فهرست مطالب

فصلنامه دنیای میکروب ها
سال پانزدهم شماره 2 (پیاپی 51، تابستان 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/06/15
  • تعداد عناوین: 6
|
  • سهیلا عباسی، گیتی امتیازی* صفحات 88-108

    بروز بالای باکتریهای مقاوم به دارو، در حال حاضر نگرانی عمده سلامت جهانی است و خواستار جستجوی فوری ساز و کارهای ضد میکروبی جدید است. بنابراین عوامل جدید و پپتیدهای ضد میکروبی با یک عملکرد جدید نیاز است. هالوسینها که توسط هالوآرکیاها سنتز میشوند، معمولا مقاوم به شرایط سخت هستند و این ویژگیها به آنها توانمندی زیادی در زمینه زیست فناوری داده است. در مطالعه حاضر از بانکهای اطلاعاتی مختلف شامل Elsevier databases،Pubmed  ،Google Scholar ،Scopus ، MEDLIB،SID ،Magiran ،Iranmedex ، Irandoc استفاده شده و پپتیدهای ضد میکروبی حاصل از آرکیاهای مطرح شده در مقالات منتشر شده در سالهای 1992 تا 2021 استخراج ومطالعه مروری بر روی آنها انجام گرفته است. دلیل استفاده از ترکیبات ضد میکروبی آرکیاها، میتواند ناشی از مکانیسم عمل و دقت در شناسایی مولکول هدف باشد. اما تولید هالوسین خالص به دلیل تکنیکهای مشکل برای کشت آرکیا و خالص سازی ترکیبات فعال تولید شده بسیار مشکل است. به طور کلی، پپتیدهای ضد میکروبی اهدافی جذاب برای توسعه دارو هستند. از کاربردهای مهم هالوسینها میتوان به فعالیت ضد میکروبی، نگهدارنده برای محصولات غذایی شور، حفظ پوست دباغی شده، جلوگیری از صدمات قلبی، فعالیت ضد سرطانی و به عنوان ابزار جذب DNA اشاره کرد.

    کلیدواژگان: هالوآرکیا، پپتیدهای ضد میکروبی(AMPs)، اکسترموفیل، آرکئوسین، هالوسین
  • حسن سیدحمزه*، صفر فرج نیا، محمد کارگر، فرشید کفیل زاده، بهزاد برادران صفحات 109-118
    سابقه و هدف

     هلیکوباکتر پیلوری عامل عفونتهای مزمن گوارشی شناخته شده است. درمیان روشهای تشخیصی، تست سرولوژیک یک روش دردسترس با حساسیت قابل قبول است. اما اختصاصیت پایین، کاربرد آن را محدود میکند. هدف از این مطالعه طراحی، کلونسازی و بیان پروتین نوترکیب حاصل از دو ژنureB  وomp18 از سویه بومی ایرانی میباشد که میتواند به‌عنوان یک الگو در طراحی کیت سرولوژیک با اختصاصیت بالا به منظور تشخیص عفونت هلیکوباکتر پیلوری به کار رود.

    مواد و روشها: 

    پس از استخراج DNA ژنومی هلیکوباکتر پیلوری، ژنهای ureB وomp18 با واکنش PCR تکثیر شده و بعد از برش آنزیمی در وکتور بیانی pET-22b کلون گردید. بیان پروتین نوترکیب حاصله با کمک IPTG القا و با خلوص بالا با کروماتوگرافی میل-ترکیبی (Affinity Chromatography) تخلیص شد. خاصیت آنتیژنی پروتین نوترکیب تخلیص شده با روش وسترن بلاتینگ تایید گردید.

    یافته ها:

     دو قطعهی ژنی ureB وomp18 به ترتیب با سایزهای 597 و 479 جفت باز توسط PCR تکثیر یافته و به شکل یک قطعهی هیبرید در وکتور pET-22b کلون گردید. بیان پروتین نوترکیب حاصل در باکتری E. coli BL21(DE3) به شکل یک قطعهی حدود 60 کیلودالتونی در SDS-PAGE ظاهر گردیده و توسط ستون Ni-NTA تخلیص شد. نتایج وسترن بلات آنتیژن کایمریک تخلیص شده با سرم بیماران مبتلا نشان دهنده ویژگی آنتیژنی این پروتین نوترکیب بود.

    نتیجه گیری: 

    در مطالعهی حاضر برای اولین بار پروتین نوترکیب UreB- Omp18 از سویه بومی این باکتری تولید گردید که می‌تواند گزینه مناسبی برای طراحی کیت تشخیصی در منطقه باشد.

    کلیدواژگان: ureB، omp18، pET-22b وسترن بلات، هلیکوباکتر پیلوری
  • سیمین حسینی، مجتبی نوفلی*، مهروز دزفولیان، حمیدرضا گودرزی، زهرا صالحی نجف آبادی صفحات 119-133
    سابقه و هدف

     واکسن دیفتری و کزاز (DT) حاوی مقدار بالایی آلومینیوم به عنوان ادجونت است که پتانسیل تاثیر بر سیستم عصبی، بهویژه در نوزادان با بیماریهای کلیوی را دارد. در اینجا هدف آمادهسازی آزمایشگاهی و ارزیابی تحویل توکسوییدهای دیفتری و کزاز با بارگذاری روی نانوذرات (NPs) بود.

    مواد و روشها: 

    با استفاده از روش یونیزاسیون-ژل، نمونه های نانوذرات آلژینات سدیم تهیه و از نظر اندازه، پتانسیل زتا و شاخص پراکندگی (PDI) ارزیابی شدند. اثرات غلظت آلژینات، کلرید کلسیم و پلیال-لایزین و سرعت و زمان همزدن به همراه بازده بارگیری، ظرفیت بارگیری و مشخصات آزادسازی در شرایط آزمایشگاهی بررسی گردید.

    یافته ها: 

    نانوذرات بهینه شده در غلظت آلژینات سدیمw/v  0/2%، کلرید کلسیم w/v 0/1% و  پلیال -لایزین  w/v 0/4% طی 45 دقیقه همزدن در 1300 دور در دقیقه تهیه شدند. آنها همچنین دارای اندازه متوسط ذرات کوچک تر از 150 نانومتر با PDI حدود 0/5 بودند. بازده بارگیری مناسب با غلظتهای توکسوییدهای بارگذاری شده مشابه واکسن DT رایج به دست آمد که منجر به آزادسازی طولانی مدت حدود 85% سموم بارگذاری شده در طی 120 ساعت شد. همچنین، نتایجSDS-PAGE  وdot-blot  فعالیت آنتیژنی توکسوییدهای آزاد شده را تایید کردند.

    نتیجه گیری: 

    این نتایج میتواند به میزان قابل توجهی به توسعه بیشتر فناوری نانوذرات آلژینات حاوی توکسوییدهای DT در شرایط بهینه in vitro کمک نماید تا به عنوان بستری برای ارزیابی بیشتر به صورت درون تن به منظور دستیابی به ابزاری نویدبخش برای ایمنسازی نوزادان و کودکان در برابر دیفتری و کزاز باشد.

    کلیدواژگان: توکسوئید دیفتری، هم-انتقالی، بازدهی بارگذاری، پتانسیل زتا، ادجونت
  • وحیده زرین، طاهره طلایی*، محمدرضا طاهری زاده، نادر تنیده صفحات 134-146

    سابقه و هدف :

    بر اساس مطالعات جدید، میکروبیوتای روده نقش کلیدی در عملکرد کلی میزبان از جمله متابولیسم آن دارد و یکی از عوامل اصلی ایجاد کننده چاقی میباشد. همچنین، جلبکهای دریایی به علت داشتن فیبر بالا میتوانند با تحریک رشد باکتریهای مفید و مهار رشد گونه های مضر، فلور میکروبی روده را تنظیم کنند. هدف از این مطالعه، بررسی اثرجلبک دریایی  Sargassum muticum بر فلور میکروبی روده در موشهای صحرایی چاق بود. 

    مواد و روش ها

    در این مطالعه عصاره های اتانولی و آبی جلبک به مدت 8 هفته به موشهای چاق داده شد و سپس میکروارگانیسم های روده از طریق توالی یابی 16S rRNA  در همه گروه ها تجزیه و تحلیل گردید.

    یافته ها

    نسبت توزیع میکروارگانیسمهای رودهای نشان داد کهBacteroides  وFirmicutes  به عنوان شاخه های غالب در روده موش ها بودند. تجزیه و تحلیل میکروارگانیسمها نشان داد که باکتریهای مرتبط با چاقی کاهش یافته و جنسهای مرتبط با لاغری در گروه هایی که عصاره جلبکی دریافت کردند در مقایسه با گروه کنترل افزایش یافت.Clostridium  جنس غالب با پتانسیل بیماری زایی وLactobacillus  جنس غالب در گروه لاکتیک اسید بودند. علاوهبراین، تغذیه موش های چاق با عصاره های جلبک دریایی باعث کاهش وزن و کاهش میل به غذا در مقایسه با گروه کنترل چاق گردید.

    نتیجه گیری

    نتایح ما نشان داد مصرف جلبک دریایی قهوه ای Sargassum muticum در رژیم غذایی روزانه می تواند میکروبیوتای روده را متعادل کند و همچنین به دلیل داشتن فیبر بالا سبب کاهش وزن گردد.

    کلیدواژگان: Sargassum muticum، میکروبیوتای روده، چاقی، 16srRNA
  • صابر نظامیوند چگینی، مجتبی جعفری نیا*، علی اکبر قطبی راوندی صفحات 147-160

    سابقه و هدف:

     باکتریهای محرک رشد در ریزوسفر به روش های متفاوتی سبب القای رشد و نمو در گیاهان میشوند. در این تحقیق اثرات پنج باکتری محرک رشد در قالب سه کود زیستی بر تغییرات فلورسنس کلروفیل a در گیاه گوجه فرنگی بررسی گردید.

    مواد و روش ها

    آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی طراحی شد. باکتریها شامل ازتوباکتر کروکوکوم، آزوسپیریلیوم لیپوفروم، باسیلوس لنتوس، سودوموناس پوتیدا و اسیدیتیوباسیلوس  تیواکسیدانس و کودهای زیستی شامل نیتروکسین، بیوسوپرفسفات و بیوسولفور بودند. بررسی تغییرات فلورسنس کلروفیل a در برگ گیاهان تحت تیمار کودهای زیستی از طریق دستگاه Handy PEA ثبت و از طریق روش JIP-test  مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت.

    یافته ها

    استفاده از باکتریهای ازتوباکتر کروکوکوم و آزوسپیریلیوم لیپوفروم سبب ایجاد باند L در حدود 15 میکروثانیه پس از نوردهی شد که نشان از بهبود ارتباط و پیوستگی کلروفیلهای آنتن با مراکز واکنش فتوسنتزی داشت. همچنین تشکیل باند K در حدود 0/3 میلیثانیه پس از نوردهی نشان داد عملکرد کمپلکس تجزیه کننده آب تحت تاثیر باکتری های ازتوباکتر کروکوکوم و آزوسپیریلیوم لیپوفروم افزایش یافته است. افزایش کارایی انتقال الکترون و میزان احیای آخرین پذیرنده های الکترون در فتوسیستم I نیز با تشکیل باندهای J، H و G در حضور باکتری های محرک رشد تایید گردید.

    نتیجه گیری

    این تحقیق نشان داد بهترین عملکرد فتوسنتزی در گیاه گوجه فرنگی در کود نیتروکسین و از طریق باکتریهای ازتوباکتر کروکوکوم و آزوسپیریلیوم لیپوفروم، در قسمت انتقال الکترون بین ناقلین زنجیره انتقال الکترون فتوسنتزی اتفاق افتاده است.

    کلیدواژگان: فتوسنتز، فلورسنس کلروفیل a، کود زیستی، کود میکروبی
  • الهه عبیری*، مهدی میرزایی، مجید مقبلی، امیر آتشی، احدعلی هراتی صفحات 161-169

    زمینه و هدف :

    بیماری همه گیر کرونا ویروس-19 یک بحران بزرگ بهداشت جهانی با ویژگی های بالینی متنوع است، از عفونت بدون علامت تا سندرم دیسترس تنفسی حاد (ARDS) و اختلال عملکرد چند ارگان. به این دلیل، به نشانگرهای زیستی پیش بینی کننده شدت کووید-19 نیاز فوری وجود دارد تا بیماری در اوایل شروع قابل تشخیص باشد. هدف از انجام این مطالعه، تبیین میزان (DNA break) به عنوان یک بیومارکر برای پیش آگهی بیماری در مبتلایان به کووید-19 می باشد.

    مواد و روش ها

    در این مطالعه از آزمون (comet assay) جهت مقایسه آسیب های ایجاد شده در DNA لنفوسیتهای تک هسته ای در بیماران مبتلا به کووید-19 در 4 گروه کنترل، بستری در بخش عادی، بستری در بخشICU و غیر اینتوبه، بستری در بخش ICU و اینتوبه شده استفاده شد.

    یافته ها

    نتایج حاصل از بررسی آسیب DNA در لنفوسیتها در 4 گروه نشان داد که کووید 19 منجر به آسیب سلولی می شود و به ویژه قرار گرفتن طولانی مدت اینتوبه شدن بیماران مبتلا به کووید-19 در بخشICU  باعث آسیب DNA بیشتری می شود و باعث افزایش  بیشتر (tail) ها می شود.

    نتیجه گیری

    مقایسه (tail) ها در 4 گروه  نشان می دهد: در افراد بستری در بخش عادی آسیب سلولی کمتر بوده است که می تواند به دلیل فعال شدن  سیستم های ترمیم آسیب DNA  باشد. همچنین یک رابطه مستقیم بین اینتوبه شدن طولانی مدت در بخش ICU و آسیب DNA وجود داشت و نیز هیچ آسیب قابل توجهی به DNA در لنفوسیت ها  در افراد گروه کنترل مشاهده نشد. در نتیجه میزان آسیب به DNA (DNA break) لنفوسیت ها با پروگنوز بیماری در مبتلایان به کووید-19 ارتباط معناداری دارد.

    کلیدواژگان: کووید-19، آسیب DNA، ICU، Comet assay
|
  • Soheila Abbasi, Giti Emtiazi * Pages 88-108

    The high incidence of drug-resistant bacteria is currently a major global health concern, which, of course, calls for an immediate search for new antimicrobial mechanisms. Halocins synthesized by haloarchaea are usually stable at extremophile conditions and these features have given them great potential in the field of biotechnology. In the present study, literature search was performed based on search of antimicrobial peptides derived from archaea, in several online research tools, such as Pubmed Medline, Scopus, Google scholar, Elsevier databases, Irandoc, Iranmedex, Magiran, SID and MEDLIB limited to the articles published between 1992 to 2021.The reason for the use of   archaea antimicrobial compounds can be due to the mechanism of action and accuracy in identifying the target molecule, which has been proven in studies. But the production of pure halocin is very difficult due to the difficult techniques for culturing archaea and purification the active compounds produced.Antimicrobial peptides are attractive targets for drug development. Among the important uses of halocins, we can mention antimicrobial activity, preservative for salty food products, protection of tanned skin, prevention of heart damage, anti-cancer activity and as a tool for DNA absorption.

    Keywords: Haloarchaea, Antimicrobial peptide, bacteriocin, Archaeocin, Halocin
  • Hassan Seyyedhamzeh *, Safar Farajnia, Mohammad Kargar, Farshid Kafilzadeh, Behzad Baradaran Pages 109-118
    Background & Objectives

    Helicobacter pylori (H. pylori) infection is accepted of chronic gastritis. Among the diagnostic methods, serological tests are widely available and relatively sensitive to detect H. pylori infection. However, the low specificity limits its application. The present study was aimed for designing, cloning and expression of UreB - Omp18 protein from Iranian H. pylori  strain as a promising diagnostic candidate with high specificity.

    Materials & Methods

    After extraction of genomic DNA from focal Helicobacter pylori strain, ureB and omp18 genes were amplified by primers designed for these genes by PCR reaction and cloned into pET-22b expression vector after enzymatic cleavage. The expression of the resulting recombinant protein was induced by IPTG and purified with high purity by affinity chromatography. The antigenic properties of the purified recombinant protein were confirmed by Western blotting.

    Results

    In this study, two ureB and omp18 gene fragments were amplified by PCR as 597 and 479 bp fragments, respectively, and cloned as a hybrid fragment in the pET-22b vector. The expression of the recombinant protein in E. coli BL21 (DE3) appeared as a fragment of about 60 kDa on SDS-PAGE and was purified by Ni-NTA column. Western blot results of purified chimeric antigen with sera of H. pylori infected patients showed the antigenic properties of the recombinant protein.

    Conclusion

    In the present study, for the first time, the recombinant UreB-Omp18 protein was produced from the native strain of Helicobacter pylori, which can be a suitable candidate for designing a Helicobacter pylori diagnostic kit in the region.

    Keywords: Helicobacter pylori, ureB, omp18, pET-22b, Western blotting
  • Simin Hosseini, Mojtaba Noofeli *, Mahrooz Dezfulian, Hamidreza Goudarzi, Zahra Salehi Najafabadi Pages 119-133
    Background and objective

    Diphtheria and tetanus vaccine contains a high quantity of aluminum as an adjuvant potential to affect the nervous system, particularly in infants with kidney disease. Thus, the focus of this study was on in vitro preparation and evaluation to co-deliver DT toxoids by loading on alginate nanoparticles (NPs) as a non-toxic substance without antigenicity.

    Materials and Methods

    Using the gel-ionization method, alginate NPs samples were prepared and characterized in respect of size, zeta potential, and polydispersity index (PDI). The effects of alginate concentrations, calcium chloride, and Poly Lysine and the stirring time and speed in addition to the loading efficiency, loading capacity, and in vitro release profile were assessed.

    Results

    The optimized NPs were prepared at a concentration of 0.02 %w/v sodium alginate, 0.1 %w/v calcium chloride, and 0.04% w/v Poly L-Lysine during 45 minutes of stirring at 1300 rpm. They also had a mean particle size <150 nm with a mean PDI of around 0.5. The appropriate  loading efficiency was obtained at a concentration of loaded toxoids similar to a conventional DT vaccine, which resulted in the prolonged release of about 85% of loaded toxoids over 120 hours. The SDS-PAGE and dot-blot confirmed the stability and antigenic activity of the released toxoids.

    Conclusion

    These results can significantly contribute to further developing alginate NPs containing DT toxoids in optimized in vitro conditions as a platform for in vivo evaluation to achieve a promising vehicle for immunization of infants and children against diphtheria and   tetanus.

    Keywords: Diphtheria toxoid, co-deliver, loading efficiency, Zeta Potential, Adjuvant
  • Vahideh Zarrin, Tahereh Talaei *, Mohamadreza Taherizadeh, Nader Tanideh Pages 134-146
    Background & Objectives

    Intestinal microbiota plays a key role in the overall function of the host, including host metabolism and obesity. In addition, due to their high fiber content, seaweed can regulate the intestinal microbial flora by stimulating the growth of beneficial bacteria and    inhibiting the growth of harmful species. The aim of this study was to evaluate the effect of Sargassum muticum on the intestinal microbial flora in obese rats.

    Materials & Methods

    Rats were fed with hot water (HW) and ethanolic(E) extracts of  Sargassum muticum for 8 weeks, then intestinal microorganisms were analyzed through 16S) rRNA sequencing in all groups.

    Results

    The distribution ratio of intestinal microorganisms showed that Bacteroides and  Firmicutes are the dominant phyla in the intestine of rats. Analysis of microorganisms showed that obesity-related bacteria decreased and slimming-related genus increased in all treated groups. Clostridium was the predominant genus with pathogenic potential and Lactobacillus was the    predominant genus in the lactic acid group. In addition, seaweed-extracts-feeding obese mice had weight loss and reduced food intake compared with the obese control group.

    Conclusion

    Our results show that the consumption of  Sargassum muticum seaweed in the daily diet can balance the intestinal microbiota and also due to its high fiber, these seaweeds can cause weight loss in mice.

    Keywords: Sargassum muticum, Intestinal Microbiota, Obesity, 16srRNA
  • Saber Nezamivand Chegini, Mojtaba Jafarinia *, AliAkbar Ghotbi Ravandi Pages 147-160
    Background & Objectives

    Plant growth-promoting bacteria in rhizosphere improve plants’ growth in different ways. In this study, the effects of five growth promoting bacteria, in the form of three biofertilizers were investigated on the chlorophyll a fluorescence changes of tomato seedlings.

    Materials and Methods

    The experiments were conducted as factorial based on a completely     randomized design. The bacteria were Azotobacter chroococcum, Azospirillum lipoferum,  Bacillus lentus, Pseudomonas putida and Acidithiobacillus thiooxidans; and biofertilizers were nitroxin, biosporphosphate and biosulfur. Chlorophyll a fluorescence changes were recorded using a Handy PEA device and analyzed by the JIP-test method.

    Results

    The results showed that the use of Azotobacter chroococcum and Azospirillum ipoferum caused L band formation about 15 microseconds after light exposure, which revealed an improvement in the grouping and connectivity of antenna chlorophylls with photosynthetic reaction centers. Besides, the formation of the K band about 0.3 milliseconds after light exposure showed that the performance of the water-splitting complex was increased under the influence of Azotobacter chroococcum and Azospirillum lipoferum. The increase in electron transfer efficiency and the rate of reduction of the end electron acceptors in photosystem I were confirmed by the formation of J, H, and G bands in the presence of plant growth-promoting bacteria. 

    Conclusion

    The results of this study proved that the best photosynthetic performance in tomato plants including electron transfer between carriers of the photosynthetic electron transport chain occurred in the nitroxin bio-fertilizer containing Azotobacter chroococcum and Azospirillum lipoferum.

    Keywords: Biofertilizer, Chlorophyll a fluorescence, Microbial fertilizer, Photosynthesis
  • Elaheh Abiri *, Mehdi Mirzaiie, Majid Moghbeli, Amir Atashi, Ahad Ali Harati Pages 161-169
    Background and Objectives

    The coronavirus-19 pandemic is a major global health crisis. Covid-19 is a complex disease with diverse clinical features, from asymptomatic infection to acute respiratory distress syndrome (ARDS) and dysfunction of a number of organs. Prognostic  biomarkers are needed to quickly detect the severity of Covid-19, early in the course of the disease. The purpose of this study is to explain the amount of DNA break as a biomarker for disease prognosis in patients with covid-19.

    Materials and Methods

    The comet assay was used to compare the damage caused in the DNA of mononuclear lymphocytes in patients with covid-19 in 4 groups; control, hospitalized in the normal ward, hospitalized in the ICU and not intubated, hospitalized in the ICU and intubated.

    Results

    The results of examining DNA damage in lymphocytes showed that covid-19 leads to cell damage and especially long-term intubation of covid-19 patients in the ICU, caused more DNA damage and caused more tails increase.

    Conclusion

    The comparison of tails in 4 groups shows that: in people hospitalized in the normal ward, cell damage was less, which could be due to the activation of DNA damage repair systems. As a result, DNA break of lymphocytes has a significant relationship with the prognosis of the disease in patients with Covid-19.  In this study, the comet assay was used to compare the damage caused in the DNA of mononuclear lymphocytes in patients with covid-19 in 4 groups; control, hospitalized in the normal ward, hospitalized in the ICU and not intubated, hospitalized in the ICU and intubated.

    Keywords: COVID-19, DNA Break, ICU, Comet assay