فهرست مطالب

زیست فناوری دانشگاه تربیت مدرس - سال چهاردهم شماره 1 (پیاپی 36، زمستان 1401)

نشریه زیست فناوری دانشگاه تربیت مدرس
سال چهاردهم شماره 1 (پیاپی 36، زمستان 1401)

  • تاریخ انتشار: 1402/12/19
  • تعداد عناوین: 12
|
  • علی ابیض*، الیاس افرا، احمدرضا سرائیان صفحات 1-13

    در تولید بریکت های سوختی از افزودنی های متفاوتی با هدف بهیود پارامترهای فنی استفاده می شود. در تحقیق حاضر دو نوع بایندر لیگنوسلولزی شامل نانوسلولز و لیگنین استفاده شده است. به دلیل ساختار شیمیایی متفاوت و اختلاف ارزش حرارتی هر یک از این دو ماده (لیگنین و نانوسلولز) و اختلاف مکانیسم عملکرد آنها بر بهبود ویژگی های حرارتی بریکت های سوختی، به منظور بررسی محصول نهایی از آنالیز حرارتی با استفاده از آزمون اندازه گیری ارزش حرارتی و نمودارهای TGA و DTA استفاده شده است. نتایج بدست آمده نشان دهنده اثرات مثبت کاربرد بایندرهای سلولزی در بهبود رفتار حرارتی بریکت سوختی می باشد. آنالیز رفتار حرارتی نشان داد که تیمارهای نانوسلولز 9% و لیگنین 9% به ترتیب با MJ/Kg 85/19 و MJ/Kg 75/25 بیشترین مقدار ارزش حرارتی را نسبت به نمونه شاهد دارند. منحنی بدست آمده از آنالیز توزین حرارتی (TGA) نمونه شاهد و نمونه های تیمار شده با لیگنین و نانوسلولز نشان می دهد که نمونه های تیمار شده دارای نرخ از دست دادن وزن کمتر، نرخ سوختن بیشتر و دمای سوختن بالاتر می باشند.

    کلیدواژگان: بریکت سوختی، بایندر لیگنوسلولزی، نمودارهای TGA و DTA
  • بهزاد حاجی اقراری*، مجاهد کمالی زاده صفحات 12-27

    خانواده بقولات یکی از مهمترین خانواده های گیاهان به شمار می آید. در این تحقیق توالی های پیش ساز میکروآر ان ای در هفت گونه از بقولات شامل Arachis hypogaea ، Glycine max، Glycine soja، Lotus japonicus، Medicago truncatula، Phaseolus vulgaris و Vigna unguiculata به شیوه جستجوی توالی های پیش ساز حامل توالی های همولوگ میکروآر ان ای بالغ در میان توالی های نسخه برداری شونده و با در نظر گرفتن مشخصات اختصاصی توالی و ساختمان دوم توالی پیش ساز در میکروآران ای های شناسایی شده، پیش بینی و مشخصات آنها مورد توجه قرارگرفت. همچنین جایگاه ژنومی توالی های پیش ساز تعیین گردید. در این مطالعه، 414 توالی پیش ساز میکرو آر ان ای متعلق به 130 خانواده در هفت گونه مذکور که مشخصات توالی و ساختار دوم آنها با مشخصات توالی های پیش ساز میکروآران ای گیاهی همخوانی داشت، پیش بینی و مشخصات آنها گزارش گردید. روابط بین گونه ها براساس روند ایجاد و از بین رفتن خانواده های میکروآران ای در هرگونه بر اساس بیشینه پارسمیونی به شیوه دولو بدست آمد و از این طریق درخت فیلوژنتیکی ارتباط گونه ها ترسیم شد. خانواده های میکروآر ان ای به وجود آمده و از بین رفته در گونه های مورد مطالعه در طول پیدایش و تکامل گونه ها مشخص و گزارش شد. نتایج نشان داد روند ایجاد خانواده های میکروآران ای در این خانواده اخیرا از شدت زیادی برخوردار بوده است. روابط بین گونه ها بر اساس روند ایجاد و از بین رفتن خانواده های میکروآران ای به شیوه مدل بیشینه پارسیمونی همخوانی با روابط فیلوژنی ندارد. در این مطالعه تعدادی از خانواده های میکروآران ای به عنوان خانواده های اختصاصی گونه و اختصاصی گروه شناسایی گردید که امکان استفاده از آنها به عنوان شناسه گر گونه/گروه وجود دارد.

    کلیدواژگان: میکروآران ای، خانواده بقولات، بیشینه پارسیمونی دولو، جستجوی توالی های همولوگ میکروآران ای
  • سجاد چراغی، حمید اسدزاده* صفحات 28-36
    مقدمه

    سرطان کولورکتال (CRC) [1]یکی از مهمترین سرطان ها و دومین علت اصلی مرگ و میر ناشی از سرطان در ایران است. CRCاز طریق تغییرات ژنتیک و اپی ژنتیک گسترش می یابد. شناخت مسیرهای ملکولی در این تغییرات ژنتیکی و اپی ژنتیکی می تواند چشم انداز روشنی را در درمان سرطان ایجاد کند

    مواد و روش ها

    این مطالعه برروی 40 نمونه زواید اولیه توموری روده (پولیپ) ، 30 نمونه توموری و40 بافت نرمال مجاور تومورانجام گرفت.استخراج RNA و DNA بافتی، بررسی بیان ژنهای ,miR-22 ,miR-194 LncRNA MINCR با استفاده از روش Real time PCRانجام شد.

    نتایج

    در این مطالعه میزان بیان LncRNA MINCR در نمونه های تومور و پولیپ نسبت به بافت نرمال مجاورشان افزایش و میزان بیان miR-194 miR-22, وکاهش یافته بود. بین میزان بیان,miR-22 ,miR-194 و MINCR ضریب همبستگی منفی مشاهده شد و همچنین بین بیان این lncRNA و microRNA ها ارتباط معنی داری مشاهده می شود.

    بحث : 

    با توجه به نتایج به دست آمده و معناداری این متغیرها می توان نقش تشخیص زود هنگام را در درمان بیماران مبتلا به سرطان کولورکتال اساسی دانست . همچنین می توان از بیان microRNA های غالب برای طبقه بندی سرطان ها استفاده کرد. .با توجه به این که MINCR یکی از lncRNA هایی است که به تازگی کشف شده ودر سرطان کلون تا به حال مورد بررسی قرار نگرفته است

    کلیدواژگان: سرطان کلون-، میر ها-، RNA های غیر کد شونده
  • رویا اصانلو، مژگان امتیازجو*، اقدس بنایی، محمدعلی حصاری نژاد، فاطمه اشرفی صفحات 37-48

    غنی کردن غذای انسان با استفاده از فناوری نو مثل نانوحامل های لیپیدی ،  یک ابزار ساده و قابل دسترس است. بر این اساس، مطالعه حاضر به هدف ارزیابی حسی و تولید فراورده غذایی سالم و مفید به بررسی غنی سازی شیر با نانوکپسول های لیپیدی زیگزانتین و ارزیابی محافظت سرمایی آن پرداخته شد. طی تحقیق تجربی- آزمایشگاهی، استخراج زیگزانتین از اسپیرولینا پلاتنسیس، نانوحامل های تولید شده برای غنی سازی شیر به عنوان یک سیستم مدل غذایی استفاده شد. سه نمونه شیر خام،  شیر غنی شده با نانوحامل لیپیدی حاوی زیگزانتین و شیر غنی شده با نانوحامل لیپیدی به صورت مستقیم (در غلظت مشابه نانوحامل) مورد بررسی قرارگرفت. به منظور بررسی کارایی نانوحامل های تولید شده، ترکیب های محافظ سرما (گلوکز، سوربیتول، گلیسرین، لاکتوز و ساکارز)، به شیر اضافه شد. ساکاروز بهترین محافظ سرما شناخته شد. ارزیابی حسی شیر غنی شده در مقیاس هدونیک پنج نقطه ای صورت پذیرفت و پارامترهای حسی مختلف مورد بررسی قرار گرفت. داده ها با استفاده از نرم افزار2016 Mini-tab آنالیز شد. نتایج تفاوت معنی داری بین ویژگی های حسی شیر شاهد با شیر غنی شده با نانوحامل ها (05/0>P) مشاهده نشد. کمترین اندازه ذرات و شاخص بس پاشیدگی در پوشش نانوحامل های با ترکیبات محافظ سرما، به ترتیب، 82/320 و 26/0 تا 31/0  بدست آمد. پتانسیل زتا ، 03/6- گزارش شد. با استفاده از غنی سازی شیر با نانوحامل های حاوی زیگزانتین، علاوه بر سلامت بینایی و پوست می توان مشکلات مربوط به کمبود افزودنیهای طبیعی مفید و عدم حلالیت فراورده غذایی را رفع نمود.

    کلیدواژگان: غنی سازی، محافظ سرما، ارزیابی حسی، نانوحامل لیپیدی، زیگزانتین
  • زینب کربلایی پازکی، امیررضا جوانمرد، سید مصطفی حسینی*، شیوا ایرانی، بهرام محمد سلطانی صفحات 49-59

    مقاومت به داروهای شیمی درمانی همواره مانعی در درمان قطعی سرطان ها بوده است. بنابراین، کشف وقایع مولکولی منجر به مقاومت دارویی، روش های درمانی را ارتقاء می بخشد. RNA های غیر کد کننده (ncRNAs) دسته ایی از مولکولهای تنظیم کننده وقایع درون سلولی و از جمله مسیرهایی سرطانزایی و مقاومت دارویی هستند. مثلا، شبکه رقابتی ncRNA های درون زا (ceRNA) با اتصال به miRNA ها و محدود کردن اثر تنظیمی آنها، بیان mRNA ی ژن های هدف را تنظیم میکنند. تاکنون مطالعات محدودی در مورد نقش ceRNA در ایجاد مقاومت دارویی در سرطان تخمدان گزارش شده است. در این مطالعه، اطلاعات توالی یابی حجیم RNAseq بدست آمده از سلولهای مقاوم و حساس به سیس پلاتین استفاده شد تا ceRNA هایی که تنظیم کننده های احتمالی مقاومت دارویی در سرطان تخمدان هستند، جستجو شوند. بدین منظور رده سلولی تخمدانی حساس و مقاوم به سیس پلاتین بنام A2780 انتخاب، و داده های SRA تهیه شده به روش RNAseq غربالگری شد. طی این روند، lncRNA ها، microRNA ها و mRNA های دارای تغییرات بیانی تفکیک و طبقه بندی شدند. در تجزیه و تحلیل بیوانفورماتیک سلولهای مقاوم نسبت به حساس، 16 عدد mRNA، 10 عدد lncRNA و 149 عدد miRNA دچار بیش بیان و 622 عدد mRNA، 263 عدد lncRNA و 177 عدد miRNA دچار کاهش بیان بودند. این ژن ها در 57 مسیر سلولی درگیر بودند و با ترسیم شبکه ceRNA تنظیمی، دو محور ZNRF3-AS1-miR-33-DUSP1 و ZNRF3-AS1-miR33-HSPA2 به عنوان شبکه های ceRNA بالقوه درگیر در سرطان تخمدان مقاوم به سیس پلاتین پیش بینی شدند.

    کلیدواژگان: مقاومت دارویی- سیس پلاتین، سرطان تخمدان، شبکه رقابتی RNA
  • ولی الله بابایی پور*، سیده هاجر حسنی، حسن فیروزی برشنه صفحات 60-72

     در این مطالعه، تخمیر جوانه گندم با پودر مخمر نانوایی صنعتی برای تولید FWGE با محتوای بالای 2،6-DMBQ با رویکرد افزایش مقیاس در مقیاس بیوراکتور Bench انجام شد. محتوی 2,6-DMBQ جوانه گندم تخمیر شده با بهینه سازی سه متغیر pH اولیه، دمای تخمیر و سرعت هم زدن در دو سطح با استفاده از روش تاگوچی در بیوراکتور همزن دار افزایش داده شد. محتوای 2،6-DMBQ نمونه ها طی 14، 16 و 18 ساعت پس از تخمیر تعیین شد و سپس نتایج توسط نرم افزار Qualitek تجزیه و تحلیل شد. سپس اثر دور سانتریفیوژ روی میزان کدورت و تعداد مخمر موجود در سوپرناتانت نهایی بررسی شد. در انتها، سوپرناتانت توسط خشک کن پاششی با دمای ورودی C°120 و دمای خروجی C° 69-70 خشک شد و میزان ماده موثر 2,6-DMBQ، pH، رطوبت وخاکستر تعیین شد. در شرایط بهینه: pH اولیه 6، دمای تخمیر C°32 و سرعت هم زدنrpm 80، حداکثر 527/1 میلی گرم 2،6-DMBQ در هر گرم FWGE به دست آمد. نتایج جداسازی نشان داد که سرعت سانتریفیوژ تاثیر معنی داری بر کدورت نهایی و تعداد مخمرهای باقی مانده ندارد و بنابراین g3000 بعنوان سرعت بهینه انتخاب شد. با این حال، به دلیل محتوای بالای مخمر در مایع رویی، فیلتراسیون پس از سانتریفیوژ مورد نیاز بود. به دلیل سرعت بالای خشک شدن نمونه، رطوبت کم محصول نهایی و راندمان بالا در مقیاس صنعتی، نمونه ها با استفاده از خشک کن اسپری خشک شدند. در نهایت رطوبت، پروتیین، خاکستر و pH محصول نهایی اندازه گیری شد.

    کلیدواژگان: 2و6دی متوکسی بنزوکینون، مخمر نانوایی، بیوراکتور، جوانه گندم تخمیر شده، تخمیر
  • لیلا پورهنگ، زهرا قربانزاده، مهربانو کاظمی الموتی، سید محمد موسوی پاکزاد، الهه معتمد، مونا ماپار، علی اکبر عبادی، محمد رضا غفاری، کتایون زمانی، قاسم حسینی سالکده، بهزاد قره یاضی، مطهره محسن پور* صفحات 73-88

    تولید گیاهان متحمل به خشکی با بهبود ساختار ریشه به دلیل بحران کم آبی حایز اهمیت خواهد بود. در این پژوهش سه ژن تاثیر گذار در بهبود ساختار ریشه، مقاومت به خشکی و افزایش جذب فسفر با ساخت سازه های ترکیبی دو و سه ژنی برای انتقال به گیاه برنج استفاده شدند. یک پروتیین کیناز سرین/تریونین موثر در افزایش جذب عناصر غذایی به ویژه فسفر (PSTOL1)، ژنی از خانواده سیتوکینین اکسیداز/دهیدروژناز (OsCKX4) و یکی از ژن های کدکننده فاکتور رونویسی القا شونده در شرایط تنش از خانواده NAM-ATAF-CUC (OsNAC5) برگرفته از ارقام وحشی برنج تحت نواحی تنظیمی جداگانه در ناحیه T-DNA ناقل دوگانه اگروباکتریومی قرار داده شدند. ژن OsNAC5 تحت پیشبر مختص ریشه RCc3 و ژن PSTOL1 تحت پیشبر یوبیکوییتین همسانه سازی شدند. همچنین ژن OsCKX4 یک بار تحت پیشبر یوبی کوییتین و یک بار تحت پیشبر RCc3 همسانه سازی شد. دو سازه چند ژنی حاصل موسوم به pUhrN5CkPstol و pUhrCkPstol برای انتقال ژن به برنج رقم هاشمی مورد استفاده قرار گرفتند. انتقال ژن به کالوس حاصل از بذر رسیده برنج انجام شد. گیاهان تراریخته احتمالی توسط واکنش زنجیره ای پلیمراز مورد تایید قرار گرفتند. از تعداد 107 گیاه باززاشده ای که حضور تراژن ها در آنها به اثبات رسید، در نهایت تعداد 14 رخداد تراریخته حاصل شد. مقایسه فنوتیپ ریشه ی گیاهان تراریخته در نسل T0 با گیاه شاهد تفاوت ظاهری قابل ملاحظه ای در ساختار ریشه نشان داد. امید است تولید برنج با بهبود ساختار ریشه منجر به تحمل خشکی، کاهش مصرف آب و عملکرد بهتر در شرایط تنش شود.

    کلیدواژگان: پروتئین کیناز سرین، ترئونین، سیتوکینین اکسیداز، دهیدروژناز، سازه چند ژنی، فاکتور رونویسی القا شونده، مهندسی ژنتیک برنج
  • زینب ونک، صدیقه اسد*، سید محمدمهدی دستغیب صفحات 89-98

    فنل ها ترکیبات آلی و بسیار سمی هستند که با توجه به کاربرد گسترده، معمولا در پساب صنایع مختلف یافت می شوند. اثر بازدارندگی فنل در غلظت های بالا و همچنین شوری بالای پساب های صنعتی، یک چالش جدی برای تصفیه پساب توسط میکروارگانیسم ها می باشد. یکی از رایج ترین رویکردها جهت غلبه بر این مشکل، تثبیت میکروارگانیسم های تجزیه کننده فنل می باشد. هدف از این مطالعه، مقایسه حذف فنل یک باکتری بومی تحمل کننده نمک از جنس Janibacter به صورت آزاد و تثبیت شده است. به این منظور، فرایند تثبیت باکتری روی بستر میکا انجام شد و کارایی تثبیت به روش پروتیین سنجی محاسبه شد. همچنین حذف فنل توسط سلول آزاد و تثبیت شده مقایسه شد و اثر پارامترهای مختلف بر میزان حذف فنل مورد بررسی قرار گرفت. براساس اندازه گیری غلظت پروتیین، کارایی تثبیت روی میکا، 75/68 % به دست آمد. مدت زمان حذف 100 میلی گرم در لیتر فنل توسط سلول های آزاد 88 ساعت و سلول های تثبیت شده روی میکا، 40 ساعت اندازه گیری شد. سلول های تثبیت شده، برخلاف سلول های آزاد قادر به حذف فنل در دماهای پایین تا 16°C ، غلظت نمک بیش از 5/7% و pHهای کمتر از 5/7 و بیش از5/8 بودند. نتایج مشابهی مبنی بر عملکرد بهتر سلول های تثبیت شده در مطالعات دیگر نیز به دست آمده است. در نتیجه، فرایند تثبیت به جهت محافظت از سلول ها در برابر اثرات سمی فنل، کارایی حذف فنل سلول ها را به طور چشمگیری افزایش می دهد و آن ها را نسبت به شرایط سخت محیطی مقاوم می سازد.

    کلیدواژگان: تثبیت باکتری، حذف فنل، Janibacter، میکا
  • فاطمه بزرگمهر، مهدی زین الدینی*، عباس عظیمی فرد، نور محمد دانش صفحات 99-116

    آپتامرها یا پادتن‌های شیمیایی اغلب توالی­های اسیدنوکلئیکی هستند که قادر به اتصال به طیف وسیعی از اهداف متنوع شامل مولکول­های کوچک، مولکول­های بزرگ و سلول­ها هستند. از جمله مزایای آپتامرها نسبت به پادتن‌ها می­توان به فرآیند تولید برون تنی، امکان انتخاب آپتامرها در برابر مولکول‌های سمی و غیرایمونوژن، ذخیره در بازه­های زمانی طولانی و هزینه تولید به‌مراتب کمتر نام برد. آپتامرها همچنین می‌توانند به‌راحتی اصلاح‌ و یا تثبیت شوند و سنتز آن­ها با خلوص و تکرارپذیری بالا همراه است، به طور شیمیایی پایدار بوده و به دلیل ماهیت نوکلئیک­اسیدی خود بسیار انعطاف‌پذیرتر از پادتن‌ها بوده و می‌توانند در قالب پروب فانوس مولکولی، ترکیبی از برهم‌کنش هدف - آپتامر و تکثیر اسیدنوکلئیک را برای دستیابی به محدوده‌های تشخیصی خیلی حساس بکار گیرند. این ویژگی­های جالب‌توجه، آپتامرها را به‌عنوان عناصر تشخیصی منحصربفرد برای ابزارهای تحلیلی همچون حسگرهای زیستی، روش­های رنگ­سنجی، تشدید پلاسمون سطحی و آزمایشگاه روی تراشه تبدیل کرده است. بااین‌حال، تمام این روش‌ها به کارکنان ماهر و ابزار دقیق مستقر در آزمایشگاه نیاز دارند در نتیجه کاربرد آن‌ها را محدود می‌کند. دراین‌خصوص سنجش‌های جریان جانبی یا کیت­های نواری و کاغذی نتایج سریع و قابل‌اطمینان را ارائه می‌دهند و تنها نیازمند مداخله کاربر در مرحله افزودن نمونه است. به دلیل سادگی آن‌ها، به طور گسترده در زمینه‌های مختلف از جمله پزشکی، رصد و پایش کیفیت محصولات غذایی و ایمنی محیطی استفاده می‌شود. در این تحقیق ضمن معرفی آپتامرها، مروری برکاربرد منحصربه­فرد آن در سنجش جریان جانبی و آینده این فناوری مورد بررسی قرار می گیرد.

    کلیدواژگان: آپتامر، پادتن، تشخیص، سنجش، حسگری زیستی
  • فرخنده رضانژاد*، الهه ابوالحسنی، فرزاد گنجعلیخانی حاکمی صفحات 117-129

    در چرخه زندگی نهاندانگان، گذر از فاز رویشی به زایشی یک مرحله نموی مهم است که تحت کنترل شدید ژنتیکی است. این تغییر فاز نیازمند فعال شدن مجموعه ای از ژن ها در مریستم راس شاخساره است که بیان آن ها مریستم را از رویشی به زایشی تبدیل می کند. ژن APETALA1 (AP1) در پیشبرد مرحله گذر و نیز تعیین هویت مریستم گل نقش مهمی ایفا می کند. در این مطالعه، بیان این ژن در اندام های مختلف گیاه منداب (Eruca sativa) و نیز اثر براسینواسترویید بر گل دهی و بیان ژن، بررسی شد. RNA کل استخراج و برای ساخت cDNA استفاده گردید. آغازگر های اختصاصی براساس هم راستایی توالی ژن های هم ساخت AP1 در گیاهان هم خانواده، طراحی و برای واکنش RT-PCR استفاده گردیدند. در مرحله رویشی، هیچ بیانی در اندام های مختلف مشاهده نشد. تیمار براسینواسترویید از 28 روزگی (مرحله رویشی) تا ظهور غنچه های گل، سبب گل دهی زودرس و دوره رویشی کوتاه تر شد بطوری که گیاهان تحت تیمار، حدود 10 روز زودتر از شاهد گل دادند. همچنین اندازه گیاه و اجزای آن در گیاهان تیمار شده با براسینواسترویید بزرگ تر بودند. بررسی بیان ژن EvsAP1، در فاز زایشی حاکی از بیان آن در غنچه گل، کاسبرگ و گلبرگ و عدم بیان آن در ریشه، ساقه، برگ، پرچم و مادگی بود. همچنین، شروع بیان این ژن، زودتر مشاهده شد که نشان دهنده این است که گذر به گل دهی و تشکیل غنچه گل در گیاهان تحت تیمار سریع تر رخ می دهد، در نتیجه، بیان هم زودتر رخ می دهد اما آنالیز آماری نشان داد که میزان بیان، تحت تاثیر براسینواسترویید قرار ندارد و تفاوت معنی داری دیده نشد.

    کلیدواژگان: غنچه گل، گل بالغ، منداب، دوره رویشی
  • سحر کریمی، شهرام نظریان، فتاح ستوده نژاد نعمت الهی، روح الله درستکار، جعفر امانی* صفحات 130-141

    با توجه به همه گیری کووید19 به عنوان یک بحران جهانی طراحی واکسن به منظور پیشگیری حایز اهمیت است. این ویروس جز خانواده بتا کرونا ویروس بوده و بر سطح غشای ویروس گلیکوپروتیین اسپایک ساختارهای زایده مانندی را تشکیل می دهد . مطالعات روی SARS-CoV-1 و واکسن های MERS-CoV مربوطه نشان داد که پروتیین اسپایک روی سطح ویروس یک هدف مناسب برای واکسن است. در این پژوهش تجربی، ما قطعات پروتیین اسپایک نوترکیب recombinant fragment of spike protein (rfsp)را که در میزبان یوکاریوتی سلول CHO-K1 و پروکاریوتی E. coli بیان شده است را از نظر قدرت ایمنی زایی, فعالیت خنثی سازی , توانایی شناسایی اپیتوپ های مشابه با سویه ویروس و توانایی اتصال به سرم بیماران بهبود یافته کووید 19 از دو نوع واریانت آلفا و دلتا مقایسه کردیم. نتایج نشان داد که هر دو پروتیین rfSP یک کاندید آنتی ژن بالقوه جدید برای توسعه واکسن کووید19 هستند. اما سلول CHO با انجام فرآیند تغییرات پس از ترجمه مانند گلیکولیزاسون سبب حفظ فعالیت بیولوژیکی پروتیین میشود. وهمین امر احتمال ایجاد اپی توپ های مشابه با سویه ویروس را بالا میبرد. و افزایش تیتر آنتی بادی های ویژه rfsp در سرم موش های ایمن شده را در سطح بالاتری قرار میدهد. لذا اولویت به rfsp بیان شده در سلول CHO برای ارزیابی کارایی واکسن داده میشود.

    کلیدواژگان: کووید19، واکسن، پروتئین اسپایک، گلیکولیزاسیون، سلول CHO-K1
  • وهب جعفریان*، الهه کریم پور صفحات 142-153

    امروزه از پپتیدها و پروتیین های دارای خواص ضدسرطانی، ضد آلرژی و ضدالتهابی برای درمان استفاده می کنند. برازیین پروتیینی شیرین با 54 باقی مانده آمینواسیدی است که طبق گزارش ها دارای ویژگی ضد سرطانی مبتنی بر توالی و ساختار دارد. در این پژوهش نقش آسپارتات موقعیت 40 در ساختار و عملکرد پروتیین برازیین وحشی و جهش یافته ها و نیز ویژگی ضدسرطانی پپتیدهای حاصل شده بر روی گیرنده TLR5 بررسی شد. ازاین رو، چندین مدل از فرم های جهش یافته با استفاده از نرم افزار Modeller.v.9.20 طراحی و ساخته شد. سپس صحت مدل ها و ویژگی های فیزیکی-شیمیایی نوع وحشی و جهش یافته های D40N ، D40R و D40Deletion با استفاده از سرور ها و نرم افزارهای بیوانفورماتیکی مختلفی از جمله ProtParam ، ProtScale،SAVES ،PIC ، ModEval، و PredyFlexy مورد ارزیابی قرار گرفت. توالی پروتیین ها جهت پیش بینی خاصیت ضدسرطانی با استفاده از سرورهای ACPred و iACP مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت. کیفیت و تحلیل اتصالات پروتیین وحشی و جهش یافته ها به عنوان لیگاند با گیرنده TLR5 ایجادکننده مسیر سیگنالینگ ضدسرطانی، به کمک داکینگ مولکولی و با استفاده از نرم افزار HADDOCK بررسی شد. نتایج بررسی فراسنجه های بیوانفورماتیکی نشان دهنده احتمال بهبود پایداری ساختار و عملکرد پروتیین برازیین و احتمال افزایش سطح در دسترس جهت اتصال با گیرنده می باشند. همچنین بنا بر نتایج حاصل از بررسی داکینگ مولکولی، احتمال اتصال پروتیین برازیین جهش یافته D40R به گیرنده TLR5 نسبت به دیگر پروتیین ها بیشتر است و این نشان دهنده احتمال افزایش خاصیت ضدسرطانی این جهش یافته می باشد؛ بنابراین پژوهش، قابلیت ارتقای کارکرد زیستی و دارویی برازیین با ایجاد جهش های گوناگون در موقعیت آسپارتات 40 وجود دارد.

    کلیدواژگان: پایداری حرارتی، پروتئین شیرین، داکینگ مولکولی، جهش زایی هدفمند، ویژگی ضد سرطانی
|
  • Ali Abyaz *, Elyas Afra, Ahmadreza Saraeyan Pages 1-13

    In the production of fuel briquettes, different additives are used in order to improve the technical parameters. In the present study, two types of lignocellulosic binders including nanocellulose and lignin have been used. Due to the different chemical structure and difference in calorific value of each of these two materials (lignin and nanocellulose) and the difference in their mechanism of action on improving the thermal properties of fuel briquettes, in order to evaluate the final product of thermal analysis using calorific value and TGA and DTA diagrams were used. The results show the positive effects of the use of cellulosic binders in improving the thermal behavior of biofuel briquettes. Thermal analysis showed that 9% nanocellulose and 9% lignin treatments with 19.85 MJ / Kg and 25.75 MJ / Kg had the highest calorific value compared to the control sample, respectively. The diagram obtained from thermal analysis (TGA) of the control sample and the samples treated with lignin and nanocellulose show that the treated samples have lower weight loss rate, higher burning rate and higher burning temperature.

    Keywords: Biofuel briquette, Lignocellulosic binders, TGA, DTA
  • Behzad Hajieghrari *, Mojahed Kamalizadeh Pages 12-27

    Leguminosae is one of the most important plant families. In this study, we searched Arachis hypogaea, Glycine max, G. soja, Lotus japonicas, Medicago truncatula, Phaseolus vulgaris, and Vigna unguiculata conserved miRNAs through Expressed Sequence Tag (EST) based-homology method. All candidate sequences with appropriate fold-back structures were screened and characterized according to several filtering criteria. Chromosomal MIR locus and their distributions determined. The Dollo maximum parsimony was employed to construct the species relationship based on the MIR birth and death. Also, the number of MIRs gains and losses in the evolutionary process. In addition, we estimated the numbers of MIRs in their ancestral species using Dollo maximum parsimony in their phylogenetic tree. We found 414 novel miRNAs from 130 MIR families meeting the restricted filtering criteria. Either evolutionary time or the number of miRNAs gains and losses are estimated and characterized in the ancestral species based on the taxon-based phylogenetic tree. It speculates that gains of miRNA gene families within Leguminosae have accelerated during its evolutionary time. In addition, several taxon-specific MIR families find to assign diverse taxon and their species. Our thorough analyses resulted in the definition of some miRNA families as being lineage-specific. Therefore, they can use as markers in future systematic studies.

    Keywords: microRNA, Leguminosae, Maximum dollo parsimony, EST based-homology search
  • Sajjad Cheraghi, Hamid Asadzadeh aghdaie * Pages 28-36

    ntroduction: 

    Colorectal cancer (CRC) is one of the most important cancers and the second leading cause of cancer mortality in Iran. CRC is spread through genetic and epigenetic changes. Understanding the molecular pathways in these genetic and epigenetic changes can provide a clear perspective on cancer treatment.

    Materials and Methods

    This study was performed on 40 samples of intestinal tumor growths (polyps), 30 tumor samples and 40 normal tissues adjacent to the tumor. RNA and tissue DNA extraction, study of gene expression, miR-22, miR-194 LncRNA MINCR using Real time PCR was performed.

    Results

    In this study, the expression of MINCR LncRNA in tumor and polyp samples increased compared to the adjacent normal tissue and the expression of miR-194 miR-22 was decreased. Negative correlation coefficient was observed between miR-22, miR-194 and MINCR expression levels and also a significant relationship was observed between the expression of these lncRNAs and microRNAs.

    Keywords: LncRNA, microRNA, colorectal cancer miR22-miR194
  • Roya Osanlou, MOZHGAN EMTYAZJOO *, Aghdas Banaei, Mohammad ali Hesari nejad, Fatemeh Ashrafi Pages 37-48

    Enriching human food using new technology such as lipid nanocarriers is a simple and accessible tool. Accordingly, the present study aimed to evaluate the sensory and production of healthy and useful food products to evaluate the enrichment of milk with zeaxanthin lipid nanocapsules and to evaluate its cryoprotectants. During experimental-laboratory research, zeaxanthin extraction from Spirulina platensis, and nanocarriers produced for milk enrichment were used as a food model system. Three samples of milk, milk enriched with lipid nanocarriers containing zeaxanthin, and milk enriched with lipid nanocarriers were examined (at similar concentrations of nanocarriers). In order to check the efficiency of produced nanocarriers, cold protective compounds (glucose, sorbitol, glycerin, lactose, and sucrose) were added to milk. Sucrose was recognized as the best cryoprotectants. Sensory evaluation of enriched milk was performed on a five-degree hedonic scale and different sensory parameters were examined. Data were analyzed using Minitab (v. 2016). Results No significant difference was observed between the sensory characteristics of control milk and milk enriched with nanocarriers (P<0.05). The lowest particle size and dispersion index were obtained in the coating of nanocarriers with cold protective compounds, respectively, 320.82 and 0.26 to 0.31. Zeta potential was reported as -6.03. By enriching milk with zeaxanthin-containing nanocarriers, in addition to visual and skin health, problems related to the lack of useful natural additives and insolubility of food products can be eliminated.

    Keywords: Enrichment, Cryoprotectants, Sensory evaluation, Lipid nanocarrier, Zeaxanthin
  • Zeinab Karbalaei Pazoki, Amir reza Javanmard, Sayed mostafa Hosseini *, Shiva Irani, Bahram Mohammad soltani Pages 49-59

    Resistance to chemotherapy drugs always has been an obstacle in the definitive treatment of cancers. Therefore, the discovery of molecular events leading to drug resistance improves therapeutic methods. Non-coding RNAs (ncRNAs) are a group of molecules that regulate intracellular events, including carcinogenesis and drug resistance pathways. For example, the competitive network of endogenous ncRNAs (ceRNA) regulates the mRNA expression of target genes by binding to miRNAs and limiting their regulatory effect. So far, limited studies have been reported on the role of ceRNA in drug resistance in ovarian cancer. In this study, large-scale RNAseq sequencing data obtained from cisplatin-resistant and sensitive cells were used to search for ceRNAs that are possible regulators of drug resistance in ovarian cancer. For this purpose, the A2780 sensitive and resistant cisplatin ovarian cancer cell line was selected, and the SRA data prepared by RNAseq method was screened. During this process, lncRNAs, microRNAs and mRNAs with expression changes were separated and classified. In the bioinformatic analysis of resistant and sensitive cells, 16 mRNAs, 10 lncRNAs, and 149 miRNAs were overexpressed, and 622 mRNAs, 263 lncRNAs, and 177 miRNAs were underexpressed. These genes were involved in 57 cellular pathways, and by mapping the regulatory ceRNA network, ZNRF3-AS1-miR-33-DUSP1 and ZNRF3-AS1-miR33-HSPA2 axes were identified as potential ceRNA networks involved in cisplatin-resistant ovarian cancer.

    Keywords: Drug resistance-, Cisplatin, Ovarian cancer, ceRNA
  • Seyedeh Hajar Hassani, Hassan Firoozi Bereshneh, Valiollah Babaeipour * Pages 60-72

    In this study, the wheat germ was fermented with industrial bakery yeast powder to produce FWGE with high 2,6-DMBQ content in a Bench-scale bioreactor by scale-up approach. The 2,6-DMBQ content of FWGE was increased by optimizing the three initial variables of pH, fermentation temperature, and agitation rate at two levels using the Taguchi method. The 2,6-DMBQ content of the samples was determined at 14, 16, and 18 hours of the fermentation process. Then, the results were analyzed by Qualitek software. The effect of centrifugation speed on turbidity and the yeast's number in the final supernatant was then investigated. Finally, the supernatant was dried by spray dryer with an inlet temperature of 120 °C and outlet temperature of 70°C, and the amount of active 2,6-DMBQ, pH, moisture, and ash was determined. Under optimal conditions: initial pH of 6, fermentation temperature of 32 °C, and agitation rate of 80 rpm, maximum 1.527 mg of 2,6-DMBQ per gram of FWGE obtained. The separation results showed that the centrifugation rate doesn't have a significant effect on the final turbidity and the number of yeasts left, and thus 3000 g was selected as the optimal speed. However, because of the high content of yeast in the supernatant, filtration was required after centrifugation. Due to the high speed of sample drying, the low moisture of the final product, and high efficiency on an industrial scale, the samples were dried using a spray dryer. Finally, the moisture, protein, ash, and pH of the final product were measured.

    Keywords: 2- 6-DMBQ, Baker yeast, Bioreactor, Fermented Wheat Germ, Fermentation
  • Leila Pourhang, Zahra Ghorbanzadeh, Mehrbanoo Kazemi Alamuti, Seyyed Mohammad Mousavi Pakzad, Elahe Moatamed, Mona Mapar, Aliakbar Ebadi, Mohammad Reza Ghaffari*, Katayoun Zamani, Ghasem Hosseini salekdeh, Behzad Ghareyazie, Motahhareh Mohsenpour * Pages 73-88

    Production of drought tolerant crop is an important strategy for avoiding water scarce crisis. Improvement of the root structure leading to the higher yield and seed quality. In this study, three genes affecting root structure, drought tolerance and phosphorous absorbance are used in producing hybrid constructs used for the rice transformation. Three genes: a serine/threonine protein kinase (PSTOL1), a gene from the cytokinin oxidase/dehydrogenase family (OsCKX4) and a transcription factor induced under stress from the NAM-ATAF-CUC family (OsNAC5) isolated from the rice wild cultivars are cloned under separate regulatory elements in the T-DNA region of the Agrobacterium binary vector. OsNAC5 gene was cloned under RCc3 root specific promoter and PSTOL1 gene under ubiquitin promoter. Also, OsCKX4 gene was cloned once under ubiquitin promoter and once under RCc3 promoter. Two hybrid multi-gene constructs named pUhrN5CkPstol and pUhrCkPstol harboring multiple genes are synthetized and used for the gene transformation into the Hashemi cultivar. Gene transfer was done to callus obtained from mature rice seeds. Transgenic plants were confirmed using PCR analysis. From the number of 107 regenerated plants in which the presence of transgenes was proved, 14 transgenic events were finally obtained. Root structure of the T0 plants showed drastic phenotypic difference in comparison to the non-transgenic ones. By now, one transgenic event harboring CKX4 and PSTOL1 is confirmed to have a homozygous line in T2 generation. It is hoped that genetic engineering of rice for enhanced root structure lead to drought tolerance, reduce water consumption and improve yield under stress conditions.

    Keywords: Cytokinin oxidase, dehydrogenase, Multi-gene transformation, Rice genetic engineering, serine, threonine protein kinase, transcription factor induced under stress
  • Zeinab Vanak, Sedigheh Asad *, Seyed Mohammad Mehdi Dastgheib Pages 89-98

    Phenols are organic and highly toxic compounds commonly found in the effluents of various industries due to their wide range of applications. The inhibitory effect of phenol at high concentrations, as well as the high salinity of industrial effluents, poses a serious challenge for treatment by microorganisms. One of the most common approaches to overcome this problem is the immobilization of phenol-degrading microorganisms. The aim of this study was to study the immobilization effect on the phenol removal efficiency of native Janibacter halotolerant bacterium. For this purpose, mica was used as a carrier for bacterial immobilization and the protein concentration assay was applied to determine the immobilization efficiency. The phenol removal by free and immobilized cells was studied as well as the effect of different parameters on phenol removal efficiency. The immobilization efficacy on mica was %68.75, based on protein concentration measurements. The removal time of 100 mg/L phenol by suspended cells was 88 h, while the immobilized cells degraded it in 40 h. Immobilized cells, unlike free cells, were able to remove phenol at lowered temperatures up to 16℃ , salt concentrations greater than 7/5%, and pH levels below 7/5 and above 8/5. Similar results regarding the superior performance of immobilized cells have been obtained in other studies. As a result, the immobilization process considerably improves the efficiency of phenol removal and makes the cells resistant to harsh environmental conditions by protecting the cells from the toxic effects of phenol.

    Keywords: Bacterial immobilization, Phenol removal, Janibacter sp., Mica
  • Fatemeh Bozorgmehr, Mehdi Zeinoddini *, Abbas Azimifard, Noor Mohmmad Danesh Pages 99-116

    Aptamers or chemical antibodies are mostly nucleic acid sequences that can bind to various diverse targets including small molecules, large molecules, and cells. Among the advantages of aptamers compared to antibodies, we can mention the in vitro production process, the possibility of choosing aptamers against toxic and non-immunogenic molecules, long-term storage, and much lower production costs. Aptamers can also be easily modified or stabilized, and their synthesis is associated with high purity and reproducibility, they are chemically stable, and due to their nucleic acid structure, they are much more flexible than antibodies, and they can be used in the form of molecular beacons probes, a combination of use aptamer-target interaction and nucleic acid amplification to achieve highly sensitive detection ranges. These interesting features have made aptamers ideal diagnostic elements for analytical tools such as biosensors, colorimetric methods, surface plasmon resonance, and lab-on-a-chip. However, all these methods require skilled workers and laboratory-based instruments, thus limiting their application. In this regard, lateral flow assay or paper strip kits provide fast and reliable results and only require user intervention in the sample addition phase. Due to their simplicity is widely used in various fields including medicine, food product quality inspection, and environmental safety. In this work, while introducing aptamers, , an overview of its unique application in lateral flow assay and the future of this technology should be studies.

    Keywords: Aptamer, Antibody, Detection, Assay, Biosensing
  • Farkhondeh Rezanejad *, Elaheh Abolhassani, Farzad Ganjalikhani Hakemi Pages 117-129

    Flowering transition is one of the most important developmental processes of higher plants, which is controlled by endogenous and external environmental signals. These signaling cues are perceived in leaves and shoot apical meristem (SAM) to induce flower formation. APETALA1 (AP1) is one of floral meristem identity genes that regulate the specification and formation of floral meristems and is required for sepals and petals formation. In this study, the expression of this gene in different organs of Eruca sativa as well as the effect of brassinosteroids (BRs) on flowering and the gene expression was investigated. RNA was extracted from different organs and first-strand cDNA was synthesized. Specific primers were designed based on the sequence alignment of AP1 isoform genes from other plants. In the vegetative stage, no expression was observed in different organs. Brassinosteroid treatment from 28 days (vegetative stage) to flower buds formation caused early flowering, so that the treated plants flower about 10 days earlier than the control. In addition, plant size and its organs were larger in plants treated with brassinosteroids. Evaluation of EvsAP1 gene expression in reproductive phase showed its expression in flower buds, sepals and petals but no was seen in roots, stems, leaves, stamen and gynocium. Also, the onset of expression of this gene was observed earlier, indicating that the transition to flowering and flower bud formation occurs faster in treated plants; therefore, expression occurs earlier. However, expression levels did not affected by brassinosteroids and no significant difference was observed between treated and control samples.

    Keywords: Flower bud, adult flower, Arugula, vegetative period
  • Sahar Karimi, Shahram Nazarian, Fattah Sotoodehnejadnematalahi, Roohollah Dorostkar, Jafar Amani * Pages 130-141

    Given the global epidemic of COVID-19, it is important to design a vaccine for prevention. The virus belongs to the beta-coronavirus family and forms appendages on the surface of the glycoprotein spike virus membrane. Studies on SARS-CoV-1 and related MERS-CoV vaccines have shown that the spike protein on the virus surface is a suitable target for the vaccine. In this experimental study, we compare the recombinant fragment of spike protein (rfsp) expressed in the eukaryotic host CHO-K1 cell and prokaryotic E. coli in terms of immunogenicity, neutralizing activity, and epitopes recognition Similar to the virus strain and the ability to bind to the serum of improved patients, in two types of alpha and delta variants. The results showed that both rfSP proteins are a potential new antigen candidate for the development of the Covid 19 vaccine, but the CHO cell maintains the biological activity of the protein by performing post-translational modification processes such as glycolysis. This increases the present likelihood of developing virus-like epitopes and increases the titer of rfsp-specific antibodies in the serum of immunized mice. Therefore, priority is given to rfsp expressed in CHO cells to evaluate vaccine efficacy.

    Keywords: COVID-19, vaccine, spike protein, glycolysis, CHO-K1 cell
  • Vahab Jafarian *, Elahe Karimipour Pages 142-153

    Nowadays, the peptides and proteins possessing anti-cancer, anti-allergic and anti-inflammatory properties are used for disease treatment. Brazzein is a sweet protein containing 54 amino acids and according to reports, it has anti-cancer properties based on sequence and structurehas sequence. In this study, the role of position 40 aspartate in the structure and function of wild brazzein protein and mutants as well as the anti-cancer properties of the peptides obtained on the TLR5 receptor were investigated. For this, several models of mutated forms were designed and constructed using Modeller.v.9.20 software. Then, the accuracy of the models and the physico-chemical properties of wild type (WT) and mutants of D40N, D40R and D40Deletion were evaluated using various bioinformatics servers and softwares including ProtParam, ProtScale, SAVES, PIC, ModEval, and PredyFlexy. For predicting anticancer properties, the sequence of WT protein and mutants was examined and compared using ACPred and iACP servers. The quality and analysis of WT protein and mutants binding as a ligand with TLR5 receptor, triggering an anti-cancer signaling pathway, were investigated through molecular docking using HADDOCK software.The results of bioinformatics parameters analysis indicated the possibility of improving the stability of brazzein structure and function, and the probability of increasing the available surface to bind to the receptor. Moreover, based on the results of molecular docking analyses, the ability binding TLR5 receptor was higher in D40R than the other proteins indicating an increased probability in anti-cancer properties of the mutant.

    Keywords: Anti-cancer property, Molecular docking, Sweet protein, Site-directed mutagenesis, Thermostability