فهرست مطالب

پژوهش های سلولی مولکولی (زیست شناسی ایران) - سال سی و پنجم شماره 3 (پاییز 1401)

مجله پژوهش های سلولی مولکولی (زیست شناسی ایران)
سال سی و پنجم شماره 3 (پاییز 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/09/22
  • تعداد عناوین: 12
|
  • عارفه سیدعربی*، ما ئده محلوجی، افسانه روشن فکر صفحات 362-378
    استرس اکسیداتیو، پدیده ای است که در نتیجه ی افزایش بیش از حد گونه های فعال اکسیژن ایجاد شده و روی فعالیت طبیعی آنزیم ها، پروتیین ها، سلول ها و حتی اندام های موجود زنده، اثر تخریبی می گذارد. مطالعات گذشته ی بسیاری از محققان، بیان گر اهمیت استفاده از ترکیبات طبیعی و عمدتا گیاهی مانند پلی فنول ها، به عنوان راه کاری ایمن در توقف بروز اثرات مخرب استرس اکسیداتیو است. مکانیسم نحوه ی فعالیت غیر آنزیمی این ترکیبات آنتی اکسیدانی، در اغلب موارد به گروه های هیدروکسیل متصل به حلقه بنزن یا آروماتیک، با اهدای اتم هیدروژن به رادیکال های آزاد نسبت داده می شود که در نهایت باعث مهار و خنثی سازی گونه های فعال اکسیژن می شوند. در این مقاله، قدرت آنتی اکسیدانی سه ترکیب پلی فنولی، شامل تاکسی فولین، مورین و کورکومین، در تقابل با ترکیب شیمیایی DPPH به عنوان رادیکال آزاد و بررسی تغییر میزان جذب آن طی واکنش با این ترکیبات گیاهی در یک غلظت پایین و مشخص، بررسی شد. با استفاده از دستگاه الایزا ریدر فلورسانس H4، میزان تغییر جذب رادیکال DPPH به دست آمد و به کمک نرم افزارهای Excel، OriginLab و Graph Pad Prism نتایج سنجیده شد. طبق نتایج به دست آمده، تاکسی فولین به دلیل دارا بودن گروه های متعدد هیدروکسیل متصل به حلقه های فنولی و اتم های اکسیژن متصل به حلقه هتروسیکلیک (حلقه C) و وجود آرایش فضایی اتم های هیدروژن در این حلقه بالاترین قدرت آنتی اکسیدانی را دارد و به دنبال آن کورکومین و مورین در مراتب بعدی قرار می گیرند. داده های این پژوهش، بر اهمیت مصرف محصولات گیاهی مغذی، مانند مرکبات و مغزهای خوراکی و همچنین ادویه های توصیه شده در طب سنتی، مانند زردچوبه، بیش از پیش تاکید می کند.
    کلیدواژگان: ترکیبات پلی فنولی، فعالیت آنتی اکسیدانی، تاکسی فولین، مورین، کورکومین
  • فاطمه شیخی، خسرو رستمی، مهرداد آذین*، محمدعلی اسداللهی، منصور ابراهیمی، پیام غیاثی، امیر فیضی صفحات 379-392

    در فرایند تولید بیواتانل، عوامل بسیار مهمی وجود دارد که کارایی تولید را تحت تاثیر قرار می دهد. تجمع اتانل در طول فرآیند تخمیر و اثر بازدارندگی بر رشد اجتناب ناپذیر است. افزایش تحمل به اتانل در سویه ساکارومایسس سرویزیه منجر به افزایش قدرت بقا و در نهایت افزایش تولید اتانل خواهد شد. رویکرد مهندسی تکاملی یک راهبرد مناسب برای بهبود صفت تحمل به اتانل در سویه ساکارومایسس سرویزیه است. سازوکار اثر سمیت الکل های کوتاه زنجیره بر مخمر مشابه است. در تحقیق حاضر، سویه آزمایشگاهی ساکارومایسس سرویزیه CEN PK 113-7D باراهبرد مهندسی تکاملی طی یک دوره کشت 144 روزه تحت تنش 1- بوتانل قرار گرفت و نرخ ویژه رشد (µ) سویه تکامل یافته از h-1 048/0بهh-1 084/0 ارتقا یافت. افزایش تحمل به تنش 1- بوتانل منجر به افزایش تحمل به اتانل و همچنین افزایش تولید اتانل در سویه تکامل یافته شد. میزان تولید اتانل از 50/68 گرم بر لیتردر سویه والد به 02/87 گرم بر لیتر در سویه تکامل یافته افزایش یافت. نتایج تعیین توالی کل ژنوم سویه های تکامل یافته و مقایسه آن با سویه والد تغییرات پلی مورفیسم تک نوکلیوتیدی ژن های درگیر در این صفت را آشکار نمود. تغییرات در ژن هایی مثل PGM2,MTH1, TCB1 YAP1801, UBP2, IAH1 CIA1, و FAB1 ایجاد شده بود که این ژن ها در ارتباط با انتقال مواد درون سلول و مسیرهای دخیل در ترکیب و ساختار غشاء سیتوپلاسمایی، ساختار دیواره سلولی، متابولیسم قند و لیپیدها بودند. در تحقیق حاضر، برای اولین بار اهمیت گروه جدیدی از ژن های دخیل در افزایش تحمل به اتانل گزارش شده است.

    کلیدواژگان: تحمل به اتانل، ساکارومایسس سرویزیه، مهندسی تکاملی، 1-بوتانل، تعیین توالی کل ژنوم
  • کلثوم عزیزی، عبدالکریم چهرگانی راد*، جلال سلطانی صفحات 393-404
    خشکی مهمترین تنش غیرزیستی در سراسر جهان محسوب می شود که اثرات جبران ناپذیری بر رشد و نمو گیاه باقی می گذارد و سبب کاهش تولید محصولات زراعی می شود. در این پژوهش تاثیرات خشکی در چهار سطح شامل کنترل (آبیاری مطلوب یا نگهداری رطوبت خاک در حد 100% ظرفیت زراعی خاک)، ملایم (نگهداری رطوبت خاک در حد 75% ظرفیت زراعی خاک)، متوسط (نگهداری رطوبت خاک در حد 50% ظرفیت زراعی خاک) و شدید (نگهداری رطوبت خاک در حد 25% ظرفیت زراعی خاک)، بر روی ویژگی های آناتومیکی برگ، ریشه و ساقه گیاه گندم رقم میهن مورد مطالعه قرار گرفت. بدین منظور، مقاطعی میکروسکوپی تهیه گردید و با رنگ های کارمن زاجی و متیلن بلو رنگ آمیزی شد. سپس با دو میکروسکوپ نوری و فلورسانس مورد مطالعه قرار گرفتند. نتایج نشان داد که استرس خشکی سبب کاهش قطر ریشه، کاهش ضخامت بافت اسکلرانشیمی و ضخامت دیواره های سلول ها، افزایش مقدار لیگنین اپیدرم، کاهش ضخامت نوار کاسپاری در اندودرم، کاهش قطر و تعداد متاگزیلم ها در ریشه می شود. همچنین در ساقه سبب تحلیل بافت کلرانشیم، کاهش ضخامت کوتیکول، کاهش ضخامت دیواره بافت اسکلرانشیم، کاهش قطر گزیلم و فلویم و کاهش اندازه سلول های بافت پارانشیم زمینه می شود. در برگ، افزایش سایز اپیدرم، افزایش آنتوسیانین، افزایش سایز سلول های اسکلرانشیم و کاهش قطر گزیلم را شاهد بودیم. به نظر می رسد این تغییرات می تواند نشانه های واکنش و تلاش گیاه برای سازگار شدن به تنش خشکی, احتمالا از طریق فرایندهای متابولیسمی باشد.
    کلیدواژگان: گندم، تنش خشکی، ریشه، ساقه، برگ
  • متین قدرت، هادی حبیب الهی، محمدرضا صفری مطلق* صفحات 405-415

    بیوفیلم تجمعی از باکتری ها می باشد که باعث افزایش اتصال به سطوح بیولوژیکی و غیربیولوژیکی شده و در باکتری Staphylococcus aureus باعث ایجاد بیماری زایی و عفونت می گردد. ژن های اپرونی icaABCD در این امر دخالت دارند. ژن icaD نقش مهمی در حداکثر بیان آنزیم N - استیل گلوکزآمین ترانسفراز دارد و منجر به بیان فنوتیپیک پلی ساکارید خارج سلولی در S. aureus می شود. در این تحقیق، تاثیر ضد میکروبی عصاره زنجبیل و کنگر فرنگی بر روی دو سویه از باکتری S. aureusبر اساس تست آنتی بیوگرام مطالعه گردید. همچنین پس از آزمون های پایین ترین غلظت مهارکنندگی (MIC) و پایین ترین غلظت باکتری کشی (MBC)، با استفاده از تکنیک Real time PCR، میزان بیان ژن بیوفیلم icaD تحت تیمار عصاره کنگر فرنگی و عصاره زنجبیل در سویه های مورد مطالعه ارزیابی شد. نتایج حاصل از آزمون انتشار از دیسک نشان داد که غلظت 100 میلی گرم بر میلی لیتر عصاره زنجبیل و نیز کنگر فرنگی در سویه استاندارد و پاتوژن استافیلوکوکوس اوریوس، به ترتیب هاله عدم رشد 15 میلی متری و حدود 9 میلی متری ایجاد می کند. آزمون MIC نیز نشان داد که سویه های مورد مطالعه در غلظت 5000 میکروگرم بر میلی لیتر عصاره های گیاهی نیز توان رشد دارند. نتایج حاصل از بررسی میزان بیان ژن icaD تحت تاثیر عصاره های کنگر فرنگی و زنجبیل در سویه استاندارد بیانگر افزایش بیان این ژن بود ولی در سویه پاتوژن استافیلوکوکوس اوریوس، عصاره زنجبیل و کنگر فرنگی با اختلاف معنی دار P0.01 به ترتیب منجر به کاهش قابل توجه بیان ژن icaD به حدود 28 درصد و 10 درصد نمونه کنترل شدند.

    کلیدواژگان: بیوفیلم، Staphylococcus aureus، ژن icaD، زنجبیل، کنگر فرنگی
  • منصور خالدی، ندا یوسفی نوجوکامبری، حامد افخمی، فاطمه ثامنی، سجاد یزدان ستاد* صفحات 415-424

    فیلوویروس ها، ویروس های رشته ای، پوشینه دار و دارای RNA تک رشته با قطبیت منفی هستند. ویروس های این خانواده از جمله ماربوگ و ابولا با خروج از مخزن خود و انتقال به انسان، موجب بروز تب های خونریزی دهنده حاد و کشنده می شوند. از این رو این خانواده ویروسی تهدیدهای جدی و خطرناکی برای سلامت جامعه به شمار می روند. در سال های اخیر خفاش ها به طور فزاینده ای به عنوان مخازن بالقوه برای این ویروس ها و پدیدار شدن عفونت های ناشی از آنها شناخته شده اند. خفاش ها در تمام قاره ها به جز مناطق قطبی و چند جزیره اقیانوسی یافت می شوند. ماهیت رژیم غذایی آنها از گیاهان، حشرات و حیوانات متنوع است. تنوع گونه های خفاش و برخی از ویژگی های بیولوژیکی و اکولوژیکی منحصر به فرد آنها، موجب شده که به عنوان میزبانانی برای انواع بی شماری از عوامل عفونی مهم در پزشکی مانند ویروس های ماربوگ، ابولا و کرونا مطرح باشند. مطالعه حاضر به بررسی روابط فیلوژنتیک فیلوویروس ها و رتروویروس های کلاس VI و VII خفاش و انتقال آن ها به انسان از جنبه های سیتوپاتوژنز آن ها می پردازد.

    کلیدواژگان: ابولا، خفاش، فیلوویروس، کرونا، ماربورگ
  • حلیمه رضائی، مجید متولی باشی*، سید جواد مولی صفحات 425-437

    جهش های متنوعی در لکوس فاکتور VIII منجر به ایجاد اختلال خونریزی وابسته به X در هموفیلی A می شود. یکی از دلایل اصلی در درمان های ناکارامد برای بیماری هموفیلی A، عدم وجود روشی حساس و اختصاصی به منظور تشخیص به موقع می-باشد. میکروRNAها به علت داشتن پایداری در مایعات بدن و توانایی بالا در شناسایی، می توانند به عنوان نشانگرهای زیستی در تشخیص و پیش بینی مورد استفاده قرار گیرند. همچنین ارتباطی بین تغییر سطوح بیانی میکروRNAها با آغاز و پیشرفت هموفیلی A گزارش شده است. هدف مطالعه حاضر شناسایی و پیشگویی میکرو RNA جدید و معرفی آن به عنوان تنظیم کننده ژن FVIII می باشد. توانایی بیان میکرو RNA جدید در لکوس FVIII از طریق پایگاه های اطلاعاتی معتبر از قبیل SSCprofiler، RNAFold، miREval، FOMmiR، MaturBayes، miRFIND، UCSC genome browser ، Deep Sequencing و miRBase مطالعه شد. با تجزیه و تحلیل داده ها از پایگاه های اطلاعاتی مورد نظر، یک ساختار ساقه-حلقه برای بیان میکرو RNA جدید شناسایی و پیشگویی شد. ساختار ساقه-حلقه ارایه شده را بعد از مرحله تایید آزمایشگاهی می توان به عنوان نشانگر زیستی در تشخیص و تنظیم ژن فاکتور VIII مورد استفاده قرار داد.

    کلیدواژگان: بیوانفورماتیک، نشانگر زیستی، هموفیلی A، میکروRNA
  • فاطمه حاج مرادی*، فاطمه علیجانی صفحات 438-451
    باتوجه به رشد فزآینده آلاینده ها در محیط زیست، به منظور تعیین اثر تخریبی فلزات سنگین بر کروموزوم ها از انتهای ریشه ی گیاهان گلدار استفاده می شود. گیاه گلپر (Heracleum persicum Desf. ex fisch.) از تیره چتریان (Apiaceae) می باشد که دارای اهمیت غذایی و دارویی فراوانی است. هدف از این مطالعه مقایسه اثر برخی فلزات سنگین مانند سرب، مس و روی در چرخه میتوزی انتهای ریشه گیاه گلپر می باشد. به این منظور انتهای ریشه این گیاه توسط غلظت های افزایشی (50، 100، 150، 200 پی پی ام) از فلزات سرب، روی و مس تیمار شدند. این مطالعه اولین گزارش از اثر فلزات سنگین در تقسیم میتوزی گیاه گلپر می باشد. بر اساس داده های حاصل، شاخص میتوزی و درصد ناهنجاری های کروموزومی محاسبه شدند. داده ها نشان دادند که تراکم فلزات سنگین با ممانعت از ورود سلول های انتهای ریشه به تقسیم میتوزی باعث کاهش قابل ملاحظه شاخص میتوزی شدند. ناهنجاری های میتوزی در سلول های انتهای ریشه، در تمام تیمارها افزایش وابسته به غلظت نشان دادند. از جمله ناهنجاری های میتوزی می توان به چسبندگی کروموزوم، میکرونوکلیوس، کروموزوم سرگردان، پل و جدا شدن زودهنگام کروموزوم ها اشاره کرد. نتایج این مطالعه نشان داد سه عنصر سرب، روی و مس به ویژه در غلظت های بالا تخریب کننده میتوز در گیاه گلپر می باشند. توانایی سمیت ژنی در سه عنصر بررسی شده به ترتیب از سرب به مس و روی دارای روند کاهشی است. با توجه به اهمیت غذایی و دارویی گیاه گلپر، نتایج این مطالعه می تواند زنگ خطری برای اثر سمی آلاینده های محیطی بر گیاهان و حتی سلامت انسان باشد.
    کلیدواژگان: سمیت ژنی، فلزات سنگین، گلپر، ناهنجاری های میتوزی
  • هدی سباتی، حسین معتمدی* صفحات 452-464
    بیودمولسیفایرها گروهی از ترکیبات بیوسورفاکتانت با توانایی شکست امولسیون هستند که مهم ترین کاربردشان در جداسازی آب از نفت خام است. این ترکیبات با توجه به زیست سازگاری جایگزین خوبی برای دمولسیفایرهای شیمیایی هستند. هدف از این پژوهش، جداسازی باکتری های مولد بیودمولسیفایر و سنجش عملکرد آن ها در شکست امولسیون های آب از نفت می باشد. بدین منظور پس از نمونه برداری، جداسازی اولیه در محیط کشت پایه نمکی، غنی سازی در محیط کشت مولرهینتون براث و خالص سازی با تکنیک کشت پی درپی در محیط کشت مولر هینتون آگار انجام شد. تولید بیوسورفاکتانت توسط جدایه ها از طریق روش های کیفی مانند بررسی فعالیت همولیتیک، آزمون انهدام قطره، آزمون گسترش نفت و سنجش هیدروفوبیسیته سلولی براساس اندازه گیری چسبندگی میکروبی به هیدروکربن ها ارزیابی گردید. ماهیت بیودمولسیفایری این ترکیبات و موقعیت آن ها در سلول از طریق بررسی میزان شکست امولسیون های آب در نفت سفید در آزمون دمولسیفیکاسیون بررسی شد. جدایه های مولد بیودمولسیفایر بر اساس آزمون های بیوشیمایی وآنزیمی و نیز رنگ آمیزی به عنوان Bacillus sp. HS9، Staphylococcus sp. HS10، Bacillus sp. HS11، Bacillus sp. HS12 شناسایی شدند. میزان دمولسیفیکاسیون این جدایه ها در شکست امولسیون آب در نفت سفید به ترتیب 3±25، 5±57/28، 1±14/27 و 1±57/51 درصد گزارش شد. از میان جدایه ها، جدایه ی Bacillus sp. HS12 بیشترین درصد دمولسیفیکاسیون را نشان داد. با توجه به توانایی دمولسیفیکاسیون این جدایه ها، پیشنهاد می شود با هدف کاربردی شدن جدایه ها از جمله افزایش استحصال نفت و حذف امولسیون های نامطلوب نفتی در صنایع بالادستی، توانایی امولسیون زدایی جدایه ها در نفت خام و شرایط عملکردی کارخانجات نمک زدایی بررسی گردد.
    کلیدواژگان: بیودمولسیفایر، دمولسیفیکاسیون، خاک های آلوده، باکتری
  • شاهرخ صفریان*، آی سان عرفانی صفحات 465-477
    در این مطالعه، امکان وقوع اتوفاژی مرگ در حضور کویرستین به روی سلول های MCF-7 مورد بررسی قرار گرفته است. در ابتدا غلظت موثر از کویرستین برای نابودی 50 درصد از سلول ها (LC50) با استفاده از روش MTT مشخص و معادل M 220 تعیین شد. برای تعیین نوع مرگ سلولی از روش فلوسیتومتری و نشانگرهای ویژه ی آن شامل Annexin-FITC و PI استفاده گردید. براین اساس، نوع اصلی مرگ سلولی در تیمار سلول ها با کویرستین، آپوپتوز و درصد آن معادل 54% تشخیص داده شد.در روش real time RT-PCR ژن های p53، Bax، Bcl-2 و casp-3 در رابطه با مسیر آپوپتوز مورد توجه قرار گرفت. مطالعات ما نشان داد که کاهش معنادار مشاهده شده در بیان Bcl-2، با توجه به نقش ضدآپوپتوزی آن، نمایانگر افزایش حساسیت سلولهای سرطانی پستان نسبت به مرگ آپوپتوزی در حضور کویرستین میباشد. افزایش مقدار عددی مربوط به نسبت Bax/Bcl-2 نشان می دهد که علی رغم ثبات مضاهده شده در بیان ژن Bax،افزایش حساسیت سلولها نسبت به آپوپتوز از طریق کاهش بیان Bcl-2 امکان پذیر می باشد.به منظور بررسی اثرات کویرستین در القای مسیر اتوفاژی، ژن های mTOR، LC3، Beclin-1 و DRAM انتخاب شدند و تغییرات بیان آنها در حضور کویرستین مورد مطالعه قرار گرفت. کاهش سطح بیان ژن mTOR، در کنار افزایش شدیدی که در بیان LC3 مشاهده می شود، مجموعا وقوع اتوفاژی را به اثبات می رساند.این موضوع با استفاده از آنتیبادی LC3II و بهره گیری از روش ایمونوسیتوشیمی نیز مورد تایید قرار گرفت. یافته های ما نشان داد که کویرستین توانایی نابودی سلول های سرطانی پستان را از طریق اتوفاژی مرگ دارا می باشد.
    کلیدواژگان: کوئرستین، اتوفاژی، آپوپتوز، سرطان پستان، MCF-7
  • شهرزاد گلابکش، شهرزاد خرم نژادیان*، ابراهیم رجب زاده قطرمی، محمد رشنو صفحات 478-491
    گیاه یونجه آلفا آلفا (Medicago sativa)، از منطقه پشمینه زار اندیمشک و در فصل بهار سال 1398 جمع آوری شد. پس از کشت همسانه های هر جدایه روی محیط آگار مغذی، ویژگی های میکروسکپی بررسی شد. جهت بیان ژن 16S rDNA ، باکتری های ایزوله شده در محیط YMA در شرایط هوازی و در دمای 25-28 درجه ی سانتی گراد کشت داده شدند. پرایمرهای عمومی و کامل باکتری سینوریزوبیوم بر اساس ژن 16s rRNA gene sequences از سایت NCBI استخراج و در توالی یابی ژن های باکتری های جداسازی شده در این مطالعه مورد استفاده قرار گرفتند. ترادف های بدست آمده با استفاده از نرم افزار Chromas Pro ویرایش و با استفاده از نرم افزار بلاست در پایگاه داده های NCBI مورد تجزیه و تحلیل و مقایسه قرار گرفتند. سه سویه از ریزوسفر گیاه یونجه ی آلفا آلفا (Medicago sativa) جداسازی و شناسایی شد. در بررسی میکروسکوپی و ماکروسکوپی 3 سویه باکتری شناسایی شد. باکتری شماره 1 شناسایی شده گرم منفی و با ایجاد کلنی های کرم رنگ و برجسته، دومین باکتری گرم منفی و دارای کلنی های قرمز رنگ و کلنی باکتری سوم جداشده از گیاه جنس یونجه آلفا آلفا (Medicago sativa) صورتی بود. نتایج توالی یابی 16S rRNA سویه جدا شده از ریزوسفر گیاه یونجه را گونه (Sequence ID= CP 021215.1) Sinorhizobium meliloti (باکتری1)(درصد همپوشانی 97 و گپ های بازی 2 درصد)، باکتری دوم Sequence ID= CP-000738.1)) Sinorhizobium medicae (باکتری 2)(درصد همپوشانی 97 و گپ های بازی 2درصد) و باکتری سوم (Sequence ID= DQ-145546.1) Sinorhizobium meliloti (درصد همپوشانی 04/96 و گپ های بازی 4 درصد) شناسایی شد.
    کلیدواژگان: تنوع، باکتری ریزوبیومی، کرهک، یونجه، ژن 16rRNA
  • مونا خلقی*، ناهید نوری، جلال رستم زاده، علی جلیل سرقلعه، فرید حیدری صفحات 492-509
    پژوهشگران علوم بیولوژی جهت بررسی ساختار ماکرومولکول های زیستی، پس از جداسازی این مولکول ها نیازمند تکنیک های همچون الکتروفورز ژل های آگارز می باشند. که به منظور رنگ آمیزی ژل های آگارز اتیدیوم بروماید به علت قیمت مناسب آن متاسفانه تا به امروز به عنوان یکی از اصلی ترین مواد فلوروسانت در اکثر مراکز پژوهشی در دنیا استفاده می شود. در سال های اخیر مصرف وسیع این ماده در آزمایشگاه های بیولوژی و پزشکی به دلیل حلالیت آن در آب، سبب پایداری آن در محیط و ورود آن به اکوسیستم های آبی شده است. که این امر منجر به اختلال در سیستم گردش خون، فعالیت بافت های مختلف بدن و تغییر در فرآیند ترجمه و رونویسی DNA در موجودات مختلف و بروز سرطان شده است. روش های متفاوت فیزیکی و شیمیایی همچون الکترودBDD ، جذب کربن فعال و غیره جهت خنثی سازی اتیدیدم بروماید، پیشنهاد شده است. که اکثر این روش ها به دلیل گران یا پیچیده بودن روش مصرف مورد استقبال پژوهشگران قرار نگرفته است. همچنین یکی از راهکارهای مقرون به صرفه برای مقابله با حذف ترکیبات شیمایی نامطلوب استفاده از اکسیداسیون فنتون ها می باشد ولیکن تاکنون نقش این مواد بر اتیدیوم بروماید سنجیده نشده است. لذا با توجه به کاربرد بالای اتیدیوم بروماید در مطالعات آزمایشگاهی، هدف از این تحقیق بررسی اثر سطوح 6 تیمار مختلف دو ماده شیمیاییH2O2 و Feso4 به عنوان مواد اکسیدکننده قوی و ارزان قیمت بر خنثی سازی اتیدیوم بروماید می باشد. نتایج بیان کرد از بین تیمارهای مختلف تیمار حاوی 200 میلی گرم بر لیتر Feso4 به همراه 300 میلی گرم بر لیترH2O2دارای بالاترین پتانسیل برای اکسید کردن اتیدیوم بروماید بود.
    کلیدواژگان: اتیدیوم بروماید، اکسیدکننده، FeSo4، H2O2 و DNA ژنومیک
  • مراحم آشنگرف*، مینا صیادی، محمد مجدی صفحات 510-526
    ال-دوپا (3و 4 دی هیدروکسی فنیل ال-آلانین) از زمان ورود آن در 1960، به عنوان داروی طلایی برای درمان بیماری پارکینسون تشخیص داده شده است. در این مطالعه برای نخستین بار پتانسیل سویه جدید باکتریPaenibacillus sp. CT4W با قابلیت تبدیل زیستی ال-تیروزین به ال-دوپا بررسی شد. بهینه سازی پارامترهای موثر بر فرآیند زی تبدیلی ال-تیروزین به ال-دوپا، تحت استراتژی سلول در حال استراحت، توسط روش های تک عاملی و طراحی تاگوچی انجام شد. براساس نتایج بدست آمده از بهینه سازی به روش تک عاملی، بهترین شرایط برای زی تبدیلی عبارت است از توده زیستی در غلظت 6 گرم در لیتر، یون مس در غلظت 045/0 گرم در لیتر، دمای 30 درجه سیلسیوس، pH برابر 7، دور شیکر 150 و عصاره مخمر در غلظت 1 گرم در لیتر بعنوان سوبسترای کمکی. تحت شرایط بهینه شده فوق غلظت ال-دوپای بدست آمده پس از 16 ساعت گرماگذاری 29/0 گرم در لیتر است. در ادامه از آرایه متعامد L18 طراحی تاگوچی برای بهینه سازی فرآیند استفاده شد. براساس نتایج بدست آمده، بهترین شرایط برای زی تبدیلی عبارت است از ال-تیروزرین در غلظت 5/1 گرم در لیتر، توده زیستی در غلظت 5 گرم در لیتر و یون مس در غلظت 03/0 گرم در لیتر. تحت شرایط بهینه شده فوق غلظت ال-دوپای بدست آمده پس از 20 ساعت گرماگذاری 96/0 گرم در لیتر با راندمان مولی 5/53% است.
    کلیدواژگان: زی تبدیلی، ال-تیروزین، ال- دوپا، بهینه سازی، Paenibacillus sp. CT4W
|
  • Arefeh Seyedarabi *, Maedeh Mahlouji, Afsaneh Roshanfekr Pages 362-378
    Oxidative stress is a phenomenon that results from the overproduction of reactive oxygen species and has a destructive effect on the natural function of enzymes, body proteins, cells and even organs in an organism. Previous studies by many researchers have shown the use of natural and predominantly herbal compounds such as polyphenols, as a safe way to inhibit the destructive effects of oxidative stress. The non-enzymatic mechanism of action of these antioxidant compounds is mainly attributed to the hydroxyl groups attached to the benzene or aromatic rings through which hydrogen atoms are donated to free radicals, leading to the scavenging and neutralization of the negative effects of the reactive oxygen species. In this paper, the antioxidant strength of three polyphenolic compounds, including taxifolin, morin and curcumin has been studied at a relatively low concentration, using DPPH, a chemical compound as a free radical. The H4 ELISA fluorescence reader, Excel, OriginLab, Graph Pad Prism and ACD/ChemSketch softwares were used in this study. The results revealed that taxifolin had the highest antioxidant strength followed by curcumin and morin. Taxifolin's greatest antioxidant strength can be related to the presence of a number of hydroxyl groups attached to the phenolic rings, the oxygen atoms attached to the heterocyclic ring (C ring), and the spatial decoration of hydrogen atoms. In conclusion, the results from this study, emphasizes more than ever, on the consumption of nutritious plant products, such as citrus fruits and nuts, as well as the spices recommended in traditional medicine, such as turmeric.
    Keywords: Polyphenolic compounds, Antioxidant activity, Taxifolin, Morin, Curcumin
  • Fatemeh Sheikhi, Khosrow Rostami, Mehrdad Azin *, MohammadAli Asadollahi, Mansour Ebrahimi, Payam Ghiaci, Amir Feizi Pages 379-392

    There are crucial factors in the bioethanol production process that affect production efficiency. Accumulation of ethanol during the fermentation process and the inhibitory effect on growth are inevitable. Increasing ethanol tolerance in Saccharomyces cerevisiae enhances survival and ultimately increases ethanol production. The evolutionary engineering approach is a promising strategy to improve the complex trait of ethanol tolerance in the Saccharomyces cerevisiae. The toxicity mechanism of short-chain alcohols on yeast are similar. In this study, the laboratory strain of Saccharomyces cerevisiae CEN PK113-7D was exposed to 1-butanol stress by evolutionary engineering strategy during a 144-days culture period, after which the specific growth rate (µ) of the evolved strain was boosted from 0.48 h-1 to 0.84 h-1. Increased stress tolerance of 1-butanol led to an increase in ethanol tolerance and also ethanol production in the evolved strain. Ethanol production improved from 68.50 g/L in the parent strain to 87.02 g/L in the evolved strain. The results of the whole genome sequencing of evolved strains and comparing it with the parent strain sequence revealed changes in the single nucleotide polymorphism (SNPs) of the genes involved in this trait. There were changes in genes such as PGM2, MTH1, TCB1, YAP1801, UBP2, FAB1, IAH1 and CIA1. These genes were related to intracellular transport and pathways involved in cytoplasmic membrane composition and structure, cell wall structure, glucose metabolism, and lipids metabolism. So, the significance of this set of genes in the enhancement of ethanol tolerance was reported for the first time.

    Keywords: Ethanol tolerance, Saccharomyces cerevisiae, evolutionary engineering, 1- butanol, whole genome sequencing
  • Kolsoum Azizi, Abdolkarim Chehregani Rad *, Jalal Soltani Pages 393-404
    Drought is the most challenging abiotic stress, which has irreversible effects on plant growth and development and reduces crop production worldwide. The effects of drought stress on the structure of leaves, roots, and stems of Tritichum aestivum cv. Mihan, were investigated under four different irrigation levels i.e. optimal irrigation or 100% of field capacity (FC), low stress (75% FC), mild stress (50% FC), and severe stress (25% FC). Microscopic sections from plant tissues were prepared, stained with Carmen Zaji and Methylene Blue, and studied using fluorescence and light microscopy. The results showed that in the roots, drought stress reduced the thickness of sclerenchyma tissue, cell walls and casparian strip in the endodermis, as well as the diameter of the root and metaxylems and the number of metaxylems. However, the lignin of the root's epidermal cell walls was increased. In stems, drought stress reduced the thickness of the cuticle layer and as well as cell walls diameter of sclerenchyma tissue, xylem and phloem. Reducing of chlorenchyma tissue area and ground parenchyma tissue cell size were also seen. In leaves, an increase in epidermal cell size, anthocyanin content, sclerenchyma cell size, and a decrease in xylem diameter were observed. Taking all together, structural changes indicate plant's effort to adapt to drought stress, possibly through metabolic processes.
    Keywords: Wheat, drought stress, root, stem, leaf
  • Matin Qodrat, Hadi Habibollahi, MohammadReza Safari Motlagh * Pages 405-415

    Biofilm is an accumulation of bacteria that increase binding to biological and non-biological levels and causes pathogenicity and infection in Staphylococcus aureus. The icaABCD operon genes are involved. The icaD gene plays an important role in the maximal expression of the enzyme N-acetylglucosamine transferase and leads to the phenotypic expression of extracellular polysaccharide in S. aureus. In this study, based on antibiogram test, the antimicrobial effect of ginger and artichoke extract on two strains of S. aureus was studied. Also, in the studied strains, after the minimum inhibitory concentration (MIC) and minimum bactericidal concentration (MBC) tests, using real time PCR technique, the expression of icaD biofilm gene under the treatment of artichoke and ginger extracts was evaluated. The results of disk diffusion test showed that the concentration of 100 mg/ml of ginger and artichoke extracts in the standard and the pathogen strains of Staphylococcus aureus, create a inhibition zone of 15 mm and about 9 mm, respectively. MIC test also showed that the studied strains can grow at a concentration of 5000 µg/ml of plant extracts. The results of icaD gene expression under the influence of artichoke and ginger extracts in the standard strain showed an increase in the expression of this gene. However, in the pathogen strain of Staphylococcus aureus, ginger and artichoke extracts led to a significant reduction (P

    Keywords: Artichoke, Biofilm, Ginger, icaD gene, Staphylococcus aureus
  • Mansoor Khaledi, Neda Yousefi Nojookambari, Hamed Afkhami, Fatemeh Sameni, Sajjad Yazdansetad * Pages 415-424

    Filoviruses are filamentous and enveloped particles posing a single‐stranded negative sense RNA genome. The filoviridae family including Marburgvirus and Ebolavirus cause acute and deadly hemorrhagic fevers since they are transmitted to human. So, filoviruses are considered as a serious and dangerous threat to public health. In recent years, bats have become increasingly known as potential reservoirs for several viral infections. Bats are widely distributed in all continents except the polar regions and a few ocean islands. The nature of their diet is varied from insects and animals, and plants. The diversity of bat species and some of their unique biological and ecological characteristics make it possible for hosts with a number of important viral infectious agents in medicine such as Marburgvirus, Ebolavirus, and Coronavirus. The present review study was focused on phylogenetic assessment and cytopathogenesis of filoviruses and Baltimore's groups VI & VII retroviruses transmitted from bat to human.

    Keywords: Bat, Coronavirus, Ebolavirus, Filoviruses, Marburgvirus
  • Halimeh Rezaei, Majid Motovali-Bashi *, Seyed Javad Mowla Pages 425-437

    Various mutations in factor VIII locus are led to an X-linked bleeding disorder in hemophilia A. One of the leading causes of inefficient remedy for hemophilia A disease is the lack of specific and sensitive procedure for punctual diagnosis of the disease. miRNAs indicate that they have a great potential as diagnostic and prognostic biomarkers due to their stability in body fluids and their capability to identification. Furthermore, a relationship between alteration in expression levels of miRNAs and onset and progression of the hemophilia A disease has been reported.Prediction of new miRNAs and nomination as regulators of FVIII gene has been considered as the objective of this study. The ability to express new miRNAs in FVIII locus was studied via reliable bioinformatic databases such as SSCprofiler, RNAfold, miREval, FOMmiR, MaturBayes, miRFIND, UCSC genome browser, Deep Sequencing, and miRBase. Output data of previously mentioned databases were analyzed, and one stem-loop structure was qualified, and the region is predicted to express new miRNA. The presented stem-loop structure can be used as biomarker in diagnosis of the disease and regulation of factor VIII gene after subsequent experimental verification.

    Keywords: Bioinformatic, Biomarker, Hemophilia A, microRNAs
  • Fatemeh Hajmoradi *, Fatemeh Alijani Pages 438-451
    Because of the increasing growth of pollutants in the environment, in order to determine the destructive effect of heavy metals on chromosomes, the root tips of the flowering plants are used. Golpar (Heracleum persicum Desf. Ex fisch) belonging to Apiaceae, has the nutrition values and medical importance. The aim of present study is reveal the comparative toxic impact of lead, copper and zinc on the mitotic cell of root tips of Golpar. So the root tips of H. persicum, were treated with graded concentrations (viz. 50, 100, 150 and 200 ppm) of lead, copper and zinc. This is the first report of heavy metals on Heracleum persicum. The mitotic index and total abnormality percentage were calculated based on achieved data. Data shows that heavy metals concentrations, significantly lead to the decrease mitotic index by prevented root tips cells entering cell division phases. Mitotic abnormalities in the root tips cells have shown a concentration-dependent increase at different concentration in all treated sets. Mitotic abnormalities include sticky chromosome, micronucleus, laggard chromosome, bridge and precocious movement. The results of the present investigation indicated that lead, copper and zinc have genotoxic effects especially at higher concentrations. The ability of genotoxicity in the three studied elements is reduced from lead to copper and zinc, respectively. Due to the nutritional and medicinal importance of Golpar, the result of this study should be considered as a warning for the toxic effects of environmental pollutants on plants and even human health.
    Keywords: Genotoxic, heavy metal, Heracleum persicum, Mitotic abnormalities
  • Hoda Sabati, Hossein Motamedi * Pages 452-464
    Biodemulsifiers are a group of biosurfactants with emulsion breaking ability and their most important application is separation of water from crude oil. These compounds can be a good substitute for chemical demulsifiers, due to their biocompatibility. The aim of this study was to isolate biodemulsifier producing bacteria and evaluate their performance in demulsifying water in oil emulsions. For this purpose, after sampling, bacterial isolation was made in modified mineral salt medium and purified on Mueller-Hinton agar. The production of biosurfactant was evaluated through hemolytic activity assay, drop collapse test, oil spreading test and cell hydrophobicity measurements based on microbial adhesion to hydrocarbons. The biodemulsifier activity of these compounds and their position in the cells were investigated by examining the demulsification ratio of water in kerosene emulsions in demulsification tests. Based on staining and biochemical and enzymatic tests, these isolates were identified as Bacillus sp. HS9, Staphylococcus sp. HS10, Bacillus sp. HS11, Bacillus sp. HS12. The demulsification activity of these isolates in breaking water in kerosene emulsions were 25 ± 3, 28.5 ± 5, 27.14 ± 1, 51.57 ± 1 percent, respectively. Among these isolates, Bacillus sp. HS12 with 51.57 ± 1 percentage of demulsification activity was selected as the preferred isolate. With regard to demulsification potential of these isolates, it is suggested that their performance be evaluated in crude petroleum and desalting units conditions in order to be applied in enhanced oil recovery and breaking undesirable emulsions in upstream facilities.
    Keywords: Biodemulsifier, Demulsification, Contaminated soils, Bacteria
  • Shahrokh Safarian *, Aisan Erfani Pages 465-477
    In this study, induction of death autophagy in the presence of quercetin was investigated in MCF-7 cells. At first, the effective dose of quercetin, resulting in 50 percent death in cellular population (LC50), was determined as 220 M using MTT assay. Ascertaining of the main type of cellular death was carried out using flow cytometry and its usual probes including Annexin-FITC and PI. Accordingly, the main type of cellular death mechanism in quercetin treatment was apoptosis with total percent value of 54%.Determination of effective mechanisms for cell death induction was performed using real time RT-PCR. Selected apoptotic genes in this study were p53, Bax, Bcl-2, Casp-3. Significant decrease in Bcl-2 expression, with respect to its anti-apoptotic effects, showed that the breast cancer cells were being sensitized for apoptosis in the presence of quercetin. Increasing the Bax/Bcl-2 ratio shows that, despite of the constant expression of Bax gene, the increased sensitivity of the cells for apoptosis is occurred via decreasing of the expression level of Bcl-2 gene. Study of quercetin effects for autophagy induction was carried out after nominating of mTOR, LC3, Beclin1 and DRAM genes and analysing their expression variations in the presence of quercetin. Decreased expression of mTOR alongside rigorous increase in LC3 expression totally supports autophagy induction. This notion was also confirmed by LC3II antibody and immunocytochemistry investigations. Our results showed that quercetin is able to induce death autophagy to kill breast cancer cells.
    Keywords: quercetin, Autophagy, Apoptosis, Breast cancer, MCF-7
  • Shahrzad Golab Kesh, Ebrahim Rajabzadeh Ghatromi, Mohammad Rashno Pages 478-491
    The alfalfa (Medicago sativa) plant was collected from the area of Andimeshk and in the spring of 2018. To express the 16S rDNA gene, the isolated bacteria were cultured in YMA environment under aerobic conditions and at a temperature of 25-28 °c. Genomic DNA localization was performed using the DNA extraction kit of SINA Gene Co. General and complete primers of sinobium bacteria were extracted from the NCBI site based on 16s rRNA gene sequences, and were used in sequencing the isolated bacteria genes in this study. The sequencing obtained by using Chromas Pro software was edited and compared using blasting software in NCBI database of three strains of alpha-alpha (Medicago sativa) were isolated and identified. The microscopic and macroscopic studies of the bacteria were identified. Bacterium 1 was identified as Gram-negative and caused by cream and embossed colonies, the second Gram-negative bacteria, with red-colored colonies and third bacterial colony isolated from the genus Alfalfa (Medicago sativa) plant. Sequencing results of 16S rRNA strains isolated from the Rhizoum species (Sequence ID = CP 021215.1) Sinorhizobium Meliloti (bacter1) (overlapping percentages 97 and game chats 2 percent), the second bacterium Sequence ID = CP-000738.1)) Sinorhizobium Medicae (bacteria 2) (the overlap percentage of 97 and 2-percent game chats) and third bacteria (Sequence ID = DQ-145546.1) Sinorhizobium meliloti (overlapping percentages 04.96 and 4% game chats) were identified.
    Keywords: Diversity, pathogenic bacteria, Khak, Alfalfa, 16rRNA gene
  • Muna Kholghi *, Nahid Nuri, Jalal Rostamzadeh, Ali Jalil Sarghale, Farid Heidari Pages 492-509
    In biology considering identification of sequencing of macromolecules, different techniques such as Electrophoresis agarose gel is used after separation from different cells. Ethidium Bromide is one the materials for coloring these gels throughout the world due to it’s low price comparing to other materials. In last years, extensive use of his material in biology and medicine labs and due to it’s solubility and persistency in water, natural ecosystems contamination has became an important issue. Entering the human body can lead to enhanced cancer incidence by disturbance of blood circulatory system, activation of different tissues and modulation of translation and transcription of DNA process. Several physical and chemical methods has been suggested for neutralization of Ethidium Bromide inducing BDD electrode, TiO2, activated carbon adsorption and etc. which nearly all of these methods have not been used extensively by investigators due to high price and complex procedures. Fenton’s oxidation is one of materials for neutralization of unfavorable chemical compounds and this material has not been studied for neutralization of Ethidium Bromide. Due to high utilization of Ethidium Bromide in labs, the aim of this study was to investigate the potential effect of different levels of two chemical materials Feso4 and H2O2 for neutralization of Ethidium Bromide. 6 treatments including different levels of Feso4 and H2O2 were investigated. The treatment containing 200 Mg / liter of Feso4 along with 300 Mg / liter H2O2 had the most potential for neutralization of Ethidium Bromide comparing to other treatments.
    Keywords: Ethidium Bromide, Oxidizing, FeSo4, H2O2, Genomic DNA
  • Morahem Ashengroph *, Mina Sayyadi, Mohammad Majdi Pages 510-526
    Since the introduction of L-dopa (3, 4-dihydroxylphenyl-L-alanine) in the 1960s, L-dopa has been recognized as a gold-standard medical therapy for Parkinson’s disease. In the present work, a newly tyrosine-transforming strain of Paenibacillus sp. CT4W was used for the biotransformation of L-tyrosine to L-DOPA. The process parameters were optimized using single- factor experiments and Taguchi design methodology under resting cell strategy. Based on the values obtained in single-factor experiments, the optimum parameters for L- DOPA production: cell mass 6g/l, Cu+2 0.045 g/l, Temperature 30º C, pH 7, agitation 150 rpm and 0.5 g/l of yeast extract as cosubstrate. The maximum yield achieved with these parameters was 0.29 g/l after 16 h incubation. A Taguchi L16 orthogonal array was subsequently employed for further optimization. The biotransformation reaction having 5 g/l cell mass, 1.5 g/l tyrosine and 0.03 g/l Cu+2 was found to be optimum for maximum L-DOPA production. Under the optimized conditions, resting cells of Paenibacillus sp. CT4W produced 0.96 g/l L-DOPA, with a molar yield of 53.5 % after 20 h incubation.
    Keywords: Bioconversion, L-tyrosine, L- dopa, Optimization, Paenibacillus sp. CT4W