فهرست مطالب

Genetics in the Third Millennium
Volume:10 Issue: 3, 2013

  • تاریخ انتشار: 1391/11/24
  • تعداد عناوین: 10
|
  • منصور امیدی، هوشنگ خاوری، محمدحسن کریمی نژاد صفحه 7
  • بهرام حمیدی، فیروز ابراهیمی، عباس حاجی زاده صفحه 2776
    نوروتوکسین های بوتولینوم (BONTs) توکسین های باکتریایی نیرومندی هستند که در غلظت های فمتومولار با جلوگیری از آزاد شدن انتقال دهنده عصبی استیل کولین سبب ایجاد فلج عضلانی شل می گردند. هر نوروتوکسین متشکل از یک زنجیره سبک 50 کیلودالتونی و یک زنجیره سنگین100 کیلو دالتونی است. ناحیه انتهای کربوکسیلی زنجیره سنگین که سبب اتصال نوروتوکسین به گیرنده های ویژه سطح سلولی می گردد ناحیه اتصال دهنده نام گذاری شده است. این ناحیه از توانایی ایمنی زایی قابل ملاحظه ای نیز برخوردار است. در این مطالعه ژن های نواحی اتصال دهنده ی نوروتوکسین تیپ های A و B به منظور تولید پروتئین نوترکیب کایمر به عنوان کاندید واکسن دو ظرفیتی به یگدیگر متصل شدند. بدین منظور از ژن های صناعی نواحی اتصال دهنده ی نوروتوکسین های تیپ A و B در حامل بیانی pET28a (+)استفاده شد. برای ژن ناحیه اتصال دهنده ی نورتوکسین بوتولینوم تیپ B پرایمر پیشرو حامل جایگاه برشی NcoI و پرایمر پیرو حامل جایگاه برشی NdeI طراحی گردید. با استفاده از آنزیمpfu، ژن یاد شده مورد تکثیر قرار گرفت. در مرحله بعد برش آنزیمی محصولات PCR و ناقل نوترکیب حاوی ژن ناحیه اتصال دهنده ی نوروتوکسین بوتولینوم تیپ A با استفاده از آنزیم های NcoI و NdeI انجام شد. سپس با استفاده از آنزیم T4 DNA ligase الحاق ژن مورد نظر در ناقل pET28a (+) حاوی ژن ناحیه اتصال دهنده ی نوروتوکسین بوتولینوم تیپ A انجام گرفت. در مرحله آخر، حامل نوترکیب حاوی ژن کایمر به باکتری E.coli DH5α انتقال داده شد. نتایج PCR، برش آنزیمی و تعیین توالی سازه ی نهایی بیانگر صحت اتصال دو ژن به یکدیگر بود.
    کلیدواژگان: نوروتوکسین بوتولینوم، ناحیه اتصال دهنده، ژن کایمر، و اکسن کایمر
  • حسین هنری، مصطفی بخشی، بلال تقی پور صفحه 2786
    انتقال ژن های خارجی به کلروپلاست گیاهان دارای مزایای زیادی است که می توان به بیان بالای پروتئین های خارجی و عدم آلودگی زیست محیطی اشاره کرد. با توجه به توالی یابی ژنوم پلاستید کاهو می توان قطعات همولوگ زیادی را برای طراحی وکتور به منظور تولید پروتئین های نوترکیب در این گیاه استفاده کرد. در این پژوهش از قطعات همولوگ rbcL-accD و پروموتر Prrn و ترمیناتور TpsbA برای ژن هدف همراه قطعه ژنی BADH مقاومت به بتائین آلدهید به همراه پروموتر16S rrn و ترمیناتور psbA گیاه اسفناج برای ساخت وکتورpcL96-39-B پلاسمید کلروپلاستی کاهوی Lactuca sativa رقم TN-96-39 ایرانی استفاده شده است. این سیستم راه تولید وسیع داروهایی همانند پروتئین های پلاسما، آنزیم ها، فاکتورهای رشد، واکسن ها، آنتی بادی های نوترکیب را در گیاه کاهو که بصورت خوراکی مصرف می شود هموار خواهد کرد.
    کلیدواژگان: انتقال پلاستیدی، کاهو، ساخت حامل، ژن BADH
  • محمد کریمیان، مهران میر اولیایی، کامران قائدی، علی اکبر احسان پور، زهره زهرایی صفحه 2794
    پروتئین های ناقل لیپید (LTPs) گروهی از پروتئین ها با وزن ملکولی متوسط در نزد گیاهان هستند که دارای پتانسیل های کاربردی به ویژه در سیستم های رها سازی دارو می باشند. هدف از این تحقیق کلون کردن و بیان ناحیه کدکننده ژن LTP2 برنج در (TOP10) E.coli بود. از آنجائیکه ژن LTP2 برنج فاقد ابنترون می باشد، ژنوم برنج جهت تکثیر ناحیه کدکننده این ژن استفاده شد. در انتهای 5́ پرایمر رفت جایگاه برش آنزیم BamHI و در انتهای 5́ پرایمر برگشت جایگاه برش آنزیم XhoI قرار داده شد. قطعه تکثیر شده پس از تیمار با آنزیم های محدود کننده مذکور در جایگاه BamHI-XhoI وکتورpGEX-6p-2 و در پائین دست ژن GST جهت تولید پروتئین همجوش GST-LTP قرار گرفت. در مرحله بعدی وکتور نوترکیب به داخل باکتری (TOP10) E.coli ترانسفورم شد. برای اطمینان از صحت عملیات کلونینگ، پلاسمید های استخراج شده، در ناحیه LTP2 توالی یابی شدند. داده ها نشان داد که توالی قطعه کلون شده مشابه توالی گزارش شده در NCBI است. همچنین یافته ها نشان داد که موادی مثل بتائین، دی متیل سولفوکسید (DMSO) و آمونیوم سولفات (AMS)می توانند باعث افزایش محصولات اختصاصی PCR شوند. آنالیز SDS-PAGE هم بیان LTP2 در باکتری را تائید نمود.
    کلیدواژگان: پروتئین ناقل لیپید، همسانه سازی ژن، PCR، پروتئین همجوش، برنج ایرانی
  • سیده ثنا سیدیپور، ماندانا بهبهانی، سید جمال مشتاقیان صفحه 2802
    گیاه عدس الملک با نام علمی Securigera securidac گیاهی علفی ویک ساله از تیره لگومینوز است. پراکندگی این گیاه بیشتر در اروپا، آسیا و استرالیا گزارش شده است. بذر این گیاه از دیرباز در طب سنتی ایران، در کنترل دیابت و چربی خون، مورد استفاده قرار می گرفته است. ویروس هرپس سیمپلکس نوع 2، عامل اصلی عفونت شایع تبخال تناسلی و ضایعات دیگری همچون انسفالیت و عفونت چشم در افراد بالغ است. در این پژوهش برای اولین بار خاصیت ضد ویروسی هرپس سیمپلکس نوع 2 عصاره متانولی بذر گیاه عدس الملک در شرایط in vitro مورد بررسی قرار گرفت. در ابتدا از بذر گیاه عدس الملک با استفاده از متانول عصاره گیری شد و عصاره به صورت مستقیم به سوسپانسیون سلولی حاوی ویروس اضافه گردید. به منظور تعیین اثرات بازدارندگی عصاره متانولی روی هرپس سیمپلکس نوع 2، روش سنجش تشکیل پلاک استفاده گردید. نتایج حاصل از سنجش تشکیل پلاک نشان داد، عصاره متانولی بذر گیاه عدس الملک با غلظت 20 میکروگرم بر میلی لیتر، 1/5 98% از تشکیل پلاک ها جلوگیری به عمل می آورد. از این رو می توان از ترکیبات موجود در بذر گیاه عدس الملک به عنوان کاندید مناسبی جهت کشف داروهای جدید ضد هرپس سیمپلکس نوع 2 که منشا طبیعی دارند، استفاده کرد.
    کلیدواژگان: عدس الملک، ویروس هرپس سیمپلکس نوع 2، سنجش تشکیل پلاک
  • امیر مشایخی، سید رضا کاظمی نژاد صفحه 2810
    کمبود آنزیم گلوکز- 6- فسفات دهیدروژناز یکی از شایعترین بیماری های انسان می باشد که بیش از 400 میلیون نفر را در سراسر جهان مبتلا کرده است. محصول ژن g6pd دارای نقش اساسی در سم زدایی رادیکالهای آزاد و سایر عوامل اکسیدانت را در سلولها به عهده دارد زیرا اولین آنزیم چرخه پنتوز فسفات است که مسیر تهیه NADPH مورد نیاز برای سم زدایی توسط مکانیزم هایی از جمله چرخه گلوتاتیون می باشد. این ژن در تمامی بافتهای بدن بیان می شود ولی عوارض عمده نقص آن فقط در اریتروسیت ها مشاهده می گردد چون این سلولها منبع تولید آنزیم جدید را نداشته و تنها منبع NADPH آنها چرخه پنتوز فسفات است در نتیجه این سلولها به استرس اکسیداتیو حساسیت بالایی دارند. عوارض بالینی عمده نقص این آنزیم عبارتند از آنمی همولیتیک غیر اسفروسیتیک مزمن، یرقان نوزادی و آنمی همولیتیک حاد وابسته به عفونت، مصرف باقلا (فاویسم) و برخی از داروها. ژن g6pd درانتهای بازوی بلند کروموزوم X واقع شده است و با طولی حدود 18 کیلو باز دارای 13 اگزون و 12 اینترون می باشد. این ژن دارای پلی مورفیسم بالایی است به طوری که برای آن حدود 400 واریانت بیوشیمیایی و حدود 170 جهش مختلف تاکنون گزارش شده است. طبق مطالعات انجام شده شایعترین جهش های این ژن در ایران شامل Mediterranean، Chatham و Cosenza می باشند. در این مقاله مروری علاوه بر توضیح نقش و اهمیت ژن و آنزیم G6PD به بررسی مطالعات انجام شده بر روی شیوع نقص G6PD و موتاسیون های شایع در ایران نیز پرداخته خواهد شد
    کلیدواژگان: گلوکز، 6، فسفات دهیدروژناز، پلی مرفیسم، مدیترانه، چاتام، کاسنزا، ایران _
  • محمد دادپسند صفحه 2824
    فرضیه تکامل کروموزوم های جنسی از یک جفت کروموزم اتوزوم در گذشته های بسیار دور، امروزه بر اساس شواهد و مدارک، توسط بسیاری از دانشمندان تایید شده است. بر اساس آخرین یافته ها، کروموزم های جنسی پستانداران حدود 166 میلیون سال پیش از یک جفت کروموزوم اتوزومی منشا گرفته اند. در حالی که کروموزم X از لحاظ اندازه، نوع و ترتیب ژن در پستانداران بسیار حفاظت شده است، کروموزم Y با تغییرات زیاد، بیش از 1000 ژن خود را طی تکامل از دست داده و بسیار کوتاه شده است. بر اساس برآوردها، 5/3 تا 6 ژن به ازای هر یک میلیون سال از کروموزم Y محو شده اند. توقف تدریجی نوترکیبی در مراحل مختلف تکامل که با یک وارونگی کروموزومی آغاز شد، یکی از دلایل تحلیل رفتن کروموزم Y عنوان شده است. نرخ بالای موتاسیون به علت ساختار خاص کروموزم Y و محل زندگی آن (بیضه)، تجمع عناصر متحرک و ناکارآمدی انتخاب در مناطق غیرنوترکیب کروموزم Yبرای جایگزینی یا حذف موتاسیون های زیان آور، عوامل تحلیل رفتن تدریجی کروموزوم Y هستند. توالی های تکراری، توالی های پالیندرومیک، هتروکروماتینه شدن و افزایش تعداد نسخ، ویژگی های مهم کروموزم Y هستند. پیش بینی شده است که در آینده دور، ممکن است با حذف کامل کروموزم Y، سیستم تعیین جنسیت جدیدی به وجود آید. در دو گروه از موش های صحرایی ژاپنی و موش کور کروموزم Y به طور کامل از بین رفته و سیستم تعیین جنسیت جدیدی به وجود آمده است، که البته هنوز شناسایی نشده است.
    کلیدواژگان: تکامل، کروموزوم های جنسی، پستانداران، کروموزم Y، حذف تدریجی
  • آیدا راکعی، رضا معالی امیری صفحه 2834
    مالتیپل اسکروزیس نوعی بیماری خود ایمنی، التهابی و تحلیل برنده نورون هاست. نقص در تامین انرژی توسط میتوکندری ممکن است بر میلینه شدن و التهاب در نورون ها و بافت های که تحت تاثیر مالتیپل اسکروزیس هستند اثر بگذارد. نورونها و ماهیچه ها وابستگی زیادی به تامین انرژی توسط متابولیسم اکسیداتیو دارند لذا بدین دلیل ضعف ماهیچه ها در مالتیپل اسکروزیس دیده می شود. در مطالعه ای که برروی موش انسفالومیلیت اتو ایمن تجربی صورت گرفت کاهش بیان در سطح پروتئین در زیرواحد COX5B مشاهده گردید. در این تحقیق 53 فرد مبتلا به مالتیپل اسکروزیس و 49 فرد سالم به عنوان گروه شاهد مورد بررسی قرار گرفتند. پس از از استخراج RNA از خون بیماران و افراد سالم و سنتز cDNA، بیان ژن با استفاده ازتکنیک Real-Time PCR مورد بررسی قرار گرفت. کاهش بیان ژن COX5B در بیماران نسبت به افراد سالم مشاهده شد. کاهش بیان در سطح رونویسی این ژن ممکن است منجر به کاهش تولید انرژی، افزایش گونه های اکسیژن فعال، از دست دادن هموستازی یون کلسیم و آپوپتوز می شود. بنابرین کاهش بیان پروتئین های میتوکندری این فرضیه را تقویت می بخشد که ناهم خوانی بین تقاضای انرژی و کاهش تولید ATP باعث دمیلینه شدن آکسون ها در بیماران مالتیپل اسکروزیس می شود. با توجه به نتایج حاصل از این پروژه تحقیقاتی پیش بینی می شود که بتوان از این ژن به عنوان یک بیومارکر برای تشخیص زود هنگام بیماری مالتیپل اسکروزیس استفاده کرد. بدیهی است که برای رسیدن به این هدف نیاز به تحقیقات تکمیلی می باشد.
  • نجف الهیاری فر، زرین مینوچهر، امیر موسوی صفحه 2846
|
  • Bahram Hamidi, Firouz Hajizadeh, Abbas Ebrahimi Page 2776
    Botulinum neurotoxins (BoNTs) are potent bacterial toxins that cause paralysis at femtomolar concentrations by blocking acetylcholine release in motor neurons. Each BoNT is composed of a 50 kDa light chain of that acts as a metalloprotease، and of a 100 kDa heavy chain. The carboxy terminal domain of heavy chain (HC) that mediates the binding to specific cell surface receptors. The HC domain has considerable immunogenicity without any significant toxicity. In this study the BoNT/A& B-HC were joined together for producing a recombinant chimeric protein as a vaccine candidate. For this، the relative genes were synthesized in pET28a (+) expression vector separately. Then appropriate primers were designed to amplify the BoNT/B-HC gene. The restriction sites for NcoI and NdeI endonuclease were placed at 5'' end of forward and reverse primers respectively. The PCR products then were digested whit NcoI and NdeI enzymes. At the same time the construct of pET28a (+) –BoNT/A-HC gene was digested by the same enzymes. Then these digested fragments were joined together by T4 DNA ligase. The recombinant construct then introduced into E. coli DH5α strain. Our enzymatic digestion، PCR amplification and sequencing of recombinant construct confirmed correct fusion of BoNT/B-HC and BoNT/A-HC genes
    Keywords: Botulinum neurotoxin, binding domain, chimeric gene, chimeric vaccine
  • Hossein Honari, Mostafa Bakhshi, Balal Tghipor Page 2786
    Transgenic plastids offer unique advantages in plant biotechnology، including high-level foreign protein expression and posing lower environmental ricks. As regard to sequencing of lettuce plastid genome، many Homologous segments can be used for vector designing to production recombinant proteins in this plant. We have described the development of a plastid transformation system for lettuce، (Lactuca sativa L. TN-96-39-B). The transforming DNA carries a betaine aldehyde -resistance gene BADH cassette (lettuce rrn promoter-BADH- lettuce psbA terminator) under control of lettuce chloroplast regulatory expression elements، flanked by two adjacent lettuce plastid genome sequences allowing its targeted insertion between the rbcL and accD genes. This system will open up new possibilities for the efficient production of plasma proteins، enzymes، growth factors، recombinant edible vaccines and antibodies in lettuce.
    Keywords: Plastid transformation, lettuce, vector development, BADH gene
  • Mohammad Karimian, Mehran Miroliaie, Kamran Ghaedi, Aliakbar Ehsanpour, Zohreh Zahraie Page 2794
    Lipid transfer proteins (LTPs) are a family group of proteins with low average molecular weight in plants that have numerous potential applications especially in drug delivery systems. The aim of this research was cloning of LTP coding sequence in a prokaryotic expression vector to produce a fusion protein with GST in E. coli (TOP10). As there is no intron segment in rice LTP2 gene، specific primers were implemented to introduce BamHI and XhoI restriction sites at the head and tail of amplified LTP2 coding sequence respectively، using extracted rice genome as a template. After treatment by respected restriction endonucleases، the amplified fragment was inserted into the BamHI-XhoI sites in pGEX-6p-2 vector downstream of GST to make a chimeric DNA for further production of GST-LTP fusion protein. At the next step recombinant vector was transformed into TOP10 E. coli cells for amplifying purposes. To ensure the accuracy of gene cloning، extracted recombinant vector were sent for sequencing the inserted fragment. Data revealed that cloned fragment was bona fide sequence of rice LTP2 as was reported to NCBI. Results showed that PCR amplification of GC-rich DNA sequences could be improved by Betaine، DMSO and AMS. Finally expression of LTP2 in E. coli was confirmed by SDS-PAGE technique.
    Keywords: Lipid transfer protein, gene cloning, PCR, fusion protein, Iranian rice
  • Sayedeh Sana Sayedipour, Mandana Behbahani, Sayyed Jamal Moshtaghian Page 2802
    Securigera securidaca Degen&Dörfl (Fabaceae) is an annual herb occurring naturally in Europe، Asia and Australia. The seeds of this plant have been applied to a variety of ailments like diabetes and hyperlipidemia in Iranian folk medicine. Herpes simplex virus type 2 (HSV-2) is an enveloped virus which causes genital herpes infection and some other important complications such asencephalitis and eye infections. In present study antiherpetic activity of the seed crude methanol extract of S. securidaca was investigated for the first time. Methanol seed extracts were prepared; Therefore، extracts were added directly to the Vero cell suspension containing virus. To determine the inhibitory effects of methanol extract on herpes simplex virus type 2 Plaque forming assay was used. According to the results، methanol seed extract (20 µg/ml) exerted an inhibitory effect of 98±5. 1%. In conclusion، methanol seed extract of Securigera securidaca can be a good candidate as a natural source for antiviral drug development against HSV-2.
    Keywords: Securigera securidaca, Herpes simplex virus 2, Plaque forming assay
  • Amir Mashayekhi, Seyed Reza Kazemi Nezhad Page 2810
    Glucose-6-phosphate dehydrogenase enzyme deficiency is one of the most frequent human genetic disorders so that more than 400 million people are affected worldwide. G6PD enzyme has a critical role in detoxification and neutralization of free radicals and other oxidative agents in cells، because it catalyzes the first step in pentose phosphate pathway that provides cells with NADPH required for detoxification mechanisms such as glutathione redux cycle. This gene is expressed in all body tissues but the major clinical complications are just seen in erythrocytes because these cells do not have supplies for production of new enzyme and their only source of NADPH is the pentose phosphate pathway. As a result erythrocytes are highly sensitive to oxidative stress. The main clinical manifestations of G6PD deficiency include hemolytic non-spherocytic chronic anemia، neonatal jaundice and acute hemolytic anemia induced by infection or ingestion of fava bean and certain oxidative drugs and chemical agents. This gene is located on distal long arm of X chromosome with a length of about 18Kb that consists of 13 exons and 12 introns. This gene is highly polymorphic so that about 400 biochemical variants and 170 mutations have been reported so far. According to previous studies the most prevalent mutations in Iran are Mediterranean، Chatham and Cosenza. In this paper the role and importance of g6pd and a review of studies on this enzyme in Iran will be described.
    Keywords: G6PD deficiency, Polymorphism, G6PD Mediterranean, G6PD Chatham, G6PD Cosenza, Iran
  • Mohammad Dadpasand Page 2824
    The hypothesis that the sex chromosomes evolved from a pair of autosomes has been accepted by many evolutionary geneticists. The latest findings revealed that، mammalian sex chromosomes evolved from a pair of autosome، 166 million years ago. While the X is highly conserved in size، gene content and gene order among different species of placental mammals، Y chromosome has been undergone many degeneration and lost more than 1000 genes during the evolution. It is predicted that، at the observed rate of attrition، the human Y chromosome will be gone within 5-10 million years. Stepwise cessation of recombination initiated with an inversion in the Y، is the main cause of Y chromosome attrition. Higher mutation rate due to special structure of Y، accumulation of transposable elements and inefficiency of selection in non-recombinant parts of Y for elimination of deleterious mutations، are the major causes of Y chromosome degeneration. It is predicted that after complete extinction of Y، a new sex determination should be evolved. In two groups of rodents، the mole vole (Ellobius) and the Japanese spiny rat (Tokudaya)، Y chromosome has been removed completely and a new sex determination system evolved. However، it is yet to be detected.
    Keywords: Evolution, sex chromosomes, mammals, Y degeneration