد، لوسیفراز در برابر تغییرات فیزیکی و شیمیایی بسیار حساس است بنابراین حساسیت و دقت آن کاهش می یابد. 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 220-206 (شامل K206، R213 و R218) و 341-329 (شامل K329، R330 و R337). در این مطالعه، جهش زایی هدفدار در ناحیه R330 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 5/7 به 8 و افزایش غیرفعال شدن حرارتی در خصوصیات آنزیم ایجاد کرد. براساس نتایج، اگرچه آرژنین 330 یک رزیدوی حفاظت شده است ولی روی پایداری در برابر هضم پروتئولیتیکی تریپسین تاثیری نداشت.

    کلیدواژگان: لوسیفراز، جهش زایی هدفدار، پروتئولیز، آرژنین 330، عملکرد
  • فاطمه عسگری، رویا مهین پور*، نوشین حقیقی پور*، لیلا مرادی صفحات 193-200

    لوسمی میلوئیدی مزمن (CML) یک بیماری بدخیمی خونی همراه با نوعی اختلال کروموزومی است و به عنوان یکی از انواع شایع لوسمی ‏ها شناخته شده است. خانواده کرومن‏ ها خواص ضد‏سرطانی قوی از خود نشان می‏دهند. بنابراین در این پژوهش اثر دو مشتق از خانواده دی‏ هیدرو‏پیرانو [2, 3-g] کرومن بر سمیت سلولی و القای آپوپتوز در سلول‏ های سرطانی K562 و مقایسه آن با سلول‏ های نرمال تک هسته ‏ای خون محیطی (PBMC) بررسی شد. رده سلولی K562 در حضور مشتق‏ های کرومن ذکرشده در غلظت ‏های 200-40میکرومولار و زمان 24-72ساعت کشت شد. اثر این ترکیب‏ ها بر رشد و زنده‏ مانی سلول ‏های K562 و PBMC از طریق سنجش MTT و القای آپوپتوز با فلوسایتومتری مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که این مشتق‏ های کرومنی رشد رده سلولی K562 را مهار می‏ کنند. همچنین با افزایش غلظت و زمان تیمار، سمیت سلولی افزایش یافت. از میان این دو ترکیب 4-No2pgC (2/75±129=IC50) سمیت بالا و 4-MePgC (3/42±214=IC50) سمیت پایین را پس از 72ساعت تیمار بر رده سلولی K562 نشان داد. همچنین نتایج فلوسایتومتری اثر القای آپوپتوز از طریق این ترکیب‏ها را بر رده سلولی K562 نشان داد. براساس نتایج حاصل از این پژوهش، مشتق‏ های کرومن می‏توانند آپوپتوز را در رده سلولی K562 القا کنند و این ترکیب‏ ها نسبت به سلول‏ های سرطانی، اثر سمیت کمتری بر سلول نرمال دارند و در نتیجه این ترکیب ‏ها می‏ توانند به عنوان کاندیدای مناسبی برای درمان بدخیمی ‏های خونی مورد بررسی قرار گیرند.

    کلیدواژگان: مشتق های دی هیدرو پیرانو [2، 3-g] کرومن، لوسمی میلوئیدی مزمن، سمیت سلولی، آپوپتوز
  • راضیه صباغ، علی اکبر حدادمشهدریزه*، سمانه دولت آبادی صفحات 201-209

    ایمنوتوکسین ها با قابلیت هدف گذاری هوشمند و القای مرگ سلول های سرطانی مبتنی بر حضور لیگاند اختصاصی مرتبط با آنتی ژن و بخش توکسینی راهکاری اساسی در درمان بیماری های سرطانی هستند. بنابراین آشکارسازی آنتی ژن های اختصاصی سطح سلول های سرطانی و اجزای تشکیل دهنده این نوع از داروها و سرهم بندی 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 29 آنتی ژن با قابلیت بیان در سطح سلول های سرطانی تخمدان با بیشترین و اختصاصی ترین بیان در ارتباط با آنتی ژن های MAGE4 و CA125 شد. مدل ساختاری MAGE4 تعیین و الگوی بیانی آن بر سطح غشای مبتنی بر حضور پروتئین های HLA تعیین شد. از سویی دیگر، بین مولکول های پروتئینی قابل اتصال به این آنتی ژن TRIM69 به عنوان کارآمدترین لیگاندها انتخاب شد. در ادامه، سرهم بندی دمین توکسینی مشتق از کورینه باکتریوم دیفتری به لیگاند انتخابی با استفاده از لینکر (GGGGS)3 در 5 حالت مختلف منجر به ایجاد 50 سازه نوترکیب با کیفیت و ساختار متفاوت شد که در این میان مدل ساختاری داروی پروتئینی کدشده از سازه S4، بهترین پایداری ساختاری و عملکردی از دیدگاه میل اتصالی و ایمنوژنسیتی پس از قرارگیری در شرایط شبه واقعی را نشان داد. به طور کلی نتایج حاصل از این تحقیق منجر به معرفی آنتی ژن MAGE4 به ‎عنوان نامزدی مناسب در اهداف داروهای ایمنوتوکسینی موثر بر علیه تخمدان و طراحی ایمنوتوکسینی موثر بر این آنتی ژن با قابلیت مطلوب ساختاری و عملکردی شد که باید مورد آزمون های آزمایشگاهی قرار گیرد.

    کلیدواژگان: ایمنوتوکسین، توکسین، لیگاند، آنتی ژن، MAGE4 و TRIM69
  • شبنم شمع ریز، حمیده افقی* صفحات 211-221

    با توجه به کاربرد گسترده پروتئین ها در زمینه های مختلف علمی و صنعتی و عدم امکان استخراج بهینه و مقرون به صرفه آنها از منابع طبیعی، بهترین راه چاره برای دستیابی به منبعی نامحدود از این مولکول های پیچیده زیستی استفاده از تکنولوژی پروتئین نوترکیب است. طی دهه های گذشته پیشرفت های حاصل در زمینه مهندسی ژنتیک و دست ورزی موجودات مختلف منجر به توسعه شمار زیادی از سیستم های بیانی برای تولید انواع مختلف پروتئین ها به صورت محلول و فعال زیستی شده است. امروزه یکی از مطرح ترین سیستم های بیان برای تولید پروتئین های نوترکیب، ریزجلبک ها هستند. ریزجلبک ها گروه بزرگی از موجودات فتوسنتزکننده میکروسکوپی هستند که در اکوسیستم های آبی زندگی می کنند. بیشتر پیشرفت ها در این زمینه با استفاده از کلامیدوموناس رینهارتی (Chlamydomonas reinhardtii)، ریزجلبک یوکاریوتی تک سلولی و فتوسنتزکننده، به عنوان موجود مدل حاصل شده است. در این مطالعه ابتدا سیستم های بیانی مختلف و مزایای سیستم کلامیدوموناس رینهارتی مورد بررسی قرار گرفته، سپس به شرح تفضیلی ساختار و چرخه زندگی این جلبک استراتژی های موجود برای مهندسی هر سه ژنوم هسته ای، کلروپلاستی و میتوکندریایی آن به منظور تولید سویه های نوترکیب و انواع سیستم ها و محیط کشت های مورد نیاز برای کشت آن پرداخته و در پایان مراکز کشت و نگهداری ریزجلبک ها، از جمله کلامیدوموناس رینهارتی در جهان را معرفی می کنیم.

    کلیدواژگان: ریزجلبک، مهندسی ژنتیک، پروتئین نوترکیب، همسانه سازی
  • ندا علمدار، بهنام راسخ*، فاطمه یزدیان صفحات 223-229

    بیوسورفکتانت ها ترکیبات کاهش دهنده کشش سطحی بوده که توسط طیف گسترده ای از میکروارگانیزم ها تولید می شوند. این ترکیبات سبب تسهیل در جذب سوبستراهای غیرقابل حل توسط سلول های میکروبی می شوند. ارزشمندترین جنبه کاربردی بیوسورفاکتانت ها به ویژه رامنولیپید حاصل از سودوموناس آئروژینوزا مربوط به صنعت نفت بوده که به منظور تسهیل استخراج و انتقال نفت خام و پاکسازی نفت کش ها می تواند 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 غلظت های مختلف یک ، 500 و 1000میلی گرم بر لیتر نانوذره Fe/SDS استفاده شده است. در بین سایر غلظت های استفاده شده، غلظت یک میلی گرم بر لیتر از نانوذره Fe/SDS دارای بهترین میزان اثر بر میزان رشد باکتری و در نتیجه میزان تولید بیوسورفاکتانت بوده است. به طوری که سبب افزایش 23/21% رشد سلول ها شده که در نتیجه این تعداد از سلول ها سبب افزایش تولید بیوسورفاکتانت به میزان 20/73% در مقایسه با نمونه کنترل شد. لازم به ذکر است افزایش غلظت این نانوذره از یک میلی گرم بر لیتر به 500 و 1000میلی گرم بر لیتر سبب کاهش تدریجی میزان رشد سلول ها و تولید بیوسورفاکتانت شد که این امر ممکن است نشان دهنده دارابودن اثرات منفی این نانوذره در غلظت های بالاتر است و همچنین بهترین میزان امولسیون کنندگی بیوسورفاکتانت مربوط به نمونه کنترل در روز سوم (72ساعت) است. نتایج این پژوهش نشان می دهد با استفاده از غلظت های کم نانوذره Fe/SDS می توان میزان تولید رامنولیپید حاصل از سودوموناس آئروژینوزا را افزایش داد.

    کلیدواژگان: بیوسورفاکتانت، سودوموناس آئروژینوزا، نانوذره، Fe، SDS
  • زهرا منتظر، محمدباقر حبیبی نجفی*، محبت محبی، عبدالرسول ارومیه ای صفحات 231-240

    انباشتگی ضایعات پلی اتیلنی یکی از مشکلات زیست محیطی عمده است. هدف از این پژوهش بررسی تخریب پذیری میکروبی فیلم های پلی اتیلنی پرداخت شده با تابش آفتاب در شرایط نیمه صنعتی به عنوان روش طبیعی برای حذف ضایعات پلی اتیلنی است. فیلم های پلی اتیلنی به مدت یک ماه در معرض تابش خورشید و سپس به مدت صد روز در واکنش گاه های زیستی هوازی تحت تاثیر دو گونه میکروبی اسفنگوباکتریوم مولتیورورم IRN11 و دلفتیا تسوروهاتنزیس IRN27 قرار گرفتند. درصد افت وزن پلی اتیلن 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 باکتری ها تصویربرداری با میکرسکوپ الکترونی (SEM) به کار رفت. افزایش جزئی pH طی دوره انکوباسیون ثبت شد. درصد کاهش وزن نمونه های پلی اتیلن پرداخت شده خورشیدی تحت تاثیر دو باکتری به ترتیب 0/013±3/31% و 0/025±3/98% بودند و گروه های عاملی کربونیلی در این نمونه ها در اثر هیدرولیز باکتریایی به صورت معنی داری کاهش یافتند. تصاویر به دست آمده از میکروسکوپ الکترونی تشکیل لایه های میکروبی متفاوت را روی سطح پلیمر پرداخت شده با تابش خورشید به وسیله هر دو باکتری نشان دادند. نتایج نشان دادند تابش نورخورشید اثر معنی داری در افزایش قابلیت زیست تخریب پذیری میکروبی فیلم های پلی اتیلنی داشت و دو باکتری مورد آزمون قادر بودند زیست تخریب پذیری فیلم های پرداخت شده با تابش خورشید را بهبود بخشند.

    کلیدواژگان: زیست تخریب پذیری، پلی اتیلن کم چگال، واکنش گاه زیستی، تیمار خورشیدی
  • جلیل پرچکانی چوزکی، مجید تقدیر* صفحات 241-246

    لیپوزوم ها یا وزیکول های زیستی از کلسترول، فسفولیپید و آب تشکیل می شوند. همچنین گاهی اوقات سایر مولکول های زیستی و غیرزیستی در ساختار لیپوزوم به کار برده می شوند. مفهوم پایداری لیپوزومی، در بحث درمان بیماری ها و دارورسانی، بسیار حیاتی و مهم است و می تواند متاثر از ترکیب فسفولیپیدی غشای لیپوزوم باشد. علاوه بر این حضور و عدم حضور کلسترول نیز می تواند پایداری لیپوزومی را تحت تاثیر قرار دهد.همچنین شکل گیری لیپوزوم ها 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 شکل گیری لیپوزومی بررسی کنیم، که به این منظور از روش شبیه سازی دینامیک مولکولی استفاده می شود. لیپوزوم هایی که مورد شبیه سازی قرار گرفتند شامل دو نوع لیپوزوم، لیپوزوم دوناگزومه (نوع اول) و لیپوزوم دوناگزومه فاقد کلسترول (نوع دوم) هستند. آنالیزهای شکل گیری شامل تابع توزیع شعاعی و ناحیه سطح در دسترس حلال نشان دادند که هر کدام از لیپوزوم ها ساختارهای نانودیسکی کروی ایجاد کرده اند. لیپوزوم نوع اول یک ساختار نانودیسکی و لیپوزوم نوع دوم دو ساختار نانودیسکی ایجاد کرد. همچنین آنالیزهای انرژی شامل انرژی کل، انرژی میان کنش های 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 می شود. به علاوه میان کنش های آب گریز بین کلسترول و فسفولیپیدها و همچنین توزیع و جهت گیری مناسب این قسمت ها سهم عمده ای در پایداری ساختار ایفا می کند.

    کلیدواژگان: لیپوزوم، پایداری، فسفولیپیدها، شبیه سازی دینامیک مولکولی
  • معصومه سادات ایازی، نادره گلشن ابراهیمی* صفحات 247-253

    چبررسی رفتار جریان های حاوی ذرات فعالی همچون باکتری، موضوع جدیدی است که توانایی تعریف در کاربردهای گسترده را دارد. تحرک محلول باکتری، به دلیل نیروی هیدرودینامیک، نیروی برشی در اطراف سلول ایجاد می کند که بر رفتار سیال تاثیر می گذارد. 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 (0/01گرم بر میلی لیتر) و وزن مولکولی مناسب از پلی وینیل پیرولیدن (360کیلودالتون)، فعالیت باکتری اشریشیا کلی در آزمون رئومتری و باسرعت های 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 می شود. همچنین داده های گرانروی نسبی محلول در محدوده وسیعی از سرعت های برشی و در رقت های مختلف باکتری، تحلیل شد؛ آن گونه که گرانروی نسبی در حالت رقیق و سرعت های برشی کم (یک برثانیه)، کمتر از یک و در سرعت های برشی بیشتر، افزایش یافته است. در این پژوهش، به منظور تحلیل و ارتباط حرکت جمعی، کسر حجمی باکتری 0/8 شد. همچنین، اگر چه میزان کاهش کشش سطحی در سه محلول باکتریایی مقادیر متفاوتی نشان دادند، اما روند کاهش تنش سطحی در آنها، می تواند شاهدی بر تاثیر فعالیت باکتری بر رفتار جریان پذیری سیال باشد. فعالیت باکتری اشریشیا کلی سبب سهولت جریان پذیری سیال در محدوده سرعت های برشی کم می شود. مشاهده گرانروی کاهش یافته در این ذره فعال می تواند کاربردهای جدیدی را با توجه به کاهش انرژی مورد نیاز برای جریان پذیری آن تعریف نماید.

    کلیدواژگان: اشریشیا کلی، رئولوژی، کشش سطح، گرارنروی، رفتار غیرنیوتنی
  • مهناز عظیمی، مهسا رحیمی، مرضیه ابراهیمی*، مهدی توتونچی صفحات 255-261

    سرطان معده پنجمین سرطان شایع در جهان است. به نظر می رسد که سلول های 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 سلول ‎های 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، می توان از آنها به عنوان نشانگرهای زیستی در تشخیص و هدف گیری به منظور درمان هرچه بهتر سرطان بهره برد. در این مطالعه با استفاده از مرور سیستماتیکی و داده کاوی، 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 مهم ترین ژن های آن می توان به AXL، CD24، CD44، SIRT1، NOTCH2، NOTCH1، CDK6 و MYC اشاره کرد که در تنظیم چندین فرآیند زیستی دخالت دارند.

    کلیدواژگان: سرطان معده، miRNA، متاستاز، سلول بنیادی، مقاومت به دارو
  • عباسعلی امام جمعه*، حسین ادیم، جواد ظهیری صفحات 263-286

    مهندسی هدف دار ژنوم تغییر دقیق ژنوم در بسیاری از موجودات زنده با استفاده از نوکلئازهای مهندسی شده که امروزه به عنوان یک تکنولوژی نوظهور با قابلیت و قدرت بالا مطرح شده، است. همه ابزارهای مهندسی ژنوم مبتنی بر ایجاد شکست دورشته ای (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 انگشت روی (ZFNs)، اندونوکلئازهای افکتور شبه فعال کننده رونویسی (TALENs) و سیستم کریسپرکاس/Crispr)Cas9)هستند. این قبیل ابزارها با ایجاد تغییرات دقیق در اطلاعات ژنتیکی برای اهداف مختلف، تحول بزرگی را در علوم مختلف به خصوص پزشکی، تحقیقات بیولوژیک و بیوتکنولوژی ایجاد نموده اند. بهبود بیماری نقص ایمنی اکتسابی (AIDS) از طریق تخریب ژن CCR5 با میانجی گری ZFN یکی از مثال های شاخص به منظور نشان دادن قابلیت بالای ZFNs در ویرایش ژنوم است. تغییر ژنوم در موجودات زنده غیرمدل با پیدایش TALENs در سال 2010 امکان پذیر شد. سپس در سال 2013، سیستم CRISPR/Cas9 باعث شد تا دوره جدیدی از تحقیقات مربوط به ویرایش ژنوم آغاز شود، به طوری که از آن به عنوان انقلابی در بیولوژی یاد می شود. همچنین به زودی ویرایش ژنوم امکان درمان بیماری های ژنتیکی را نیز فراهم خواهد آورد. چشم انداز ویرایش ژنوم در تولید محصولات و دام های با ویژگی های مفید نیز امید بخش است. به عنوان مثال می توان به تولید قارچ خوراکی مقاوم به قهوه ای شدن اشاره نمود، که این محصول با غیرفعال کردن ژن های کدکننده پلی فنول اکسیداز تولید شده است. تولید کلزا و برنج مقاوم به علفکش با سیستم CRISPR/Cas9 نیز از این موارد است. این قبیل محصولات تحت عنوان محصول ویرایش شده ای که تراریخته (GMOs) نیستند، شناخته شده اند. در این مرور به ابزارهای اصلی ویرایش ژنوم، خلاصه ای از کاربرد آنها در بهبود محصولات زراعی و نسل آینده اصلاح گیاهان زراعی و منابع اصلی محاسباتی آنها پرداخته خواهد شد.

    کلیدواژگان: الگوریتم، پایگاه داده، تکنیک های ویرایش ژنوم، نرم افزار، ویرایش هدفدار ژنوم
  • مهرداد بهمنش*، راضیه قاسمی، سیده زهره میراحمدی زارع صفحات 287-295

    در سال های اخیر مطالعات فراوانی در جهت ساخت نانو ذرات مغناطیسی به منظور کاربرد در زمینه های مختلف علوم صورت گرفته است. طراحی و روش سنتز مناسب این نانو ذرات، بر ویژگی های فیزیکوشیمیایی و کاربردهای متنوع آن ها به ویژه در زمینه علوم زیستی به صورت مستقیم تاثیرگذار است. روش های مختلفی برای ساخت نانو ذرات مغناطیسی وجود دارد. یکی از ساده ترین و کارآمدترین روش های سنتز نانو ذرات مغناطیسی روش هم رسوبی شیمیایی است، ولی توده ای شدن نانوذرات مغناطیسی یکی از مشکلات ساخت نانوذرات مغناطیسی با این روش است. در این پژوهش پروتکل های مختلف سنتز نانو ذرات مغناطیسی به روش هم رسوبی و پوشش دار کردن آن ها با سیلیکا انجام گرفت و تاثیر عوامل مختلف نظیر نوع ترکیب قلیایی مورداستفاده، استفاده از نمک سیترات، دما و اولتراسونیکاسیون در پراکندگی، میزان توده ای شدن نانو ذرات مغناطیسی و پایداری آن ها در محلول های آبی موردبررسی قرار گرفت. درنهایت یک پروتکل ساده و تکرارپذیر برای ساخت نانو ذرات مغناطیسی با توزیع اندازه مناسب و پراکندگی بالا در محلول های آبی به منظور استفاده در کاربردهای علوم زیستی بهینه سازی و معرفی گردید.

    کلیدواژگان: نانو ذرات مغناطیسی، روش هم رسوبی، توده ای شدن
  • علی غفاری آذر، رضا درویش زاده*، بفرین مولایی، دانیال کهریزی، بابک درویشی صفحات 297-304

    ذرت یکی از گیاهانی است که به طور گسترده در سطح جهان به دلیل سازگاری بالای آن برای تامین مواد غذایی انسان، دام و همچنین مواد خام محصولات صنعتی کشت می شود. تحقیق حاضر با هدف گروه بندی لاین های خالص ذرت .LZea mays  با استفاده از صفات آگرومورفولوژیک در راستای تولید بذر هیبرید صورت گرفت. 100 لاین خالص ذرت هر کدام در 6 گلدان به منزله 6 تکرار کشت و در قالب طرح پایه کاملا تصادفی در فضای باز محوطه گلخانه دانشکده کشاورزی دانشگاه ارومیه در سال 1394 چیده شدند. نتایج تجزیه واریانس نشان داد بین لاین ها از نظر تمامی صفات مورد مطالعه تفاوت معنی دار وجود دارد. ضرایب همبستگی بالایی بین صفات مورد مطالعه مشاهده شد. بالاترین ضریب همبستگی بین صفت طول چوب بلال با وزن چوب بلال (0/822) مشاهده شد. تجزیه رگرسیون گام به گام نشان داد صفات طول چوب بلال و وزن چوب بلال 66/4% تغییر عملکرد دانه را توجیه می کنند. در تجزیه کلاستر لاین ها در چهار دسته گروه بندی شدند. بیشترین فاصله براساس روش ماهانالوبیس بین کلاسترهای 2 و 4 برابر 28/07 مشاهده شد. نتایج حاصل از گروه بندی براساس تجزیه به مولفه های اصلی موید نتایج تجزیه کلاستر بود. به طور بالقوه ژنوتیپ های گروه های 2 و 4 می توانند به عنوان والدین واریته های هیبرید و تولید جوامع در حال تفرق استفاده شوند.

    کلیدواژگان: تجزیه کلاستر، تنوع ژنتیکی، ذرت، صفات آگرو- مورفولوژیک، لاین خالص
  • سمیه دانشجو، الهه سادات دشتبان مقدم، محمودرضا جعفری، سید مهدی رضایت سرخ آبادی، خسرو خواجه* صفحات 305-311

    به دنبال غلظت بالای اوریک اسید، بیماری هایی مانند نقرس (التهاب مفاصل)، شکل گیری سنگ های کلیوی، سندرم لیش- نی هان، بیماری های قلبی، دیابت تیپ 2 و سندرم های متابولیک ایجاد می شود. از جمله داروهایی که موجب کاهش سطح آن در پلاسما می شود آنزیم اوریکاز است. تولید، فرمولاسیون و نگهداری پروتئین ها 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  (50، 37، 25، 4 و C°20-)،آنزیم اوریکاز نوترکیب دارای مقاومت بیشتری نسبت به آنزیم رایج دارویی است. حال با توجه به نتایج به دست آمده و همچنین اهمیت بالای آنزیم اوریکاز در پیشگیری، درمان و قیمت بالای این داروی وارداتی، توسعه اشکال پایدار این آنزیم میتواند به عنوان مصارف دارویی مد نظر قرار گیرد.

    کلیدواژگان: اوریکاز، Rasburicase، نقرس، اسیداوریک، پایداری حرارتی
  • سید مرتضی حسینی*، الناز احمدی، یاسمن سادات برقعی صفحات 313-319

    میکروRNAها ریبونوکلئیک اسیدهای تک رشته ای هستند که نقش های مهمی در فرآیندهای طبیعی سلول ها دارند و در برخی بیماری ها میزان بیان آنها تغییر می کند، در نتیجه می توان از آنها برای تشخیص بیماری ها استفاده کرد. بنابراین روش هایی برای شناسایی دقیق و حساس آنها ضروری است. در سال های اخیر، طراحی پروب های فلورسنت مبتنی بر نانوخوشه های فلزی و کاربرد موفق آنها در تشخیص هدف های مختلف همچون miRNA، ssDNA و یون های فلزی، توسعه یافته است. نانوخوشه های فلزی بر پایه داربست DNA دارای ویژگی هایی همچون پایداری نوری عالی، اندازه کمتر از نانومتر، سمیت کم و زیست سازگاری هستند؛ بنابراین گزینه مناسبی برای مطالعات زیستی هستند. در این پروژه برای اولین بار از نانوخوشه های نقره مبنی بر DNA استفاده شده است که در حضور توالی هدف(miR_103) که بیومارکری برای تشخیص زودهنگام سرطان روده بزرگ است، نشر آنها افزایش یافت. نانوخوشه ها به روش کاهش شیمیایی تولید شدند و خصوصیات آنها با تکنیک های تصویربرداری الکترونی عبوری (TEM) و پراکندگی دینامیکی نور (DLS) مورد بررسی قرار گرفت. حد تشخیص در نانوزیست حسگر طراحی شده 0/64پیکومولار است و می تواند به عنوان ابزاری برای بررسی microRNAها در نمونه های زیستی و تشخیص های کلینیکی زودهنگام با دقت و حساسیت بالا به کار گرفته شود.

    کلیدواژگان: فلورسانس، نانوزیست حسگر، نانوخوشه های نقره مبتنی بر DNA، microRNA
  • ساناز رحیمی*، رامین مناف فر، آرزو باقری صفحات 321-327

    مخمرهای جنس ساکارومایسس سرویزیه امروزه کاربردهای وسیعی در بیوتکنولوژی داشته که مطالعات متعددی در این باره صورت گرفته است. از آنها به عنوان مکمل غذایی در پرورش انواع موجودات به ویژه آبزیان استفاده می شود. گونه های این جنس حتی به عنوان پروبیوتیک نیز مطرح هستند که اثرات مفید زیادی در رشد موجودات دارند و می توانند در انواع سوبستراهای ضایعاتی ارزان قیمت و دردسترس از جمله هیدروکربن ها و مواد نفتی نیز پرورش یابند. بنابراین یافتن محیط کشت مناسب و ارزان ‍قیمت برای افزایش رشد بهینه مخمرها حائز اهمیت است. در مطالعه حاضر ضمن بررسی تنوع گونه های مخمر ساکارومایسس شناسایی شده فلور روده ماهیان قزل آلای پرورشی شهرستان ارومیه، بهینه شرایط رشد و پرورش این گونه ها در محیط های کشت مختلف شاملYPD ،YPAD،YPG،YPACوDM  مورد بررسی قرار گرفت. این تحقیق ضمن تاکید بر تنوع سویه ای مخمرهای ساکارومایسس سرویزیه نشان داد که این مخمرها بهترین رشد را در محیط YPAD دارند که می تواند نیازهای اولیه رشد آنها را تامین کند.

    کلیدواژگان: بهینه رشد، فلور روده، ماهی قزل آلا، مخمر، محیط کشت، ساکارومایسس سرویزیه
  • فاطمه زارع میرک آباد*، زهرا قربانعلی صفحات 329-334

    به مجموعه ای از ماکرومولکول ها که در سلول با یکدیگر دارای تعامل هستند و عمل زیستی خاصی را انجام می دهند، شبکه زیستی گفته می شود. ناهنجاری تنها در یک مولکول اتفاق نمی افتد بلکه شبکه زیستی مربوط به آن را نیز درگیر می کند. برای شناسایی صحیح و جامع عوامل درگیر در یک بیماری باید از مقایسه بین شبکه های زیستی استفاده نمود. در این راستا، مسایل هم ترازی محلی و سراسری شبکه های برهم کنش پروتئین- پروتئین تعریف شد. با توجه به NP- کامل بودن مساله هم ترازی سراسری، الگوریتم های غیرقطعی مختلفی برای حل این مساله ارایه شده است. الگوریتم NetAl در این سال های اخیر به عنوان یک روش کارآمد برای حل این مساله شناخته شده است. گرچه این الگوریتم توانایی هم ترازی دو شبکه را با سرعت مناسبی دارد ولی ویژگی های زیستی را برای این منظور در نظر نمی گیرد. در این کار قصد داریم یک چارچوب جدید برای مساله هم ترازی سراسری شبکه های پروتئین- پروتئین به نام PRAF ارایه دهیم که با استفاده از این الگوریتم، نرم افزار BINGO و مفهوم هستی شناسی ژن، موجب بهبود نتایج الگوریتم NetAl شود.

    کلیدواژگان: بیوانفورماتیک، شبکه بر هم کنش پروتئین- پروتئین، هم ترازی، هستی شناسی ژن، خوشه بندی
  • مرتضی جعفرصالحی*، رمضانعلی دیانتی تیلکی، یحیی اسفندیاری صفحات 335-342

    سیستم های متداول تصفیه فاضلاب قادر به حذف موثر فسفر نیستند. ورود فسفر به منابع آبی موجب ایجاد یوتریفیکاسیون می شود. یکی از روش های حذف فسفر استفاده از ریزجلبک ها است. با این روش علاوه بر کمک به تصفیه پیشرفته فاضلاب می توان زیست توده 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 تصفیه شده بود. آزمایش ها با ساخت فتوبیوراکتور و تزریق هوا به وسیله دیفیوزر حباب ریز در راکتورهای حاوی فاضلاب انجام شد. منبع نور در این آزمایش لامپ های فلورسنت سفید بودند و به صورت تابش متناوب طراحی شد. از پساب تصفیه خانه فاضلاب شهری و فاضلاب تصفیه شده سرویس بهداشتی به عنوان محیط کشت در فتوبیوراکتور استفاده شد. غلظت فسفر در فاضلاب تصفیه شده به روش اسپکتروفتومتری در طول موج 690نانومتر اندازه گیری شد. میزان حذف فسفر و تولید زیست توده در محیط کشت های حاوی فاضلاب با غلظت های مختلف فسفر اندازه گیری شد. غلظت اولیه فسفر در فاضلاب تصفیه شده شهری و در فاضلاب سرویس بهداشتی به ترتیب 1/96 و 0/4میلیگرم در لیتر بود. در کشت با فاضلاب شهری در مدت 8 روز 71/9% فسفر حذف شد و 0/18گرم در لیتر زیست توده تولید شد. در آزمایش با فاضلاب تصفیه شده سرویس بهداشتی در مدت 8 روز 37% فسفر حذف شد و غلظت زیست توده به 0/025گرم در لیتر افزایش یافت. با کاهش غلظت فسفر در فاضلاب، میزان تولید زیست توده و درصد حذف فسفر کاهش یافت. می توان نتیجه گرفت که ریزجلبک اسپیرولینا قادر به حذف فسفر از فاضلاب تصفیه شده و تولید زیست توده است.

    کلیدواژگان: سفر، اسپیرولینا، فاضلاب شهری، زیست توده، فتوبیوراکتور
|
  • F. Vahdani, H. Ghafoori*, S. Sarikhan Pages 165-172

    Hsp70 family members are central components of the cellular network of molecular chaperones and folding catalysts. The gene encoding a protein related to Hsp70 or DnaK in the domain bacteria is called dnaK. DnaK proteins are involved in de novo protein folding, formation, and disassembly of protein complexes and degradation of misfolded proteins. The gene dnaJ which codes for Hsp40 in bacteria, modulate the activities of DnaK by acting as co-chaperone. In the present study, we cloned and expressed DnaK from Bacillus halodurans Guj1 were identified. The dnaK gene of B. halodurans was successfully expressed in E. coli BL21 (DE3) using pET-28a+ expression system. The open reading frame of the cloned gene contained 1839bp and encoded 612 amino acid residues. Calculated molecular weight and pI of the protein were 66.18kDa and 4.55 respectively. The deduced amino acid sequence of B. halodurans Guj1 showed about 60% identity with the E. coli counterpart. The 3D structure of dnaK from B. halodurans was constructed using the crystal structure of human HSP70 chaperone BiP as the template, which showed an identity of 88.8% together. Partially purified recombinant DnaK by heat treatment showed a band at approximately 70kDa on SDS-PAGE. Our findings showed that the recombinant DnaK improved the refolding efficiency of the carbonic anhydrase by 27% after 60min at 54°C. According to the results obtained, DnaK from B. halodurans can potentially be used for improving the functional properties of enzymes and proteins in various applications.

    Keywords: Bacillus halodurans, DnaK, Cloning, Chaperone activity
  • Sh. Rashidi, M.R. Abdollahi*, H. Sarikhani, S.S. Moosavi Pages 173-181

    The production of double haploid plants can be used as an effective method for plant breeding. In this research, in order to produce chickpea haploid plants, 1mm-long anthers of Bivanij cultivar containing the microspores at uni-nucleate stage were isolated from suitable buds (3mm in length) and exposed to different centrifuge (150g, 300g and 600g each for 3, 6 and 10 minutes) and electrical shock pretreatments (0, 100, 150 and 200V) in the 2ml microtubes containing 1.5ml of RM-IK medium. The treated anthers were then cultured in an EDM culture medium containing 10mg/l 2, 4-D and 10mg/l silver nitrate to induce callus and embryos. Results showed significant differences between different levels of centrifugation, different levels of electric shock and their interactions for the studied traits. The highest percentage of embryogenesis was observed in centrifuge pretreatments of 150g for 6 minutes, 300g for 3 minutes, 150g for 3 minutes in combination with 150V electrical shock, 300g for 6 and 10 minutes and combination of 150g centrifuge pretreatment for 3 minutes with electric shock of 200V, while the highest percentage of plant regeneration was obtained from centrifuge pretreatment of 300g for 6 minutes and also the combination of centrifuge pretreatment of 150g for 3 minutes with electric shock of 150V.

    Keywords: Anther Culture, Chickpea, Centrifugation, Embryogenesis, Electrical Shock
  • S.A. Teymouri, A. Habibi, F. Pajoum Shariati, Gh.A. Nematzadeh, H. Delavari Amrei* Pages 183-186

    Effluent from dairy industry has a high amount of nutrients such as nitrate and phosphate. In this work nitrate and phosphate removal from treated dairy wastewater in the presence of organic load was investigated. For this purpose, 400ml of synthetic wastewater was inoculated with 2ml of seed culture of microalgae Chlorella salina. During the growth period, nitrate and phosphate concentration in synthetic wastewater was measured for 1, 3, 5 and 7 days with the standard method (APHA). Results showed that removal of nitrate and phosphate by the microalgae from synthetic wastewater was 100% and 95%, respectively. Also, maximum biomass production in 7 days of experiment was about 0.7g/L. These values showed that Chlorella Salina could be potential candidates by showing their intrinsic merit for removal of phosphate and nitrate from dairy wastewater and can be used in treated outlet refinement from the dairy treatment plant to be used before entering to the environment.

    Keywords: Chlorella salina, Nitrate removal, Treated Dairy Wastewater, Phosphate Removal, Microalgae
  • S. Jarchi, Farangis Ataei*, S. Hosseinkhani Pages 187-192

    Luciferase from firefly Photinus pyralis (P .py) is a peroxisomal enzyme that converts a heterocyclic substrate luciferin to an excited state oxyluciferin in the presence of Mg+2-ATP and O2. Excited oxyluciferin with the emission of visible light is changed to its ground state. The combination of rapidity, sensitivity, and convenience has led to the development of a broad range of luminescence applications. In spite of wide ranges applications, firefly luciferase is unstable against changes in chemical and physical conditions, thereby reduce its precision and sensitivity. The most undesirable instability of the luciferase is low thermostability and high susceptibility to proteolytic degradation. According to previous studies, limited proteolysis by trypsin of P .py luciferase indicated six cleavage sites on two accessible regions: 206-220 (Including K206, R213, and R218) and 329-341 (Including K329, R330, and R337) on N-terminal domain. In this study, we used site-directed mutagenesis to introduce one point mutation on the 329-341 accessible regions of P. py luciferase, in order to investigate the role of R330 on the enzyme structure and function which R330 changed to Q. Based on limited proteolysis data, R330Q mutant didn’t significantly change compared to wild type, but this mutation caused several alterations in enzymatic properties including shifting the pH optimum from 7.5 to 8 and increasing the thermal inactivation. Based on the results, it can be concluded that whilst Arg330 is a conserved residue but not effects on trypsinolysis stability.

    Keywords: Luciferase, Site-Directed Mutagenesis, Arg330, Proteolysis, Function
  • F. Asgari, R. Mahinpour*, N. Haghighipour, L. Moradi Pages 193-200

    Chronic myeloid leukemia (CML) is a malignant blood disease with a particular chromosomal aberration and it is known as a common form of leukemia. Chromene family exhibit strong anti-cancer effects. Therefore, in this study, the effect of two derivatives of dihydro-pyrano [2, 3-g] chromene family is investigated on cell toxicity and apoptosis induction in K562 cancer cells and compared them with Peripheral Blood Mononuclear (PBMC) normal cells. The K562 cell line was cultured in the presence of the mentioned chromene derivatives at a concentration of 40-200µM for 24-72 hours. The effect of these compounds on growth and viability of K562 cell line and PBMC cells were studied via MTT assay and apoptosis induction was investigated by flow cytometry. The results showed that these chromene derivatives inhibit K562 cell line growth. Moreover, increasing the chromene concentration and the time of exposure to it increase the cell toxicity. Among these compounds, 4-No2pgC was known as a compound with high toxicity (IC50=129±2.75) and 4-MePgC recognized as a compound with low toxicity (IC50=214±3.42) after 72 hours exposure to the K562 cell line. Furthermore, the results of flow cytometry demonstrated the effect of apoptosis induction of these compounds on the K562 cell line. According to the obtained results from this research, chromene derivatives can induce apoptosis in the K562 cell line and these compounds have a less toxic effect on normal cells than cancer cells. In conclusion, these derivatives can be considered as a proper candidate for the treatment of leukemia.

    Keywords: Chronic Myeloid Leukemia, Dihydro-pyrano [2, 3-g] Chromene, Toxicity, Apoptosis
  • R. Sabagh, A.A. Haddad, Mashadrizeh*, S. Dolatabadi Pages 201-209

    Immunotoxins, as a critical approach for cancer therapy, have ability to induction death in cancerous cells based on specific ligands for targeting cancer-specific antigens and toxin domains in its context. Bearing in mind, discovery the cancer-specific antigens, as well as immunotoxin characterization for modeling based on linkers application, is a critical step for drugs design, which is considered in this study for ovarian cancer based on in-silico biology. The results of this study, led to the detection of 29 antigens with expression capacity on the surface of ovarian cancer cells, with the highest and specific expression associated with MAGE4 and CA125 antigens. Moreover, the 3D structure of MAGE4 was performed, and the pattern of its expression was determined to rely on HLA proteins. On the other hand, among connecting proteins to this antigen TRIM69 selected as the most effective ligand. Subsequently, the assembling between the domain of Corynebacterium diphtheria and this ligand with (GGGGS) 3 linker in 5 positions led to the creation of 50 models, with different quality and structure. However, among these models, S4 drug showed the best structure and function including binding affinity and immunogenicity after simulation in physiological condition. Generally, this result led to present the MAGE4 as a suitable candidate for immunotoxin development for ovarian cancer, as well as an effective immunotoxin which should be considered in an experimental condition.

    Keywords: Immunotoxin, Toxin, Ligands, Antigen, MAGE4
  • S. Shamriz, H. Ofoghi* Pages 211-221

    Microalgae are microscopic algae found in a wide range of habitats including freshwater and marine systems. Over the last decades, biotechnological processes based on microalgae have been receiving increasing interest due to their potential to produce large quantities of valuable products used as human food supplements, pharmaceuticals and animal feed. Microalgae have also been proved as an efficient and cost-effective platform for recombinant protein production. Most progress in this field has been achieved using Chlamydomonas reinhardtii, a photosynthetic unicellular alga which has been mostly considered as a model organism in different studies. High growth rate, ease of cultivation, well-established genetics and the ability to perform post-translational modifications are the most beneficial attributes that have made C. reinhardtii an attractive system for the expression of recombinant proteins. In this review, we focus on C. reinhardtii as a novel platform for the development of advanced recombinant products and compare them with other commonly used expression systems. We also present a comprehensive overview of its structure, life cycle, culture systems, and media in detail and then discuss the strategies for engineering its three different genomes to produce recombinant cells. Finally, algal culture collections in the world are introduced.

    Keywords: Algae, Cloning, Genetic Engineering, Recombinant Protein Production
  • N. Alamdar, B. Rasekh*, F. Yazdian Pages 223-229

    Biosurfactants are surface tension reducing compounds produced by a wide range of microorganisms. These compounds are caused to facilitate the absorption insoluble substrate by microbial cells. The aim of this study was to investigate the effects of nanoparticles of Fe/SDS on the biosurfactant production by Pseudomonas aeruginosa in culture is molasses.
    For this purpose were used different concentrations of nanoparticles 1, 500 and 1000 mg/L. As a result the concentration of 1mg /L of Fe/SDS nanoparticles has the best effect on the growth of bacteria and biosurfactant production. This concentration increased 23.21% cell growth and 20.73% biosurfactant production compared with control samples. By increasing the concentration of nanoparticles reduced growth rate and biosurfactant production was observed. This indicates that the nanoparticles having negative effects of higher concentrations.
    The results showed that low concentrations of nanoparticles Fe/SDS has positive effects on bacterial biosurfactant production and therefore a good alternative to chemical surfactants for use in the petroleum industry.

    Keywords: Biosurfactant, Pseudomonas aeruginosa, Nanoparticles, Fe, SDS
  • Z. Montazer, M.B. Habibi, Najafi*, M. Mohebbi, A.R. Oromieyee Pages 231-240

    Accumulation of polyethylene (PE) wastes has become a major environmental problem. The objective of this research was to assess the potential for microbial degradation of sun-treated low-density PE as a natural way to eliminate PE wastes in semi-industrial condition. Low-density polyethylene (LDPE) films were exposed to one month of sun radiation treatment and then cultured with two PE-degrading bacteria (Sphigobacterium moltivorum IRN11 and Delftia tsuruhatensis IRN27) in aerobic bioreactors over 100 days. Weight loss percentage of the PE and the culture pH were measured. Also, Changes in the chemical structure of the LDPE were assessed by FT-IR and surface erosion and microbial layer formation by bacterial activity was observed by Scanning Electron Microscopy. Partial increases in the culture pH were recorded during the incubation period. The weight loss percentage for T-LDPE samples cultured with Sphigobacterium moltivorum IRN11 and Delftia tsuruhatensis IRN27 was 3.31%±0.013 and 3.98%±0.025 in TLDPE samples, respectively, and functional carbonyl-groups in the TLDPE samples decreased significantly due to bacterial hydrolysis. SEM images showed the different microbial layer formation on sun-treated low-density polyethylene (T-LDPE) for both bacteria. Our results suggest that exposure of LDPE to sun radiation had a significant effect on biodegradation of Ld-PE films and that the two bacteria tested were able to enhance the biodegradation the T-LDPE.

    Keywords: Biodegradation, Low Density Polyethylene, Bioreactor, Sun Treatment
  • J. Parchekani Choozaki, M. Taghdir* Pages 241-246

    Liposomes or biological vesicles are formed from cholesterol, phospholipids, and water. Also, sometimes other biological and non-biological molecules imported in the structure of liposome. The stability of the liposomes in the treatment of diseases and drug delivery, it is vitally important and can be influenced by the composition of phospholipid. In addition, the presence or absence of cholesterol may also affect the stability of liposome. Also, the formation of liposomes is affected by the presence or absence of cholesterol. In this study, we are seeking to affect the presence or absence of cholesterol on the stability and the formation of the liposome. For this purpose, the molecular dynamics simulation method is used. Liposomes that they are simulated was of two types of liposomes type I and liposome type II. The formation analyzes including radial distribution function and solvent accessible surface area showed that each of liposomes created. The type I liposome created one nanodisc structure and type II liposome created two nanodisc structures. Also, energy analysis including total energy, van der Waals interaction energy, and electrostatic interaction energy showed that type I liposome is more stable. Because the cholesterol molecules are the presence of in this liposome structure, that ability to gives hydrogen bonding with side lipids and an increase of stability. In addition, hydrophobic interactions between cholesterol and phospholipids as well as distribution and proper orientation of these parts play a major stake in the stability of the structure.

    Keywords: Liposomes, Stability, Phospholipids, Molecular Dynamics Simulation
  • M. Ayazi, N. Golshan Ebrahimi* Pages 247-253
    Aims

    The study of the behavior of active suspended fluid introduced a new topic for a wide range of applications such as reactors, microfluidic pumps, cultivating surfaces and antibacterial surfaces. The motility of bacterial suspension has generated a shear force (Hydrodynamic interaction) across the cells, which has an effect on the fluid viscosity. In this study, shear rheometer was used to evaluate the viscosity behavior of Escherichia coli (E. coli) in a water/polymer environment as a function of bacteria concentration and shear rate.

    Materials and Methods

    In the experimental study, the activity of E. coli was evaluated by choosing the constant concentration (0.01g/ml) and molecular weight of polyvinylpyrrolidone (360KDa). Also, the surface tensions of E. coli, Acetobacter xylinum, and S. aureus solutions were calculated using Wilhelmy test.

    Findings

    Activity of E. coli suspension results the lower viscosity comparing with the bacteria-free solution. The relative viscosities of the solutions were analyzed in a wide range of shear rates and bacterial concentrations. At a low shear rate up to1S-1, the relative viscosity was found to be less than a unit value (Less than water). Also, due to the collective motility break up to smaller parts at high shear rates, the viscosity increased. The critical volume fraction was defined in determined bacterial concentration (0.8v/v) to analyze the collective movement of bacteria. The interfacial tension was reduced by bacteria presence of three different stain types that confirmed the effect of bacteria activity on the flow behavior.

    Conclusion

    The activity of E. coli bacteria makes it easy for fluid to flow at low shear rates. The viscosity reduction of active particle has a potential to demonstrate a variety of novel applications when a reduced energy level is needed.

    Keywords: E.coli, Rheology, Interfacial tension, Viscosity, Newtonian behavior
  • M. Azimi, M. Rahimi, M. Ebrahimi*, M. Totonchi Pages 255-261

    Cancer stem cells are responsible for the formation the resistance to treatment, tumor relapse, and metastasis. miRNAs play an important role in the regulation of biological processes. Therefore, the purpose of this review is to candidate miRNAs that are involved in the regulation of all three properties including stemness, metastasis, and drug resistance and find their target genes and signaling pathways by using literature learning and data mining. The present systematic review is done to identify stemness-regulating miRNAs. By using CORMINE database, metastasis and drug resistance regulating miRNAs collected. Finally, we compared these three lists of miRNAs and found common miRNAs in these three properties. ONCO.IO database and KEGG pathway have been done to obtain the interaction between miRNA-miRNA target and cancer-related signaling pathway respectively. We collected 191 stemness-regulating miRNAs from 21 excluded studies. Based on CORMINE database, 161 miRNAs and 57 miRNAs had metastasis and stemness features respectively. We obtained 7 common miRNAs that 4 of them including has-miR-34a, has-miR-23a, has-miR-30a, has-miR-100 has a significant role for targeting signaling pathways involved in cancer and their most important targets regulate many processes of cells. These data suggest that three important properties can regulate by common miRNAs. Therefore, target these miRNAs or their targets can be helpful to stop tumor growth and metastasis and may be useful biomarkers for early detection of gastric cancer.

    Keywords: Gastric cancer, miRNA, Metastasis, Stem Cell, Drug Resistance
  • A.A. Emamjomeh*, H. Adim, J. Zahiri Pages 263-286

    ​Genome editing using targetable nucleases is an emerging technology for precise genome modification in many organisms with hight ability and capability. All targeted genome engineering relies on the introduction of a site-specific double-strand break (DSB) in a pre-determined genomic locus by a rare-cutting DNA endonuclease. Subsequent repair of this DSB by non-homologous end joining (NHEJ) or homology-directed repair (HDR) generates the desired genetic modifications such as gene disruption, gene insertion, gene correction, etc. Three types of endonucleases, namely ZFNs (zinc finger nucleases), TALENs (transcription activator-like effector nucleases), and the CRISPR (clustered regularly interspersed short palindromic regions) associated (Cas9) system have been predominantly utilized for gene editing. Targeted genome engineering or editing enables researchers to modify genomic loci of interest in a precise manner, which has a turning point in medicine, biological research, and biotechnology. Treatment of human immunodeficiency virus (HIV) infection with ZFN-mediated CCR5 gene disruption is one of the indicator examples of the ability of ZFNs in genome editing. The emergence of TALENs in 2010 has enabled the genome modification of non- model organisms, while the emergence of the CRISPR/Cas9 system in 2013 as a revolutionary genome-editing tool has allowed us to anticipate the forthcoming new era of genome editing research. Soon, it is likely that tgenome editing also will provide the possibility of treating genetic diseases. Genome editing is also hoped to be available for use in the generation of crops and livestock with useful traits. An example would be the production of edible fungi resistant to browning by inactivation of the genes encoding polyphenol oxidase in 2016 under the non-GMO genetically edited crop plants and production of herbicide-resistant rice and rapeseed using CRISPR/Cas9 systems. In this article, we review essential genome editing tools, summarize their applications in crop improvement, as well as, next-generation crop breeding and their computational resources will be discussed.

    Keywords: Algorithm, Database, Genome Editing Techniques, Software, Targeted Genome Editing
  • Mehrdad Behmanesh*, Razieh Ghasemi, Seyedeh Zohreh Mirahmadi Zare Pages 287-295

    In recent years, many studies have been performed on for use in various of science. The proper design and synthesis of these has a direct impact on their -chemical properties and their applications, especially in the field of biological sciences. There are several methods for magnetic synthesis. One of the simplest and most efficient methods for synthesis of magnetic is a chemical co-precipitation method, but of magnetic is one of the limitations of this method. In this study, various protocols for the synthesis of magnetic by co-precipitation method and silica coating of magnetic were performed and the effect of different factors such as the type of alkaline compound, the use of , temperature and in dispersion, aggregation of magnetic nanoparticles and their stability in aqueous solutions was investigated. Finally, a simple and reproducible protocol for magnetic synthesis with appropriate size distribution and high dispersion in aqueous solutions was optimized for use in biological applications.

    Keywords: Magnetic nanoparticles, Co-precipitation method, Aggregation
  • A. Ghaffari Azar, R. Darvishzadeh*, B. Molaei, D. Kahrizi, B. Darvishi Pages 297-304

    Maize (Zea mays L.) is one of the most cultivated crops worldwide, owing to its versatility and wide adaptability, and serves as food, animal feed, and raw material for various industrial products. The purpose of the current research was the classification of maize inbred lines in order to produce hybrid seeds based on agro-morphological traits. Each of 100 maize inbred lines was planted in 6 pots as 6 replications and arranged in completely randomized design in an open area near to greenhouse in 2015. The result of the analysis of variance revealed significant differences among lines for all studied traits. The highest correlation was seen between cob’s length and cob’s weight. Stepwise regression analysis revealed that 66.4% of seed yield per plant variation was determined by cob’s length and cob’s weight. Cluster analysis divided inbred lines into 4 groups. The highest Mahalanobis distance (28.07) was observed between cluster 2 and 4. The result of principal component analysis confirmed the calcification by cluster analysis. The genotypes from groups 2 and 4 can be potentially used as parental lines in hybrid varieties production and development of segregating populations.

    Keywords: Cluster Analysis, Genetic Diversity, Germplasm Bank, Maize
  • S. Daneshjoo, E.S. Dashtban Moghadam, M.R. Jafari, S.M. Rezayat Sorkhabadi, Kh. Khajeh* Pages 305-311

    Some diseases such as gout, the formation of kidney stones, Lesch-Nyhan syndrome, Heart disease, diabetes type II and metabolic syndrome are caused due to the high concentration of uric acid. Within drugs, uricase significantly decreases the level of uric acid in plasma. The production, formulation and preservation proteins need special conditions so that there was no alteration in their structure and highest activity and response, at the same time the lowest immunogenicity can be achieved.In this study, uricase from Aspergillus flavus was cloned and expressed in Escherichia coli BL21. The protein was then purified using affinity chromatography. The enzyme activity and stability were compared with the common industrial Rasburicase. Results showed higher activity and stability at different temperatures (50, 37, 25, 4, and-20°C). Since uricase has an important role in the prevention and cure of mentioned diseases, therefore, the stable form of this enzyme could be a potential candidate for drug development.

    Keywords: Uricase, Rasburicase, Gout, Uric Acid, Thermal Stability
  • S.M. Hosseini*, E. Ahamdi, Y.S. Borghei Pages 313-319

    MicroRNAs (miRNAs) are single-stranded RNAs that play key roles in cellular disorders or disease diagnosis. Thus the method for sensitive and selective detection of miRNAs is imperative to clinical diagnosis. Recently it has witnessed the rapid development of Metal Nanocluster-Based fluorescent probe design and its successful applications in detecting various targets, such as ssDNA, miRNA and Metal Ions. The DNA scaffolded Metal nanoclusters display excellent photostability, subnanometer size, nontoxicity, biocompatibility and thus well-suited as a fluorescent probe for biochemical applications. Here we develop a DNA/Metal Nanoclusters (MNCs)-based turn-on fluorescence method in the presence of target microRNAs as a potential biomarker for screening cancer. DNA scaffold Metal nanocluster was fabricated by a one-pot wet-chemical strategy and characterized by TEM and DLS techniques. This nanobisensor had a detection limit of 0.64pM. Conclusion, this nanobiosensors could become a potential alternative tools for detection of miRNAs in biological samples and useful in biomedical research and early clinical diagnosis.

    Keywords: Fluorescence, Nanobisensor, DNA-Templated Silver Nanoclusters, microRNA
  • S. Rahimi*, R. Manaffar, A. Bagheri Pages 321-327

    Saccharomyces yeast genus has a wide application in biotechnology that several studies on this subject are performed. They have also known as a dietary supplement in breeding all kinds of creatures in particular for aquatics. Species of this genus are considered as probiotics, as well as a lot of beneficial effects on growth are creatures and Yeasts can be cultured in a variety of waste and cheap substrates, including hydrocarbons and petroleum. So finding an Appropriate and inexpensive culture media for optimal growth of yeast is important. In the present study, along with the study of Saccharomyces species diversity as intestinal flora of domestic rainbow trout flora, optimum growth conditions the strains of Saccharomyces cerevisiae was studied in different culture media as YPD, YPAD, YPG, YPAC, and DM. This research not only emphasized the diversity of Saccharomyces cerevisiae strains as an intestinal flora in domestic fishes, but also revealed the optimum growth of yeasts in YPAD media.

    Keywords: Optimum growth, Intestine flora, Rainbow trout, Culture Media, Yeast, Saccharomyces cerevisiae
  • F. Zare Mirak, Abad*, Z. Ghorbanali Pages 329-334

    A biological network represents the interaction between a set of macromolecules to drive a particular biological process. In a biological environment, abnormalities happen not only in one molecule but also through a biological network. One of the most effective methods to detect anomaly is the comparison between healthy and diseased networks. In this regard, biological network alignment is one of the most efficient ways to find the difference between healthy and diseased cells. This problem, protein-protein interaction network alignment, has been raised in two main types: Local network alignment and Global network alignment. According to the NP-completeness of this problem, different non-deterministic approaches have been proposed to tackle the Global network alignment problem. Recently, NetAl has been introduced as a common algorithm to align two networks. Although this algorithm can align two networks at the appropriate time, it does not consider biological features. In this study, we present a new framework called PRAF to improve the results of network alignment algorithms such as NetAl by considering some biological features like gene ontology (GO).

    Keywords: Bioinformatics, Protein-protein interaction networks, Alignment, Gene ontology, Clustering
  • M. Jafarsalehi*, R.A. Dianati Tilaki, Y. Esfandyari Pages 335-342

    Conventional wastewater treatment systems are not capable of removing phosphorus effectively. The entry of phosphorus into water resources leads to the formation of an Eutrophication phenomenon. One of the methods for phosphorus removal is the use of microalgae. In this way, besides helping with advanced sewage treatment, it can produce algae with many applications. The purpose of this study was to determine the simultaneous and to compare the phosphorus removal (rate of phosphorus) and Spirulina biomass production in a photobioreactor, using two kinds of treated sewage. The experiments were carried out with the manufacture of a photobioreactor and air injection by means of a fine bubble diffuser into sewage-containing reactors. The light source in this test was designed as fluorescent light bulbs and alternating radiation. Urban wastewater effluent and refined sewage were used as a culture medium in a photobioreactor. The amount of phosphorus in the purified sewage was measured by spectrophotometry at a wavelength of 690nm. The phosphorus removal and algal biomass production were measured in different culture medium containing wastewater with various concentrations of phosphorus. The initial concentrations of phosphorus in refined urban sewage and sanitary sewage were 1.96 and 0.4mg L-1, respectively. Phosphorus removal during microalgae cultivation with municipal wastewater and sanitary sewerage (removal of phosphorus) for 8 days, was 71.9% and 37%, respectively. Biomass production in this time were 0.18 and 0.025g/l, respectively. By decreasing the concentration of phosphorus in the wastewater, the amount of biomass production and (removal of) phosphorus removal decreased. Treated domestic and sanitary sewage can be injected directly, without prior treatment, in photobioreactor and it is possible to remove phosphorus and to produce algal biomass.

    Keywords: Phosphorus, Spirulina, Domestic Sewage, Biomass, Photobioreactor