فهرست مطالب

زیست فناوری دانشگاه تربیت مدرس - سال یازدهم شماره 4 (پیاپی 27، پاییز 1399)

نشریه زیست فناوری دانشگاه تربیت مدرس
سال یازدهم شماره 4 (پیاپی 27، پاییز 1399)

  • تاریخ انتشار: 1400/09/16
  • تعداد عناوین: 9
|
  • عبدالرضا ابری*، سعید حسنخانی صفحات 1-15
    اهداف

    دراین کار پژوهشی هدف استخراج، جداسازی، خالص سازی، شناسایی و تعیین درصد دو ترکیب طبیعی پروتوکاتکوییک 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 دارویی 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 شناسایی دو ترکیب مهم و مشتقات سیلیل دارآنها از روش های 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 پروتوکاتکوییک اسید (902/2 درصد) می باشد. همچنین نتیجه می گیریم 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 روش های طیف سنجی مورد شناسایی قرار گرفتند. با این روش میزان نفوذپذیری آنها از غشا سلولی به سهولت انجام می گیرد و اثر دارویی به میزان زیادی افزایش می یابد.

    کلیدواژگان: Rhus coriaria، استخراج، مشتقات سیلیله پروتوکاتکوئیک اسید، آنتی اکسیدان
  • فوزیه مقدمی* صفحات 18-28

    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 کارتنویید 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 کارتنویید 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 کارتنوییدهای موجود در عصاره فلفل با تاثیر بر رشد سلولی و افزایش آن سبب افزایش تولید کوآنزیم Q10 می شود. لذا می توان عصاره کارتنوییدی فلفل دولمه ای را به عنوان پیش ساز مناسبی جهت افزایش تولید کوآنزیم Q10 معرفی نمود.

    کلیدواژگان: کوآنزیم Q10، Gluconobacter japonicus، کارتنوئید، فلفل دولمه ای
  • محمد توحیدلو، صنم صادقی محمدی، زهرا واعظی، مجید تقدیر*، حسین نادری منش* صفحات 29-42

    شیمی درمانی به عنوان یکی از موثرترین و رایج ترین روش های درمانی سرطان است. مقاومت چند دارویی و عوارض جانبی دارویی از موانع بزرگ بر سر راه یک شیمی درمانی موفق به شمار می آید. برای مقابله با این محدودیت ها و دستیابی به اثربخشی بهتر داروها، درمان ترکیبی مبتنی بر نانو سامانه ها یک رویکرد امیدوارکننده را پیشنهاد می دهد. هدف این مطالعه، سنتز، مشخصه یابی و بررسی اثر هم افزایی نانولیپوزوم های بارگذاری شده با داروی دوکسوروبیسین و اپی گالو کاتچین-3-گالات بر روی رده سلولی سرطان سینه MCF-7 می باشد. در مطالعه حاضر نانولیپوزوم ها با استفاده از روش بارگذاری غیرفعال و آب پوشانی لایه نازک تهیه گردید. توزیع اندازه، پتانسیل زتا، میزان بارگذاری، منحنی رهایش دارو و سمیت نانولیپوزوم ها بعد از تهیه اندازه گیری شد. میانگین قطر نانولیپوزوم ها 6.0 ± 5/82 نانومتر، بار سطحی آن ها 2/24˗ میلی ولت و میزان بارگذاری داروها در حدود 80 درصد به دست آمد. تعامل داروی دوکسوروبیسین و اپی گالو کاتچین-3-گالات با نانولیپوزوم ها از طریق پیوند الکترواستاتیک و واندروالسی بوده و اپی گالو کاتچین-3-گالات بر روی منحنی رهایش دوکسوروبیسین اثر کاهشی گذاشته درصورتی که اختلاف مشاهده شده معنی دار نمی باشد. داده های سمیت نشان می دهد استفاده هم زمان این دو دارو منجر به افزایش سمیت سلولی می شود. نانولیپوزوم های حاوی دوکسوروبیسین در درمان تک دارویی با غلظت 3-10×5 میکرومولار قادر به کاهش زنده مانی به زیر 50 درصد نبوده، اما در ترکیب با اپی گالو کاتچین-3-گالات باعث کاهش درصد زنده مانی به زیر 50 درصد می شود و درنتیجه میزان مصرف داروی شیمیایی دوکسوروبیسین به میزان چشم گیری کاهش می یابد. درنتیجه تجویز هم زمان اپی گالو کاتچین-3-گالات با دوکسوروبیسین می تواند کاندید مناسبی برای شیمی درمانی باشد.

    کلیدواژگان: درمان ترکیبی، اپی گالو کاتچین-3-گالات، دوکسوروبیسین، نانولیپوزوم، سرطان سینه
  • ارزو گلستانی پور، علی اعلمی*، مریم نیکخواه، سامان حسینخانی صفحات 43-54

    یکی از اهداف اصلی زیست فناوری گیاهی ارایه تکنیکی ایمن و کارا جهت انتقال ژن به سلول های گیاه است. تا به امروز متداول ترین و موفق ترین روش انتقال ژن در گیاهان، انتقال به کمک اگروباکتریوم بوده که البته با محدودیت هایی از جمله نوع گیاه میزبان روبرو می باشد. به منظور رفع این محدودیت ها و بهینه سازی انتقال ژن، تکنیک های مختلفی پیشنهاد شده است اما هیچ یک از آنها جایگزین مناسبی برای اگروباکتریوم نبوده اند. در سال های اخیر فناوری نانو به عنوان راهکار جدیدی جهت فایق آمدن به محدودیت های 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 نانولوله ی کربن که یکی از نانوذرات پرکاربرد و ناقلین موفق ماکرومولکول ها به سلول های پستانداران است برای نخستین بار جهت انتقال ژن به سلول گیاه مورد بررسی قرار گرفت. به این منظور تلاش شد با کمک نانولوله های کربنی تک دیواره ای که با آرژنین عامل دار شده بودند (Arg-SWNT)، DNA پلاسمیدی حامل ژن گزارشگر GFP (کد کننده پروتئین نشر دهنده نور سبز) به سلول های توتون (در شرایط سوسپانسیون) انتقال داده شود. بر اساس نتایج به دست آمده نانولوله های کربنی تک دیواره (SWNT) توانستند در حالی که DNA  پلاسمیدی به آنها متصل بود از دیواره سلولی و غشا پلاسمایی عبور کنند. تصاویر به دست آمده از میکروسکوپ فلورسنت موفقیت در انتقال ژن به کمک Arg-SWNT را تایید می کند.

    کلیدواژگان: آرژنین، پروتئین نشردهنده نور سبز، نانولوله کربنی تک دیواره
  • سمانه پورسعید، محمدرضا کلباسی*، سیده نفیسه حسنی، گرو یوشیزاکی، حسین بهاروند* صفحات 57-73

    این مطالعه با هدف تولید ماهی کایمر حاصل از پیوند درون صفاقی SSCs ماهی آزاد دریای خزر به لارو های تازه تفریخ شده قزل آلای رنگین کمان اجرا گردید. سلول های اسپرماتوگونی از بافت بیضه ماهی آزاد 8 ماهه با روش هضم آنزیمی استخراج شدند. از روش حذف تمایزی برای تخلیص سلول های اسپرماتوگونی استفاده شد. پس از 48 ساعت کشت در محیط L15 حاوی سرم 10%، سلول های لایه رویی جمع آوری و با رنگ فلورسنت غشایی PKH26 رنگ آمیزی شدند. سلول ها به حفره صفاقی لارو های تازه تفریخ شده قزل آلای رنگین کمان پیوند شدند. لارو ها 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 آنالیز های مولکولی استخراج شدند. سلول های پیوند شده به سمت گناد در حال تکوین قزل آلای رنگین کمان مهاجرت و کلون زایی کردند. حضور سلول های 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 گونه ای را در قزل آلای رنگین کمان نشان داد. این مطالعه نشان داد که سلول های سوماتیک قزل آلای رنگین کمان قادرند سلول های اسپرماتوگونی ماهی آزاد دریای خزر را حمایت کنند. پیوند بین گونه ای سلول های اسپرماتوگونی دریچه جدیدی را برای حفاظت نژاد های کمیاب و گونه های 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.

    کلیدواژگان: سلول بنیادی زایا، پیوند بین گونه ای، کایمر
  • مرتضی پهلوان یلی، حسن جلیلی*، مصطفی نوروزی، یزدان مرادی، احمد حلاج ثانی صفحات 75-87

    ریزجلبک Aurantiochytrium sp. shy حاوی مقدار زیادی اسیدهای چرب چندغیر اشباعی (PUFA)، به ویژه اسید دوکوزاهگزانوییک است و می تواند استفاده دارویی داشته باشد. در این پژوهش برای به حداکثر رساندن میزان زیست توده ، تاثیر عواملی مثل گلوکز، عصاره گوشت، مونوسدیم گلوتامات و نمک دریا هم زمان با روش پاسخ سطح بررسی شد. در بررسی هم زمان و با درنظرداشتن اثر متقابل، بیشترین میزان زیست توده  (g/L1/7) در غلظت های (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 می دهند. در حالت انفرادی، عصاره گوشت بیشترین تاثیر را دارد. ولی در حالت ترکیبی، برهمکنش گلوکز و عصاره گوشت در مقایسه با بقیه بیشترین تاثیر را داشته است. اگر میزان عصاره گوشت کافی باشد، افزایش گلوکز سبب می شود زیست توده  افزایش یابد. به عبارتی، تاثیر مقدار گلوکز بر زیست توده  کاملا 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 زیست توده  و توانمندی آن در تولید اسید چرب دوکوزاهگزانوییک، به نظر می رسد سویه مورد مطالعه با بهبود شرایط تولید و عوامل مغذی، توانایی تولید زیست توده  بالایی را داشته باشد.

    کلیدواژگان: بهینه سازی، زیست توده، روش پاسخ سطح، ریز جلبک Aurantiochytrium sp. shy، عوامل مغذی
  • گیتی امتیازی*، سهیلا عباسی صفحات 89-104

    روند توسعه پایدار محیط زیست و اقتصاد، موجب بحث در مقیاس بزرگ استفاده از زباله های دریایی شده است. میگو در سال های اخیر بخش مهمی از صنایع غذایی را تشکیل داده است. زباله های انباشته شده میگو بدون استفاده مناسب، منجر به نابودی منابع و مشکلات دفع زباله و آلودگی محیط زیست شده است. تخمیر پسماند میگو با میکروارگانیسم ها یک روش برای بازیابی مواد بیولوژیکی فعال است. کیتیناز باکتریایی به عنوان آنزیم تجزیه کننده در نظر گرفته می شود، که باندهای گلیکوزیدی را در کیتین می شکند. در این مطالعه باکتری های تجزیه کننده کیتین از محیط های 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 نمی کند. 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 می دهد.

    کلیدواژگان: کیتیناز، پوست میگو، کیتین، باسیلوس آلتی شو دنیس، باسیلوس لیکنی فورمیس
  • فاطمه غلامی، محمود شوندی، سید محمدمهدی دستغیب، محمدعلی آموزگار* صفحات 105-119

    یکی از روش های نوین پاکسازی آب های زیرزمینی آلوده به ترکیبات نفتی، استفاده از ترکیبات آزادکننده اکسیژن است. این ترکیبات می توانند 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 تامین اکسیژن مورد نیاز برای رشد و فعالیت میکروارگانیسم های ساکن آب زیرزمینی در آزمایش های ناپیوسته به کاربرده شد و تاثیر 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 نمونه ها حذف شد که نشان دهنده 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.

    کلیدواژگان: آلودگی نفتی، آب زیرزمینی، نفتالین، نانوذرات آزادکننده اکسیژن، پاکسازی زیستی، CaO2
  • الهام شیخی، بهناز شجاع الدین گیوی، شراره تودد، محمدامین بصام، حسین نادری منش*، بتول سجاد* صفحات 121-132

    میکروسکوپ فلورسانس بازتاب-داخلی-کلی ابزاری کارا، برای مشاهده و ثبت پدیده های رخ داده در فاصله ای کمتر از صد نانومتر است. از این ویژگی منحصر بفرد میکروسکوپ، برای بررسی "کیفی" اسکلت سلولی، در نزدیکی سطح زیرین سلول استفاده می شود. در این مقاله، توزیع اکتین ها در فاصله ی کمتر از صد نانومتری از سطح تماس سلول با بستر زیرین، با استفاده از میکروسکوپ فلورسانس بازتاب-داخلی-کلی برپایه ی منشور، تصویربرداری شده است. کمی سازی اکتین های اسکلت سلولی برای بررسی خزیدن سلول ها از لحظه اتصال اولیه به بستر زیرین تا آغاز حرکت از اهمیت بالایی برخوردار است؛ بدین جهت در این مقاله، با استفاده از محاسبه توزیع سطحی-حجمی مولکول های فام ساز، روشی برای "کمی سازی" توزیع مولکول های فام ساز در نزدیکی سطح زیرین سلول، ارایه شده است. این روش جدید، امکان مطالعه خزیدن سلول براساس تصویربرداری لحظه ای از سطح سلول را از طریق محاسبه توزیع موضعی مولکول های فام ساز در آن ناحیه فراهم می کند.

    کلیدواژگان: میکروسکوپ فلورسانس بازتاب-داخلی-کلی، کمی سازی، مولکول فام ساز، تابع-توزیع-احتمال، توزیع سطحی-حجمی
|
  • Abdolreza Abri*, Saeed Hasankhani Pages 1-15
    Aims

    The aim of this study was to extract, isolate, purify, identify and determine the percentage of two natural combinations of protocatechoic acid and gallic acid from Sumac with high efficiency. These compounds exhibit good antimicrobial, antiviral, antifungal, anti-diabetic, anti-insect and parasitic and antioxidant properties. Subsequently, to enhance the drug efficacy of these compounds, their silyl derivatives were prepared.

    Materials & Methods

    The Rhus coriria plant from the trees of the Naghadeh, from the trees of the Aras Baran and from the trees of the Shitaneh village was collected. They were dried in the shadow and grinding. After extraction, to identify two important compounds and their silyl derivatives, we use FT-IR, 1H-NMR, 13C-NMR, GC-Mass, DSC, XRD and HPLC methods.

    Findings

    According to experiments, it can be concluded that the sample of Iranian Sumac fruits in Arasbaran region has the highest amounts of gallic acid (2.99%) and protocatechoic acid (2.902%). We also conclude that the type of soil and the location of growth of a genus are quite influential in its active ingredients, taste, and color. By silylation of these compounds, the lipophilic properties increase sharply, that is, they pass easily through the cell membrane and increase their judgment effect.

    Conclusion

    In this research work, two high-efficiency natural compounds were extracted from the samples of Sumac. Subsequently, due to their medicinal properties, silyl derivatives were prepared and their structure identified by spectroscopic methods. In this way, the permeability of the cell membrane easily done and the pharmacological effect of greatly increased.

    Keywords: Rhus coriaria, Extraction, Silyl derivatives of Protocatechuic acid, Antioxidant
  • Fouzieh Moghadami* Pages 18-28

    Coenzyme Q10 (CoQ10) is a component of the respiratory chain that is responsible for generating energy by transmitting electrons. Today, due to the increasing demand for CoQ10, its production is increasing. In this study, the effect of extract containing of carotenoid from bell pepper as a precursor was investigated on CoQ10 production by Gluconobacter japonicus FM10. For this purpose, at first the total carotenoid was extracted from four colors of bell peppers and then the minimum inhibitory concentration of these extracts was measured. In the next step, the effect of extracts was investigated on CoQ10 production in two phases of the exponential and stationary. The results showed that CoQ10 production was increased in the presence of the bell pepper extract (4.1 mg / L in the presence of red bell pepper extract). In fact, 1.5 times more than when no extract was added. Adding red pepper extract in the exponential phase also increased CoQ10 to 4.9 mg / L, while adding it in the stationary phase did not affect CoQ10 increasing. Therefore, it can be concluded that the carotenoid in bell pepper extract increase the production of CoQ10 by affecting cell growth and increasing it. Therefore, the carotenoid-extract of bell pepper can be introduced as a suitable precursor to increase CoQ10 production.

    Keywords: Coenzyme Q10, Gluconobacter japonicus, Carotenoid, Bell Pepper
  • Mohammad Tohidlou, Sanam Sadeghi Mohammadi, Zahra Vaezi, Majid Taghdir, Hossein Naderi Manesh* Pages 29-42

    Chemotherapy is one of the most effective and common treatments for cancer. Multi-drug resistance and drug side effects are one of the major obstacles to successful chemotherapy. To address these limitations and achieve better drug efficacy, nanosystem-based combination therapy offers a promising approach. This study aimed to synthesize, characterize, and investigate the synergistic effect of nanoliposomes loaded with doxorubicin and epigallocatechin-3-gallate (EGCG) on MCF-7 breast cancer cell lines. In the present study, nanoliposomes were prepared by passive loading and thin-film hydration. The characterization of nanoliposomes such as size distribution, zeta potential, the loading rate, drug release profile, and toxicity were measured. The mean diameter of nanoliposomes was 82.5 nm, their surface charge was -24.2 mV and drug loading was about 80%. The interaction of doxorubicin and EGCG with nanoliposomes was mediated by electrostatic and van der Waals bonds and EGCG has a deceasing effect on the doxorubicin release profile but the observed differences are not significant. The toxicity and viability data indicate that the simultaneous use of these two drugs increased the toxicity of the cells. Nanoliposomes containing doxorubicin were not able to reduce viability to below 50% in monotherapy with 5×10-3 μM. While, the amount of viability dramatically reduced to below 50%, in combination with EGCG, resulting as combination chemotherapy. Consequently, the concomitant administration of EGCG with doxorubicin may be a suitable candidate for chemotherapy.

    Keywords: Combination therapy, Epigallo-catechin 3-gallate, Doxorubicin, Breast cancer
  • Arezoo Golestanipour, Ali Aalami*, Maryam Nikkhah, Saman Hosseinkhani Pages 43-54

    Developing a technique for efficient and safe gene delivery to plant cells is a fundamental aim of plant biotechnology. Agrobacterium mediated transformation as the most common and practical method in plant gene delivery has considerable difficulties such as limitation in applicable for plant species. In recent years several new methods have been suggested, although none of them could be a good replacement. The use of nanotechnology has been provided new solutions to overcome the limitations of biotechnology. Designing biocompatible nanostructures for passing cell barriers and targeted delivery of cargo has improved the biological achievements. In this research the capability of arginine functionalized single-walled carbon nanotube (Arg-SWNT) as a new carrier to transfer plasmid DNA, which codes green fluorescent protein (GFP) to tobacco suspension cells, has been investigation. It is suggested that single-walled carbon nanotubes can pass through cell wall pores and plasma membrane while it carries plasmid DNA along with. The fluorescence microscopy images illustrate the success of gene delivery by Arg-SWNT

    Keywords: Arginine, Green fluorescent protein, Single-walled carbon nanotube
  • Samaneh Poursaeid, Mohammadreza Kalbassi*, Hossein Baharvand Pages 57-73

    Spermatogonial stem cells (SSCs) are unique with an important role in the transmission of genetic information to the next generation. Thus, they play an important role for the production of interspecies germ line chimeras. Therefore, the objective of this study was to produce chimera through the intraperitoneal transplantation of Caspian brown trout SSCs into newly-hatched rainbow trout. Spermatogonial cell were isolated from the testes of 8-month-old Caspian brown trout through enzymatic digestion. The spermatogonial cell suspension was enriched using differential plating technique to remove testicular somatic cells. After culturing for 48 h in L15 supplemented with 10% serum, suspended cells were collected and stained with the fluorescent membrane dye PKH26. The stained cells were intraperitoneally transplanted into triploid rainbow trout hatchlings. At 15 and 30 days after transplantation, the recipients were investigated under a fluorescent microscope. The gonads of recipients were dissected for molecular analysis at 180 days after transplantation. Transplanted spermatogonial cells migrated toward and incorporated into recipient genital ridges. The presence of the Caspian brown trout genetic material was confirmed by PCR in 41.4% of the rainbow trout testes. These results demonstrated for the first time that the interspecies spermatogonial transplantation was successful in rainbow trout and that the somatic microenvironment of the rainbow trout gonad can support the colonization and survival of intraperitoneally transplanted cells derived from a fish species belonging to a different genus. Therefore, the SSCs transplantation can be used as a tool for conservation of Caspian brown trout genetic resources.

    Keywords: Salmonidae, Spermatogonial stem cells, interspecies transplantation, chimera
  • Morteza Pahlavan Yali, Hjalili Hjalili*, Mostafa Noroozi, Yazdan Morady, Ahmad Hallajisani Pages 75-87

    The microalgal strain Aurantiochytrium sp. shy contains considerable amounts of poly-unsaturated fatty acids (PUFAs), chiefly docosahexaenoic acid (DHA) with potential pharmaceutical and health-related attributes. Effects of various concentrations of glucose, meat extract, monosodium glutamate and sea salt on the algal biomass and DHA production have been investigated in this study. Maximum algal biomass (7.1 g/l) was obtained when the culture medium contained 60 g/l of glucose, 6 g/l of meat extract, 6 g/l monosodium glutamate and sea salt at 25ppt. Lipid contents of the alga exceeded 30% of its dry cell weight, with palmitic acid and DHA as the most abundant components. When the effect of a single additive was concerned, meat extract was significantly effective, while interaction between meat extract and glucose was the most effective in comparison with other interactions (P < 0.0001). According to the results, glucose can assure more algal and fatty acids production when adequate amounts of meat extract exist in the culture medium. Optimal results attained when the ratios of glucose to meat extract and C/N concentrations were 10 and 5, respectively. Due to its remarkable growth rate and the capability to produce substantial quantities of biomass and fatty acids, Aurantiochytrium sp.shy was found to be a major source of the beneficial ingredients, whose productivity can magnify if its culture conditions is optimized using favorable blend of growth-promoting materials.

    Keywords: optimization, Aurantiochytrium sp., Optimization, Response surface Methodology, Biomass
  • Giti Emtiazi*, Soheila Abbasi Pages 89-104

    The trend toward sustainable development of the environment and economy has led to a large-scale debate on the use of seafood wastes. In recent years shrimp has been a major part of the food industry. The accumulated waste of shrimp without proper use has resulted in the destruction of the resources and problems of waste disposal and environmental pollution. Shrimp waste fermentation with microorganisms is a method for recovering biologically active material. Bacterial chitinase is considered as a degenerate enzyme .In this study, chitin degrading bacteria were isolated from different environment and then the most efficient strain was selected. The isolate identified by Microscopic, physiological and molecular characteristics and sequencing the 16SrRNA gene and compared with the Bacillus licheniformis strain, the highest rate of chitinase has been reported so far. The isolated strain identified as Bacillus altitudinis can ferment shrimp shell as the only sources of energy and produce high-temperature chitinase, with a 5.1 U/mL activity of over a period of 4 days, and 65.6 mg/l protein on semisolid shrimp shell. While it does not grow on the agar under normal conditions, therefore, its use canchr('39')t cause pollution to the environment. As a result, the activity of chitinase, its simple and inexpensive method of concentration by heat, high enzyme resistance at high temperatures, activity in a wide range of pH and the use of cheap shrimp shell substrate show the superior functional quality of this strain in shrimp shell fermentation.

    Keywords: chitinase, shrimp shell, chitin, Bacillus.altitudinis, Bacillus.licheniformis
  • Fatemeh Gholami, Mahmoud Shavandi, Seyed MohammadMehdi Dastgheib, MohammadAli Amoozegar* Pages 105-119

    Application of oxygen releasing compounds (ORCs) is considered as a novel method in petroleum hydrocarbon remediation from groundwater. ORCs destroy chemically the contaminant by exposure to water which results in hydroxyl radical generation or biologically remove the pollution by biostimulation of the groundwater native microorganisms aerobically. In the present study, calcium peroxide (CaO2) nanoparticles were applied to supply the required oxygen for growth and activity of the native microorganisms to consume naphthalene (20 ppm) as a carbon source. Additionally, the effect of CaO2 content, temperature and pH on the performance of nanoparticles were investigated in the naphthalene removal. The results indicated that the microbial population was sharply increased in the presence of 400 mg/L of nanoparticles and at 30oC and the contaminant was completely removed after 20 days at neutral pH. Furthermore, naphthalene was 100% remediated from groundwater at pH 3, 7.4 and 12 after 2, 20 and 30 days, respectively. This proved the acceleration of chemical oxidation under the acidic condition. At 15 and 30 ± 0.5 oC the contaminant was removed from the media within 15 and 20 days respectively. Meanwhile, only 75% of contaminant was remediated from groundwater within 30 days at 4 ±0.5oC which was due to the reduction in the biological activity and the chemical reaction rate.

    Keywords: petroleum contaminant, groundwater, naphthalene, nanoparticles of oxygen releasing, bioremediation, CaO2
  • Elham Sheykhi, Behnaz Behnaz Shojaedin Givi, Sharareh Tavaddod, MohammadAmin Bassam, H. Naderi Manesh, Batool Sajad* Pages 121-132

    Total-Internal-Reflection Fluorescence Microscopy (TIRFM) is a useful tool to visualize and record the phenomena that happens below 100 nm thickness of the sample surface. This unique property of TIRFM help to perform a "qualitative" study of cytoskeleton near the cell-substrate contact. Here,   distribution of actin filaments at cell-substrate interface was imaged by a TIRFM set up. Then, staining the actins cytoskeleton of the human melanoma cell and implementing the prism-based total-internal-reflection fluorescence microscope.  A method to "quantify" distribution of fluorophores at cell-substrate contact is proposed.

    Keywords: total-internal-reflection fluorescence microscopy, quantification, fluorophore, probability-distribution-function, surface-volume distribution