فهرست مطالب

نشریه زیست فناوری دانشگاه تربیت مدرس
سال سیزدهم شماره 2 (پیاپی 33، بهار 1401)

  • تاریخ انتشار: 1402/04/17
  • تعداد عناوین: 12
|
  • محمدحسین همت جو، داود نامدار خجسته*، آرزو طهمورث پور، اصغر میرزایی اصل صفحات 1-30

    شمار سلول های میکروبی در سیاره ی زمین از ستاره هایی که در کهکشان ها می شناسیم، بسیار بیشتر است. گوناگونی میکروبی و شبکه ی بوم شناختی آن ها با اینکه کارکردهای ویژه ای در زیست بوم های کره ی زمین دارند، ناشناخته مانده است. فناوری های آمیکس مانند متاژنومیکس ابزارهایی را برای شناخت بخش بزرگی از این نادیده ها با دقت زیادی فراهم نموده اند که ژرفای آگاهی هایی که نسبت به آنچه از روش های مبتنی بر کشت میکروارگانیسم ها به دست می آید، بسیار بیشتر است. یک نمونه در مورد گوناگونی ومپایرلیدس ها است که از آغازیان و یوکاریوت های میکروسکوپی هستند. روش های متاآمیکس آشکار کرده اند که گوناگونی درون این گروه از میکروارگانیسم ها با گوناگونی همه ی سلسله ی قارچ ها برابری می کند. آن ها در هر گوشه ای از طبیعت، از اقیانوس ها گرفته تا خاک ها یافت می شوند و تنها یکی از هفت گروه آغازیان هستند. در این مقاله افزون بر آشنایی با فناوری های آمیکس به پروژه های کلان در این زمینه نیز پرداخته شده است تا دستاوردهای آن ها برای شناخت میکروارگانیسم ها و کارکرد آن ها ارایه گردد. در متاژنومیکس توالی یابی مستقیم و شناسایی ژن ها و ژنوم های موجود در زیست بوم های پیچیده ی میکروبی انجام می گیرد. ویرومیکس پژوهش بر روی متاژنوم های ویروسی است. در متاترانسکریپتومیکس mRNA مورد آنالیز قرار می گیرد که به دلیل ناپایدار بودن آن در نمونه های زیست محیطی، گردآوری و رمزگشایی از آن چالش اصلی این آمیکس است. شناسایی و اندازه گیری پروتیین های گوناگون که می تواند مستقیما فعالیت میکروبی را اندازه گیری نماید در متاپروتیومیکس انجام می شود. متابولومیکس زیست محیطی مطالعه ی متابولیت های مولکولی با وزن کم تولید شده از برهمکنش های میان میکروارگانیسم ها همانند یوکاریوت های کوچک، گیاهان، جانوران، شکارچیان و تنش های غیرزنده و دیگر محرک ها است.

    کلیدواژگان: متاآمیکس، متاژنومیکس، ویرومیکس، متاترانسکریپتومیکس، متاپروتئومیکس، متابولومیکس و گوناگونی میکروبی
  • هلیا رمضانی، محدثه لاری پور*، مینو صدری صفحات 31-45

    در میان منابع روغن ها (گیاهی، حیوانی، میکروارگانیسمی)، روغن میکروبی توجه بسیاری از محققان را به خود جلب کرده است. میکروارگانیسم های روغنی قادر به تجمع 20 تا 80درصد لیپید در هر زیست توده خشک هستند. در میان میکروارگانیسم های مختلف (باکتری ها، میکروجلبک ها، گونه های قارچی از جمله مخمرها) برخی از مخمرها بعنوان منبع برتر تولید روغن در نظر گرفته شده اند. Yarrowia lipolytica</span></em> نمونه ای عالی از میکروارگانیسم های روغنی با بازده بالای تولید چربی است. با استفاده از تفاله های روغن کشی ارزان، بومی و در دسترس، بعنوان بستر تولید، می توان هزینه روغن تولید شده توسط مخمرها را کاهش داد. روغن میکروبی تولید ی برای مصارف دارویی، غذایی و آرایشی-بهداشتی کاربرد دارد. در این مطالعه، پلیومورفیسم Yarrowia lipolytica</span></em> (ATCC 18942)</span> در محیط های کشت مختلف به صورت میکروسکوپی بررسی شد. پس از کشت مخمر در محیط های حاوی تفاله های روغن کشی زیتون، کنجد و آفتابگردان، در شرایط کشت نیمه باز اسیدهای چرب تولید شده، با استفاده از تکنیک GC-MS</span> و FTIR</span> بررسی شدند. محیط حاوی تفاله زیتون پس از بررسی نتایج انتخاب شد و لیپید میکروبی تولیدی در این محیط استخراج شد. سپس وزن خشک زیست توده و چربی میکروبی اندازه گیری شد. نتایج حاصل نشان داد که اسیدهای چرب استخراج شده از محیط حاوی تفاله زیتون، شامل اولییک اسید، پالمیتیک اسید، لینولییک اسید و استیاریک اسید بود که این محیط بهترین میزان تولید اسیدهای چرب را در بین تفاله ها داشت. مقدار چربی میکروبی و وزن خشک به ترتیب 4/07 و  7/83 گرم/لیتر و بازده تولید چربی میکروبی 51/97درصد به دست آمد. 

    کلیدواژگان: یاروویا لیپولیتیکا، تفاله روغن کشی، اولئیک اسید، کروماتوگرافی گازی-طیف سنجی جرمی
  • صادق فرهادیان، لیدا مومنی*، بهزاد شارقی صفحات 46-70

    در این مقاله، تعامل بین لیزوزیم و نانوذرات کادمیوم تلوراید با استفاده از طیف سنجی UV-Vis، فلورسانس، پایداری حرارتی، سینتیک و روش های اسپکتروسکوپی دورنگ نمایی دورانی (CD) در 25/7 pH مورد بررسی قرار گرفت. ثابت شد که خاموشی فلورسانس لیزوزیم توسط نانوذرات کادمیوم تلوراید به طور عمده نتیجه تشکیل کمپلکس نانوذرات کادمیوم تلوراید -لیزوزیم بود. توسط نتایج خاموشی فلورسانس، ثابت خاموشی استرن ولمر(KSV)، ثابت اتصال (Ka) و جایگاه های اتصال(n) محاسبه شد. در 25/7 pH سطح ثابت اتصال برطبق نتایج فلورسانس برابر103×33/2 بود. پیوند هیدروژن و نیروی وان در والس در فرایند اتصال دخیل است. بلو شیفت طیف جذبی فلورسانس پروتیین پس از افزودن نانوذرات کادمیوم تلوراید نشان می دهد که ریز محیط در اطراف بقایای تریپتوفان توسط نانوذرات کادمیوم تلوراید آشفته شده است.اثر نانوذرات کادمیوم تلوراید بر روی صورت بندی لیزوزیم با استفاده از طیف های UV-VIS و طیف های CD مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است که شواهدی را ارایه می دهد که ساختار ثانویه لیزوزیم با میانکش نانوذرات کادمیوم تلوراید با لیزوزیم تغییر کرده است.

    کلیدواژگان: لیزوزیم، کادمیوم تلوراید، خاموشی فلوئورسانس، پایداری حرارتی، فعالیت
  • مرضیه صالحی سیاوشانی، روح الله نخعی سیستانی*، علیرضا پناهی صفحات 71-79
    هدف

    بیماری مالتیپل اسکلروزیس در کشور ما به علت شیوع بالا و سن ابتلای پایین اهمیت بسزایی دارد. این بیماری فشار زیادی بر افراد مبتلا و سیستم حفظ سلامت تحمیل می کند. مطالعات نشان می دهند که محتوای ژنتیکی افراد یکی از عوامل موثر در ابتلا به این بیماری محسوب می شود. یکی از این عوامل، ژن های سازگاری بافتی هستند که محصول آن ها پپتید های بیگانه را به منظور شناسایی توسط لنفوسیت ها، روی سطح خود عرضه می کنند. در این پژوهش، ارتباط HLA-DQB1*03 در شهر تهران به کمک سیستم مبتنی بر PCR مورد مطالعه قرار گرفت.

    مواد و روش ها

    در این مطالعه مورد-شاهد، 367 نمونه خون از افراد بیمار و سالم جمع آوری شد که شامل 172 فرد بیمار و 195 فرد سالم بود. نمونه ها به لحاظ سن و جنسیت با یکدیگر مشابهت داشتند. DNA از خون استخراج شد و از تکنیک PCR به منظور شناسایی حضور آلل استفاده گردید.

    نتایج

    در این مطالعه نشان داده شد که آلل HLA-DQB1*03 در مردان به طور معنی داری بیشتر از زنان است (p=0.002). همچنین آلل مورد بررسی در افراد بیمار فرکانس کمتری نسبت به افراد سالم دارد %53 در مقابل %67 و این اختلاف فراوانی معنی دار است (p=0.02).

    نتیجه گیری

    آلل DQB1*03 به طور معنی داری در بیماران MS کمتر از افراد سالم است و این رابطه در افراد مذکر قوی تر دیده می شود. بنابراین به نظر می رسد که این آلل نقش محافظتی در مقابل بیماری MS دارد.

    کلیدواژگان: مالتیپل اسکلروزیس، فراوانی ژن، پلی مورفیسم، واکنش زنجیره ای پلی مرازی
  • مهرداد ابراهیم زاده کوچصفهانی، علی بهرامی*، ولی الله بابایی پور صفحات 80-94

    پلی گاما گلوتامیک اسید یک بیوپلیمر سودمند، زیست سازگار، و زیست تخریب پذیر می باشد. چنین خواصی باعث توسعه استفاده از این ترکیب در صنایع مختلف مثل زیست پزشکی، زیست دارویی، زیست فناوری، و مهندسی بافت شده است. محدودیت توسعه صنعتی پلی گاما گلوتامیک اسید، هزینه ی بالای تولید آن است. برای کاهش هزینه های تولید از راهکارهای مختلفی مثل: بهینه سازی محیط کشت با استفاده از ترکیبات ارزان قیمت، توسعه فرایندهای کارآمد کشت غیرمداوم و غیرمداوم همراه با خوراک دهی استفاده شده است. در این پژوهش ابتدا یک محیط کشت غیرمداوم کارآمد برای تولید پلی گاما گلوتامیک اسید از سویه باکتریایی باسیلوس لیکنی فورمیس</em> ATCC 9945a</sup></span> توسعه داده شد. سپس با روش خوراک دهی پالسی و بهینه سازی آن، تولید پلی گاما گلوتامیک اسید افزایش داده شد. با توسعه یک محیط کشت بهینه، تولید این محصول در کشت غیر مداوم از g/L</span> 11 به g/L</span> 47 افزایش یافت. سپس با استفاده از راهبرد خوراک دهی پالسی سیترات (پیش ساز γ-PGA</span>) بهینه سازی شده، تولید محصول به g/L</span> 5/59 افزایش داده شد، که از بالاترین مقادیر تولید هست که با این سویه گزارش شده است. برای بهینه سازی خوراک دهی دو پالسی، اثر زمان های خوراک دهی، غلظت محلول ذخیره سیترات، و زمان افزودن محلولهای کلسیم و منگنز روی تولید γ-PGA</span> بررسی و بهینه سازی شدند. در انتها نیز ساختار شیمیایی پلی گاما گلوتامیک اسید به وسیله FTIR</span> مورد تایید قرار گرفت و بررسی خواص شکل شناسی آن با SEM</span> یک نانو-ساختار ایده آل برای کاربردهای زیستی را نشان داد.

    کلیدواژگان: تخمیر غوطه ور، محیط کشت E اصلاح شده، راهبرد خوراک دهی پالسی، تخمیر غیر مداوم، γ-PGA
  • مجتبی انصاری*، محمدامین استبرقی، بی بی فاطمه حقیرالسادات، محمد تائب پور صفحات 95-110
    هدف

    شیمی درمانی یکی از روش های مورد استفاده در درمان سرطان است. هدفمند نبودن این روش با عوارض جانبی بسیاری برای بیمار همراه است. استفاه از نانوحاملها از جمله نانولیپوزومها راهکار بسیار موثری در جهت هدفمند کردن شیمی درمانی است. در این مطالعه سامانه لیپوزومی حاوی دوکسوروبیسین با هدف اثرگذاری بر سلولهای سرطان ریه تهیه شد و مورد ارزیابی قرار گرفت. 

    مواد و روش

    در این مطالعه آزمایشگاهی، دو سامانه لیپوزومی با استفاده از غلظتهای مختلفی از فسفاتیدیل کولین و کلسترول بروش آب پوشانی لایه نازک تهیه شدند. سپس داروی دوکسوروبیسین در سامانه ها بارگذاری گردید. در ادامه یکی از سامانه ها بر اساس میزان بارگذاری دارو و الگوی رهایش دارو انتخاب گردید. در پایان سامانه منتخب حاوی دارو از منظر اندازه ذرات، پتانسیل زتا، شکل ظاهری وزیکول های لیپوزومی و برهمکنش میان دارو و سامانه مورد بررسی قرار گرفت.

    نتایج

    سامانه لیپوزومی منتخب حاوی دوکسوروبیسین دارای بازده انکپسولاسیون 89/58 درصد، اندازه nm</span> 237، شاخص پراکندگی458/0 و پتانسیل زتا mv</span> 7/35- می باشد. رهایش دوکسوروبیسین از لیپوزوم به صورت کنترل شده بوده و هیچگونه فعل و انفعال شیمیایی بین لیپوزوم و داور مشاهده نشد. همچنین وزیکولهای لیپوزومی کروی و دارای سطحی صاف می باشند.

    نتیجه گیری

    نتایج این پژوهش نشان میدهد که با استفاده از فناوری نانو می توان نانولیپوزوم با فرمولاسیون مناسب حاوی دوکسوروبیسین تهیه کرد که دارای ویژگیهای فیزیکوشیمیایی مناسبی باشد، بنابراین می توان این سامانه لیپوزومی را جهت پژوهشهای بعدی مرتبط به سرطان درمانی پیشنهاد نمود. 

    کلیدواژگان: نانو لیپوزوم، دوکسوروبیسین، سرطان، شیمی درمانی
  • فرشید شیرافکن، سجاد قرقانی* صفحات 111-120

    پروتیین های مون لایت یک زیر کلاس از پروتیین های چند عملکردی می باشند که در آن ها بیش از یک عملکرد مستقل یا معمولا متمایز در یک زنجیره پلی پپتیدی منفرد رخ می دهد. با تحلیل شبکه های تعاملی پروتیین ها در سلول، می توان درک کرد که چگونه فرایندهای پیچیده باعث بیماری می شوند. به کمک زیست شناسی سیستم ها، می توان سیستم های بزرگ تر و پیچیده تر را مطالعه کرد و به اساس مولکولی چند بیماری توجه داشت. پروتیین های ارگانیسم انسان که مون لایت هستند بیشتر در بیماری های سرطان، کم خونی و بیماری مرتبط با سیستم عصبی درگیر هستند. در این کار با توجه به شبکه PPI انسانی، یک زیر شبکه ایجاد شد که در آن نودها، پروتیین های ایجاد کننده سه بیماری منتخب و یال ها، ارتباط این پروتیین ها با یکدیگر می باشند. قدرت اثرات غیرمستقیم واسط های غیر بیماری بین سه گروه از بیماری ها اندازه گیری شد و پروتیین های واسط کلیدی متصل کننده بیماری ها شناسایی شدند. نتایج کار نشان دهنده ارتباط بین نقش واسط و مرکزیت و همچنین بین نقش واسط و ویژگی های عملکردی این پروتیین ها می باشد. مشاهده شد که یک پروتیین که نقش واسط کلیدی غیرمستقیم بین دو بیماری را بازی می کند، لزوما در شبکه PPI، هاب نمی باشد. بنابراین همانطور که پروتیین های هاب مورد توجه قرار می گیرند، باید پروتیین های واسط مورد توجه قرار بگیرند. ما مشاهده کردیم که واسط های بین بیماری های کم خونی و اعصاب از نظر عملکردی اهمیت زیادی در سلول دارند. پروتیین های واسطه ای که در این جا پیشنهاد شده اند، باید به صورت تجربی به عنوان پروتیین های فرضی مرتبط با بیماری آزمایش شوند.

    کلیدواژگان: پروتئین های مون لایت
  • مهسا پوربابادی، علی خطیبی* صفحات 121-132

    methyl tertiary-butyl ether) MTBE) یکی از افزودنی های بنزین که به منظور افزایش اکتان و کاهش تولید گازهای گلخانه ای استفاده می شود، MTBE می تواند از طریق راه های مختلف از جمله استنشاق، خوراکی و تماس پوستی وارد جریان خون انسان شود. همچنین کربنیک انیدراز انسانی یکی از متالوآنزیم هاست که تقریبا در تمام موجودات زنده یافت می شود و مورد مطالعات گسترده ای قرار گرفته و بیماری های متعددی با کربنیک انیدراز در ارتباط هستند. در این مطالعه اثر مجاورت MTBE با آنزیم کربنیک انیدراز II انسانی بر فعالیت آنزیم با روش های طیف سنجی مریی-فرابنفش بررسی شد و تغییرات Tm آنزیم در غلظت های مختلف از MTBE گزارش شده است. همچنین تغییرات ساختاری آنزیم در حضور MTBE با طیف سنجی فلورسنس ذاتی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد فعالیت آنزیم در مجاورت MTBE با مکانیسم مختلط خطی مهار شده است. نتایج مربوط به طیف سنجی فلورسنس ذاتی آنزیم تغییرات ساختار در حضور MTBE را نشان می دهد. همچنین در پی اتصال MTBE به آنزیم، پایداری حرارتی آنزیم کاهش یافته و نسبت به تغییرات دما حساس شده است.

    کلیدواژگان: کربنیک انیدراز، طیف سنجی، سینتیک آنزیمی، MTBE، آلاینده زیست محیطی
  • حسین سمیعی ابیانه، جعفر امانی، شهرام نظریان*، امیرسجاد حجتی رزجی، محمدرضا رحمانی صفحات 133-146
    زمینه و هدف

     سموم بوتولینوم (BoNTs) جزء کشنده ترین ترکیباتی هستند که تاکنون شناخته شده  و عامل بیماری بوتولیسم می باشند. در حال حاضر، تشخیصBoNT در غذا به استفاده از سنجش زیستی روی موش آزمایشگاهی است که یک روش بسیار حساس (محدوده تشخیص pg mL-1 7 تا 20)  اما زمان بر می باشد. این روش سریع، اختصاصی و می تواند حساسیتی معادل آزمایش روی موش آزمایشگاهی دارد. هدف از این تحقیق استفاده از روش  ساندویچ الایزا جهت شناساییBoNT/B بود.

    مواد و روش ها

     پروتیین نوترکیب 370 اسید آمینه ای از انتهای کربوکسیل بخش اتصال دهنده سم BoNT/B با وزن مولکولی 45 کیلودالتون به عنوان آنتی ژن بیان و  به روش کروماتوگرافی تمایلی Ni-NTA خالص سازی شد. آنتی بادی IgG از سرم موشی و خرگوشی با روش کروماتوگرافی تمایلی رزین پروتیین G جداسازی و به روش SDS-PAGE و آزمون الایزا ، تاییدشد. حساسیت و اختصاصیت روش طراحی شده جهت تشخیص آنتی ژن نوترکیب BoNT/B-HcC  و توکسویید بوتولینوم تایپ B ارزیابی شد.

    نتایج

     غلظت آنتیبادی  موشی و خرگوشی تخلیص شده به ترتیب 3 و 5/4 میلی گرم از هر میلی لیتر سرم بود. حداقل غلظت پروتیین قابل شناسایی به روش الایزا غیر مستقیم با آنتی بادی تخلیص شده موشی و خرگوشی 475 و 118 پیکوگرم تعیین شد. با بهینه سازی روش ساندیچ الایزا حداقل30 نانوگرم از آنتی ژن نوترکیبBoNT/B-HcC  و 146 پیکوگرم ازBoNT/B با اختصاصیت بالا شناسایی شد.

    نتیجه گیری

     روش ساندویچ الایزای طراحی شده می تواند برای شناسایی دقیق و حساس سم کلستردیوم بوتولینوم تیپ B مورد استفاده قرار گیرد. لازم است در آینده کارآیی این روش برای تشخیص سم بوتولینوم در نمونه های محیطی و غذایی ارزیابی گردد.

    کلیدواژگان: ساندویچ الایزا، نوروتوکسین بوتولینوم تایپ B، کلستردیوم بوتولینوم، آنتی بادی
  • فاطمه صداقت، مرتضی یوسف زادی*، آرش قادری، فاطمه شایسته صفحات 147-164

    در محیط دریا، بیوفیلم تشکیل شده روی سطوح غوطه ور، منجر به فولینگ ارگانیسم های بزرگ تر می شود؛ که این امر مشکلات اقتصادی و زیست محیطی فراوانی برای صنایع دریایی به همراه دارد. با توجه به اثرات زیان آور آنتی فولینگ های شیمیایی، توسعه ی راهکارهای ضد بیوفیلم سازگار با محیط زیست می تواند گامی مهم جهت کنترل فولینگ باشد. از اینرو، مطالعه ی حاضر با هدف جداسازی باکتری های تشکیل دهنده ی بیوفیلم از آب های خلیج فارس و بررسی اثر ضد میکروبی تیمول بر باکتری های منتخب انجام گرفت. 82 ایزوله ی باکتریایی جداسازی و توانایی تشکیل بیوفیلم توسط آن ها سنجش شد. در این میان، پنج ایزوله انتخاب و شناسایی با استفاده از توالی 16S rRNA انجام گرفت. نتایج نشان داد که پنج ایزوله ی منتخب متعلق به شاخه ی proteobacteria (جنس Vibrio، Kangiella و Psudoaltromonas) می باشند. در بررسی اثر ضد باکتری تیمول به روش انتشار دیسک، باکتری (PH1) K. spongicola (با قطر هاله 57/0 ±18میلی متر) ، بیش ترین حساسیت را نشان داد. کم ترین غلظت بازدارنده (MIC) و کشنده ی رشد (MBC) (به ترتیب در غلظت 5/31 و 5/62 میکروگرم / میلی لیتر) نیز در مقابل همین باکتری بدست آمد. نتایج حاصل از بررسی قدرت مهاری تیمول بر پدیده ی تشکیل بیوفیلم و همچنین تخریب بیوفیلم تشکیل شده ی باکتریPsudoaltromonas sp. (PH18) نشان داد که تیمول در غلظت های کم تر از MIC قادر به مهار تشکیل بیوفیلم می باشد که این تاثیر بر تخریب بیوفیلم، در غلظت های بالاتر از MIC قابل توجه است. بر اساس نتایج بدست آمده، به دلیل فعالیت ضد بیوفیلمی تیمول در مقابل باکتری های دریایی، استفاده از آن به عنوان یک ترکیب طبیعی در پوشش های آنتی فولینگی قابل پیشنهاد است.

    کلیدواژگان: باکتری دریایی، حداقل غلظت بازدارندگی، ژن 16S rRNA، ضد بیوفیلم، تیمول
  • طیبه رحمتی دروازی*، ریحانه سریری صفحات 165-177

    گونه های فعال اکسیژن (ROS) در غلظت های کم، در تنظیم مسیرهای درون سلولی چون بیان ژن نقش مهمی دارند. درحالی که غلظت های بالای آن ها، با ایجاد استرس اکسیداتیو و آسیب به ماکرومولکول های حیاتی در پاتوژنز بسیاری از بیماری های مهم دخیل هستند. هر سلول برای خنثی نمودن مقادیر بالای ROS ها از یک سیستم دفاعی آنتی اکسیدانی استفاده می کند. پراکسیداز به عنوان یک آنزیم آنتی اکسیدانی مهم، اکسیداسیون سوبستراهای مختلف را با استفاده از هیدروژن پراکسید که یک گونه فعال اکسیژنی است، کاتالیز می کند. ازآنجاکه کافیین و تیوبرومین روزانه به طور گسترده استفاده می شوند و غلظت مصرفی آن ها بر فعالیت بسیاری از آنزیم ها تاثیر دارد. ازاین رو، در تحقیق حاضر اثر مهاری این متیل گزانتین ها بر فعالیت پراکسیداز بررسی شده است. فعالیت پراکسیداز به روش کینتیک توسط اسپکتروفتومتر در طول موج 510 نانومتر به مدت 3 دقیقه، ازطریق دنبال کردن جذب محصول رنگی ناشی از اکسایش 4-آمینوآنتی پیرین درحضور و عدم حضور کافیین و تیوبرومین اندازه گیری می شود. دراین مطالعه مشاهده شد، که هر دو ترکیب بر فعالیت پراکسیداز اثری مهاری دارند و مقادیر IC50 برای تیوبرومین و کافیین به ترتیب 50/0 و 60/0 میلی مولار تعیین شد. علاوه براین، مقادیر Km و Vmax، نارقابتی بودن مکانیسم مهار برای هر دو مهارکننده را تایید می کند. همچنین مقدار Ki، برای تیوبرومین و کافیین به ترتیب 03/0 و 08/0 میلی مولار تعیین شد. درنتیجه، تیوبرومین در مقایسه با کافیین، به دلیل داشتن مقادیر کمتر IC50 و Ki، دارای قدرت مهار بالاتر و تمایل اتصال بیشتری به کمپلکس آنزیم - سوبسترا است. بنابراین، چنین استنباط می شود که تیوبرومین اثر مهاری قوی تری بر فعالیت پراکسیداز دارد.

    کلیدواژگان: پراکسیداز، تئوبرومین، کافئین، گونه های فعال اکسیژن، محرک گزانتینی
  • سیده سوده میرمحمدی، مرتضی سلطانی*، فریدون مهبودی، میثم شهبازی صفحات 178-201

    این پژوهش به بررسی عوامل موثر بر تجاری سازی محصولات در شتاب دهنده های بیوتکنولوژی پزشکی می پردازد که اولویت عوامل نیز در آن مشخص می شود. پژوهش کاربردی بوده و از نوع توصیفی پیمایشی است و در دو فاز کیفی و کمی انجام شده است. برای ارایه چارچوب تجاری سازی محصولات در شتاب دهنده های بیوتکنولوژی پزشکی که هدف کلی این پژوهش می باشد، از خبرگان آگاه مصاحبه صورت گرفت. 62 کد فرعی به عنوان عوامل موثر در تجاری سازی محصولات در شتاب دهنده های بیوتکنولوژی پزشکی به دست آمد که در 5 بعد اصلی شامل فردی، سازمانی، صنعت و رقابت، نهادی و محصول دسته بندی شدند و به صورت یک چارچوب ارایه شده است. در فاز کمی بعدهای اصلی و نیز تم های فرعی در بعد اصلی رتبه بندی شدند. در نهایت اولویت بعدهای اصلی بدین صورت بود: 1. فردی (ویژگی های شخصیتی، رفتاری و ذهنی منتور و مدیر) 2. صنعت و رقابت (تعامل با شرکت های دارویی تولیدکننده به عنوان مشتری، سرمایه گذاران و...) 3. سازمانی (تجربه تیم های استارتاپی، استراتژی مدون، R&Dو...) 4. محصول (ارزش افزوده و های تک) 5. نهادی (عملگرا بودن دولت به شعارهای کشور، تعامل با مدیران دولتی و...).

    کلیدواژگان: شتابدهنده، تجاری سازی، بیوتکنولوژی پزشکی
|
  • MohammadHossein -Jou Hemmat, Davood Namdar Khojasteh *, Arezoo Tahmourespour, Asghar Mirzaie-Asl Pages 1-30

    The number of microbial cells on the planet is much larger than the stars we know in the galaxies. However, the microbial diversity and their ecological network remain unknown, they have key roles on the Earth's ecosystems. Omics technologies such as metagenomics provide tools for recognizing a large part of these cryptic forms of life accurately, which are much higher than the uncultivated majority. One example is the diversity of the Vampyrellids from protista and micro-eukaryotes. Using meta-omics technologies, it found that the diversity within this one group equals that of the entire kingdom of fungi, and they are found in all corners of nature, from the oceans to terrestrial soils. It is noticeable that they are only one of the seven protista groups. In this article, in addition to introducing Omics technologies, some of big relevant projects and their results have also been discussed covering all of the Earth's environment. Metagenomics is the direct sequencing and characterization of genes and genomes present in complex microbial ecosystems (e.g. metagenomes). Viromics is the research of viral metagenome. In metatranscriptomics the mRNA is being analyzed which is due to its notoriously labile nature in environmental samples, its conservation and analyzing are the main challenges in this omics. Identification and measurement of various proteins that can directly measure microbial activity is performed in metaproteomics. Environmental metabolomics includes the study of low molecular weight metabolites generated from interactions between microorganisms, such as small eukaryotes, plants, animals, predators, abiotic stresses, and other stimulants.

    Keywords: Meta-omics, Metagenomics, Viromics, Metatranscriptomics, Metaproteomics, Metabolomics, Microbial Diversity
  • Helia Ramezani, Mohaddeseh Larypoor*, Minoo Sadri Pages 31-45

    Among the sources of oils (vegetable, animal, microorganism), microbial oil has attracted the attention of many researchers. Oily microorganisms are able to accumulate 20 to 80% of lipids in each dry biomass. Among various microorganisms (bacterias, microalgae, fungal species including yeasts), some yeasts are considered to be the superior source of oil production. Yarrowia lipolytica</em> is an excellent example of oily microorganisms with high fat production efficiency. By using cheap, native and available pulp as a production medium, the cost of oil produced by yeasts can be reduced. The microbial oil produced is used for medicinal, food and cosmetic purposes. In this study, the pleomorphism of Yarrowia lipolytica</em> (ATCC 18942) was examined microscopically in different culture media. After culturing the  yeast in media containing olive, sesame and sunflower pulp, in semi-open culture conditions, the fatty acids produced were analyzed using GC-MS and FTIR techniques. After reviewing the results, the medium containing olive pulp was selected and the microbial lipid produced in this medium was extracted. Then dry weight of biomass and microbial fat were measured. The results showed that the fatty acids extracted from the medium containing olive oli cake included oleic acid, palmitic acid, linoleic acid and stearic acid, which had the best production of fatty acids among the pulp. The content of  microbial fat and dry weight were 4.07 and 7.83 g/l, respectively, and microbial fat production efficiency was 51.97%. 

    Keywords: Yarrowia lipolytica, Pulp, Oleic acid, Gas Chromatography Mass Spectrometry
  • Sadegh Farhadian, Lida Momeni *, Behzad Shareghi Pages 46-70

    In this article, the interaction between lysozyme and CdTe nanoparticles was investigated by UV-Vis spectroscopy, fluorescence, thermal stability, kinetics, and circular dichroism (CD) spectroscopic methods at pH 7.25. It was proved that the fluorescence quenching of lysozyme by CdTe NPs was mainly a result of the formation of the CdTe–lysozyme complex. By the fluorescence quenching results, the Stern–Volmer quenching constant (KSV), binding constant (Ka), and binding sites (n) were calculated. Under pH 7.25 conditions, the level of binding constant is determined to be 2.33×103 from fluorescence data. The hydrogen bond or van der Waals force is involved in the binding process. The blue shift of the fluorescence spectral peak of protein after the addition of CdTe nanoparticles reveals that the microenvironments around tryptophan residues are disturbed by CdTe nanoparticles. The effect of CdTe NPs on the conformation of lysozyme has been analyzed by means of UV-Vis spectra and CD spectra, which provided evidence that the secondary structure of lysozyme has been changed by the interaction of CdTe NPs with lysozyme.

    Keywords: Lysozyme, cadmium telluride, Fluorescence quenching, Thermal stability, Activity
  • Marziyeh Salehi Siavashani, Ruhollah Nakhai Sistani *, Alireza Panahi Pages 71-79
    Aim

    Multiple sclerosis is important in Iran because of its high prevalence and low age of onset. It exerts a large burden on affected people and the health care system. Studies have shown that the genetic content of humans has a critical role in MS. The histocompatibility loci which their products present the foreign antigenic peptides for detection by lymphocytes are of MS associated genetic elements. In this study, the association of HLA-DQB1*03 with MS was studied in Tehran, using a PCR-based system.

    Methods

    In this case-control study, a total of 367 blood samples were collected from 172 patients and 195 healthy people. Both groups were similar in age and gender. Blood DNA was extracted, and PCR technique was used to identify the presence of the allele.

    Results

    In this study, the HLA-DQB1*03 allele in men was significantly higher than that of women (p = 0.002). Also, the allele was less frequent in patients than in healthy subjects (53% versus 67%), and this difference is significant (p = 0.02).

    Conclusions

    The DQB1*03 allele is significantly lower in patients with MS than in healthy people, and this relationship is more pronounced in male subjects. Therefore, it seems that this allele plays a protective role against MS disease.

    Keywords: Multiple Sclerosis, Gene Frequency, Polymorphism, Polymerase Chain Reaction
  • Mehrdad Ebrahimzadeh Kouchesfahani, Ali Bahrami*, Valiollah Babaeipour Pages 80-94

    Poly-γ-glutamic acid (γ-PGA) is a beneficial, biocompatible, and biodegradable biopolymer. </font>These properties have been led to the development of the use of this compound in various industries such as bio-medicine, biopharmaceutical, biotechnology, and tissue engineering. The limitation of the industrial development of γ-PGA is the high cost of its production. To reduce γ-PGA production costs, various strategies are used, such as culture medium optimization using inexpensive compounds, the development of efficient cultivation processes of batch and fed-batch. In this research, first, an efficient batch culture medium was developed to produce γ-PGA of Bacillus licheniformis</em> ATCC 9945a</sup>. Then, the γ-PGA production increased by the pulsed feeding method and its optimization. By optimal culture medium development, the production of this product in batch culture was increased from 11 g/L to 47 g/L. Then, using the optimized pulsed feeding strategy of citrate (γ-PGA precursor), γ-PGA production was increased to 59.5 g/L, which is one of the highest production values reported with this strain. To optimize two-pulse feeding, the effect of feeding times, stock citrate solution concentration, and time of calcium and manganese solutions addition on γ-PGA production were investigated and optimized. Finally, FTIR confirmed the chemical structure of poly gamma glutamic acid, and the study of γ-PGA morphological properties with SEM showed a nanostructure ideal for biological applications.

    Keywords: Submerged fermentation, Modified E culture medium, Pulse feeding strategy, Batch fermentation
  • Mojtaba Ansari*, MohammadAmin Estabraghi, Bibi Fatemeh Haghirosadat, Mohammad Taebpour Pages 95-110

    Chemotherapy is one of the methods used in the treatment of cancer. Not being targeted has many side effects for the patient. The use of nano-</span>carriers, including nano-liposomes, is a very effective way to target chemotherapy. In this study, a liposomal system containing doxorubicin was designed and evaluated for its effect on lung cancer cells.</span> In this in vitro study, two liposomal systems were prepared by the method of thin-film hydration and using different concentrations of phosphatidylcholine and cholesterol. Doxorubicin was then loaded into the systems. Finally, one of the systems was selected based on the drug loading rate and drug release pattern. At the end, the selected drug delivery system in terms of particle size, zeta potential, liposomal vesicle appearance, and the interaction between the drug and the system was investigated.</span> The selected liposomal system contains doxorubicin with an encapsulation efficiency of 58.89%, size of 273 nm, dispersion index of 0.458 and zeta potential of -35.7 mv. Doxorubicin release from liposomes was controlled and no chemical interaction was observed between liposomes and referees. Liposomal vesicles are also spherical and have a smooth surface. The results of this study show that nano-liposomes can be prepared with appropriate formulation containing doxorubicin using nanotechnology. Which has good physicochemical properties. Therefore, this liposomal system can be recommended for further cancer-related research.

    Keywords: Nano Liposomes, Doxorubicin, Cancer, Chemotherapy
  • Farshid Shirafkan, Sajjad Gharaghani* Pages 111-120

    Moonlight proteins are a subset of multifunctional proteins in which more than one independent or usually distinct function occurs in a single polypeptide chain. Analyzing the interactive networks of proteins in the cell makes it possible to understand how complex processes cause disease. With the help of systems biology, larger and more complex systems can be studied, and the molecular basis of several diseases can be considered. The proteins of the human organism that are moonlight are mostly involved in cancer, anemia, and neurodegeneration. In this work, we created a subnet according to the human PPI network, in which the nodes, the proteins that cause the three selected diseases, and the edges, are the connection of these proteins with each other. We measured the power of the indirect effects of non-disease mediators between the three disease groups and identified key disease-binding intermediate proteins. The results show the relationship between mediator role and centrality and between mediator role and functional properties of these proteins. We have shown that a protein that plays a key indirect mediator between two diseases is not necessarily a hub in the PPI network. Therefore, as hub proteins are considered, intermediate proteins should be considered. We have observed that the mediators between anemia and neurodegeneration diseases are functionally important in the cell. The mediator proteins suggested herein should be experimentally tested as hypothetical disease-related proteins.

    Keywords: protein-protein interaction network, Moonlighting proteins, diseases
  • Mahsa Pourbabadi, Ali Khatibi * Pages 121-132

    Methyl tertiary-butyl ether (MTBE) One of the gasoline additives used to increase octane and reduce greenhouse gas emissions, MTBE can enter the human blood flow through different ways including inhalation, oral and skin contact. Human carbonic anhydrase is one of the metalloenzymes that is found in almost all living organisms and has been extensively studied and many diseases are associated with carbonic anhydrase. In this study, the effect of MTBE proximity with human carbonic anhydrase II enzyme on enzyme activity was investigated by visible-ultraviolet spectroscopy and changes in enzyme Tm at different concentrations of MTBE were reported. In addition, the structural changes of the enzyme in the presence of MTBE were examined by intrinsic fluorescence spectroscopy. The results show that the enzyme activity in the presence of MTBE is inhibited by liner-complex mechanism. The results of intrinsic fluorescence spectroscopy of the enzyme show changes in the structure of the enzyme in the presence of MTBE. Also, following the binding of MTBE to the enzyme, the thermal stability of the enzyme is reduced and it becomes sensitive to temperature changes.

    Keywords: Carbonic anhydrase, Spectroscopy, Enzymatic kinetics, MTBE
  • Hossein Samiei Abianeh, Jafar Amani, Shahram Nazarian *, AmirSajjad Hojjati razgi, Mohammadreza Rahmani Pages 133-146
    Background and Aim

    Toxins produced by Clostridium botulinum are among the deadliest compounds known that cause botulism. Currently, the detection of BoNTs in food using bioassays on laboratory mice is a very sensitive method with a detection range of 7 to 20 pg.mL-1. However, bioassay for mice is time consuming. This method is fast, highly specific, and sensitive to experiments on mice. The aim of this study was to use the modified Sandwich ELISA method to detect BoNT/B toxin.

    Materials and Methods

    Recombinant 370 amino acid protein was expressed from the carboxyl terminus of the binding moiety of BoNT / B toxin with a molecular weight of 45 kDa as antigen and purified by Ni-NTA affinity chromatography. IgG antibodies were isolated from mouse and rabbit sera byG protein affinity chromatography. The sensitivity and specificity of the method designed to detect recombinant BoNT/B-HcC antigen and botulinum toxin type B were evaluated.

    Results

    Purified rat and rabbit antibody concentrations were 3 and 4.5 mg / ml serum, respectively. The minimum concentrations of detectable protein were determined by indirect ELISA with purified mouse and rabbit antibodies at 475 and 118 pg. By optimizing the sandwich ELISA method, at least 30 ng of recombinant BoNT/B-HcC antigen and146 pg of highly specific BoNT/B were detected.

    Conclusion

    sandwich ELISA method can be used for accurate and sensitive identification of Clostridium botulinum toxin type B. It is necessary to evaluate the effectiveness of this method in the future to detect botulinum toxin in environmental and food samples.

    Keywords: Sandwich ELISA, antibodie, toxin botulinum type B, Clostridium botulinum
  • Fatemeh Sedaghat, Morteza Yousefzadi *, Arash Ghaderi, Fatemeh Shayesteh Pages 147-164

    In a marine environment, the biofilm formed on the submerged surfaces leads to fouling of larger organisms. This leads to many environmental and economic problems for the marine industries. Due to the harmful effects of chemical antifouling, the development of environmentally friendly anti-biofilm strategies can be an important step to control fouling. Therefore, the present study was performed with the aim of isolation of biofilm-forming bacteria from Persian Gulf waters and investigating the antimicrobial effect of thymol against selected bacteria.82 bacterial were isolated and their ability to form biofilm was measured. Among these, 5 isolates were selected and identified using 16S rRNA sequences. The results showed that the 5 selected isolates belonged to the Proteobacteria (genus Vibrio, Kangiella and Psudoaltromonas). In the study of the antibacterial effect of thymol, K. spongicola (PH1) showed the highest sensitivity in disk diffusion method (with a growth inhibition zone diameter of 18 ± 0.57 mm). The minimum inhibitory concentration and minimum bactericidal concentration (at 31.5 and 62.5 μg /ml, respectively) were obtained against the same bacterium. The inhibitory thymol on biofilm formation and performed biofilm by Psudoaltromonas sp. (PH18) showed that thymol at concentrations sub-MIC is able to inhibit biofilm formation. The effect of thymol on the performed biofilm at concentrations higher than MIC is noticeable. Based on the results, due to the anti-biofilm activity of thymol against marine bacteria, its use as a natural compound in antifouling coatings can be suggested.

    Keywords: Marine bacterium, Minimum inhibitory concentration, 16S rRNA gene, Anti- biofilm, Thymol
  • Tayyebeh Rahmati darvazi *, Reyhaneh Sariri Pages 165-177

    Reactive oxygen species (ROS) at low concentrations effectively regulates intracellular pathways such as gene expression. Whereas their high concentrations are involved in the pathogenesis of many diseases by causing oxidative stress and damaging vital macromolecules. Each cell is equipped with an antioxidant defense system to neutralize high levels of ROS. Peroxidase, as an essential antioxidant enzyme, catalyzes the oxidation of various substrates using hydrogen peroxide which is a reactive oxygen species. Since, the caffeine and theobromine are widely consumed daily in the world, and their concentrations affect the activity of many enzymes. Therefore, in the present study, the inhibitory effect of these methylxanthines on peroxidase activity has been examined. The peroxidase activity is measured by a spectrophotometer at 510 nm for 3 minutes with following absorption due to the oxidation of 4-aminoantipyrine in the presence and absence of caffeine and theobromine. In this study, it was observed that both compounds had an inhibitory effect on peroxidase activity. The values of IC50 for theobromine and caffeine were obtained as 0.5 and 0.6 mmol, respectively. Moreover, the values of Km and Vmax showed that both inhibitors acted by an un-competitive mechanism of inhibition. Also, Ki values for theobromine and caffeine were calculated 0.03 and 0.08 mM, respectively. The values of Ki and IC50 for theobromine was lower than those of caffeine indicating that theobromine has a higher inhibition strength and binding affinity to the enzyme-substrate complex. Therefore, it can be concluded that theobromine has a stronger inhibitory effect on peroxidase activity.

    Keywords: Peroxidase, Caffeine, Xanthine stimulant, Theobromine, ROS
  • Soode Mirmohamadi, MORTEZA SOLTANI *, Fereidoun Mahboudi, Meysam Shahbazi Pages 178-201

    This study investigates the factors affecting the commercialization of products in medical biotechnology accelerators, it also demonstrates the priority of these factors. The research is applied and descriptive survey. It has been done in two phases, qualitative and quantitative. Based on the general purpose of this study, to provide a framework for the commercialization of products in medical biotechnology accelerators, we interviewed with informed experts. 62 sub-codes were obtained as effective factors in the commercialization of products in medical biotechnology accelerators, which were classified into 5 main dimensions including individual, organizational, industry and competition, institutional and product. These dimensions are presented as a framework. In the quantitative phase, the main dimensions as well as the sub-themes were ranked in the main dimension. Finally, the priority of the main dimensions was as follows: 1. Individual (personality, behavioral and mental characteristics of the mentor and manager) 2. Industry and competition (interaction with pharmaceutical companies as customers, investors, etc.) 3. Organizational (experience of startup teams, codified strategy, R&D, etc.) 4. Product (value added and high-tech) 5. Institutional (government is pragmatic to the country's slogans, interaction with government managers, etc.).

    Keywords: Commercialization, Accelerator, Medical Biotechnology, Medical