فهرست مطالب

فصلنامه تازه های بیوتکنولوژی سلولی مولکولی
پیاپی 48 (پاییز 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/09/21
  • تعداد عناوین: 8
|
  • آزاده لهراسبی نژاد* صفحات 9-22
    سابقه و هدف

    بیماری کووید-19 با علایم حاد تنفسی در سال 2019 ظاهر شد. این بیماری با تب، سرفه و عوارض شدید تنفسی همراه بود. عامل بیماری متعلق به خانواده بتا کرونا ویروس بوده و تحت عنوان SARS-CoV-2 نامگذاری شد. شیوع کووید-19 و ایجاد حالت اپیدمیک جهانی موجب شد تلاشهای بسیاری برای شناخت ساختار و عملکرد این ویروس انجام شود. پروتیین اسپایک، یک پروتیین گلیکوزیله نسبتا سنگین است که از سه زیر واحد یکسان ساخته شده است و به صورت یک هومو تریمر در سطح ویروس ظاهر می شود. این پروتیین پس از اتصال به گیرنده سطح سلول میزبان (آنزیم مبدل آنژیوتانسین-2) دچار تغییر ساختاری می شود و در نهایت موجب ورود ویروس درون سلول میزبان می شود. این روند برای ورود ویروس ها به درون سلول های انسانی و آلوده کردن آنها لازم است. بنابراین شناخت جزییات ساختاری این پروتیین نقش مهمی در درک عملکرد آن بازی می کند.

    مواد و روش ها

    ابتدا ساختار سوم پروتیین های اسپایک مربوط به SARS-CoV-2 (کرونا ویروس انسانی)، bat-SL-CoVZC21 (کرونا ویروس خفاش) و PCoV_GX-P4L (کرونا ویروس پانگولین) از طریق همولوژی مدلینگ ساخته شد. این ساختارها پس از ارزیابی و اعتبار سنجی، به کمک نرم افزار NAMD شبیه سازی شدند. ویژگی ساختاری پروتیین های اسپایک از نظر شکل فضایی، اندازه گیری مساحت سطح رابط بین مونومرها، پارامترهای ترمودینامیکی، تعیین پایداری ساختارهای تریمر و شناسایی اسیدهای آمینه مهم در ایجاد اتصالات بین زیرواحدها ارزیابی شدند.

    یافته ها

    ارزیابی زیر واحدهای سازنده پروتیین تریمر اسپایک نشان دادند پروتیین های اسپایک در  SARS-CoV-2دارای بیشترین مقدار ΔGdiss (kcal/mol 113/2) است که بیانگر پایدار بودن ساختار پروتیین تریمر در بین سایر پروتیین های اسپایک می باشد. کمترین میزان ΔGdiss (kcal/mol 100/6) برای پروتیین اسپایک PCoV_GX-P4L بدست آمد. مساحت سطح رابط بین زیر واحدها در تمام پروتیین های اسپایک تقریبا یکسان بود. اسیدهای آمینه Y369, D405, Y707 در زیر واحد A و Y369 ،D574,Y707,Y837,D985 در زیر واحد B و Y707 در زیر واحد C بعنوان اسیدهای آمینه هات اسپات قرمز برای پروتیین اسپایک SARS-CoV-2 شناخته شدند.

    نتیجه گیری

    بررسی ساختار پروتیین های سطح ویروس در مقیاس اتمی، و شناخت رزیدوهای هات اسپات که نقش مهمی در ایجاد اتصالات بین مونومری بازی می کنند، دریچه ای به سمت شناخت و عملکرد بیشتر ویروس ایجاد کرده است و به این ترتیب می تواند اطلاعات جدیدی برای خنثی سازی این ویروس فراهم می کند.

    کلیدواژگان: سارس-کووید-2، پروتئین اسپایک، ساختار سه بعدی، شبیه سازی، اسید های آمینه هات اسپات
  • شکوفه مذهب جعفری، فاطمه یزدیان*، فرزانه حسینی، بهنام راسخ صفحات 23-36
    سابقه و هدف

    باکتری استرپتوکوکوس موتانس عامل اصلی ایجاد پوسیدگی دندان است. ایجاد بیوفیلم های باکتری مذکور منوط به حضور آنزیم گلوکوزیل ترانسفراز است که توسط ژن Glycosyltransferase (gtf) کدگذاری می شود. هدف از این مطالعه ارزیابی تاثیر نانوکامپوزیت پلی ساکاریدی زیستی زنیان/کیتوزان/کربوکسی متیل نشاسته/کربن کوانتوم دات-منیزیم Trachyspermum-Cs-CMS-CQD.Mg)) بر میزان بیان ژن های  gtfD, gtfC, gtfB در استرپتوکوکوس موتانس با استفاده از روش  Real Time-PCRدر تشکیل بیوفیلم دندانی است.

    مواد و روش ها

    پس از تهیه نانوکامپوزیت زنیان/کیتوزان/کربوکسی متیل نشاسته/کربن کوانتوم دات-منیزیم، اثر ضدمیکروبی آن روی باکتری استرپتوکوکوس  موتانس ATCC 35668با روش میکرودایلوشن بررسی گردید. مورفولوژی و خصوصیات ساختاری نانوکامپوزیت توسط طیف سنجی مادون قرمز Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)  Scanning Electron Microscopyبررسی گردید. بیان ژن های gtfD, gtfC, gtfBبا تکنیکReal time-Polymerase Chain Reactionمورد بررسی قرار گرفت. تحلیل داده ها با نرم افزار  SPSS22و مقایسه میانگین ها براساس (ANOVA)  Analysis of variance در سطح اطمینان 05/0 انجام شد.

    یافته ها

    اندازه ذرات نانوکامپوزیت زنیان/کیتوزان/کربوکسی متیل نشاسته/کربن کوانتوم دات-منیزیم درمحدوده 40-36 نانومتر به دست آمد. نتایج طیف  FTIRنشان دهنده تشکیل پیوند بین کربن کوانتوم دات-منیزیم و اسانس زنیان در نانوکامپوزیت می باشد. اثر ضدمیکروبی نانوکامپوزیت زنیان/کیتوزان/کربوکسی متیل نشاسته/کربن کوانتوم دات-منیزیم (168/0میلی گرم برمیلی لیتر) به دست آمد. نتایج  RT-PCRنشان داد، بیان ژن gtfCبه طور معناداری (049/0P=) در سلول های تیمار شده با نانوکامپوزیت کاهش یافته، که نشان دهنده اثر قوی نانوکامپوزیت زنیان/کیتوزان/کربوکسی متیل نشاسته/کربن کوانتوم دات-منیزیم درسرکوب ژن gtfCو کاهش تشکیل بیوفیلم است. ارتباط معناداری در بیان ژن های gtfB وgtfD، در سلول های تیمار شده با نانوکامپوزیت نسبت به گروه کنترل مشاهده نشد (067/0, P=187/0P=).

    نتیجه گیری

    طبق نتایج میزان بیان ژن gftCدر سلول های تحت درمان با نانوکامپوزیت حاوی زنیان کاهش داشته و نانوکامپوزیت داری اثر قوی در سرکوب ژن ها و کاهش تشکیل بیوفیلم میکروبی دندان است.

    کلیدواژگان: ژن gtf، استرپتوکوکوس موتانس، نانوکامپوزیت، بیوفیلم دندانی، Iau Science
  • آمنه سادات صادقی، ابراهیم باباپور*، رضا میرنژاد صفحات 37-46
    زمینه و هدف

    استافیلوکوکوس اوریوس، پاتوژن رایج بیمارستانی و اکتسابی از جامعه است. این باکتری عوامل حدت مختلف داشته و با ترشح سموم مختلف از جمله انتروتوکسین های سوپرآنتی ژنی شرایط تهاجم به میزبان را فراهم می کند. در این میان انواع انتروتوکسین ها نقش بسزایی را در بیماریزایی این باکتریها به عهده دارند. هدف از این مطالعه، بررسی مقاومت آنتی بیوتیکی و فراوانی ژن sea  در استافیلوکوکوس اوریوس های جداسازی شده از منابع کلینیکی در شهر کرج بود.

    روش بررسی

    این مطالعه، به صورت مشاهده ای-توصیفی و مقطعی بر روی 100 جدایه استافیلوکوکوس اوریوس از منابع کلینیکی کرج انجام شد. سپس تست آنتی بیوگرام با روش دیسک دیفیوژن آگار و براساس دستورالعمل CLSI 2019 انجام گرفت و از روش PCR  نیز جهت شناسایی ژنsea  استفاده گردید.

    یافته ها

     بر اساس نتایج از 100 جدایه  استافیلوکوکوس اوریوس مورد بررسی، بالاترین مقاومت به پنی سیلین (%92) و کمترین مقاومت به ونکومایسین (%0) مشاهده گردید و همچنین در این مطالعه از 100 جدایه، 79% حاوی ژن sea بودند.

    نتیجه گیری

    با توجه به اینکه جدایه های استافیلوکوکوس اوریوس در این طرح درصد بالایی از حضور ژن sea و درصد بالای مقاومت آنتی بیوتیکی را نشان دادند و نظر به اهمیت و نقش این باکتری در بیماریزایی، حضور و بیان ژنهای انتروتوکسینی در نمونه های کلینیکی باید در مدیریت کنترل بیماری در نظر گرفته شود.

    کلیدواژگان: ااستافیلوکوکوس اورئوس، مقاومت آنتی بیوتیکی، انتروتوکسین-های استافیلوکوکی
  • شیرین جلیلی، فرشته رحمتی*، مهدی عبدالله زاده پارسا صفحات 47-58
    سابقه و هدف

    استفاده از آنزیم کراتینیناز یک روش آنزیمی جهت سنجش میزان کراتین و کراتینین در مایعات بدن با هدف بررسی سلامت کلیه ها است. هدف از این تحقیق، بررسی اثر نانوذرات طلا بر فعالیت و پایداری آنزیم کراتینیناز به جهت استفاده در کیت های سنجش کراتین و کراتینین است.

    مواد و روش ها

    در این مطالعه ابتدا باکتری E.Coli BL21  حاوی وکتور تکثیری pET28a حاوی ژن آنزیم کراتینیناز در محیط LB مایع کشت و سپس در دمای 28 درجه القا بیان گردید. در ادامه پس از سونیکاسیون، تخلیص آنزیم  با کمک کروماتوگرافی تمایلی انجام شد. پس از تایید بیان با SDS-PAGE ، غلظت آنزیم بیان شده با روش برادفورد سنجش شد. در ادامه فعالیت آنزیم با روش رنگ سنجی در حضور و عدم حضور نانوذرات طلا بررسی و مقایسه گردید. نهایتا اثر نانوذرات طلا بر ساختار آنزیم کراتینیناز با روش طیف سنجی فلورسانس، بررسی گردید.

    یافته ها

    فعالیت آنزیم کراتینیناز در عدم حضور نانوذرات طلا U/ml 6/14  و در حضور نانوذرات طلا با غلظت های 97/1، 94/3، 88/7، 82/11، 76/15، 7/19و 4/39 نانوگرم بر لیتر به ترتیب U/ml 1/14، 4/12، 2/11، 1/10، 4/8، 5/7، 7/4 محاسبه گردید که نشان از کاهش فعالیت آنزیم کراتینیناز در حضور نانوذرات طلا دارد. از طرفی طیف سنجی فلورسانس آنزیم کراتینیناز در حضور و عدم حضور نانوذرات طلا در طول موج تهییج 295 نانومتر کاهش شدت فلورسانس در حضور نانوذرات طلا را نشان داد.

    نتیجه گیری

    نانوذرات طلا باعث کاهش فعالیت آنزیم کراتینیناز شدند. همچنین نانوذرات طلا باعث کاهش شدت فلورسانس آنزیم کراتینیناز گردیدند که می تواند نشانگر تغییر در ریزمحیط اسیدآمینه تریپتوفان در ساختار آنزیم کراتینیناز باشد، در نتیجه استفاده از نانوذرات طلا گزینه مناسبی برای پایدارسازی فعالیت و ساختار آنزیم کراتینیناز جهت استفاده در کیت های تجاری نیستند.

    کلیدواژگان: کراتینیناز، بیان، نانوذرات طلا، رنگ سنجی، طیف سنجی فلورسانس Iau Science
  • نیلوفر چراغی، میترا حیدری نصرآبادی* صفحات 59-74
    سابقه و هدف

    سارگاسوم ایلیسیفولیوم جلبک قهوه ای پرسلولی دریایی است که دارای رنگدانه های بتاکاروتین و فوکوگزانتین،اسیدهای حلال مواد محرک ایمنی مانند فیکوسیانین، پلی ساکارید، آهن، روی و اسیدهای امینه ضروری میباشد که سبب ارتقا ایمنی میگرد. در این پژوهش اثر عصاره جلبک سارگاسوم روی درصد بهبودی زخم خطی و تاثیر ان بر میزان بیان ژن های 1TGFβ و VEGFAدر رت ها بررسی شد.

    مواد و روش

    این پژوهش یک نوع مطالعه تجربی است که در آزمایشگاه دانشکده علوم زیستی پرند انجام شد. جهت انجام این مطالعه از 30 سر رت نر، نژادwitasr به وزن 180 گرم استفاده شد و از گردن به سمت کمر رت ها به طول 2 سانتی متر به عمق درم زخم (Linear) ایجاد شد و موش‏ها به 3 گروه ده تایی تقسیم شدند : گروه کنترل ، گروه پماد آلفا به عنوان گروه کنترل مثبت و گروه پماد عصاره جلبک سارگاسوم . گروه ها هم از لحاظ اندازه طول زخم و هم بیان دو ژن VEGFA و TGFβ1 با استفاده از تکنیک Real time PCR مورد بررسی قرار گرفتند.

    یافته ها

     گروه آلفا نسبت به گروه کنترل افزایش بیان ژن TGFβ1 به میزان5/27 برابر بااحتمال P<0/011 داشته است ،در مقایسه گروه جلبک با گروه کنترل 7/3 برابر افزایش بیان ژن بااحتمال P<0/66 داشته است. در ارزیابی بیان ژن VGEFA : گروه آلفا نسبت به گروه کنترل 8/0 برابر افزایش بیان ژن بااحتمال p<0.65 و گروه جلبک سارگاسوم نسبت به گروه کنترل با 18/0 برابر افزایش بیان با احتمال p<.065 مشاهده شد.از لحاظ درصد اندازه ی بهبود زخم: در گروه کنترل اندازه طول زخم از 2 cm به cm64/0،درگروه آلفا اندازه طول زخم از  2 cmبه0/5 cm وگروه جلبک سارگاسوم اندازه زخم از2cm به  0/3 cmکاهش یافته است.نتایج نشان داد که از لحاظ اندازه ی درصد بهبودی زخم پماد جلبک نسبت به پماد آلفا از نظر بیومتری  موثرتر بوده است اما در بیان دو ژن  TGFβ1 و VEGFA تاثیری نداشته است. 

    نتیجه گیری

     عصاره جلبک سارگاسوم به علت خواص ضد باکتریایی، ضد التهابی، آنتی اکسیدانی وبه علت وجود الژینات در ان از لحاظ بیومتری در فرایند بهبود زخم موثر می باشد حتی نسبت به پماد آلفا موجود در بازار عملکرد بهتری داشته است با این وجود عصاره جلبک سارگاسوم در افزایش بیان ژن  TGFβ1و VEGFA تفاوت معناداری ایجاد نکرد.

    کلیدواژگان: جراحت، جلبک سارگاسوم، TGFβ1، VEGFA، Real time PCR
  • مهران اوچی اردبیلی، حسن نورافکن*، حسنعلی نقدی بادی، ناصر محبعلی پور، اردشیر قادری صفحات 76-86
    سابقه و هدف

    ارزیابی تنوع ژنتیکی ژرم پلاسمی طبیعی و حفاظت شده از راهبردی ترین فعالیت های جهانی و به عنوان سرمایه ملی هر کشور است. به طوری که در طول سالیان متمادی جهش ها و تلاقی های مختلف باعث تجمع برخی ژن های مفید در این ژرم پلاسم ها شده و می تواند به عنوان ذخایر ژنتیکی در مواقع بحرانی مورد استفاده قرار گیرد. ارزیابی تنوع بر اساس صفات مورفولوژیکی و فنوتیپی به دلیل تاثیر محیط و اثر متقابل ژنوتیپ در محیط پایداری مناسبی ندارد. بنابراین استفاه از نشانگرهای مبتنی بر DNA که تکرارپذیری بالایی دارد. نشانگر مبتنی بر امپلیکون DNA ناحیه شروع کدون برای ترجمه SCoT در گیاهان به دلیل وراثت پذیری و تکرارپذیری، به تازگی مورد استفاده قرار گرفته است. هدف از این پژوهش ارزیابی تنوع ژنتیکی ژرم پلاسم های ذخیره گاه ژنتیکی فندق در رگه های جنگلی شمال غرب کشور با استفاده نشانگر مولکولی  SCoTو به روش PCR انطباق پذیری آن با تنوع صفات کیفی بر اساس نشانگرهای ملی آزمون های تمایز فندق است.

    مواد و روش ها

    در این تحقیق 77 ژنوتیپ از جنگل های فندق اردبیل، میانه و ارسباران انتخاب و محل هر ژنوتیپ با استفاده از GPS نشانه گذاری شد. با استفاده از دستورالعمل ملی آزمون های تمایز یکنواخت و پایداری فندق، صفات کیفی ارزش گذاری شد و پس از استخراج DNA از برگ آن ها با استفاده از 15 پرایمر اختصاصی SCoT تنوع پلی مورفیسم آن ها ارزیابی شد.

    یافته ها

    نتایج نشان دادند که ژنوتیپ ها از نظر صفات کیفی تمایز به 17 کلاستر طبقه بندی شدند. با استفاده از 15 نشانگر SCoT تعداد نوارهای چند شکل 165 نوار با میانگین 11 نوار برای هر نشانگر و میانگین درصد پلی مورفیسم با میانگین 11 نوار برای هر نشانگر و میانگین درصد پلی مورفیسم برای نشانگر % 2/90 ژنوتیپ ها بر اساس این نشانگرها در 19 زیر کلاستر گروه بندی شدند.
    بحث: آنالیز صفات کیفی بر اساس نوارهای ایجاد شده در SCoT نشان دادند که نشانگرهای 3، 5، 11، 12، 18 و 20 دارای تنوع ژنتیکی بیش تر و معنی دار بودند که میزان انطباق گروه بندی ژنوتیپ ها بر اساس SCoT نشانگرها 87/0 بر اساس آزمون مانتل برآورد گردید.

    نتیجه گیری

    با استفاده از دو نشانگر ژنتیکی می توان (%75=R2) از تنوع دیسکریپتورهای تمایز فندق دسترسی پیدا نمود.

    کلیدواژگان: نشانگرSCoT، تنوع ژنتیکی، فندق، شمال غرب ایران، .Iau Science
  • پریسا بنیادی، بهروز شجاعی سعدی، کیومرث امینی* صفحات 87-98
    سابقه و هدف

    انتروکوکوس فکالیس عامل برخی عفونت های بیمارستانی است. هدف از انجام این تحقیق بررسی ژن های بیماری زای این باکتری در نمونه های بیماران و تاثیر مایعات یونی بر پایه اسید آمینه بر بیان آن ها با روش Real time PCR بود.

    مواد و روش ها

    در این مطالعه 100 نمونه از عفونت های دهانی بیماران گرفته شد و با استفاده از آزمون های بیوشیمیایی سویه های انتروکوکوس فکالیس در آن مورد شناسایی قرار گرفت. حضور و فراوانی ژن های cyl، hyl وesp و بیان آن ها تحت تاثیر مایع یونی، با استفاده از روش Real time-PCR ارزیابی گردید.

    یافته ها

    از مجموع کل نمونه های اخذ شده 12 باکتری انتروکوکوس فکالیس جدا سازی گردیده و شناسایی شد. بیش ترین فراوانی حضور ژن های بیماری زا مربوط به ژن cyl  بود که در 11 سویه حضور داشت و بیان ژن های هدف در گروه تیمار شده تحت تاثیر مایع یونی نسبت به گروه کنترل کاهش یافت (05/0 p<). با کاهش غلظت اسید آمینه بر پایه یون، توانایی تشکیل بیوفیلم توسط باکتری ها افزایش یافت (05/0 p<).

    نتیجه گیری

    مقاومت های گسترده آنتی بیوتیکی مهم ترین عامل نگران کننده در مورد انتروکوکوس محسوب شده و سیتولایزین یک آنزیم ژلاتیناز و از جمله عوامل تهاجمی مهم باکتری انتروکوکوس فکالیس به شمار می رود. نتایج این تحقیق زمینه ای برای ترویج استفاده از مواد ضد باکتریایی جدید از جمله مایع یونی را به منظور جلوگیری از بیماری زایی بیش تر باکتری انتروکوکوس فکالیس فراهم می آورد.

    کلیدواژگان: انتروکوکوس فکالیس، مایع یونی، ژن cyl، Real time PCR، Iau Science
  • راضیه دربهانیها، عباس اخوان سپهی، صدیقه مهرابیان، علیرضا دهناد * صفحات 99-109
    سابقه و هدف

    پروبیوتیک ها مجموعه ای از میکروارگانیسم های زنده بوده و هنگامی که به مقدار کافی تجویز شود برای سلامتی میزبان مفید هستند. به منظور حفظ اثر مثبت میکروارگانیسم های پروبیوتیک در دستگاه گوارش تعداد این میکروارگانیسم ها باید در طی فرآیند تولید و ذخیره سازی و به منظور زنده ماندن و حفظ در محصول نهایی تا پایان عمر مفید آن، بیش از آستانه  CFU/g106 باشد.
    چندین راه برای افزایش پایداری و فعالیت پروبیوتیک ها در محصولات تجاری مورد بررسی قرار گرفته است مانند: انتخاب گونه های مقاوم به اسید و اسیدهای صفراوی، سازگاری با استرس ها، و جذب ریزمغذی ها. میکروکپسولاسیون. در این مطالعه ما با استفاده از روش میکروکپسولاسیون به دنبال افزایش بقای میکروارگانیسم های پروبیوتیک هستیم.

    مواد و روش ها

    در این مقاله بعد از خالص سازی و جداسازی کلنی ها از نمونه پنیر، با استفاده از کشت نمونه و سپس رنگ آمیزی گرم و تست های بیوشیمیایی گونه های پروبیوتیکی شناسایی و در نهایت جهت تعیین هویت شان با استفاده از Bergey's Manual of Determinative Bacteriology و هولوژنوم آن هایی که بیش ترین شباهت خصوصیات لاکتوباسیلی را داشته اند جداسازی و با پروتیین شیر میکروکپسوله شدند. 

    یافته ها

    در این مطالعه پس از جداسازی باکتری های پروبیوتیک از پنیرهای سنتی، میکرو کپسول های کروی تولید شد که بازده میکروکپسوله کردن باکتری های پروبیوتیک با تکنیک کشت سطحی بسیار بالا و در حدود 100 درصدی بوده است.

    نتیجه گیری

    میکروکپسول های پروبیوتیکی با سایز مناسب تولید شد. با توجه به سایز کوچک میکروکپسول ها و عدم تاثیر منفی بر حس چشایی می توان از آن ها در صنایع دارویی و صنایع غذایی استفاده کرد.

    کلیدواژگان: میکروکپسولاسیون، هلوژنوم، باکتری های پروبیوتیک، لاکتوباسیل، Iau Science
|
  • Azadeh Lohrasbi-Nejad* Pages 9-22
    Aim and Background

     Covid-19 disease with acute respiratory symptoms appeared in 2019. The disease was associated with fever, cough, and severe respiratory distress. The causative agent of the disease belonged to the beta-coronavirus family and was named SARS-CoV-2. The outbreak of Covid-19 and the creating of a global epidemic led to many attempts to understand the structure and function of the virus. The spike protein is a relatively heavy glycosylated protein consisting of three identical subunits that appear as a homo-trimmer on the virus's surface. After binding to the surface cell receptor (angiotensin-converting enzyme), the protein conformational changes and eventually causes the virus to enter the host cell. This process is necessary for viruses to enter human cells and infect them. Therefore, investigating the structural details of the spike protein through molecular dynamics simulation can play an influential role in understanding how the subunits connect and identifying the hotspot amino acids.

    Materials and Methods

     First, the tertiary structure of spike proteins related to SARS-CoV-2, bat-SL-CoVZC21 (Bat Coronavirus), and PCoV_GX-P4L (Pangolin coronavirus) was constructed through modeling homology. After evaluation and validation, these structures were simulated using NAMD software. The structural properties of spike proteins were evaluated in the level of 3D structure, measurement of the interface area between monomers, thermodynamic parameters, trimmer structures' stability, and hotspot amino acids' identification in making connections between subunits.

    Results

     Evaluation of the trimeric structure of spike protein showed that this protein in SARS-CoV-2 has the highest ΔGdiss value (113.2 kcal/mol), which indicates the stability of the oligomeric protein structure among other spike proteins. The lowest ΔGdiss (100.6 kcal/mol) was obtained for the spike protein of PCoV_GX-P4L. The interface area between the subunits was almost the same in all spike proteins. Y369, D405, Y707 in subunit A, Y369, D574, Y707, Y837, D985 in subunit B, and Y707 in subunit C were identified as red hotspot amino acids for SARS-CoV-2 spike protein.

    Conclusion

     The study of the structure of virus surface proteins at the atomic scale, and the recognition of hotspot residues that play an essential role in establishing monomeric connections, has created a window to further recognition and function of the virus. Thus, it can provide new information about neutralizing the virus.

    Keywords: SARS-CoV-2, spike protein, three-dimensional structure, simulation, hotspot residues, Iau Science
  • Shokofeh Mazhab Jafari, Fatemeh Yazdian*, Farzaneh Hosseini, Behnam Rasekh Pages 23-36
    Aim and Background

    The bacterium Streptococcus mutans is the main cause of dental caries. The formation of biofilms of this bacterium depends on the presence of the enzyme glucosyltransferase, which is encoded by the gtf gene. The aim of this study was evaluated the effect of polysaccharide nanocomposites of Chitosan(Cs)/Carboxymethyl Starch(CMS) /CQD.Mg /Trachyspermum on gtf gene expression in Streptococcus mutans using Real Time-PCR method in the formation of dental biofilm.

    Materials and Methods

    After preparation of Chitosan(Cs)/Carboxymethyl Starch(CMS) /CQD.Mg /Trachyspermum nanocomposite, its antimicrobial effect on Streptococcus mutans ATCC 35668 was investigated by microdilution method. The morphology and structural properties of the nanocomposite were investigated by FTIR and SEM analysis. The expression of gtfD, gtfC, gtfB genes was examined by Real Time-PCR technique. Data analysis was performed by SPSS22 software and the means were compared based on ANOVA at the level of 0.05.

    Results

    The particle size of Chitosan(Cs)/Carboxymethyl Starch(CMS)/CQD.Mg/Trachyspermum nanocomposite was obtained in the range of 36-40 nm. The results of FTIR spectrum indicate the formation of a bond between carbon-quantum materials-magnesium and Trachyspermum essential oil in the nanocomposite. The antimicrobial effect of Cs/ CMS/CQD.Mg/Trachyspermum (0.168 mg/ ml) was obtained. RT-PCR results showed that gtfC gene expression was significantly reduced (P=0.049) in nanocomposite-treated cells, indicating the strong effect of Cs/CMS/CQD.Mg/Trachyspermum nanocomposite suppresses gtfC gene and reduces biofilm formation. No significant relationship was observed in the expression of gtfB and gtfD genes in nanocomposite-treated cells compared to the control group (P = 0.067, P = 0.187).

    Conclusion

    According to the results, the expression of gftC gene in cells treated with nanocomposite containing Trachyspermum has decreased and nanocomposite has a strong effect in suppressing genes and reducing the formation of microbial biofilm of teeth.
    .

    Keywords: Gene expression, Streptococcus mutans, Polysaccharide, Dental biofilm, Iau Science
  • Ameneh Sadat Sadeghi, Ebrahim Babapour*, Reza Mirnejad Pages 37-46
    Background and Aim

    Infections caused by Staphylococcus aureus are on the rise due to the spread of resistant strains, an increase in immunocompromised patients, and the overuse of medical equipment. The bacterium is also an opportunistic pathogen that provides conditions for invading the host by producing and secreting various toxins, including various enterotoxins.The aim of this study was to evaluate the antibiotic resistance and frequency of sea gene in Staphylococcus aureus isolated from clinical sources in Karaj.
     

    Methods

    This descriptive-observational study was performed on 100 Staphylococcus aureus isolates collected from clinical sources in Karaj. Collected samples were transferred to the laboratory under appropriate conditions by culture, microscopic and biochemical methods and then the susceptibility of isolated bacteria to various antibiotics was measured by disk diffusion agar method according to CLSI (2019) instructions and finally to test production ability. Enterotoxin A, the presence of sea gene was assessed by PCR

    Results

    Based on the results of biochemical tests, 100 isolates of Staphylococcus aureus were identified. According to the antibiogram test, these bacteria had the highest resistance to penicillin with 92% and ceftazidime with 82% and also 100% of the isolates were sensitive to vancomycin. The results of PCR reaction also showed that out of 100 isolates, 79% contained sea genes.

    Conclusion

    Considering the importance and role of Staphylococcus aureus in the pathogenesis and development of nosocomial infections, drug resistance and the presence and expression of enterotoxin genes in clinical specimens of this bacterium should be considered in disease control management.

    Keywords: Staphylococcus aureus, Antibiotic resistance, Staphylococcal Enterotoxins, sea gene
  • Shirin Jalili, Fereshteh Rahmati*, Mehdi Abdollahzadeh Parsa Pages 47-58
    Aim and Background

    The use of creatininase is an enzymatic method for measuring amount of creatine and creatinine in body fluids to assess kidney health. The aim of this study was to investigate the effect of gold nanoparticles on the activity and stability of creatininase enzyme for use in creatine and creatinine assay kits.

    Materials & Methods

    In this study, E. coli BL21 containing pET28a amplification vector containing creatininase gene was first cultured in liquid LB medium and then induced at 28°C. After sonication, purification of enzyme was performed by affinity chromatography.  After confirmation of expression by SDS-PAGE, The expressed enzyme concentration was measured by Bradford method. Then the activity of the enzyme was examined and compared by colorimetric method in the presence and absence of gold nanoparticles. Finally, the effect of gold nanoparticles on the structure of creatininase enzyme was investigated by fluorescence spectroscopy.

    Results

    Creatininase activity in the absence of gold nanoparticles 14.6 U/ml and in the presence of gold nanoparticles with concentrations of 1.97, 3.94, 7.88, 11.82, 15.76, 19.7 and 39.4 ngr/l 14/1, 12.4, 11.2, 10.1, 8.4, 7.5, 4.7 U/ml were calculated which indicates a decrease in creatininase activity in the presence of gold nanoparticles. On the other hand, fluorescence spectroscopy of creatininase in the presence and absence of gold nanoparticles at the excitation wavelength of 295 nm showed a decrease in fluorescence intensity in the presence of gold nanoparticles.

    Conclusion

    Gold nanoparticles reduced the activity of the creatininase enzyme. Gold nanoparticles also reduced the fluorescence intensity of creatininase enzyme, which could indicate a change in the microenvironment of the amino acid tryptophan in the structure of the creatininase enzyme, so using gold nanoparticles is not a good option for stable structure and activity of creatininase for use in commercial kits.

    Keywords: Creatininase, Expression, Gold nanoparticles, Colorimetry, Fluorescence spectroscopy, Iau Science
  • Niloofar Cheraghi, Mitra Heidari Nasrabadi * Pages 59-74
    Aim and Background

    Sargassum ilicifolium is a multicellular brown algae that contains beta - carotene and fucoxanthin pigments, soluble acids of immune stimulants such as phycocyanin, polysaccharide, iron, zinc and essential amino acids, which promote safety. In this study, the effect of Sargassum iliisifolium algae extract on linear wound healing percentage and its effect on TGF β 1 and VEGFA gene expression in rats were investigated.

    Material and Methods

    This research is an experimental study that was performed in the laboratory of Parand University of Medical Sciences. For this study, 30 male Wistar rats weighing 180 gr were used and 2 cm deep linear dermis was created from the neck to the waist of rats. Mice were divided into 3 groups of ten: The control group,The group received alpha ointment as a positive control drug and The group algae extract of Sargassum iliisifolium. The groups were examined for both wound size and expression of VEGFA and TGFB1 genes .

    Results

    The alpha group had a 10.38 fold increase in TGFΒ1 gene expression compared to the control group, with a probability value of P <0.001. Compared with the algal group and the control group, it had a 5.39 increase in gene expression with a probability equal to P <0.001 . Also in assessing VGEFA gene expression :the alpha group significantly increased from the control group by 1.86 times the increase in gene expression with a probability value of p <0.044 , the sargassum algae group compared to the control group by 1.70 There is significant difference between the increase in expression and the probability value of p <0.040 . In terms of the percentage of wound healing, it shows that: the control group, reduced the wound length from 2 cm to 0.64 cm, the alpha group reduced the wound length from 2 cm to 0.5 cm and sargassum algae, the amount of wound has been reduced from 2 cm to 0.3 cm

    Conclusion

    Sargassum iliisifolium algae extract due to its antibacterial, anti -inflammatory, antioxidant and antimicrobial properties and due to the presence of alginate in it biometrically heals wounds. Available in the market, however, sargassum algae extract make a significant difference in increasing the expression of TGFβ1 and VEFGA gene .sargasum algae extract may use as a wound healer to heal skin damages

    Keywords: njury, Sargassum, algae, TGFβ1, VEGFA, Real time PCR, Iau Science
  • Mehran Ochi-Ardabili, Hassan Nourafcan*, Hassanali Naghdi Badi, Nasser Mohebalipour, Ardeshir Qaderi Pages 76-86
    Aim and Background

    Assessing the genetic diversity of natural and protected germplasm is one of the most strategic global activities and as the national capital of each country. Over the years, various mutations and crosses have caused the accumulation of some useful genes in this germplasm and can be used as genetic resources in critical situations. Evaluation of diversity based on morphological and phenotypic traits is not stable due to the influence of the environment and the interaction of genotype in the environment. Therefore, the use of DNA-based markers that have high reproducibility. Codon-based DNA amplifier-based markers have recently been used to translate SCoT in plants due to heritability and reproducibility. The aim of this study was to evaluate the genetic diversity of hazelnut genetic germplasms in the forests of the northwest of the Iran by SCoT markers and it’s accordance to diversity estimates based on national markers of hazelnut differentiation tests.

    Materials and Methods

    In this study, 77 genotypes from hazelnut forests of Ardabil, Miyaneh and Arasbaran were selected by locating each genotype using GPS. Qualitative traits were evaluated using the national guidelines for uniform differentiation and hazelnut stability tests. after DNA extraction from leaf tissue, their polymorphism diversity was assessed using 15 SCoT-specific primers.

    Results

    The results showed that the genotypes were classified according to the qualitative traits of differentiation of 17 clusters. Using 15 SCoT markers, 165 polymorphic bands were produced with an average of 11 bands per marker and the average percentage of polymorphisms with an average of 11 bands per marker and the average percentage of polymorphisms for markers 90.2% of genotypes based on these markers in 19 sub-clusters Were grouped.

    Discussion

    Analysis of qualitative traits based on bands created in SCoT showed that markers 3, 5, 11, 12, 18 and 20 had more genetic diversity and that the degree of  accordance of genotype grouping based on the SCoT markers was 0.87 on The basis of the Mantel test.

    Conclusion

    Using two genetic markers, 75% (R2) of the variety of hazelnut differentiation descriptors can be accessed.

    Keywords: SCoT marker, genetic diversity, hazelnut, northwest of Iran, Iau Science
  • Parisa Bonyadi, Behrooz Shojaee Saadi, Kumarss Amini* Pages 87-98
    Aim and Background

    Enterococcus faecalis species are significant issue in severe nosocomial infections. In this study we aimed to investigate the effect of ionic liquids based on amino acids on pathogenic genes of this bacterium using Real time PCR.

    Material and Methods

    In this study, 100 samples of oral infections were taken from patients and Enterococcus faecalis strains were identified using biochemical tests. The presence and frequency of cyl, hyl and esp genes and their expression under the influence of ionic fluid were evaluated using real time-PCR.

    Results

    From the total samples taken, twelve Enterococcus faecalis bacteria were isolated and identified. The highest frequency of pathogenic genes was related to cyl gene which was present in 11 strains and the expression of target genes in the treated group under the influence of ionic fluid decreased compared to the control group (p <0.05). With decreasing ion-based amino acid concentration, the ability of bacteria to form biofilms increased (p <0.05).

    Conclusion

    Widespread antibiotic resistance is the most important concern about Enterococcus and cytolysin is a gelatinase enzyme and one of the most important invasive agents of Enterococcus faecalis. The results of this study provide a basis for promoting the use of new antibacterial agents, including ionic fluid, to prevent further pathogenicity of Enterococcus faecalis.

    Keywords: Enterococcus faecalis, ionic fluid, cyl gene, Real time PCR, Iau Science
  • Raziyeh Darbahaniha, Abbas Akhavan Sepahi, Sedigheh Mehrabiyan, Alireza Dehnad * Pages 99-109
    Aim and  Background

    Probiotics are a solution of living microorganisms and if are administered in adequate quantities, will be beneficial to the host's health. Probiotics have positive effects on the gastrointestinal tract; hence, these microorganisms must be resistant to the process of producing and storage in order to survive in the commercial product at the completion of their useful life, higher than the threshold of 106 CFU / g. We have examined several ways in order to increase the stability and activity of probiotics in commercial products: Selecting species resistant to acid and bile acids, compatibility to stress, and absorbing micronutrients. Microencapsulation.

    Materials and Methods

    in this case, Probiotic cultures were isolated from different randomly cheese samples. the using garam stain and biochemichal test and Bergey's Manual of Determinative Bacteriology, we isolated probiotic lactobacilli. then we microencapsulated them.to reach a high density and high concentration network of low-fat milk solution as a gel forming solution.

    Results

    Based on past internal and external research, we witnessed successful microencapsulation. In this research, we could produce spherical capsules and moreover saw very high microcapsulation effectiveness about 100%. we applied the special characteristics of milk and capsules produced in this approach gives very high characteristics to the product.

    Conclusion

    insoluble microcapsules in water with milk protein can be a very good alternative to encapsulation of probiotics from herbal gels by ionotropic or polysaccharides like alginate. In addition to the considerable functional features of milk protein, it can also be efficient to decrease the size of capsules, as the size of capsules produced due to sensory taste features is very significant not to touch under the tongue.

    Keywords: microcapsulation. Hologenome. Probiotic bacteria. Lactobacilli, Iau Science