فهرست مطالب

یافته های نوین در علوم زیستی - سال دهم شماره 3 (پیاپی 37، پاییز 1402)

نشریه یافته های نوین در علوم زیستی
سال دهم شماره 3 (پیاپی 37، پاییز 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/09/28
  • تعداد عناوین: 6
|
  • زینب ملایی، لیلا کرمی*، الهام رضایی، گیلدا کریمی صفحات 169-183

    امروزه مشخص شده که ایزوفرم دوم آنزیم COX موسوم به COX-2 با تولید واسطه های التهابی نقش مهمی در التهاب و در بیماری هایی همچون آرتریت روماتویید و آرتروز دارد. با این هدف طراحی داروهای مهارکننده COX-2 برای درمان التهاب یکی از مهم ترین اهداف محققان است. در این مطالعه با رویکرد in silico، اثر مهاری 3 مشتق جدید ایمیدازولی بر آنزیم COX-2 ارزیابی شد. داکینگ مولکولی با استفاده از Autodock Vina انجام شده و بهترین حالت اتصالی مهارکننده ها با آنزیم به عنوان ورودی شبیه سازی دینامیک مولکولی (MD) مورد استفاده قرار گرفت. MD با استفاده از نرم افزار Gromacs، به مدت 120 نانوثانیه انجام شد. سپس آنالیزهای ساختاری و ترمودینامیکی (تغییرات انرژی آزاد اتصال) و پیشگویی خواص فیزیکوشیمیایی انجام شدند. بر اساس داده های RMSD، ترکیبات در طی شبیه سازی به تعادل خوبی رسیدند و ثبات مطلوبی داشتند. همینطور نمودارهای RMSF نشان دادند که در اثر اتصال مهارکننده ها نوسانات کمپلکس ها کاهش پیدا کرد و رزیدوهای جایگاه فعال کمترین میزان نوسانات را داشتند. آنالیزهای Rg، SASA و DSSP نشان دادند که ساختار پروتیین تغییر چشمگیری نداشته است. همچنین مشخص شد که رزیدوهای Ser 530 وTyr 355 در تشکیل پیوند هیدروژنی نقش موثرتری دارند. بررسی پارامترهای فیزیکوشیمیایی بیانگر رفتار دارویی مناسب مهارکننده ها است. انجام آنالیزهای ساختاری و ترمودینامیکی (با روش MM-PBSA) و نیز مقایسه با داده های آزمایشگاهی IC50 حاکی از تاثیر مهاری مطلوب ترکیب 5b نسبت به سایر ترکیبات بر آنزیم COX-2 است.

    کلیدواژگان: التهاب، انرژی آزاد اتصال، داکینگ مولکولی، شبیه سازی دینامیک مولکولی، مهارکننده های COX-2
  • سیامک یاری*، سید حکمت الله انیس، محمدحسین محمدی مهدی آبادی حسنی صفحات 184-193

    سیس پلاتین برای درمان سرطان ها مورداستفاده قرار می گیرد. با این حال، استفاده کلینیکی از این دارو به واسطه مسمومیت کلیوی، کبدی، خونی، محدودشده است. بررسی ها نشان داده است که استرس اکسیداتیو ناشی از متابولیسم این دارو، یکی از علل اصلی ایجادکننده عوارض جانبی مصرف است. آلفالیپوییک اسید به عنوان یک آنتی اکسیدانت قوی با خاصیت ضدالتهابی شناخته می شود. هدف از این مطالعه بررسی تاثیر آلفالیپوییک اسید بر مسمومیت خونی القا شده با سیس پلاتین است. در این مطالعه 35 سر موش NMRI نر به 5 گروه 7 تایی شامل: گروه یک (کنترل)، گروه دو (سیس پلاتین)، گروه سه (سیس پلاتین و دوز پایین آلفا لیپوییک اسید)، گروه چهار (سیس پلاتین و دوز پایین آلفا لیپوییک اسید) و گروه پنج (آلفا لیپوییک اسید) تقسیم شدند. سیس پلاتین به صورت درون صفاقی و تک دوز تزریق شد. ان استیل سیستیین به صورت درون صفاقی به مدت هفت روز تزریق شد. پس از پایان آزمایش خون گیری از ناحیه قلب انجام شد و پارامترهای خونی مختلف بررسی شد. آنالیزهای هیستوپاتولوژیکی طحال رنگ آمیزی شده با هماتوکسیلین-ایوزین انجام شد. نتایج ما نشان داد که تعداد گلبول های قرمز، هموگلوبین و تعداد پلاکت به طور قابل توجهی در گروه سیس پلاتین در مقایسه با شاهد کاهش یافته است. تیمار با آلفا لیپوییک اسید میزان پارامترهای ذکر شده را در گروه دو به شکل معنی داری افزایش داد. تعداد گلبول های سفید در گروه دوم به شکل معنی داری افزایش داد ولی تعداد گلبول های سفید در گروه سوم با گروه کنترل تفاوت معنی داری نداشت. در بررسی هیستولوژیکی بافت طحال شاهد افزایش خونسازی خارج مغز استخوان در پالپ قرمز بودیم. همچنین شاهد انباشت هموسیدرین در پالپ قرمز متعلق به گروه دوم بودیم. تیمار با آلفا لیپوییک اسید، تغییرات هیستولوژیکی القا شده با سیس پلاتین را کاهش داد. نتایج این مطالعه نشان داد که آلفا لیپوییک اسید می تواند تغییرات القا شده با سیس پلاتین در پارامترهای خونی و هیستوپاتولوژی طحال را بهبود بخشد.

    کلیدواژگان: اریتروسیت، پالپ قرمز، طحال، مگا کاریوسیت، هموسیدرین
  • علی جهانگیری زرکانی، موسی کشاورز*، عدنان شهدادی صفحات 194-207

    بارناکل ها از سخت پوستان کفزی، چسبیده به بستر و فیلترکننده هستند که در بسترهای متنوعی شامل صخره ها، پوسته نرمتنان، مرجان ها، اسفنج ها، ریشه ها و برگ های حرا، سطح بدن لاک پشت ها و نهنگ ها زندگی می کنند. پژوهش حاضر به گونه  Microeuraphia permitini در سواحل بندرعباس در دو ایستگاه جنگل حرا و ساحل صخره ای در یک بازه زمانی دو ماهه می پردازد و گونه را از لحاظ ریخت سنجی، تاثیر چرخه قمری بر تولیدمثل، دما و سرعت باد محیط بررسی نموده است. جهت بررسی ریخت سنجی پنج پارامتر طولی (ارتفاع، طول و پهنای پایه، طول و پهنای اوپرکولار) ثبت شد. نتایج نشان داد که در دوم (ماه نو) و هشتم ماه قمری به ترتیب 90 درصد و70 درصد نمونه های هر دو ایستگاه تخم داشتند و در دوازدهم ماه قمری (ماه کامل) همه نمونه ها حاوی تخم بودند. نتایج نشان داد که بین ارتفاع و طول پایه بارناکل تفاوت معنی دار وجود دارد اما اختلاف بین طول اوپرکولار، پهنای اوپرکولار و پهنای پایه معنی دار نیست. به علاوه، در ایستگاه حرا و صخره ای بیشترین ضریب همبستگی به ترتیب بین طول و پهنای اوپرکولار (به ترتیب r=0.84 و r=0.78) وجود داشت. کمترین ضریب همبستگی در ایستگاه حرا بین طول پایه و پهنای اوپرکولار (r=0.5) و در ایستگاه صخره ای بین ارتفاع و پهنای پایه (r=0.2) بود. الگوی وزش باد در طی این دوره متغیر بوده و کاهش تقریبی باد شمال در دوره نمونه برداری دیده شد. تغییرات دمای هوا بین حداقل 30 و حداکثر 39 درجه سانتی گراد دیده شد. باد و دما می تواند علاوه بر چرخه جزرومدی بر تخم ریزی گونه به عنوان فاکتور استرس محیطی موثر باشد.

    کلیدواژگان: پهنای اوپرکلوم، جنگل حرا، چرخه قمری، دمای هوا، ریخت سنجی، سرعت باد
  • مصطفی حسین پور، محمد محمدی، غلامرضا قزلباش* صفحات 208-218

    سیمان سازی زیستی فرایند جدیدی است که در آن باکتری های هیدرولیز کننده اوره و یا آنزیم اوره آز آزاد با تجزیه اوره و افزایش pH محیط و فعل و انفعالات شیمیایی در حضور یون کلسیم موجب تشکیل کلسیت می شوند. امروزه نانوکلسیت کاربرد فراوانی در زمینه مهندسی مانند افزایش مقاومت خاک و بتن و همچنین در پزشکی مانند حمل دارو و درمان سرطان دارد. هدف از این مطالعه، بررسی شرایط آزمایشگاهی تولید ذرات نانو کلسیت  با کیفیت،  اندازه مناسب و خالص توسط عصاره آنزیمی اسپوروسارسیناپاستوری برای استفاده در مطالعات پزشکی و مهندسی بود. برای این منظور باکتری اسپوروسارسینا پاستوری در محیط نوترینت براث حاوی اوره و نیکل کشت داده شد و با رسیدن به زمان مناسب سلول ها جدا و شست و شو شدند. سپس به وسیله سونیکاسیون عصاره آنزیمی آن ها استخراج شد و سپس تولید رسوب کلسیت در غلطت های مختلف اوره و کلسیم کلراید و مقادیر مختلف آنزیم و دما مورد مطالعه قرار گرفت. کیفیت کریستال های کلسیت تولید شده و نسبت آن در مقایسه با دیگر کریستال ها توسط آنالیزXRD  و SEM مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به نتایج آنالیز XRD مشخص شد که در اوره 5/0 مولار و کلسیم کلراید 25/0 مولار بیشترین میزان کلسیت با 96 درصد و کمترین محصولات جانبی تولید می شود. بررسی هیستوگرام اندازه ذرات در نمونه حاوی 5/0 مولار اوره و 25/0 مولار کلسیم کلراید مشخص کرد که طیف ذرات بین 50 تا 100 نانومتر است. ماهیت و جنس کریستال ها توسط میکروسکوپ الکترونی مطالعه شد و آنالیزهای EDX حضور کلسیم، اکسیژن و کربن را نشان داد. طبق نتایج حاصل مشخص شد که با افزایش غلظت اوره و کلسیم، طیف اندازه ذرات  بزرگتر شده و همچنین درصد کلسیت تولید شده در غلظت های پایین اوره و کلسیم، بیشتر از غلظت های بالا است.

    کلیدواژگان: اسپوروسارسینا پاستوری، اوره آز، BEICP، XRD، SEM-EDX
  • رعنا ولی زاده کامران*، لمیا وجودی مهربانی، علی عبدالزاده فرد، علیرضا تاری نژاد صفحات 219-229

    زیست پالایی یک استراتژی امیدوار کننده برای کاهش غلظت فلزات سنگینی است که با توسعه صنایع و کارخانه ها در خاک افزایش می یابند و تهدیدی برای محیط زیست و سلامتی انسان هستند. برای بررسی تاثیر فلز سنگین کروم وکاهش اثرات سمی آن توسط باکتری (در دو سطح بدون وجود باکتری و وجود باکتری در محلول هوگلند آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار انجام شد و صفات ریخت شناسی، فیزیولوژیکی و عناصر گیاه درتیمارهای اعمال شده اندازه گیری شد. نتاج نشان داد صفات عملکرد گیاه، وزن تر، طول ساقه و طول برگ تحت تاثیر تیمارهای آزمایشی قرار نگرفتند. عرض برگ، کلروفیل a، کلروفیل b و محتوی فسفر گیاه که تحت تنش کروم کاهش یافته بودند با تیمار باکتری، افزایش یافتند. هیدروژن پراکساید، مالون دی آلدیید، اسکوربات پراکسیداز، سوپراکسید دیسموتاز، کاتالاز، پرولین، مواد محلول جامد، فنل، فلاونویید و آنتو سیانین و همچنین محتوای عناصر گیاه از قبیل کروم، ازت و پتاسیم در اثر تیمار کروم افزایش یافتند. با استفاده از باکتری در محیط کشت حاوی کروم، هیدروژن پراکساید و مالون دی آلدیید به طور معنی داری کاهش یافت که نشان از کاهش تنش اکسیداتیو بود. آنتی اکسیدان های غیرآنزیمی و آنزیمی تیمارهای باکتری دار افزایش پیدا کردند که نشان از نقش باکتری در تقویت سیستم آنتی اکسیدانی گیاه داشت. محتوی کروم گیاه بعد از استفاده از باکتری کاهش پیدا کرد. نتایج حاصل نقش مثبت کاربرد باکتری تصفیه کننده کروم درمحیط کشت گیاه در کاهش اثرات منفی تنش فلز سنگین کروم را نشان داد.

    کلیدواژگان: آنزیم، زیست پالایی، عناصر، مالون دی آلدئید، مواد جامد محلول
  • عتیق الله سلطانی احمدزی، حمید اجتهادی*، محمد فرزام، مارال بشیرزاده، فریده عطار، محمدرضا جوهرچی صفحات 230-239

    گونه جدید Onosma nuristanica بر اساس نمونه های جمع آوری شده از پارون در نورستان و چپه دره در کنر از استان های شرق افغانستان شرح داده شده است. بررسی گسترده پیشینه و مطالعه تطبیقی با نمونه هایی از چندین گونه خویشاوند نزدیک منجر به تشخیص این گونه جدید گردید. یافته های نگارندگان نشان دهنده واگرایی معنی دار بین نمونه های مورد مطالعه از نظر مهم ترین ویژگی های ریخت شناختی (رنگ گل، طول بر'گه، طولدم گل، طول میله ها، شکل و برگ های ساقه) است. در این مقاله شرح مفصلی از گونه جدید و یک کلید شناسایی برای گونه های سرده Onosma در کشور افغانستان ارایه شده است و گونه جدید از نظر ریخت شناسی با گونه های نزدیک آن مقایسه شده است. همچنین، نقشه پراکنش گونه جدید و خویشاوندان نزدیک آن ارایه شده است.

    کلیدواژگان: افغانستان، بومی، طبقه بندی، گونه جدید، Lithospermeae
|
  • Zeinab Mollaie, Leila Karami*, Elham Rezaee, Gilda Karimi Pages 169-183

    It has been found that the second isoform of COX enzyme known as COX-2 plays an important role in inflammation and rheumatoid arthritis and osteoarthritis. Thus, designing COX-2 inhibitors to treat inflammation is among the most important goals of researchers. In this study, the inhibitory effect of 3 new imidazole derivatives on COX-2 was evaluated by in silico approach. Molecular docking was done using Autodock Vina and the best binding mode of inhibitors was used as input of molecular dynamics (MD) simulation. MD was performed using Gromacs software for 120 ns. Then, structural and thermodynamic analyzes (ΔGbinding) and prediction of physicochemical properties were performed. RMSD data showed the compounds reached a good equilibrium and had favorable stability during simulation. Also, the RMSF showed that due to binding of inhibitors, the fluctuations of complexes decreased and the active site residues had the lowest amount. Rg, SASA and DSSP analysis showed that the protein structure did not change significantly. It was also found that Ser530 and Tyr355 residues play a more effective role in hydrogen bond formation. Physicochemical parameters determined the good drug-likeness properties for all compounds. Structural and thermodynamic analyzes (MM-PBSA) and IC50 data indicate the favorable inhibitory effect of compound 5b.

    Keywords: binding free energy, COX-2 inhibitors, inflammation, molecular docking, molecular dynamics simulation
  • Siamak Yari*, Sayeed-Hikmatullah Anis, Mohammad-Hossein Mohammadi-Mahdiabadi-Hasani Pages 184-193

    Cisplatin (CP) is one of the most effective chemotherapeutic drugs, however, its clinical use is limited due to possesing nephrotoxicity, hepatotoxicity and hemotoxicity side effects. α-lipoic acid (ALA) is known as a powerful antioxidant with anti-inflammatory properties. The aim of this study was to evaluate the effect of ALA on cisplatin-induced hemotoxicity. In this experimental study, 35 NMRI mice were divided into five groups (7 mice/group) of Group 1 (Control), group 2 (CP), group3 (CP+ALA low dose), group 4 (CP+ALA high dose) and group 5 (ALA). ALA was administrated orally for 7 consecutive days and CP was injected intraperitoneally. At the end of the experiment, blood samples were collected and blood parameters were analyzed. Spleens belong to different groups were evaluated histologically. The data were revealed that erythrocyte count, White blood cells count and hemoglobin level were increased significantly in group2 in comparison with other groups. However, ALA administration improved CP induced changes in blood parameters. CP treatment induced histological changes such as increase in megakaryocytes count and accumulation of hemosiderin and collagen in red palp of spleen. ALA treatment improved CP induced histological alteration in groups 3 and 4. Results of the present study showed that ALA exerts protective effects on CP-induced hemotoxicity and histological alteration of spleen.

    Keywords: erythrocyte, hemosiderin, megakaryocyte, red palp, spleen
  • Ali Jahangiri Zarkani, Mousa Keshavarz*, Adnan Shahdadi Pages 194-207

    Barnacles are bottom-dwelling crustaceans that live on a variety of substrates, including rocks, mollusk shells, corals, sponges, mangrove roots and leaves, and the body surface of turtles and whales. The present study deals with the species Microeuraphia permitini on the shores of Bandar Abbas in two stations of mangrove forest and rocky beach in a period of two months, and has investigated the morphometrics of the specimens, while considering the effect of the lunar cycle on reproduction, temperature and wind speed of the environment. Five longitudinal parameters (height, basal length and width, opercular length and width) were recorded. The results showed that 90% and 70% of the samples of both stations had eggs in the second day (new moon) and eighth days of lunar months, respectively, and in the twelfth day of the lunar month (full moon) all samples contained eggs. The results showed that there is a significant difference between the height and base length of the barnacle, but the difference between the opercular length, opercular width and base width is not significant. In addition, in both of mangrove and rocky stations, there was the highest correlation coefficient between opercular length and width (r=0.84 and r=0.78, respectively). The lowest correlation coefficient in mangrove station was between base length and opercular width (r=0.5) and in rocky station between height and base width (r=0.2). The wind pattern was variable during this period and the approximate decrease of the north wind was seen during the sampling period. Air temperature changes were seen between minimum 30 °C and maximum 39 °C. In addition to the tidal cycle, wind and temperature can affect the spawning of the species as an environmental stress factor.

    Keywords: air temperature, lunar cycle, mangrove forest, morphology, operculum width, wind speed
  • Mostafa Hosseinpour, Mohammad Mohammadi, Gholam Reza Ghezelbash* Pages 208-218

    Biological cementation is a new process in which urea hydrolysis bacteria or free urease enzyme decompose urea and increases the pH of the environment and chemical interactions in the presence of calcium ions to form calcite. Nowadays, nano-calcite is widely used in engineering, such as increasing the strength of soil and concrete, as well as in medicine, such as drug delivery and cancer treatment. This study aimed to investigate the laboratory conditions for producing nano-calcite particles with appropriate quality, size and purity by Sporosarcina pasteurii enzyme extract for use in medical and engineering studies. This investigation aimed to make calcite by S. pasteurii enzyme extract and optimize influential factors in calcite production. For this purpose, the bacterium S. pasteurii was cultured in nutrient broth containing urea and nickel, and upon reaching the appropriate time, the cells were separated and washed. Then, their enzyme extract was prepared by sonication, and calcite precipitation was studied in different amounts of urea, calcium chloride, enzyme and temperature. The quality of produced calcite crystals and their ratio compared to other crystals were investigated by XRD and SEM analyses. According to the results of XRD analysis, it was found that in 0.5 M urea and 0.25 M calcium chloride, the highest amount of calcite is produced with 96%, and the least side products are produced. Examining the particle size histogram in the sample containing 0.5 M urea and 0.25 M calcium chloride revealed that the range of particles were between 50 and 100 nm. The nature and type of crystals were studied by electron microscopy, and EDX analysis showed the presence of calcium, oxygen, and carbon. According to the results, it was found that by the increase of the concentrations of urea and calcium, the range of particle size became larger. Also, the percentage of calcite produced in low urea and calcium chloride concentrations is higher than those in high concentrations.

    Keywords: Sporosarcina pasteurii, Urease, BEICP, XRD, SEM-EDX
  • Rana Valizadeh Kamran*, Lamia Vojodi Mehrabani, Ali Abdoulzadeh Fard, Alireza Tarinejad Pages 219-229

    Rana Valizadeh Kamran1, Lamia Vojodi Mehrabani2, Ali Aryan1 & Alireza Tarinejad11Corresponding author: Rana Valizadeh Kamran, rana.valizadeh@gmail.comAbstract. Bioremediation is a promising strategy to reduce the concentration of heavy metals that their increase in the soil was the result of the development of industries and factories in the area, threatening the environment and human health. To investigate the effect of the heavy metal chromium and the reduction of its toxic effects by bacteria (at two levels of the absence of bacteria and the presence of bacteria in Hoagland's solution), a factorial experiment was conducted as a completely randomized design with three replications and the morphological, physiological traits and plant elements were measured in the applied treatments. The results showed that the experimental treatments did not affect plant yield traits, fresh weight, stem length, and leaf length. Leaf width, chlorophyll a, b, and plant phosphorus content decreased under chromium stress and increased with bacterial treatment. Hydrogen peroxide, malondialdehyde, ascorbate peroxidase, superoxide dismutase, catalase, proline, solid soluble substances, phenol, flavonoid, and anthocyanin, as well as the content of plant elements such as chromium, nitrogen, and potassium, increased due to the chromium treatment. Using bacteria in the culture medium containing chromium, significantly decreased the hydrogen peroxide and malondialdehyde, indicating a reduction in the oxidative stress. The non-enzymatic and enzymatic antioxidants of plats in the bacterial treatments increased, indicating bacteria's role in strengthening the plant's antioxidant system. The chromium content of the plant decreased after the use of bacteria. The results showed the positive effect of using chromium-purifying bacteria in the environment of plant cultivation in reducing the harmful effects of chromium heavy metal stress.

    Keywords: Bioremediation, elemental content, enzyme, malondialdehyde, total soluble solid
  • Atiqullah Sultani Ahmadzai, Hamid Ejtehadi*, Mohammad Farzam, Maral Bashirzadeh, Farideh Attar, Mohammad Reza Joharchi Pages 230-239

    The new species Onosma nuristanica is described and illustrated here on the basis of specimens collected from Parun in Nuristan and Chapa Dareh in Kunar, one of the eastern provinces of Afghanistan. An extensive review of the literature and a comparative study with specimens from several herbaria led to the determine of this new species. Our results represent significant divergence between studied specimens in terms of the most important morphological features, i.e., flower color, pedicel length, bract length filaments length, cauline shape and form.  In this article, a detailed description of the new species and a diagnostic key for Onosma species thriving in Afghanistan are provided and the new species is compared morphologically with its closely related species. In addition, a distribution map is provided for the new species and its close relatives in the area.

    Keywords: Afghanistan, endemic, new species, Lithospermeae, taxonomy