فهرست مطالب

فصلنامه دنیای میکروب ها
سال چهاردهم شماره 1 (پیاپی 46، بهار 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/02/14
  • تعداد عناوین: 6
|
  • نگار صعود، محمد کارگر*، سید محمدحسین حسینی، مجتبی جعفری نیا صفحات 6-20
    سابقه و هدف

     پیلی و زیر واحد B توکسین مهمترین عوامل بیماری زایی ویبریو کلرا می باشند. در این پژوهش، از پایانه C توکسین کلاستریدیوم پرفرینجنس به عنوان یک سیستم تحویل استفاده گردید و با ایجاد کایمرای TcpA-CtxB پروتین حاصل در باکتری اشریشیا کلی بیان شد.

    مواد و روش ها

    به صورت تجربی، توانایی سازه دارای CtxB-TcpA-CPE در مقایسه با توالی های پروتینی کامل هر یک از پروتین های CtxB، TcpA و C-CPE مورد مطالعه قرار گرفت. تکثیر قطعات ژنی با استفاده از PCR و سپس کلونسازی در وکتورهای بیانی انجام شد. به منظور ساخت سازه، پروتین کایمرای هدف با استفاده از لینکر طراحی و به روش سنتتیک تولید شد. پس از تولید، پروتین ها تخلیص و سپس با روش ایمونوبلات مورد تایید قرار گرفتند.

    یافتهها

    پروتین کایمرا تولید شده 484 اسیدامینه داشت. این تعداد آمینواسید میتواند نشان دهنده پایداری پروتین باشد. ژن c-cpe، ژن tcpA و ژن ctxB به ترتیب دارای اندازههای 381،375 و 675 جفت باز بودند. نتایج هضم آنزیمی و تعیین توالی نشان دهنده ی همولوژی نوکلیوتیدی محصولات بدست آمده با توالی ژن های ثبت شده در NCBI بود. این ژن ها به طور موفقیت آمیزی در میزبان اشریشیا کلی وارد و اندازه باند پروتینی آن ها در SDS-PAGE به ترتیب، 15، 25، 25 و 52 کیلودالتون بود.

    نتیجه گیری

    براساس مطالعات فیزیکوشیمیایی صورت گرفته، به نظر می رسد که این پروتین نوترکیب کاندیدای خوبی برای بررسی به عنوان واکسن خوراکی ویبریو کلرا باشد که البته برای اثبات این فرضیه به انجام آزمون های چالشی و مطالعات تکمیلی بیشتری نیاز دارد.

    کلیدواژگان: واکسن ویبریو کلرا، پایانه C توکسین کلاستریدیوم پرفرینجنس، tcpA، ctxB
  • صفورا هاشمی جوکار، محمود شوندی*، اعظم حدادی، ابراهیم علایی صفحات 21-34
    سابقه و هدف

     علی رغم استفاده گسترده آفت کش ها در صنعت کشاورزی، تاثیرات مخرب زیست محیطی آنها مورد مطالعه قرار نگرفته است. در پژوهش حاضر، تاثیر آفت کش های کلرپیریفوس و دلتامترین بر تنوع میکروبی خاک در شوری های مختلف بررسی شد.

    مواد و روش ها

    چهار نمونه خاک با شوری مختلف (صفر، 1%، 2% و 4%) با میزان mg/kg 200 از هر یک از ترکیبات کلرپیریفوس و دلتامترین آلوده شدند. تاثیرات مخرب این آفت کش ها بر جمعیت میکروبی خاک به کمک روش توالی یابی نسل جدید (NGS) بررسی شد. در ادامه، باکتری های شاخص جداسازی و با نتایج حاصل از روش توالی یابی نسل جدید مقایسه شد.

    یافته ها

    درصد بالایی از گونه های فعال خاک در اثر این آفت کش ها از بین رفتند. گروه های اصلی در سطح شاخه فرمیکوت-ها، پروتیوباکتری ها، باکتریودت ها و اکتینوباکتری ها بودند. بررسی الگوی واحدهای عملکردی تاکسونومیک (OTU) در بین نمونه ها نشان داد که کمترین فراوانی مربوط به گروه نمونه های خاک آلوده به کلرپیریفوس و بالاترین فراوانی مربوط به نمونه شاهد غیر آلوده بود. مقایسه با استفاده از آنالیز آلفا نیز نشان داد که بالاترین تعداد سویه ها در میکروکازم خاک غیر شور و غیرآلوده و پایین ترین تعداد سویه ها در حضور دلتامترین (1% شوری) و کلرپیریفوس (0% شوری) مشاهده شد.

    نتیجه گیری

    نتایج بدست آمده حاکی از تاثیر قابل توجه شوری بر مقاومت میکروارگانیسم های موجود در خاک به حضور کلرپریفوس و دلتامترین بود. هر یک از خاک های مورد مطالعه تحت تاثیر آلودگی سموم آفت کش بر اساس شرایط فیزیکوشیمیایی خود، جمعیت میکروبی اختصاصی خود را خواهد داشت و در بررسی آنها با روش های وابسته به کشت و روش های مولکولی یافته های تقریبا مشابهی بدست آمد.

    کلیدواژگان: جمعیت میکروبی خاک، توالی یابی نسل جدید، کلرپیریفوس، دلتامترین، شوری خاک
  • زهرا علیخانی، نادیا کاظمی پور*، مهدی شفیعی اردستانی، مجتبی نوفلی صفحات 35-46

    اخیرا استفاده از نانو پارتیکل ها یکی از جدیدترین روش های ساخت دارو و واکسن های نوین است. نانو واکسن ها بر پایه پلیمرهای زیست تخریب پذیر، به دلیل تحویل دهی بهتر آنتی ژن، عدم سمیت و سیستم آهسته رهش، پاسخ های ایمنی قوی تری تولید می کند.

    روش بررسی

    در این مطالعه PRP هموفیلوس آنفولانزا در در ساختار نانوپارتیکل های PLGA-Chitosan لود شد. بدین منظور پس از مراحل آماده سازی نانوپارتیکل ها آنتی ژن PRP در ترکیب با PLGA-Chitosan قرار گرفت. تست های تاییدی سایز و شارژ AFM,، FT-IR , درصد رهاسازی و لودینگ آنتی ژن ها ازساختار نانو پارتیکل ها محاسبه و میزان سمیت و قدرت آنتی ژنیسیته نانو واکسن با روش الایزا آزمایش شد. چهار گروه از موش های ماده نژاد سوری جهت انجام واکسیناسیون انتخاب و گروه بندی شدند. واکسیناسیون و خونگیری از قلب موش ها انجام و نمونه های سرمی گرد آوری گردید و پاسخ های آنتی بادی بر علیه PRP برای total IgG وIgM اندازه گیری شد. به منظور بررسی میزان آسیب بافتی ، آزمایش پاتولوژی انجام شد.

    یافته ها

    نتایج حاصل حاکی از افزایش تیتر آنتی بادی هایtotal IgG و IgM در نانو واکسن HIB در مقایسه با PRP و عدم سمیت نانوواکسن در اندام های حیاتی موش بود.

    نتیجه گیری

    نتایج بیانگر این واقعیت است که نانوواکسن حاصل به مراتب قدرت جذب و ایمنی زایی بیشتری داشته و می توانند به عنوان واکسنی موثر بر علیه بیماری های ایجاد شده از طریق هموفیلوس آنفولانزا تیپ ب عمل نماید.

    کلیدواژگان: کیتوزان، پلی لاکتید کو گلیکولاید، واکسن HIB
  • توحید پیری قراقیه، عباس دوستی*، سید عباس میرزایی صفحات 47-58
    سابقه و هدف

    اسینتوباکتر بومانی یک بیماری زای فرصت طلب است که در ایجاد عفونت های متعددی نقش دارد. سیستم ترشحی تیپ 6 (T6SS) و وجود پمپ افلاکس قوی به واسطه پورین غشایی، از شاخص های مهم بیماری زایی در این باکتری می باشند. هدف این مطالعه ردیابی سیستم ترشحی T6SS و پورین غشایی و همچنین الگوی مقاومت آنتی بیوتیکی در جدایه های مورد بررسی بود.

    مواد و روش ها

    پس از شناسایی اولیه 43 باکتری مورد مطالعه به عنوان اسینتوباکتر بومانی که از نمونه های بالینی خون، ادرار، تراشه تنفسی و زخم جدا شده بودند، تست آنتی بیوگرام طبق روش M45 دیسک دیفیوژن انجام شد. بررسی فراوانی ژن های کدکننده افکتور پروتیین های ترشح شده از سیستم ترشحی تیپ6 و پورین غشایی به وسیله آزمون Multiplex PCRانجام شد.

    یافته ها

    پس از انجام آزمون PCR، تعداد 31 جدایه به عنوان اسینتوباکتر بومانی شناسایی شد. جدایه‏های اسینتوباکتر بومانی حساسیت 55/93 % به کلیستین سولفات نشان دادند (P<0.01). کمترین میزان حساسیت را علیه اسینتوباکتربومانی به پنج کلاس آنتی‏بیوتیکی فلوروکینولون ها (9/12%)، سفالوسپورین ها (45/6%)، آمینوگلیکوزیدها(45/6%)، ماکرولیدها (1/16%) و آنتی-بیوتیک+مهارکننده (1/12%) بود. نتایج نشان داد که علاوه بر فنوتیپ MDR (100% جدایه ها)، 20 جدایه (52/64 %) دارای فنوتیپ XDR بودند. فراوانی ژن hcp در 18 جدایه (58%) و ompC در 31 جدایه (100%) تایید شد. فراوانی ژن ompC در جدایه های MDR و XDR برابر با 100% بود. این در حالیست که ژن hcp فقط در جدایه های با فنوتیپ XDR با فراوانی 90% مشاهده شد (P<0.01).

    نتیجه گیری

    نتایج نشان دهنده تاثیر احتمالی ژن hcp در سازگاری جدایه های اسینتوباکتر بومانی با شرایط نامساعد و بروز فنوتیپ مقاومت می باشد.

    کلیدواژگان: اسینتوباکتر بومانی، مقاومت به کارباپنم ها، سیستم ترشحی T6SS، پورین غشایی
  • ندا حیدری خویی، منیر دودی* صفحات 59-69
    سابقه و هدف

     آلودگی محیط زیست با فلزات تهدیدی جدی برای سلامت انسان و محیط است. این پژوهش با هدف بررسی جذب زیستی آرسنیک از چندین فاضلاب صنعتی انجام شد.

    مواد و روش ها

    در این مطالعه تحلیلی نمونه گیری از تصفیه خانه شاهین شهر (1) و شرکت پلی اکریل (2) انجام شد. پس از اندازه گیری دما، pH، BOD،COD و آرسنیک از پساب ها شمارش باکتری های هتروتروف انجام شد و باکتری های مقاوم به آرسنیک در محیطPHGII جداسازی و حساسیت آنتی بیوتیکی آنها بررسی گردید. به منظور تعیین MIC وMBC از روش کشت سطحی و برای شناسایی باکتری ها از کلنی-PCR استفاده شد.

    یافته ها

     مقدار آرسنیک در پساب های (1) و (2) به ترتیب mg/L 0/730 و 1/895 و pH هر دو پساب خنثی بود. BOD و COD پساب (2) در محدوده مشابه پساب های صنعتی بود، اما پساب (1) برای BOD و COD به ترتیب در حدود 400 و 2700 واحد بالاتر بود. تعداد هتروتروف ها در پساب (1) بیشتر از (2)، اما تفاوت معنی داری مشاهده نشد. جدایه های مقاوم به آرسنیک در هر دو پساب مربوط به باسیلوس سفنسیس OPL، سودوموناس آیروجینوسا ا IAUF-11ZBK، استنوتروفوموناس مالتوفیلیاIR-Isfahan (G)و 5633 بودند. سودوموناس آیروجینوسا ZBK بیشترین حساسیت را نسبت به آنتی بیوتیک ها نشان داد و قادر به جذب زیستی آرسنیک تا حد ppm 1/4 در شرایط آزمایشگاهی بود.

    نتیجه گیری

    نتایج نشان داد که جدایه سودوموناس آیروجینوسا ZBK با وجود قابلیت قابل توجه جذب زیستی آرسنیک، اما مقاومت پایینی نسبت به آنتی بیوتیک ها داشت. از این رو استفاده از این سویه به منظور جذب زیستی آرسنیک از فاضلاب ها پیشنهاد می شود.

    کلیدواژگان: فاضلاب، مقاومت به آرسنیک، جذب زیستی، کلنی - PCR، MIC
  • سپیده میدانی نیکجه، پریسا محمدی*، افسانه خان باباخانی صفحات 70-88

    امروزه تغییرات اقلیمی یکی از موضوعاتی است که مورد توجه بسیار قرار گرفته و مشکلات زیادی را در حوزه سلامت و اقتصاد جهانی به همراه آورده است. بررسی ها نشان داده اند که در تغییرات اقلیمی، میکروارگانیسم ها نیز دچار تغییرات عمده ای می-شوند که در پی آن جوامع انسانی را با مشکلات متعددی از جمله بروز دوباره برخی عفونت ها و یا انتشار بیماری های عفونی نوپدیدی مانند پاندمی کووید-19 و مقاومت های جدید آنتی بیوتیکی رو به رو نموده است. تغییرات اقلیمی منجر به قحطی، خشکسالی، سیل و گرم شدن کره زمین شده است که جان بسیاری از مردم را با خطر جدی مواجه می کند. کاهش گازهای گلخانه ای به خصوص استفاده کمتر از سوخت های فسیلی در صنعت می تواند تا حدی پیشگیری کننده باشد. بنابراین، داشتن برنامه برای رویارویی با پیامدهای محیطی تغییرات اقلیمی از اهمیت به سزایی برخوردار است. در این مقاله مروری 71 مقاله در بازه زمانی سال های 1992 تا 2020 از پایگاه های اطلاعاتی جستجو و مورد بررسی قرار گرفت. از آنجاییکه تغییر در الگوهای اقلیمی می تواند تنوع جمعیت میکروارگانیسم ها را تغییر دهد، در این مقاله به محیط های خاص که سرشار از متابولیت های ثانویه و میکروارگانیسم های با ارزش کره زمین هستند و نسبت به تغییرات اقلیمی بسیار آسیب پذیر هستند، توجه شده است.

    کلیدواژگان: بیماری های نوپدید، تغییرات اقلیمی، کووید-19، متابولیت های ثانویه، مقاومت های آنتی بیوتیکی
|
  • Negar Souod, Mohammad Kargar *, MohammadHossein Hoseiny, Mojtaba Jafarinia Pages 6-20
    Background & Objectives

    TcpA protein and B subunit of cholera toxin are the most important virulence factors of Vibrio cholorea. In the current survey, we applied the C-terminal of   clostridium perferingenes toxin as a delivery system to bind the CtxB-TcpA fusion as an antigen,      cloning it in a prokaryote vector, evaluated the level of  expression.

    Materials & Methods

    In experimental survey, the ability of a constructs based on  CtxB-TcpA-C-CPE with complete protein sequences of each protein was studied. After amplification of tcpA, ctxB, and c-cpe genes using PCR, they were cloned in expression plasmids. For fusion protein, all of the three protein sequences were constructed with linker. After  expression, the proteins were purified and then confirmed using immunoblot methods.  

    Results

    This fusion protein consists of 484 amino acids. PCR amplification for the c-cpe, tcpA and ctxB genes amplified 381, 375 and 675 bp; respectively. The result of enzymatic restrictions and sequencing indicated the exact homology of the synthesized proteins and the others submitted in NCBI. According to the SDS-PAGE results, the TcpA, CtxB, and C-CPE proteins were 15, 25 and 25 kD respectively.

    Conclusion

    According to physicochemical results, this fusion protein may be suitable candidate as a vaccine, however; further experimental trials are needed to approve this conclusion.

    Keywords: Vibrio cholorea vaccine, C terminal of Clostridium perferingenes toxin, tcpA gene, ctxB gene
  • Safoura Hashemi Joker, Mahmoud Shavandi *, Azam Haddadi, Ebrahim Alaie Pages 21-34
    Background

    Despite of widely use of pesticides in agricultural industry, their ecotoxicological impacts on the ecosystems has not been well understood. In the present study, the effects of chlorpyrifos and deltamethrin as a representative of organophosphorus on soil microbial diversity in different salinities were investigated.

    Materials and Methods

    soil samples with different salinities (0, 1%, 2% and 4%) were contaminated with 200 mg/kg of chlorpyrifos and deltamethrin. Then, the effects of these compounds were investigated by microbial cultivation and Next Generation Sequencing (NGS) methods. The dominant bacterial strains were isolated and compared with the results of the NGS method.

    Results

    Remarkable groups of active soil species were destroyed. The main groups at the phylum level were, Firmicutes, Proteobacteria, bacteriodes and actinobacteria. Examination of the pattern of operational taxonomic unit (OTU) showed that the lowest abundance belonged to the group of soil samples contaminated with chlorpyrifos and the highest abundance belonged to the non-contaminated sample. Alpha diversity analysis revealed that the highest number of strains was observed in non-saline and uncontaminated soil microcosms, and the lowest number of strains was observed in the presence of deltamethrin (1% salinity) and chlorpyrifos (0% salinity).

    Conclusion

    The results indicated that soil salinity had significant impact on the resistance of soil microorganisms to the chlorpyrifos and deltamethrin. Every soil samples will have its own microbial composition based on its physicochemical conditions under the influence of pesticide contamination. By comparison of microbial composition by culture-dependent and molecular-based methods, almost similar findings were obtained.

    Keywords: Soil microbial composition, Next generation sequencing, Chlorpyrifos, deltamethrin, Soil salinity
  • Zahra Alikhani, Nadia Kazemi Pour *, Mehdi Shafieeardestani, Mojtaba Noofeli Pages 35-46
    Background & Objectives

    The use of nanoparticles is one of the newest methods of making vaccines. Nano-vaccines based on biodegradable polymers produce stronger immune system responses. The aim of this study was to design a Haemophilus influenzae type b nanovaccine in an animal model.

    Materials & Methods

     

    In this study, PRP of Haemophilus influenzae was loaded in the structure of PLGA-Chitosan nanoparticles. Confirmation of AFM, FT-IR size and charge, percentage of release and loading of antigens from the structure of nanoparticles were calculated and the toxicity and antigenicity of nanovaccines were tested by ELISA method. Four groups of female mice were selected and grouped for vaccination. Vaccination and blood sampling were performed from mice’s heart and serum samples were collected and antibody responses against PRP were measured for total IgG and IgM. Pathological examination was performed to evaluate the extent of tissue damage.

    Results

    Increasing the particle size from 167 ± 47.3 to 209 ± 4.2 and AFM electron microscope images before and after antigen loading showed the success of antigen encapsulation in the nanoparticle structure with 78% efficiency. The results of ELISA and vital organ pathology showed an increase in the titer of total IgG and IgM antibodies in the HIB nanovaccine compared to PRP and the lack of toxicity of the nanovaccine in the vital organs of mice.

    Conclusion

    The results indicate that resulting nanovaccine has far more absorption and immunogenicity and can act as an effective vaccine against Haemophilus influenzae type b diseases.

    Keywords: Chitosan, Polylactide Co-glycolide, HIB vaccine
  • Tohid Piri Gharaghie, Abbas Doosti *, Seyed Abbas Mirzaei Pages 47-58
    Background & Objectives

    Type 6 secretory system (T6SS) and the presence of a strong efflux pump due to membrane purine are important indicators of pathogenicity of Acinetobacter baumannii. This study aimed to track the secretory system of T6SS and membrane purine as well as the pattern of antibiotic resistance in clinical isolates.

    Materials and methods

    This cross-sectional descriptive study was performed on 33 strains of A. baumannii isolated from clinical samples including blood, urine, respiratory trachea, and wound. Antibiotic susceptibility of isolates was evaluated by the disk diffusion method according to CLSI protocol. Also, the frequency of genes encoding the effector proteins secreted from the type 6 secretory system and membrane purine was determined using Multiplex PCR.

    Results

    31 strains of A. baumannii were identified, using the molecular method. A. baumannii isolates showed 93.55% sensitivity to colistin sulfate. The lowest susceptibility was related to five classes of antibiotics: fluoroquinolones (12.9%), cephalosporins (6.45%), aminoglycosides (6.45%), macrolides (16.1%), and inhibitory antibiotics (12.1%). The results showed that in addition to the MDR phenotype (100% of isolates), 20 isolates (64.52%) had the XDR phenotype. The frequency of the hcp gene was confirmed in 18 isolates (58%) and ompC in all isolates (100%). Also, the frequency of the ompC gene in MDR and XDR isolates was 100%. However, the hcp gene was observed only in the XDR phenotype with 90% frequency.

    Conclusion

    The results of this study showed the possible effect of the hcp gene on the compatibility of A. baumannii isolates with unfavorable conditions and the occurrence of resistance phenotype.

    Keywords: Acinetobacter baumannii, Resistance to carbapenems, T6SS secretory system, Membrane purine
  • Neda Heidari Khoii, Monir Doudi * Pages 59-69
    Background & Objectives

    Pollution of the environment with metals is a serious treatment to    human health and the environments. The purpose of this study of arsenic biosorption was from     several industrial effluents.

    Materials & Methods

    This cross-sectional study was carried out by sampling in May 2018 from one of the natural habitats of birch trees Batula Pendula in Alborz Province, Iran. After isolation of yeasts using selected media and purification of yeast colonies with various pink to red colors, yeasts genomic nucleic acids were extracted and molecular screening for astaxanthin-producing detection of isolates was performed by multiple polymerase chain reaction (Multiplex-PCR).

    Results

    The concentrations of arsenic in effluents (1) and (2) were 0.730 and 1.895 mg/L, respectively and the pH of both effluents was neutral. The effluent BOD and COD effluent (2)was within the standard range, but the BOD and COD effluent (1) was somewhat higher. The number of heterotrophic bacteria in effluent (1) was higher than effluent (2), but there was no significant difference between these two effluents . Arsenic-resistant isolates in both effluents were Bacillus syphenis OPL, Pseudomonas aeruginosa IAUF-11ZBK, Stenotrophomonas maltophilia IR-Isfahan (G) and 5633. Pseudomonas aeruginosa ZBK showed the highest sensitivity to antibiotics, which was able to biosorption  of arsenic from  municipal wastewater up to 1.4 mg/L in vitro.

    Conclusion

    Pseudomonas aeruginosa  ZBK had a good ability to biosorption  of arsenic and low resistance to antibiotics. This strain is recommended for biosorption of arsenic from effluents.

    Keywords: Arsenic resistant, Biosorption, MIC, wastewater, colony-PCR
  • Sepideh Meidaninikjeh, Parisa Mohammadi *, Afsaneh Khanbabakhani Pages 70-88

    Climate change is one of the most important issues that has attracted a great deal of attention and caused many environmental problems for health systems and global economy. Studies have shown that during climate change, microorganisms can change and cause many problems including the recurrence and spread of infectious diseases, emerging diseases (COVID-19 pandemic), and antibiotic resistance. Besides, it will lead to famine, drought, floods, and global warming that threatens the lives of many people. Reducing greenhouse gas emissions, especially the use of less fossil fuels in industry, can be a preventative way. Therefore, it is significant to have plans to deal with climate change consequences in the environment. In this article, 71 articles from 1992 to 2020 were reviewed by mentioned keywords. Some specific extreme environments that are rich in valuable secondary metabolites and microorganisms but are fragile to climate change and also their microorganism’s diversity and population which have been changed during climate change were reviewed.

    Keywords: Emerging diseases, Climate Change, COVID-19, Secondary metabolites, Drug resistance