فهرست مطالب
فصلنامه زیست شناسی میکروارگانیسم ها
پیاپی 49 (بهار 1403)
- تاریخ انتشار: 1403/01/01
- تعداد عناوین: 7
-
-
صفحات 1-20
هدف این پژوهش بررسی رفتار و پایداری پادزیستی باکتری های کشت پذیر در پی افزایش سه پادزیست پرکاربرد در سه خاک کشاورزی، چراگاه و معدن با اندازه های گوناگون فلزهای سنگین بود.پادزیست های آموکسی سیلین، سفیکسیم و مترونیدازول هریک به اندازه های 100 و 200 میلی گرم در کیلوگرم سه خاک کشاورزی، معدن و چراگاه به کار رفتند و در یک بازه کوتاه مدت (صفر، 1، 3 و 7 روز) فراوانی باکتری ها در کشتگاه های نوترینت آگار و درصد باکتری های پایدار در کشتگاه نوترینت آگار دارای پادزیست (16 میکروگرم آموکسی سیلین، 2 میکروگرم سفیکسیم، 8 میکروگرم جنتامایسین، 16 میکروگرم مترونیدازول و 8 میکروگرم تتراسایکلین در میلی لیتر نوترینت آگار) شمارش و برآورد شد.درصد باکتری های پایدار در برابر پادزیست های سفیکسیم، جنتامایسین و تتراسایکلین در خاک معدن به ویژه چراگاه که آلودگی زیادی به فلزهای سنگین داشتند، بیشتر از خاک کشاورزی بود و تنها درصد باکتری های پایدار در برابر آموکسی سیلین و مترونیدازول در خاک کشاورزی بیش از معدن بود. در خاک چراگاه 100 درصد باکتری ها در برابر پادزیست های آزمون شده به جز تتراسایکلین پایداری داشتند. تیمار خاک ها به آموکسی سیلین باعث افزایش درصد باکتری های پایدار شد که این افزایش به ویژه در خاک کشاورزی در غلظت 200 میلی گرم بر کیلوگرم نمایان تر بود. همین یافته در کاربرد سفیکسیم نیز دیده شد؛ اما در خاک معدن غلظت بالای این پادزیست پیامد کاهشی نشان داد و درصد باکتری های پایدار در دو خاک چراگاه و کشاورزی نزدیک 100 درصد بود و در خاک معدن به کمتر از 20 درصد رسید. درصد باکتری های پایدار در خاک های تیمارشده با مترونیدازول نیز در برابر خاک های تیمارنشده افزایش چشمگیر داشت؛ اما در این تیمار پاسخ باکتری های خاک کشاورزی به غلظت 200 میلی گرم بر کیلوگرم کاهشی بود و خاک معدن چنان پاسخی را نداشت.به طور کلی در همه تیمارها توان باکتری کشی تتراسایکلین و سپس جنتامایسین در غلظت های به کاررفته در کشتگاه در برابر سه پادزیست آموکسی سیلین، سفیکسیم و مترونیدازول بیشتر بود. پایداری پادزیستی باکتری های خاک به آلودگی خاک به فلزهای سنگین و گوناگونی باکتری های خاک، اندوخته ژنتیک و توان جابه جایی ژن های پایداری در میان آنها وابسته است. تنش همزمان آلودگی فلز و پادزیست ها در خاک، با توجه به ویژگی های خاک و پادزیست باعث چیرگی گونه های ویژه و پایدار می شود که می تواند باعث افزایش جابه جایی ژن های پایداری و فراوان شدن آنها شود.
کلیدواژگان: درصد پایداری پادزیستی، فلز سنگین، آموکسی سیلین، سفیکسیم، جنتامایسین، مترونیدازول، تتراسایکلین -
صفحات 21-52
در سال های اخیر، نیاز صنایع مختلف کشور به آنزیم ال-آسپاراژیناز افزایش یافته است. ال-آسپاراژیناز به دست آمده از ریزموجودات، مقرون به صرفه و بدون آثار زیان بار زیست محیطی است و سبب افزایش کیفیت محصولات می شود. در پژوهش حاضر، مخمرهای مولد ال-آسپاراژیناز از منابع مختلف خاک جداسازی و بهینه سازی شدند و میزان تولید آنزیم سویه منتخب بررسی شد.مخمرهای مولد آنزیم ال-آسپاراژیناز به طور تصادفی از خاک نقاط مختلف شهر اصفهان جداسازی و خالص سازی شدند. سویه ها از نظر میزان تولید ال-آسپاراژیناز در محیط کشت حداقل آسپاراژین آگار غربال گری شدند و سویه مخمر برتر که بیشترین فعالیت آنزیمی را داشت، برای بهینه سازی انتخاب شد. در شرایط مناسب اسیدیته، دما، زمان، منبع کربن و منبع نیتروژن، بهینه سازی چندفاکتوره با نرم افزار آماری سطح پاسخ به منظور بررسی تاثیر هم زمان چند فاکتور بر بیشترین میزان فعالیت آنزیمی انجام شد.در مطالعه حاضر، جدایه مخمری 5S2 سبب تشکیل بیشترین هاله ال-آسپاراژینازی شد. این سویه برای نخستین بار به عنوان سویه مولد ال-آسپاراژیناز معرفی و با نام سویه Diutina mesorugosa strain SBG-IAUF-2 به شماره دسترسی MZ901211 در پایگاه اطلاعاتی NCBI ثبت شد. مخمر 5S2 با فعالیت آنزیمی معادل u/ml 8/1722 به عنوان سویه منتخب برای بهینه سازی تعیین شد. نتایج بهینه سازی چندفاکتوره فعالیت آنزیم نشان دادند در اسیدیته 7، غلظت 2 درصد گلوکز به عنوان منبع کربن، غلظت 10 درصد ال-آسپاراژین، دمای 35 درجه سانتی گراد و زمان 120 ساعت، بیشترین فعالیت آنزیمی وجود دارد و منحنی RSM در منطقه بهینه سازی قرار دارد.در پژوهش حاضر برای نخستین بار، جدایه مخمر 5S2 به عنوان سویه مولد ال-آسپاراژیناز در پایگاه اطلاعاتی NCBI ثبت و باتوجه به فعالیت آنزیمی زیاد ال-آسپاراژیناز خارج سلولی تولیدشده توسط این سویه، سویه مخمر 5S2 به عنوان سویه ای قوی در تولید آنزیم ال-آسپاراژیناز معرفی شد.
کلیدواژگان: ال-آسپاراژیناز، سنجش فعالیت آنزیمی، بهینه سازی، RSM، مخمر -
صفحات 53-75
یکی از نگرانی های دنیای امروز آلودگی های زیست محیطی ناشی از فلزات سنگین است و در این خصوص، عنصر سلنیوم به دلیل مقدار کم در محیط، از اهمیت به سزایی برخوردار است. حذف زیستی فلزات یکی از پاک ترین و ارزان ترین روش های جذب زیستی است. هدف از انجام این پژوهش، جداسازی و ارزیابی سویه های مقاوم به سلنیوم برای حذف زیستی این فلز از محیط های آبی است. با جداسازی سویه های مقاوم به سلنیوم، میزان جذب زیستی انواع منتخب در شرایط مختلف اسیدیته، دما و مقدار توده زیستی در زمان های مختلف بررسی شدند. در این بین، دو جدایه به غلظت 400 میلی مولار سدیم سلنیت مقاوم بودند که پس از انجام آزمون های بیوشیمایی و ژنتیکی شناسایی شدند. بالاترین میزان جذب ازنظر میزان توده زیستی تلقیحی مربوط به تالازوسپیرا پرمنسیس و باسیلوس تورنجینسیس در میزان توده 4 درصد به ترتیب طی 20 و 60 دقیقه بود. بیشترین میزان میانگین جذب توسط باسیلوس در اسیدیته 5 طی 40 دقیقه و برای تالازوسپیرا در اسیدیته 7 و زمان 60 دقیقه صورت گرفت. دمای بهینه برای دو سویه، 25 درجه سانتی گراد به دست آمد و مشخص شد در این دما تالازوسپیرا پرمنسیس طی 20 دقیقه و باسیلوس تورنجینسیس طی 40 دقیقه بهترین اثر را داشتند. همچنین مشخص شد تالازوسپیرا پرمنسیس با جذب 1/95 درصد سلنیوم کل با مقدار 4 درصد توده زیستی در مدت زمان 20 دقیقه، در اسیدیته برابر با 6 و دمای 25 درجه سانتی گراد بهترین گزینه برای جذب زیستی سلنیوم بود. تالازوسپیرا پرمنسیس با جذب 1/95 میلی گرم بر لیتر از مقدار 100 میلی گرم بر لیتر سدیم سلنیت موجود در محیط طی 20 دقیقه و با بیومس 4 درصد، از میزان جذب زیستی بالایی برخوردار بود و توانست کاندیدای مناسبی برای مطالعات بعدی حذف سلنیوم از پساب مربوطه باشد.
کلیدواژگان: غربالگری باکتری، جذب زیستی، سلنیوم، پساب سدباطله -
صفحات 77-94
این مطالعه با هدف ارزیابی میزان شیوع جدایههای کمپیلوباکتر بر اساس وجود برخی ژن های تهاجمی انجام گرفت. در این مطالعه تجربی در شهرستان بهبهان 392 نمونه بعد از کشت، با استفاده از رنگ آمیزی گرم از نظر آلودگی بررسی شد. سپس شناسایی ملکولی جدایههای کمپیلوباکتر با انجام PCR و با استفاده از پرایمرهای مناسب برای ژن های تهاجمی cdtA,B,C، cadF، pldA، ciaB و 16S rRNA انجام شد. بر اساس نتایج رنگ آمیزی گرم 50 نمونه آلوده به جنس کمپیلوباکتر بودند. که از این میان تعداد نمونه های مرغ 37 (74%) مورد، گاو 8 (16%) مورد، گوسفند و بز 2 (4%) مورد و آب 3 (6%) مورد آلوده به کمپیلوباکتر بودهاند. آنالیز توالی ژن 16S rRNA نشان داد، که 72% آلودگی مربوط به کمپیلوباکتر ژژونی و 28% مربوط به کمپیلوباکتر کلی میباشد. در کل شیوع کمپیلوباکتر ژژونی در نمونه های جدا شده به طور معنیداری بیشتر از کمپیلوباکتر کلی بود (012/0= p). در جدایه کمپیلوباکتر ژژونی بیشترین شیوع مربوط به ژن تولید سم CdtC (2/76 %) و در جدایه کمپیلوباکتر کلی مربوط به ژن تولید سم CdtB (2/30 %) بوده است. به طور کلی اگر چه مرغها به عنوان منابع اصلی گونه های کمپیلوباکتر مطرح هستند، اما لازم است که اهمیت دیگر منابع آلودگی به ویژه گاو و گوسفند برای ارزیابی نقش آنها در عفونتهای انسانی، نیز بررسی شود. بنابراین برای مصرف انسان حتما باید احتیاطهای لازم به عمل آید و رعایت نکات بهداشتی در محل نگهداری، در طول خط کشتار و در فروشگاه ها صورت گیرد.
کلیدواژگان: حیوانات اهلی، ژن های تهاجم، ژن های سیستمهای ترشحی، کمپیلوباکتر -
صفحات 95-109با توجه به روند رو به رشد سویه های مقاوم به چند داروی استافیلوکوکوس ساپروفیتیکوس، جست وجو برای شناسایی عوامل ضدمیکروبی جایگزین بیشتر شده است. برای این منظور، در تحقیق حاضر بررسی متابولیت های ثانویه آنابنا سیانوباکتری بر بیان ژن های مقاومت وانکومایسین استافیلوکوس ساپروفیتیکوس جداشده از سالمندان انجام شد. طی دو ماه، 120 نمونه بالینی مختلف از سالمندان مراجعه کننده به بیمارستان های شهر تهران جمع آوری شد. ایزوله های استافیلوکوکوس ساپروفیتیکوس با استفاده از تست های فنوتیپی و شیمیایی شناسایی شدند. سپس با استفاده از روش های مولکولی حضور ژن های Van شناسایی شد. سپس با استفاده از روش میکروبراث دایلوشن حساسیت ایزوله های باکتریایی نسبت به متابولیت ثانویه سیانوباکتر آنابنا سنجیده شد. در انتها میزان بیان ژن های Van نسبت به 16SrRNA با استفاده از روش Real Time PCR در ایزوله های استافیلوکوکوس ساپروفیتیکوس تیمارشده با متابولیت ثانویه سیانوباکتر اندازه گیری شد. در این مطالعه با استفاده از تست های فنوتیپی از 83 ایزوله باکتری جداسازی شده از نمونه های بالینی، تنها 8 ایزوله به عنوان استافیلوکوکوس ساپروفیتیکوس شناسایی شد. از 8 ایزوله استافیلوکوکوس ساپروفیتیکوس 1 ایزوله واجد ژن VanA و 2 ایزوله واجد ژن VanB بودند. MIC متابولیت ثانویه سیانوباکتر 750 میکروگرم / میلی لیتر و sub-MIC 325 میکروگرم / میلی لیتر علیه ایزوله های استافیلوکوکوس ساپروفیتیکوس بود. میزان بیان ژن VanA و VanB در سویه های تیمارشده با متابولیت ثانویه سیانوباکتر نسبت به ژن مرجع (16SrRNA) کاهش یافت. یافته های این مطالعه نشان می دهند متابولیت ثانویه سیانوباکتر دارای اثر ضدمیکروبی قوی است و سبب کاهش بیان ژن های مقاومت به آنتی بیوتیک می شود که برای توسعه نسل جدید داروهای ضد استافیلوکوکوس می تواند استفاده شود.کلیدواژگان: استافیلوکوکوس ساپروفیتیکوس، ژن های Van، متابولیت ثانویه سیانوباکتر، Real Time PCR
-
صفحات 111-129پایداری آنزیم ها به حرارت و pH از مهم ترین شاخصه های تعیین کننده در کاربرد آنهاست. در این تحقیق دستیابی به سلولاز پایدار در برابر حرارت و pH، با غربالگری در یکی از چشمه های گراب واقع در شمال شرق ایران هدف گذاری شد.نمونه های جمع آوری شده از یکی از چشمه های آب گرم گراب، در استان خراسان رضوی در ایران، برای جداسازی، ارزیابی و شناسایی باکتری های قادر به تولید سلولاز پایدار در برابر حرارت استفاده شدند. کشت ها در دمای 45 درجه سانتی گراد و در شرایط هوازی گرمخانه گذاری و جدایه ها روی محیط CMC آگار جداسازی شدند. غربالگری اولیه جدایه ها مبتنی بر محیط کشت اختصاصی، تحمل پذیری به نمک و دما انجام شد. سپس غربالگری تکمیلی آنها با ارزیابی فعالیت اندوگلوکانازی در دماها و pH مختلف به روش کیفی و کمی سنجش انجام شد. در نهایت، شناسایی مولکولی جدایه انتخابی با روش تعیین توالی ژن 16S rRNA انجام شد. نتایج حاصل از این تحقیق منجر به معرفی سویه انتخابی نمک دوست نسبی با نام انتسابی G362 Bacillus sp. با پایداری قابل توجه فعالیت اندوگلوکانازی در دمای 55 درجه سانتی گراد و پایداری در طیف وسیعی از pH اسیدی و قلیایی شد. چشمه مطالعه شده مانند برخی از چشمه های آب گرم ایران دارای باکتری مولد سلولاز است که سویه منتخب این تحقیق، با قابلیت رشد در نمک 6 درصد و تولید آنزیم اندوگلوکاناز مقاوم به حرارت و پایداری عملکردی بالا در طیف وسیع pHقلیایی و اسیدی می تواند برای مطالعات بیشتر به کار گرفته شود. علاوه بر این، ژن اختصاصی اندوگلوکاناز جدایه G362 Bacillus sp. را می توان شناسایی مولکولی کرد و برای تحقیقات بیشتر از جمله مطالعات ساختاری استفاده نمود. حتی ممکن است به عنوان یک الگوی پروتئین در مهندسی پروتئین استفاده شود.کلیدواژگان: سلولز، کربوکسی متیل سلولز، آنزیم های مقاوم به حرارت، سلولاز، تحمل پذیری به نمک
-
صفحات 131-158
مطالعه و شناسایی روش های تشخیصی سریع با حساسیت بالا، بسیار شایان توجه قرار گرفته است؛ ازجمله نانوبیوسنسورهای آنزیمی که به سرعت، نتایج را براساس یک واکنش آلی پیشرفته بین نانوذره، آنزیم و سوبسترا نشان می دهند. در این مطالعه، نانوذرات اکسید روی، اکسید قلع و نانولوله های کربنی چندجداره ساده و عامل دار، به عنوان مولکول های مارکر به همراه آنزیم بتاگالاکتوزیداز استفاده شدند. پس از سنتز، ساختار نانوذرات با آنالیزهای XRD، FTIR و UV-DRS تایید شد. فعالیت آنزیمی بتاگالاکتوزیداز در حضور ONPG تعیین شد. مقادیر مختلف نانوذرات در حضور آنزیم با مقدار ثابت، استفاده و بهترین مقدار، در مهار فعالیت لاکتازی آنزیم تعیین شد. در مرحله بعد، غلظت های مختلفی از باکتری اشرشیا کلای (108-101) به محیط، اضافه و توانایی هریک از نانوذرات در تشخیص باکتری با هم مقایسه شد. این ترکیبات به دلیل اندازه کوچک، مساحت سطحی و واکنش پذیری بالا، قادر به تشخیص کمترین مقدار باکتری در محیط بودند. درواقع باکتری ها پس از حضور در محیط به نانوذرات، متصل و مانع از اتصال آنها به آنزیم شدند که این امر به شروع فعالیت آنزیمی منجر شد. نتایج نشان دادند نانولوله های کربنی، قدرت بیشتری در شناسایی باکتری هدف دارند و توانستند حداقل غلظت CFU/ml 10 از باکتری را در کمتر از 15 دقیقه شناسایی کنند. از نانوذرات می توان برای تشخیص حداقل آلودگی های میکروبی در کمترین زمان، به ویژه در صنعت مواد غذایی استفاده کرد.
کلیدواژگان: نانوبیوسنسور آنزیمی، نانوذرات اکسید روی، اکسید قلع، نانولوله های کربنی چندجداره، اشرشیا کلای
-
Pages 1-20
The purpose of the present study was to investigate the antibiotic resistance of culturable bacteria following the increase of three commonly used antibiotics in three agricultural, rangeland, and mine soils with different amounts of heavy metals. Antibiotics amoxicillin, cefixime, and metronidazole were used in amounts of 100 and 200 mg per kilogram of agricultural, rangeland, and mine soils. Then, in a short time incubation (zero, 1, 3, and 7 days), the abundance of bacteria in nutrient agar medium and the percentage of resistant bacteria in nutrient agar medium with antibiotics (16 µg of amoxicillin, 2 µg of cefixime, 8 µg of gentamicin, 16 µg of metronidazole and 8 µg of tetracycline per milliliter of nutrient agar) were counted and estimated. The percentage of bacteria resistant to cefixime, gentamicin, and tetracycline in mine soil, especially rangeland soil, which had high contamination with heavy metals, was higher than in agricultural soil, and only the percentage of bacteria resistant to amoxicillin and metronidazole was higher in agricultural soil than mine soil. In rangeland soil, 100% of bacteria were resistant to the tested antibiotics except for tetracycline. Treatment of soils with amoxicillin caused an increase in the number of resistant bacteria, which was especially evident in agricultural soils at a concentration of 200 mg.kg-1. The same finding was also seen in the application of cefixime, but in mine soil, the high concentration of this antibiotic showed a decrease, and the percentage of resistant bacteria in both rangeland and agricultural soils was close to 100%, but in mine soil, it reached less than 20%. There was a significant increase in the number of resistant bacteria in the soils treated with metronidazole compared to control soils. But, in this treatment, the response of agricultural soil bacteria to a concentration of 200 mg.kg-1 was decreased, and mine soil did not show such a response. In all treatments, the bactericidal power of tetracycline and then gentamicin in the concentrations used in the culture medium was higher compared to the three antibiotics of amoxicillin, cefixime, and metronidazole. Antibiotic resistance of soil bacteria is dependent on soil contamination with heavy metals and diversity of soil bacteria, genetic pool, and ability to move resistance genes between them. The increase of antibiotics in the soil, depending on the characteristics of the soil and the antibiotic causes the dominance of special and resistant species, which increases the transfer of resistance genes and their abundance in the environment.
Keywords: Antibiotic Resistance Percentage, Heavy Metal, Amoxicillin, Cefixime, Gentamicin, Metronidazole, Tetracycline -
Pages 21-52
In recent years, the need for L-asparaginase in different industries has increased. L-asparaginase obtained from microorganisms is cost-effective, has no harmful effects on the environment, and improves the quality of products. In the present study, L-asparaginase-producing microorganisms were isolated and optimized from different sources, and selected strain enzymes were produced. L-asparaginase-producing yeasts were randomly isolated and purified from different parts of Isfahan. Strains were screened for L-asparaginase production. Then, the superior yeast strain with the highest enzymatic activity was selected for optimization. Under suitable pH, temperature, time, carbon source, and nitrogen source, multi-factor optimization was performed using response-level statistical software to investigate the simultaneous effect of several factors on production and the highest enzyme activity. In the present study, 5S2 yeast isolate led to the formation of the highest halo of L-asparaginase. This strain was first introduced as the L-asparaginase-producing strain and was registered in the NCBI database under Diutina mesorugosa strain SBG-IAUF-2 with access number MZ901211. Yeast 5S2 with enzyme activity equivalent to 1722.8 u / ml was selected as the selected strain for optimization. The results of multivariate optimization of enzyme activity showed that at pH 7, a concentration of 2% glucose as carbon source, the attention of 10% L-asparagine, a temperature of 35°C, and a time of 120 hours, there is the highest enzyme production activity and curve RSM is located in the optimization area. In the present study, after recording 5S2 yeast isolate for the first time as an L-asparaginase-producing strain in the NCBI database, extracellular L-asparaginase produced by the 5S2 yeast strain was introduced due to its high enzymatic activity as a potent strain in the production of L-asparaginase enzyme.
Keywords: L-Asparaginase, Enzyme Activity Assay, Optimization, RSM, Yeast -
Pages 53-75Introduction
One of the concerns of today's world is environmental pollution caused by heavy metals, and in this regard, the element selenium is very important due to its low amount in the environment. Bioremoval of metals is one of the cleanest and cheapest methods of biological absorption. The purpose of this research is to isolate and evaluate selenium-resistant strains for the bioremoval of this metal from aquatic environments.
Materials and MethodsBy isolating selenium-resistant strains, the bioabsorption rate of the selected types was investigated in different conditions of acidity, temperature, and biomass amount at different times. In between, two isolates were resistant to the concentration of 400 mM sodium selenite, which were identified after performing biochemical and genetic tests.
ResultsThe highest absorption rate in terms of inoculated biomass was related to Thalassospira permensis and Bacillus thuringiensis at 4% in 20 and 60 minutes, respectively. The highest amount of absorption was obtained by Bacillus at an acidity of 5 during 40 minutes and by Thalassospira at an acidity of 7 and a time of 60 minutes. The optimal temperature for the two strains was 25 °C and it was found that Thalassospira permensis had the best effect in 20 minutes and Bacillus thuringiensis had the best effect in 40 minutes. In addition, Thalassospira permensis was the best choice for selenium bioabsorption by absorbing 95.1% of total selenium with 4% of the biological mass in a period of 20 minutes, at acidity equal to 6 and 25 °C.
Discussion and ConclusionThalassospira permensis absorbed 95.1 mgL-1 of 100 mgL-1 of sodium selenite in the culture medium within 20 minutes by biomass 4%. Thus, it had a high bioabsorption rate and became a suitable candidate for further studies to remove selenium from the relevant wastewater.
Keywords: Bacterial Screening, Biological Absorption, Selenium, Tailing Dam Effluent -
Pages 77-94
This study aimed to evaluate the prevalence of Campylobacter isolates based on the presence of certain invasive genes. The experimental study tested 392 samples from Behbahan city. After culturing the samples, microbial identification was performed using Gram staining. Molecular identification of Campylobacter isolates was then conducted using PCR and suitable primers for invasive genes cdtA, B, C, cadF, pldA, ciaB, and 16S rRNA. According to the Gram staining results, 50 samples were infected with Campylobacter. Of these, 37 (74%) were chicken samples, 8 (16%) were cow samples, 2 (4%) were sheep and goat samples, and 3 (6%) were water samples. Analysis of the 16S rRNA gene sequence showed that 72% of the contamination was related to Campylobacter jejuni and 28% was related to Campylobacter coli. Overall, the prevalence of Campylobacter jejuni in isolated samples was significantly higher than that of general Campylobacter (p=0.012). Among the Campylobacter jejuni isolates, the highest prevalence was related to the CdtC toxin production gene (76.2%), and among the Campylobacter coli isolates, it was related to the CdtB toxin production gene (30.2%). Although chickens are considered the main sources of Campylobacter species, it is necessary to investigate the significance of other contamination sources, especially cattle and sheep, to assess their role in human infections. Therefore, necessary precautions must be taken for human consumption, and hygiene standards must be maintained in storage areas, along the slaughter line, and in stores.
Keywords: Campylobacter, Virulence Genes, Secretory Systems Genes, Domestic Animals -
Pages 95-109Herein we evaluate the effect of secondary metabolites from the cyanobacteria Anabaena sp. on the expression of vancomycin resistance genes in Staphylococcus Saprophyticus.. This study is motivated by the growing concerns of multi-drug resistant S. saprophyticus strains and the need for alternative antimicrobial agents. of During a two-month period, 120 clinical samples were collected from elderly patients referred to Tehran hospitals. S. saprophyticus isolates were identified using both phenotypic and chemical tests. Subsequently, molecular methods were employed to detect the presence of van genes. The microbroth dilution method used to determine the sensitivity of the bacterial isolates to the methanolic extract of Anabaena sp. . Finally, real-time PCR was employed to measure the expression level of van genes compared to the 16S rRNA gene in S. saprophytic isolates treated with the cyanobacterial secondary metabolite. Among the 83 bacterial isolates obtained from the clinical samples, only eight were identified as S. saprophyticus. One isolate harbored the vanA gene, while two isolates possessed the vanB gene. The minimum inhibitory concentration (MIC) of the cyanobacterial secondary metabolite against S. saprophyticus was 750 μg/mL, with a sub-MIC of 325 μg/mL. Importantly, the expression level of vanA and vanB genes in the strains treated with the cyanobacterial secondary metabolite down-regulated compared to the reference gene (16S rRNA). The findings suggest that the secondary metabolites from Anabaena sp. possess a potent antimicrobial effect and can potentially reduce the expression of antibiotic resistance genes in S. saprophyticus. This paves the way for the development of a new generation of anti-staphylococcal drugs.Keywords: Staphylococcus Saprophyticus, Van Genes, The Secondary Metabolite Of Cyanobacteria Anabaena, Real Time PCR
-
Pages 111-129The stability of enzymes to heat and pH is one of the most important determining factors in their application. In this research, achieving thermostable and pH-stable cellulase was aimed by screening in one of the Hot springs of Garab in northeast Iran. The samples collected from one of the Hot springs of Garab, in Razavi Khorasan province in Iran, were used to isolate, screen, and identify bacteria capable of producing thermostable cellulase. The cultures were cultured at 45°C and under aerobic conditions. The bacteria were isolated on a CMC agar medium. Initial screening of the isolates was done based on specific culture medium, salt tolerance, and temperature changes. Then, their additional screening was done by evaluating endoglucanase activity at different temperatures and pH using qualitative and quantitative methods. Finally, the molecular identification of the selected isolate was done by 16S rRNA gene sequencing. The results of this study, led to the introduction of a selected strain identified primarily as Bacillus sp. G362, a moderate halophile growing in 6%(w/v) salt concentration. It showed high endoglucanase stability at 55°C and high stability in a wide range of acidic and alkaline pH. The studied Hot spring, like some other Iranian Hot springs, has cellulase-producing bacteria, which Bacillus sp. G362 is capable of producing endoglucanase showing the thermostablity and pH stability at a wide range of alkaline and Acidic pH. In addition, the specific endoglucanase gene of G362 Bacillus sp. can be identified through molecular methods and used for further research including structural studies. It may even be used as a protein template in protein engineering.Keywords: Cellulose, Carboxymethyl Cellulose, Thermostable Enzymes, Cellulase, Salt Tolerance
-
Pages 131-158
The development of rapid and highly sensitive diagnostic methods has received significant attention. Enzymatic nanobiosensors are a promising approach, offering fast results based on specific interactions between nanoparticles, enzyme, and target molecules. This study investigated the potential of ZnO nanoparticles, SnO, and multiwall carbon nanotubes (MWCNTs) as marker molecules in a system using beta-galactosidase enzyme for bacterial detection. Following nanoparticle synthesis, their structure was confirmed using XRD, FTIR, UV-DRS analyses. Enzyme activity was evaluated in the presence of the substrate ONPG. Different nanoparticle concentrations were tested with a constant amount of enzyme to determine the optimal concentration for inhibiting lactase activity. Subsequently, varying concentrations of Escherichia coli were introduced, and the ability of each nanoparticle type to detect bacteria was compared. Due to their small size, high surface area, and strong reactivity, these nanomaterials demonstrated the potential to detect low bacterial concentrations in the environment.Bacteria likely attached to the nanoparticles, hindering their intraction with the enzyme and consequently affecting enzyme activity. The results revealed MWCNTs to be most effective for bacterial identification, detecting as low as 10 CFU/mL bacteria within 15 min. This approach has promising applications in the food industry for rapid detection of low-level bacterial contamination.
Keywords: Enzymatic Nanobiosensors, Zno Nps, Sno Nps, Mwcnts, E. Coli