فهرست مطالب

Biotechnological Journal of Environmental Microbiology - Volume:1 Issue: 3, Autumn 2022

Biotechnological Journal of Environmental Microbiology
Volume:1 Issue: 3, Autumn 2022

  • تاریخ انتشار: 1401/07/09
  • تعداد عناوین: 6
|
  • امیررضا محمودی*، عباس تقوایی، محدثه قوامی پور سرشکه صفحات 117-126
    ارگانیسم های اصلاح شده ژنتیکی که به منظور پاسخگویی به جمعیت روزافزون جهان و نیازهای غذایی ناشی از این حوزه پدید آمده اند تا با استفاده از فناوری های در حال توسعه، ویژگی های ساختاری غذاها را با تداخل در ژن های غذاها به سطح مطلوب برسانند اگرچه شواهد تجربی کافی در مورد فواید و مضرات احتمالی تداخل با ژن غذاها و حیوانات با استفاده از فناوری ژن وجود ندارد، اما باید اقدامات احتیاطی لازم برای به حداقل رساندن اثرات و خطرات احتمالی بر محیط زیست و نسل های آینده انجام شود. حرام یا حلال بودن GMO که در بخش مواد غذایی آغاز شده است، از نظر شرعی نیز به طور جدی مورد بحث قرار گرفته است. سعی بر این است که مسایلی که پیش بینی روشنی برای آنها وجود ندارد در چارچوب موازنه منفعت و ضرر و در چارچوب اصول کلی فقه اتخاذ شود. برای تعیین حکم غذاهای اصلاح شده ژنتیکی، باید اثرات آن بر سلامت، محیط زیست، اقتصاد و سیاست را نیز در نظر گرفت.
    کلیدواژگان: ارگانیسم های اصلاح شده ژنتیکی (GMO)، بیوتکنولوژی، غذا، حقوق اسلامی، ژن
  • فاطمه شریعتی*، مهروز زیکساری، زهره رمضانپور صفحات 127-134
    امروزه فناوری نانو و استفاده از اجزای آن از جمله نانوذرات، وضعیت صنایع را با موفقیت در پیشبرد اهداف تولید بهبود بخشیده است. از جمله این نانوذرات می توان به نانو ذره SnO2 یا دی اکسید قلع که در این تحقیق استفاده شد اشاره کرد. دی اکسید قلع در ساخت باتری ها و پیل های سوختی، خازن ها و کاتالیزورها استفاده می شود و سلامت موجودات زنده از طریق تاثیرات منفی پساب های کارخانه ای که وارد رودخانه ها و سایر منابع آبی می شوند، تحت تاثیر قرار می گیرد. در این مطالعه سمیت زیستی نانوذرات اکسید قلع بر روی جلبک Chlorella vulgaris  که یکی از تولیدکنندگان اولیه و مهمترین سطوح زنجیره غذایی است، بررسی شد. این تحقیق با روش تست سمیت حاد OECD (روش شمارش جلبک ها، روش 201) و تحلیل آماری پروبیت به منظور به دست آوردن داده های سمیت با استفاده از روش پروبیت انجام شد. نتایج سمیت EC50 و EC90 در اثر مواجهه با Chlorella vulgaris طی 48 و 72 ساعت به ترتیب برابر با 99/6، 54/57 و 08/13 1010 × 07/1  میلی گرم در لیتر بود. بیشترین کاهش رشد پس از 48 و 72 ساعت در 5/5 میلی گرم در لیتر SnO2 NP مشاهده شد. در طول دوره آزمایش، هیچ تغییر مورفولوژیکی در میکروارگانیسم آزمایشی مشاهده نشد.
    کلیدواژگان: نانوذره اکسید قلع، سمیت، کلرلا ولگاریس، جلبک
  • حسین زحمتکش*، بهنام راستی صفحات 135-141
    ظهور مقاومت دارویی، شکست درمانی و توسعه عفونت های سودوموناس آیروژینوزا در درجه اول به تشکیل بیوفیلم و عوامل حدت وابسته به سیستم سنجش حد نصاب نسبت داده می شود. پتانسیل ضد میکروبی برخی از داروهای ضد التهاب غیر استروییدی مانند ایبوپروفن در مطالعات آزمایشگاهی مشخص شده است. در اینجا، یک تجزیه و تحلیل داکینگ برای بررسی برهمکنش میان هفت داروی ضد التهاب غیر استروییدی و پروتیین های سیستم Las انجام شد. در ابتدا، ساختار سه بعدی NSAID های منتخب (دیکلوفناک سدیم، ایبوپروفن، کتوپروفن، مفنامیک اسید، ملوکسیکام، ناپروکسن و تنوکسیکام) و لیگاند طبیعی LasR (3-oxo-C12-HSL) از پایگاه داده PubChem دریافت شد. همچنین ساختارهای کریستالی LasI Synthase و پروتیین فعال کننده رونویسی LasR از بانک داده پروتیین به دست آمد. سپس، تجزیه و تحلیل اتصال مولکولی با استفاده از نرم افزار AutoDock Vina برای بررسی توانایی NSAID های انتخاب شده برای مهار گیرنده LasI/LasR مورد استفاده قرار گرفت. بر اساس یافته های ما، اکثر NSAID های انتخاب شده برهمکنش های مطلوبی با پروتیین های LasI/R نشان دادند. علاوه بر این، کتوپروفن قوی ترین برهمکنش ها را با هر دو پروتیین نشان داد. به طور خلاصه، این کار نشان می دهد که NSAID ها، به ویژه کتوپروفن و ناپروکسن، پتانسیل امیدوارکننده ای به عنوان کاندید برای تحقیقات بیشتر آزمایشگاهی و درون تنی برای مهار مدارهای کروم سنسینگ در سودوموناس آیروژینوزا را دارند
    کلیدواژگان: سودوموناس آئروژینوزا، کروم سنسینگ، NSAIDها، LasR، LasI، داکینگ مولکولی
  • مهدی شهریاری نور*، فاتن دیوسر، زهرا نظری شاد صفحات 142-154
    نانوذرات مزوپور سیلیکا (MSNs) به دلیل خواصی مانند ایمنی، پایداری، زیست سازگاری، مساحت سطح بالا و اندازه منافذ قابل کنترل با توزیع باریک و سطح آسان، به عنوان حاملی کارآمد برای تحویل مولکول های زیست فعال، پروتیین ها و داروها استفاده می شوند. تغییر MSN ها قابلیت کپسولاسیون بالایی را برای داروهای آبدوست و آبگریز نشان می دهند. در این مطالعه، به روش هیدروترمال در محیط های اسیدی سنتز و با روش پس پیوند با استفاده از 3-آمینوپروپیل تری اتوکسی سیلان عامل دار شد. کارایی آمینو عاملدار SBA-15 MSN (SBA-15-NH2) برای بارگیری و آزادسازی عصاره دانه انگور (GSE) مورد بررسی قرار گرفت. سنجش انتشار دیسک نشان داد که GSE و GSE بارگذاری شده بر روی SBA-15-NH2 (SBA-15-NH2@GSE) در غلظت 32 میلی گرم بر میلی لیتر عصاره در هر دیسک منجر به ایجاد ناحیه بازداری 24 میلی متر و 15 میلی متر برای S. aureus و 22 میلی متر و 13 میلی متر برای E. coli به ترتیب. اثر ضد باکتریایی با افزایش غلظت GSE بارگذاری شده در SBA-15-NH2 از 2 به 32 میلی گرم در میلی لیتر بهبود یافت. این نتایج نشان می دهد که SBA-15-.NH2@GSE دارای پتانسیل ضد باکتری قوی با ارزش برای صنعت داروسازی است.
    کلیدواژگان: نانوذرات مزوپور سیلیکا (MSNs)، عصاره هسته انگور، E.coli، S. aureus، فعالیت ضد میکروبی
  • الهام کرمی، منیر دودی*، زهرا رضایتمند، لادن رحیم زاده ترابی صفحات 155-164

    جوامع میکروبی جایگاه مهمی در عملکرد و بهره وری اکوسیستم های کشاورزی دارند. جنس تاکسونومیک سودوموناس گروهی از گونه های باکتریایی را در بر می گیرد که می توانند شراکت های سودمند متقابلی را با گیاهان مختلف ایجاد کنند. هدف از این مطالعه تعیین و جداسازی سویه های سودوموناس بدست آمده از خاک ریزوسفر گیاه بادرنجویه M. officinalis بود. علاوه بر این، بررسی خصوصیات مورفولوژیکی M. officinalis که با سودوموناس استاندارد و ریزوسفری تیمار شده بود، انجام شد. تیمارهای آزمایشی شامل 3 گروه مختلف بودند: تلقیح سودوموناس ریزوسفر با غلظت CFU/ml  109 و 106، تلقیح استاندارد سودوموناس با غلظت CFU/ml  109 و 106 و گروه کنترل که فاقد باکتری بود. برای جداسازی موثر باکتری ها از محیط کشت تخصصی مانند محیط King B استفاده شد. نتایج بیوشیمیایی و مولکولی نشان داد که سویه جدا شده سودوموناس آیروژینوزا بود. تیمار استاندارد سودوموناس با غلظت  CFU/ml 109 بیشترین طول ریشه 24.1 سانتی متر را نشان داد، در حالی که تیمار فاقد حضور سودوموناس کمترین طول ریشه را با 12.9 نشان داد. تیمارهای با سودوموناس آیروژینوزا ریزوسفری بیشترین مقادیر را برای طول ساقه و همچنین وزن ریشه و ساقه نشان دادند. در این میان تیمار شاهد کمترین اندازه گیری را برای این ویژگی های ذکر شده به دست آورد. نتایج مطالعه حاضر نشان داد که تاثیر سودوموناس آیروژینوزا ریزوسفری بر رشد و کیفیت گیاه بادرنجویه M.   officinalis قابل توجه بوده و در نتیجه رشد کمی و کیفی گیاه افزایش یافته است و بیشترین مقدار طول و وزن ریشه از طریق تلقیح باکتری با سودوموناس آیروژینوزا به دست آمد.

  • بهاره نوروزی*، نگین خشنود، سارا سوری، سوگل قارونی فرد، محمدرضا رضایی، فاطمه السادات ایوب نژاد، ندا فرهودی فرد صفحات 165-176

    خطر قابل توجه عفونت های باکتریایی برای سلامت مردم در سراسر جهان، منجر به توسعه برنامه های بهداشت جهانی شده است. طی دهه های گذشته، مقاومت دارویی باکتریایی افزایش یافته است، در حالی که کشف آنتی بیوتیک های جدید به طور مداوم روندی نزولی داشته است. به همین دلیل امروزه جستجو برای عوامل ضد باکتری جدید به اولویت اصلی تبدیل شده است و در نتیجه، داروهای جایگزین و روش های جدیدی برای تولید محصولات میکروبی توسعه یافته است. به کمک ویرایش ژن و توالی یابی NGS، پتانسیل ژنتیکی بی نظیری برای ایجاد متابولیت های ثانویه توسط میکروارگانیسم های مختلف ایجاد شده است. متابولیت های ثانویه نقش مهمی در رشد سلولی، انتقال سیگنال، ارتباطات، رقابت درون گونه ای و بین گونه ای و تولید ترکیبات آلی با جرم مولکولی کم دارند. بنابراین، توجه بسیاری از محققان را برای جایگزین کردنشان با آنتی بیوتیک های معمولی،جلب کرده است. به محض اینکه باکتری ها نسبت به آنتی بیوتیک های نسل اول مقاوم شدند، درمان باید به آنتی بیوتیک های نسل دوم یا سوم تغییر یابد. بنابر این دست یابی به ترکیبات نوآورانه و قدرتمند با پتانسیل ضد سرطانی بالا و مطلوب نیازی جدی است؛ با این حال، اکثر داروهای ضد سرطانی استفاده شده در حال حاضر عوارض جانبی دارند. هدف از این مقاله مروری ارزیابی استفاده از انواع مختلف متابولیت های ثانویه میکروبی برای پیشگیری و درمان بیماری های عفونی با بررسی هزینه ها، مزایا، معایب و عوارض جانبی آن ها است

    کلیدواژگان: متابولیتهای ثانویه میکروبها، کنترل بیماری ها، اثرات جانبی، مزیت ها، هزینه ها
|
  • Amirreza Mahmoudi *, Abbas Taghvaee, Mohaddeseh Ghavamipour Sereshkeh Pages 117-126
    Genetically Modified Organisms (GMO), which emerged in order to meet the increasing world population and the food need arising in this direction, to bring the structural properties of foods to the desired level by interfering with the genes of the foods by using the developing technological opportunities and thus to get more efficiency from a small area in a short time is important in terms of the food production philosophy of the future. Although there is not enough experimental evidence about the possible benefits and harms of interfering with the genes of foods and animals by means of gene technology, necessary precautions should be taken to minimize the possible effects and risks on the environment and future generations. The haram or halal status of GMO, which has started to take place in the food sector, has also been seriously discussed in terms of Islamic law. Issues for which there is no clear provision are tried to be decided within the framework of benefit-harm balance and within the framework of the general principles of fiqh. In order to determine the verdict of Genetically Modified Foods, its effects on health, environment, economy and politics should also be taken into account.
    Keywords: Genetically Modified Organisms (GMO), Biotechnology, food, Islamic law, gene
  • Fatemeh Shariati *, Mahrooz Ziksari, Zohreh Ramzanpour Pages 127-134
    Nowadays, nanotechnology and the use of its components, including nanoparticles, have successfully improved the situation of industries in advancing production goals. Among these nanoparticles, SnO2 or tin dioxide nanoparticle, which was used in this study, can be mentioned. Tin dioxide is used in the manufacture of batteries and fuel cells, capacitors, and catalysts, and the health of living organisms will be affected by the negative effects of factory effluents entering rivers and other water sources. In this study, the biotoxicity of tin oxide nanoparticles on Chlorella vulgaris algae, which is one of the primary producers and most important levels of the food chain was investigated. This research was conducted by the OECD acute toxicity test method (Counting method for algae, method 201) and statistical probit analysis was performed in order to obtain toxicity data using the probit method. The results of exposure for Chlorella vulgaris in 48 and 72 hours, were EC50 and EC90 equal to 6.99, 57.54 and 13.08, and 1.07 x 1010 mg L-1, respectively. The highest growth decrease after 48 and 72 hours was observed in 5.5 mg L-1 SnO2 NP. During the test period, no morphological changes were observed for any of the microorganisms, which are based on the toxicity of tin oxide nanoparticles.
    Keywords: Tin oxide nanoparticle, Toxicity, Chlorella vulgaris, algae
  • Hossein Zahmatkesh *, Behnam Rasti Pages 135-141
    The emergence of drug resistance, therapeutic failure, and the development of Pseudomonas aeruginosa infections are primarily attributed to biofilm formation and quorum sensing (QS) dependent virulence factors. The antimicrobial potential of some non-steroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs), such as ibuprofen, has been determined in laboratory studies. Herein, a docking analysis was conducted to examine the interaction between seven NSAIDs and the proteins of the Las system. Initially, the three-dimensional structure of selected NSAIDs (Diclofenac sodium, Ibuprofen, Ketoprofen, Mefenamic acid, Meloxicam, Naproxen, and Tenoxicam), and natural ligand of LasR (3-oxo-C12-HSL) were retrieved from PubChem database. Also, crystal structures of LasI Synthase and transcriptional activator protein LasR were obtained from Protein Data Bank. Subsequently, the molecular docking analysis utilizing AutoDock Vina software was employed to investigate the capability of the selected NSAIDs to inhibit the LasI/LasR receptor. Based on our findings, the majority of the selected NSAIDs exhibited favorable interactions with LasI/R proteins. Moreover, ketoprofen exhibited the strongest interactions with both proteins. In summary, this work suggested that NSAIDs, especially ketoprofen and naproxen, have promising potential as candidates for further in vitro and in vivo investigations to inhibit the QS circuits of P. aeruginosa.
    Keywords: Pseudomonas aeruginosa, Quorum sensing, NSAIDs, LasI, LasR, Molecular docking
  • Mahdi Shahriarinour *, Faten Divsar, Zahra Nazari Shad Pages 142-154
    Mesoporous silica nanoparticles (MSNs) are used as efficient carrier candidate for the delivery of the bioactive molecules, proteins, and drugs because of their properties such as safety, stability, biocompatibility, high surface area and controllable pore sizes with the narrow distribution and facile surface modification. MSNs demonstrate high encapsulation capability for both hydrophilic and hydrophobic drugs.In this study, SBA-15 MSN was synthesized by hydrothermal method in acidic media and functionalized by post-grafting method using 3-aminopropyltriethoxysilane. The efficiency of amino functionalized SBA-15 MSN (SBA-15-NH2) was investigated for the loading and release of grape seed extract (GSE). The disc diffusion assay indicated GSE and GSE loaded on SBA-15-NH2 (SBA-15-NH2@GSE) at the concentration of 32 mg/ml extract per disc resulted to in the inhibition zone of 24 mm and 15 mm for S. aurous and 22 mm and 13 mm for E. coli, respectively. The antibacterial effect improved by increasing concentration of GSE loaded into SBA-15-NH2 from 2 to 32 mg/ml. These results indicate that SBA-15-NH2@GSE owns a strong antibacterial potential valuable for the pharmaceutical industry.
    Keywords: SBA-15-mesoporous silica, grape seed extract, E. coli, S. aureus, Antibacterial activity
  • Elham Karami, Monir Doudi *, Zahra Rezayatmand, Ladan Rahimzadeh Torabi Pages 155-164

    Microbial communities occupy a significant position in the functioning and productivity of agricultural ecosystems. The taxonomic genus Pseudomonas encompasses a group of bacterial species that can establish mutually beneficial partnerships with different plants. The objective of this study was to ascertain and isolate Pseudomonas strains that were obtained from the rhizosphere soil of M. officinalis. Furthermore, an examination was conducted on the morphological characteristics of M. officinalis that had been treated with standard and rhizospheric Pseudomonas. The experimental treatments consisted of 3 different groups: a rhizosphere Pseudomonas inoculation with a concentration of 106 and 109 CFU /ml, standard Pseudomonas inoculation with a concentration of 106 and 109 CFU /ml, and a control group that did not contain any bacteria. To effectively separate bacteria, specialized culture medium, such as the King B medium, were employed. The biochemical and molecular result revealed that the isolated strain was Pseudomonas aeruginosa. The standard Pseudomonas treatment with a concentration of 109 CFU/ml exhibited the greatest root length of 24.1 cm, while the treatment lacking the presence of Pseudomonas displayed the lowest root length of 12.9. Treatments with rhizospheric P. aeruginosa showed the greatest values for stem length, as well as root and stem weight. Meanwhile, the control treatment resulted in the lowest measurements for these mentioned characteristics.

    Keywords: Melissa Officinalis, Plant growth, Rhizobacteria, Pseudomonas aeruginosa
  • Bahareh Nowruzi *, Negin Khoshnood, Sara Sory, Sogol Gharooni Fard, MohammadReza Rezaei, Fatemehsadat Ayoub Nejad, Neda Farhoudi Fard Pages 165-176

    Infectious diseases caused by bacteria are a major global public health threat, and due to their high impact on public health, they are a high priority in national health programs in different countries. Bacterial drug resistance has grown over the past decades, but the rate of discovery of new antibiotics has steadily decreased. Therefore, the search for new effective antibacterial agents has become a priority and has led to the development of alternative therapies and new technologies for the production of microbial products due to technical and economic advantages. The efforts of gene editing and next-generation sequencing have created an unprecedented genomic potential for the production of secondary metabolites by diverse microorganisms in the environment and microbiota. Secondary metabolites, which produce organic products with low molecular mass, play important roles in cell growth, signal transduction, nutrient search, communication, and intra- and interspecies competition. Therefore, researchers have paid increasing attention to the potential replacement of secondary metabolites instead of traditional antibiotics. As bacteria become resistant to first-generation antibiotics, treatment must be changed to second- or third-generation drugs. Indeed, the world is faced with the need to discover new potent small molecules with significant anticancer potential and favorable toxicity profile, but many anticancer drugs in clinical practice today have side effects. In this chapter of the present book, the aim is to review the prospects, costs, benefits, side effects and detailed information about the types of microbial secondary metabolites for the control of infectious diseases.

    Keywords: Microbial secondary metabolites, control disease, Side effects, advantages, costs