فهرست مطالب

Epigenetics - Volume:2 Issue: 2, Autumn 2021

Journal of Epigenetics
Volume:2 Issue: 2, Autumn 2021

  • تاریخ انتشار: 1400/11/01
  • تعداد عناوین: 6
|
  • صفحات 1-12

    تاکسول ازطریق عملکرد miR-34a باعث بیان XIST شده که با تاثیر بر عملکرد پاکلی تاکسل باعث عوارض جانبی ناخواسته می شود. برای جلوگیری از اثرات اپی ژنتیکی ناخواسته پاکلی تاکسل، نیوزوم های حاوی داروی پاکلی تاکسل با استفاده از روش هیدراتاسیون فیلم نازک تهیه شدند. پس از لامینکتومی در مهره (T9 / T10)، مدل ضایعه نخاعی با استفاده از روش لامینکتومی توام با ایجاد کوفتگی از طریق انداختن وزنه ایجاد شد. گروه های مختلف حیوانی با تیمارهایPLN (2.5mg / kg) ، (PLNs (2.5mg / kg + عصاره گیاه خارسنبل (300mg/kg) (به مدت 14 روز)، عصاره گیاه خارسنبل (300mg/kg) (به مدت 14 روز)، گروه نرمال ، گروه ضایعه نخاعی (با تزریق نرمال سالین) ، و گروه شم (لامینکتومی) بررسی شدند. میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)و روش های پراش لیزر وجود وزیکول های کروی با اندازه تقریبا 200 نانومتر را تایید کردند. پارامترهای مختلف رفتاری ، پاتولوژیک و مولکولی نشان داد که SCI منجر به کاهش معنی دار در تحرک اسپرم، مهارت های رفتاری و بیان ژن CATSPER شد، با درمان با PLNs و درمان ترکیبی (PLNs + عصاره گیاه خارسنبل) در مقایسه با سایر گروه ها بهبود معنی داری مشاهده شد. علاوه بر این، افزایش تحرک اسپرم و بیان ژن CATSPER به طور معنی داری در گروه PLN و گروه های تحت درمان با عصاره گیاه خارسنبل افزایش نشان داد. در مجموع نتایج نشان داد که با توجه به ملاحظات اپی ژنتیکی تاکسل،گروه های PLN و عصاره گیاه خارسنبل افزایش معنی داری در پارامترهای اسپرم نشان دادند، اما درمان ترکیبی بدون هیچ عارضه جانبی، باعث بهبود معنی داری در میزان باروری، بیان ژن و عملکردهای حرکتی می شود.

    کلیدواژگان: بیان XIST، نیوزوم های حاوی پاکلی تاکسل، گیاه خارسنبل، ضایعه نخاعی، ناباروری مردان
  • صفحات 13-22
    از روش های یادگیری ماشین در مطالعات ژنتیکی برای ساختن مدلهایی استفاده شده است که قادر به پیش بینی ژنوتیپ های ازدست رفته برای تغییرات ژنتیکی انسانی و حیوانی هستند. انتساب ژنوتیپ یک فرایند مهم برای پیش بینی ژنوتیپ های ناشناختهاست. هدف از این مطالعه، بررسی ایده استفاده از یادگیری ماشین برای مقایسه ایمپیوتیشن روش های مبتنی بر خانواده است و سعیSVM ؛ شده بهبود عملکرد ضربه در سناریوهای مختلف، را ارایه دهد. همچنین، دقت روش های مختلف یعنی ماشین بردار پشتیبانیبا هم مقایسه شدند. جمعیت نهایی در قالب ساختارهای مختلف خانوادگی شبیه سازی شد. بنابراین 100 RF ؛ و جنگل تصادفیخانواده شامل والدنر با تعداد متفاوت فرزندان ژنوتیپ شده (5 ، 4 ، 3 ، 2 یا 7) شبیه سازی شدند. تعداد نشانگرها برای ژنوم کل5000 عدد بود. سرها در خانواده ها و سناریوهای دیگر مانند دو والد، والد نر یا ماده و یک فرزند، والد نر و پدربزرگ مادری برای0 تا / بررسی توانایی الگوریتم یادگیری ماشین برای ایمپیوتیشن تعریف شد. دقت ایمپیوتیشن در بین سناریوهای مختلف از 780/99 متغیر بود. همچنین کمترین میزان دقت ایمپیوتیشن در سناریوی والد نر و پدربزرگ مادری به هر دو روش بدست آمد.را به طور قابل توجهی افزایش داد. ایمپیوتیشن افراد غیر (RF و SVM) افزایش در تعداد فرزندان از 2 به 3 دقت ایمپیوتیشنژنوتیپ بر اساس خانواده سه تایی والدین- فرزند و بستگان نزدیک زوج امکان پذیر است. اما، میزان دقت ایمپیوتیشن با استفاده ازژنوتیپ یک والد-فرزند، ژنوتیپ هر والد، ژنوتیپ والد نر و پدربزرگ مادری، بیش از 85 درصد نیست. در حالی که فرزندان ژنوتیپشده بهترین منبع پیش بینی ژنوتیپی برای افراد غیر ژنوتیپ هستند و اگر تعداد فرزندان بیشتر از 4 باشد، دقت ایمپیوتیشن بهبیش از 95 ٪ افزایش می یابد. این نتایج تایید کرد که عملکرد روش های یادگیری ماشین در خانواده های سه تایی از دقت و سرعتمحاسباتی مطلوبی برخوردار است که می توان از آن در برآورد ارزش ارثی استفاده کرد.
    کلیدواژگان: ژنومیک، دقت پیش بینی ژنوتیپی، یادگیری ماشین، جنگل تصادفی، ماشین بردار پشتیبان، فاقد ژنوتیپ
  • صفحات 23-30

    استافیلوکوکوس اوریوس یک پاتوژن باکتریایی است که مسوول طیف وسیعی از عفونت های انسانی می باشد. غفونت های ایجاد شده توسط استافیلوکوکوس اوریوس مقاوم به دارو، خطری برای سلامت جهانی است. توان تشکیل بیوفیلم استافیلوکوکوس اوریوس، یک عامل مهم در استقرار عفونت و مقاومت دارویی است که مشکلات درمانی خواهد داشت. تشکیل بیوفیلم استافیلوکوکوس اوریوس اصولا توسط اپرون ica وساطت می شود که مسوول ایجاد چسبندگی های پلی ساکاریدی بین سلولی است. مهار بیوفیلم باکتریایی به عنوان یک روش ضد باکتریایی امیدبخش است که در سال های اخیر مورد توجه قرار گرفته است. علاوه بر این، مشخص شده است که چندین ترکیب طبیعی به ویژه ترکیباتی با منشاء گیاهی اثرات ضد بیوفیلمی بالقوه نشان می دهند. آلیسین یک ترکیب زیست فعال اصلی موجود در سیر (Allium sativum) است که مسوول خاصیت ضد میکروبی آن است. بنابراین هدف از این مطالعه ارزیابی اثر عصاره سیر در ترکیب با سیپروفلوکساسین بر تشکیل بیوفیلم استافیلوکوکوس اوریوس بیماری زا می باشد. در این تحقیق اثر ضد میکروبی و حداقل غلظت مهاری (MIC) عصاره سیر به تنهایی و به صورت ترکیبی تعیین گردید و تشکیل بیوفیلم باکتریایی و میزان بیان ژن icaA تحت تاثیر این ترکیبات مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که عصاره سیر در ترکیب با سیپروفلوکساسین دارای قدرت مهاری بیوفیلم قوی است و باعث کاهش بیوفیلم 54 -61 درصدی در مقایسه با نمونه شاهد می گردد. کاهش بیوفیلم باکتریایی می تواند به کاهش بیان 59 - 65 درصدی ژن icaA نسبت داده شود. بنابراین این مطالعه نشان داد که عصاره سیردر ترکیب با آنتی بیوتیک ها می تواند به-عنوان یک عامل ضد میکروبی امیدبخش مورد استفاده قرار گیرد و می تواند کاندیدای خوبی برای مبارزه با عفونت های باکتریایی باشد.

    کلیدواژگان: آلیسین، بیوفیلم، سیپروفلوکساسین، ژن icaA، استافیلوکوکوس اورئوس
  • صفحات 25-32

    امروز بیماری کووید-19 مهمترین عامل تهدید کننده سلامت جامعه بشری با میزان سرایت و مرگ و میر بالا می باشد. این بیماری توسط ویروس SARS-CoV-2 از خانواده کروناویروس بتا ایجاد می شود. این ویروس از پروتیین سطحی خود که پروتیین S یا اسپایک نامیده می شود برای ورود به سلولهای انسانی استفاده می کند. این ویروس از طریق دومین متصل شوند به گیرنده واقع در پروتیین اسپایک به گیرنده خود که آنزیم تبدیل کننده آنژیوتانسین است و در سطح سلولها قرار دارد متصل می شود و پس ازوقوع شکست پروتیولیتیک در جایگاه S2' وارد سلول می شود که اینکار توسط پروتیازهای سطح سلولی انجام می شود. واکسن یا داروهاییکه بتوانند از اتصال اسپایک جلوگیری می کنند یا هیدرولیز S2' را متوقف می کنند می توانند برای درمان این بیماری استفاده شوند. در تحقیق حاضر و با استفاده از روش های داکینگ ملکولی و دینامیک ملکولی 14 دارو از بین 100 داروی مطالعه شده براساس وزن ملکولی و نیز قدرت مهاری پروتیین اسپایک انتخاب گردید. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد که فیدوکسومایسین، نیکلوزآمید و فلوبندازول بطور اختصاصی می توانند جایگاه هیدرولیز S2' را مهار کنند در حالیکه آیورمکتین، راپامایسین، هپارین، آزیترومایسین، کلاریترومایسین و اریترومایسین می توانند همزمان جایگاه S2' و نیز جایگاه اتصالی اسپایک به گیرنده را مهار نمایند و می توانند از اتصال و فعالسازی ویروس توسط پروتیاز سطح سلولی جلوگیری کنند و لذا می توان آنها را پس از انجام کارآزماییهای بالینی لازم برای درمان پروفیلاکسی معرفی نمود.

    کلیدواژگان: کووید-19، داکینگ، هپارین، آیورمکتین، کلاریترومایسین، اریترومایسین
  • صفحات 39-44
    زمینه و هدف

    یکی از مهم ترین موضوعات در سرطان کولورکتال (CRC) شناسایی ژن هایی است که نقش مهمی در پیشرفت سرطان دارند. بنابراین، شناخت ژن های مهم در طول پیشرفت CRC به عنوان یک نشانگر زیستی برای پیش آگهی مهم است.

    روش ها

    تعداد 20 نمونه سرطان روده بزرگ و نمونه های سالم مربوط به آنها از بافت های مجاور برای بررسی بیان CCAT2 مورد مطالعه قرار گرفت. RNA کل استخراج شد ، cDNA سنتز شد و در نهایت ، بیان CCAT2 در سرطان روده بزرگ و بافتهای سالم با استفاده از روش واکنش زنجیره ای پلیمراز در ریل تایم PCR (RT-PCR) تعیین شد.

    یافته ها

    با توجه به نتایج ، بیان، به‌صورت قابل توجهی افزایش یافته LncRNA / CCAT2 در بافت های تومور نسبت به نمونه های طبیعی مشاهده شد.

    نتیجه گیری

    افزایش بیان LncRNA / CCAT2 یک ویژگی مشترک سرطان روده بزرگ است و می تواند یک نشانگر پیش آگهی خوبی برای این سرطان باشد.

    کلیدواژگان: سرطان روده بزرگ، RNA های بزرگ غیر رمز کننده، ژن CCAT2، نشانگر پیش آگهی، ریل تایم پی سی آر
|
  • Nahid Askari *, Mehdi Ranjbar, Ali Shafieipour Pages 1-12
    Background

    Taxol facilitates nerve regeneration but it has unwanted side-effects via the tumor suppressive function of miR-34a which induces XIST expression and affects paclitaxel administration. We aimed to examine the neuroprotective effect of Paclitaxel-loaded niosomes (PLNs) to enhance fertility by combining with the Belpharis Persica (B.P) extract in male Wistar rat model of spinal cord injury (SCI).

    Methods

    PLNs were prepared using the thin-film hydration method. After laminectomy at thoracic level (T9/T10) SCI was induced using the weight drop method. Rat treated with either PLNs (2.5mg/kg), PLNs (2.5mg/kg)+B.P extract (300mg/kg-14 days), B.P extract (300mg/kg-14 days), Normal, SCI (normal saline), and sham (laminectomy).

    Results

    The transmission electron microscopy TEM and laser diffraction methods were confirmed the existence of spherical vesicles with feature sizes about 200 nm. The various behavioral, pathological and molecular parameters (CATSPER gene expression) were distinguished. SCI resulted in a significant decrease (P<0.05) in sperm motility, behavioral skills, and CATSPER genes expression were all regenerated by treatment with combination therapy (PLNs+B.P extract) in comparison to the others. Besides, the increased in sperm motility, and CATSPER genes expression were significantly (P<0.05) demonstrated in PLNs and B.P treated groups.

    Conclusion

    Taken together, the results indicated that the PLNs and B.P groups showed a significant increase in sperm parameters, but combination therapy caused the greater recovery of both gene expression and motor functions to decrease the neurological deficits no serious adverse reactions and enhanced fertility.

    Keywords: XIST expression, PLN, Blepharis Persica, Spinal Cord Injury, male infertility
  • Naeem Rastin Bojnord, Mehdi Aminafshar *, Mahmood Honarvar, Nasser Emam Jomeh Kashan Pages 13-22
    Machine learning methods have been used in genetic studies to build models capable of predicting missing genotypes for both human and animal genetic variations. Genotype imputation is an important process of predicting unknown genotypes. The objective of this study was to investigate the idea of using machine learning as imputation to compare the family-based methods and tried to offer improving the imputation performance in different scenarios. Also, the accuracies of different methods i.e. Support vector Machine; SVM, Random forest; RF are compared. The final population were simulated in the form of different family structures. Therefore, 100 families including one sire with different number of genotyped progenies (2, 3, 4, 5 or 7) were simulated. The number of markers was set to 5000 for whole genome. The sires in families and other scenarios such as, BothParents, sire/dam and one progeny, sire and maternal grandsire were defined to investigate the ability of learning machine algorithm for imputation. The imputation accuracy ranged from 0.78 to 0.99 in different scenarios. Also, least amount of imputation accuracy were achieved for sire and maternal grand sire scenario with both methods. Increasing in number of progenies from 2 to 3 was considerably increased in imputation accuracy (SVM and RF). The imputation of non-genotyped individuals based on parent-offspring trios and close relatives paired is possible. But, the use of child- one parent genotyped, BothParents genotyped and sire and maternal grandsire genotyped, average imputation accuracy would not exceed 85%. While genotyped progenies are the best source of predicted genotypes for ungenotyped individuals and if the number of progeny is more than 4, the imputation accuracy is increased more than 95%. These results confirmed, that the performance of machine learning methods in family of trios has a good accuracy and computational speed, which can be used in estimated breeding value.
    Keywords: Genomic, Imputation Accuracy, Machine Learning, Random Forest, Support vector machine, Ungenotype
  • Naser Moradtajali, Hadi Habibollahi, MohammadReza Safari Motlagh *, Mohammadhossein Kenari, Amin Rabizad Shahrestani, Zahra Baaberoo, Ahmad Montazeri Pages 23-30

    Staphylococcus aureus is a bacterial pathogen that is responsible for a broad range of human infections. Infections caused by drug-resistant S. aureus are a global health threat. Biofilm formation capability of S. aureus, which is an important factor in infection establishment and drug resistance and thus therapeutic failure, is mainly mediated by ica operon, which is responsible for the production of polysaccharide intercellular adhesions. Inhibition of bacterial biofilm as a promising antibacterial approach has gained attention recently. In addition, several natural compounds, especially of plant origin, have displayed anti-biofilm potential against bacteria. Allicin is the major bioactive compound found in garlic (Allium sativum) and is responsible for its antimicrobial activity. Thus, this study aimed to evaluate the effects of garlic extract in combination with ciprofloxacin on the biofilm formation of pathogenic S. aureus. Antimicrobial effects and minimum inhibitory concentration (MIC) of either the agent alone or in combination were determined, and the bacterial biofilm formation and expression of the icaA gene were investigated. The results showed that garlic extract in combination with ciprofloxacin had a strong biofilm inhibitory potential and reduced biofilm formation by 54-61% compared to the control. The reduction of bacterial biofilm can be attributed to the reduction of the icaA gene, which was reduced by 59-65%. Thus, this study showed that garlic extract can be used as a promising anti-biofilm agent in combination with antibiotics and can be a good candidate to combat bacterial infections.

    Keywords: Allicin, Biofilm, Ciprofloxacin, icaA gene, Staphylococcus aureus
  • MohammadReza Dayer * Pages 25-32

    Today the disease of COVID-19 comprises the most serious problem against human health worldwide with a high rate of virulence and mortality. The disease is caused by the SARS-CoV-2 virus from the beta coronavirus family. The virus makes use of its surface glycoprotein named S protein or spike to enter the human cells. The virus is attached to its receptor of angiotensin-converting enzyme 2 on the cell surface via its receptor-binding domain and fused after cleavage at S2' site that is carried out by surface protease. Vaccines or drugs interfering with S protein binding or blocking the cleavage sites of S protein could be considered as a treat to get rid of the infection. In the current work and through molecular docking and molecular dynamics experiments, 14 drugs were selected based on their molecular weights among 100 drugs to study their shielding potency toward S protein binding sites. The obtained results indicate that fidaxomicin, niclosamide, and flubendazole bind specifically to the S2' cleavage site; while ivermectin, rapamycin, heparin, azithromycin, clarithromycin, and erythromycin bind both receptor-binding domain and S2' and can prevent virus attachment to its receptor and may be useful as a prophylactic candidate for COVID-19 management after clinical approval.

    Keywords: COVID-19, Docking, Heparin, Ivermectin, Clarithromycin, Erythromycin
  • Zahra Maleki Moaf, Ali Salehzadeh*, Zahra Zamanzadeh Pages 39-44
    Background and Aim

    One of the most important topics in Colorectal Cancer (CRC) is identifying the genes that play a crucial role in cancer progression. Therefore, recognizing the important genes during the CRC progression is important as a biomarker for prognosis. Noncoding RNAs (ncRNAs), the major transcribed RNA molecules in animal cells, do not encode proteins and are mainly involved with the regulation of gene expression. The Colon Cancer Associated Transcript 2 (CCAT2) gene is transcribed to a LncRNA molecule and seems to be associated with several cancers.

    Methods

    A total number of 20 colon cancer specimens and their corresponding healthy specimens from adjacent tissues were studied to investigate the expression of CCAT2. Total RNA was extracted, cDNA was synthesized, and finally, the expression of CCAT2 was determined in CRC and healthy tissues using Real-time Polymerase Chain Reaction (RT-PCR) assay.

    Results

    The expression of CCAT2 in colorectal tumors and their adjacent healthy tissues was investigated. According to the results, the expression of CCAT2 in colorectal tumors and healthy tissues was significantly different. In other words, the expression of CCAT2 in cancer tissues was higher than the healthy tissues by 4.5 folds.

    Conclusion

    The increased expression of LncRNA/CCAT2 is a common characteristic of colorectal cancer, and could be a good prognostic marker for this cancer.

    Keywords: CCAT2 gene, Colon cancer, LncRNAs, Prognostic marker, RT-PCR
  • Hosseinali Abdi, Dor Mohammad Kordi Tamandani, Milad Lagzian, Alireza Bakhshipour Pages 45-50

    Colorectal cancer (CRC) is the third cause of cancer death globally. New evidence suggests that colorectal microbiome dysbiosis may be involved in the cause and development of CRC. This study aimed to investigate the differences in bacterial composition and diversity between CRC samples and healthy individuals (HC) based on age through high-throughput 16S rRNA sequences. Biopsy samples were obtained from 17 CRC patients and 13 healthy controls (HC). We analyzed the colon microbiome composition and diversity by alpha and beta diversity. The results showed that colon microbial diversity was significantly higher in the CRC-32-50 and CRC-50-75 groups than in the healthy controls. Still, on the other hand, the diversity of group HC-32-50 was lower than all other groups. Prevotella, Faecalibacterium, Fusobacterium, and Akkermansia were overrepresented in the CRC-32-50, while Bacteroides were in the HC-32-50 group. Our results showed that the diversity and composition of the two groups, HC-32-50 and CRC-32-50, were significantly different. These findings suggest that dysbiosis is more common in CRC patients under the age of 50 than in those over 50. Further studies on the colon microbiome are needed to determine the diversity and composition of the colon microbiome in age-related colorectal cancer to complete our understanding of the impact of the microbiome on the progression of colon cancer.

    Keywords: Microbiome, Colorectal Cancer, 16S rRNA sequencing, Diversity, Dysbiosis