به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « Molecular farming » در نشریات گروه « بیوتکنولوژی و ژنتیک گیاهی »

تکرار جستجوی کلیدواژه «Molecular farming» در نشریات گروه «کشاورزی»
  • مژگان سلیمانی زاده*، مختار جلالی جواران، عبدالرضا باقری، مهدی بهدانی

    زراعت مولکولی در سه دهه ی اخیر به عنوان یک استراتژی جایگزین و مقرون به صرفه برای تولید موفق صدها پروتیین نوترکیب دارویی در مقیاس بالا با استفاده از گیاهان ظهور کرده است. از آنجا که سلول های توموری برای رشد و تهاجم به رگزایی نیاز دارند، لذا هدف گیری مهمترین فاکتور رگزایی یعنی فاکتور رشد اندوتلیال عروقی (VEGF) با استفاده از پروتیین نوترکیب دارویی Anti-VEGF بیان شده در گیاه می تواند به عنوان یک رویکرد موثر برای مهار رگزایی و درمان سرطان عمل نماید. یکی از مشکلات اصلی برای تجاری سازی زراعت مولکولی سطح بیان پایین پروتیین نوترکیب می باشد. بنابراین رویکردهای متعددی از جمله استفاده از پیش برنده های قوی رونویسی، بهینه سازی کدونی توالی پروتیین، هدف گیری درون سلولی مناسب و آزمون سیستم های بیانی مختلف مبتنی بر گیاه برای افزایش بیان پروتیین ایجاد شده است. در این مقاله، اثر هدف گیری آپوپلاستی و شبکه آندوپلاسمی روی تجمع پروتیین نوترکیب Anti-VEGF در گیاه کدو بررسی شد. بدین منظور، آنالیزهای مولکولی مختلف (RT-PCR، Dotblot،SDS-PAGE ، Westernblot و ELISA) انجام شد. نتایج نشان داد که هدف گیری به شبکه آندوپلاسمی می تواند منجر به تجمع بالاتر پروتیین نوترکیب (شش برابر) نسبت به آپوپلاست شود. بنابراین شبکه آندوپلاسمی می تواند مکان مناسب تری برای بیان پروتیین نوترکیب هدف و سایر پروتیین های نوترکیب دیگر نسبت به آپوپلاست باشد.

    کلید واژگان: پروتئین نوترکیب, رگزایی, زراعت مولکولی, شبکه آندوپلاسمی, هدف گیری درون سلولی}
    Mojgan Soleimanizadeh*, Jalali Javaran Mokhtar, Bagheri Abdolreza, Mahdi Behdani

    In the last three decades, molecular farming has emerged as an alternative and cost-effective strategy for the successful production of hundreds of large-scale pharmaceutical recombinant proteins using plants. Because tumor cells need angiogenesis to grow and invade, therefore, targeting the most important angiogenic factor (vascular endothelial growth factor, VEGF) using the plant-based recombinant anti-VEGF can be an effective approach to inhibit angiogenesis and cancer treatment. The low expression level of recombinant protein is one of the major obstacles for the commercialization of molecular pharming. Therefore, numerous techniques have been developed to enhance protein expression, including codon optimization of protein sequences, appropriate subcellular targeting; the use of strong promoters, and the testing of different plant-based expression systems. In this paper, we investigate the effect of apoplast and endoplasmic reticulum (ER) targeting on Anti-VEGF recombinant nanobody accumulation in cucurbit plant. for this purpose, different molecular analyzes (RT-PCR, Dotblot, SDS-PAGE, Westernblot and ELISA) were performed and the results showed that ER targeting increased protein expression about 6-fold compared to its expression in the apoplast. Therefore, the ER is a more suitable site for expression of the target recombinant protein and other recombinant proteins than for apoplast.

    Keywords: Angiogenesis, Endoplasmic reticulum, Molecular farming, Subcellular targeting, Recombinant protein}
  • مهسا صدری، مختار جلالی جواران*، مژگان سلیمانی زاده
    این تحقیق به‎منظور بررسی اثر الیسیتور متیل جاسمونات (MeJA) روی تجمع پروتئین های نوترکیب GFP و Anti-VEGFR2 انجام شد. ابتدا به منظور ارزیابی اثر MeJA و روزهای نمونه برداری پس از مایه کوبی روی بیان GFP در کلزا و توتون آزمایش فاکتوریلی در قالب طرح کاملا تصادفی انجام شد. برای تایید رونویسی ژن GFP در سطح RNA، RT-PCR و آزمون qRt-PCR انجام شد. آزمون الیزا برای بررسی اثر الیسیتور روی تجمع GFP و Anti-VEGFR2 انجام شد. به منظور تایید بیان ژن GFP در سطح پروتئین و سپس تعیین بهترین ترکیب تیماری، بیان ژن GFP تحت تاثیر تمام ترکیبات با استفاده از الیزا بررسی شد. سپس بهترین ترکیب تیماری برای بررسی تجمع Anti-VEGFR2 استفاده شد. بیان GFP به طور معنی داری با استفاده از ترکیب M1D10 (بهترین ترکیب تیماری) در هر دو گیاه افزایش یافت. این افزایش در گیاه کلزا بیشتر از توتون بود. بنابراین بهترین ترکیب تیماری برای بیان ژن Anti-VEGFR2 در گیاهان کلزا استفاده شد. در آزمایش qRT-PCR سطوح رونوشت GFP و Anti-VEGFR2 هیچ گونه تفاوت معنی داری بین تیمارهای شاهد و بهینه نشان نداد، اما مقدار پروتئین Anti-VEGFR2 تجمع یافته در تیمارهای بهینه شده بیشتر از کنترل بود. توضیح ساده برای تجمع افزایش یافته نانوبادی Anti-VEGFR2 و GFP کاهش بیان پروتئین RuBisCO در برگ ها و در نتیجه افزایش دسترسی منابع متابولیکی و سلولی برای تولید پروتئین های با فراواتی کمتر (از جمله پروتئین های نوترکیب) می‎باشد. این تحقیق نشان داد که الیسیتور تجمع هر دو پروتئین نوترکیب GFP و Anti-VEGFR2 را افزایش می دهد.
    کلید واژگان: الیسیتور, بیان موقت, پروتئین نوترکیب, زراعت مولکولی}
    Mahsa Sadri, Mokhtar Jalali Javaran *, Mojgan Soleimanizadeh
    This study was performed to investigate the effect of methyl jasmonate (MeJA) elicitor on green fluorescent protein (GFP) and Anti vascular endothelial growth factor (Anti-VEGFR2) proteins accumulation. A factorial experiment based on completely randomized design (CRD) was performed primarily to evaluate the effect of MeJA and days after inoculation on GFP expression in Brassica napus and Nicotiana benthamiana. RT-PCR and qRt-PCR assay was performed for GFP gene transcription confirmation at mRNA level. ELISA was done to investigate effect of the elicitor on GFP and Anti-VEGFR2 accumulation. The optimum treatment combination was then used to check Anti-VEGFR2 accumulation. GFP expression was significantly enhanced using M1D10 combination (the best treatment combination) in the two plants. This increase was greater in Brassica napus than in Nicotiana benthamiana. GFP and Anti-VEGFR2 transcript levels showed no significant differences between the optimized and control treatments in the qRT-PCR experiment, but the quantity of Anti-VEGFR2 protein accumulated in optimized treatments was higher than in control. A simple explanation for the improved accumulation of GFP and Anti-VEGFR2 would be a low ‘sink pressure’ on amino acid pools towards RuBisCO biosynthesis in RuBisCO-depleted leaves, and a resulting increased availability of metabolite and cellular resources for the production of less abundant (e.g., recombinant) proteins. This research showed that MeJA elicitor increased the accumulation of both proteins.
    Keywords: Elicitor, GFP, Molecular farming, Recombinant Protein, Transient expression}
  • یوسف شرفی*، مختار جلالی جواران، محمدصادق ثابت
    هدف

    فعال کننده پلاسمینوژن بافتی (rtPA) یکی از مهم ترین داروها در درمان بیمارهای قلبی است. این دارو به صورت پروتئین نوترکیب در سیستم های بیانی تولید می شود که هزینه های تولید بسیار بالایی دارد. سیستم بیان موقت به دلیل بیان زیاد، سرعت بالا، هزینه پایین و عدم تاثیرپذیری مکانی جهت بیان پروتئین بسیار مناسب می باشد. با این وجود مشخص شده است که خاموشی پس از رونویسی حاصل از کمپلکس RISC بر میزان بیان پروتئین نوترکیب تاثیر می گذارد. یکی از مهم ترین سرکوب کننده‏های خاموشی RNA شناخته شده در گیاهان، پروتئین P19 می‏باشد که از طریق میل ترکیبی زیادی که با siRNA دو رشته‏ای دارد به آن متصل می گردد و آن را تجزیه می کند و مانع خاموشی ژن می گردد. هدف از مطالعه حاضر بررسی تاثیر بیان هم زمان ژن P19 بر بیان ژن فعال کننده پلاسمینوژن بافتی (rtPA) در سطح رونویسی و پروتئین در گیاه توتون Nicotiana benthamiana بود.

    مواد و روش ها

    در تحقیق حاضر میزان بیان ژن rtPA در سطح رونویسی و پروتئین مورد بررسی قرار گرفت. در این تحقیق از تزریق هم زمان اگروباکتریوم حاوی ناقل دوتایی pCAMBIA1304-rtPA و اگروباکتریوم حاوی ناقل pCAMBIA1304-P19 در مقایسه با اگروباکتریوم حاوی تنها ناقل بیانی pCAMBIA1304-rtPA استفاده شد. نمونه های برگی در روزهای 4، 7 و 10 روز پس از تلقیح با آگروباکتریوم تهیه شدند. سپس میزان رونویسی و پروتئین با استفاده از آزمون ReaTime PCR و الایزا محاسبه شد.

    نتایج

    نتایج آزمون Real Time PCR حاکی از افزایش 34 درصد میزان رونویسی ژن rtPA در حضور P19 نسبت به شاهد بود. بیشترین میزان رونویسی از ژن های P19 و rtPA باگذشت چهار روز از تلقیح گیاهان با اگروباکتریوم حاصل شد. نتایج الایزا نشان داد که میزان بیان پروتئین rtPA در حضور ژن P19 در روز هفتم و دهم پس از تلقیح به ترتیب 89 و 84 میکروگرم بر گرم وزن تر برگ بود که در مقایسه با شاهد به ترتیب به میزان 12 و 15 درصد بیشتر بود.

    نتیجه گیری کلی

    نتایج نشان داد که کاربرد P19 علاوه بر سرکوب خاموشی ژن، می تواند برای دست یابی به بیان در سطح بالا موثر باشد.

    کلید واژگان: اگروباکتریوم, بیان موقت, زراعت مولکولی, سرکوب کننده خاموشی ژن}
    Yousef Sharafi *, Mokhtar Jalali Javaran, Mohammad Sadegh Sabet
    Objective

    Tissue plasminogen activator is one of the most important drugs in the treatment of heart disease. This drug is produced in the expression system as a recombinant protein that has high production costs. Transient expression system is very suitable for protein expression because of its high expression, high speed, low cost and no spatial effect. Post-transcriptional silencing has been shown to affect expression levels. Therefore, the aim of this study was to investigate the effect of simultaneous expression of P19 silencing suppressor gene on transient expression of recombinant tissue plasminogen activator (rtPA) at transcriptional and protein levels in Nicotiana benthamiana. 

    Material and methods

    To serve this purpose, the expression proportion of injected Agrobacterium tumefaciens containing a binary vector pCAMBIA1304-rtPA with agrobacterium containing pCAMBIA1304-P19 have been studied comparison with the expression level from Agrobacterium containing only the binary vector pCAMBIA1304-rtPA. Leaf samples were prepared on 4, 7, and 10 day post-inoculation with Agrobacterium. Transcription and then protein levels were calculated using the Real Time PCR and ELISA tests. 

    Results

    The results of Real Time PCR test showed that rtPA transcript increased in the presence of P19. Also, 4 days after plant inoculation, the highest transcript levels were obtained from p19 and rtPA genes. ELISA results showed that the expression of rtPA protein in the presence of P19 was 89 and 84 µg.g-1 leaf weight at the 7 and 10 day after inoculation, respectively. This expression was 12 and 15% higher than of when agrobacterium-containing pCAMBIA1304-rtPA vector alone was used, respectively.

    Conclusion

    The results showed that the use of transient expression method could be a suitable method for rtPA protein production.

    Keywords: Agrobacterium, Transient expression, Molecular Farming, Silencing Suppressor}
  • مژگان سلیمانی زاده*، عبدالرضا باقری، مختار جلالی
    هدف

    تقاضا برای پروتئین های نوترکیب دارای مصارف دارویی به طور چشمگیری در حال افزایش می باشد؛ تا حدی که صنعت داروسازی سنتی به تنهایی جوابگوی این تقاضا برای نسل های حال و آینده نخواهد بود. طی دو دهه گذشته بیوراکتورهای گیاهی به دلایل متعدد محبوبیت بیشتری نسبت به سایر روش های سنتی به دست آورده اند، از جمله این دلایل می توان به مقیاس پذیری، سرعت بالای تولید، قیمت پایین تولید، توانایی انجام تغییرات پس از ترجمه و ایمنی زیستی آن ها اشاره کرد. تاکنون تعداد زیادی از پروتئین های دارویی مهم با استفاده از فناوری زراعت مولکولی تولید شده اند. در این مقاله سعی شده است که ضمن معرفی مختصری از تاریخچه زراعت مولکولی، انواع سیستم‎های بیانی مبتنی بر گیاهان و چالش های زراعت مولکولی، راهکارها و راهبردهای مناسب برای حل چالش های این حوزه مورد بحث و بررسی دقیق کارشناسی قرار گیرد.

    نتایج

    علی رغم پیشرفت های بسیار امیدوار کننده در حوزه زراعت مولکولی هنوز با دو چالش جدی مواجه هستیم؛ سطوح تجمع ناکافی پروتئین های نوترکیب و فقدان روش های تخلیص کارآمد، که لازم است مورد توجه جدی قرار گیرند. برای دستیابی به سطوح بالای تولید، فاکتورهای متعددی از قبیل: انتخاب پیشبرنده یا عناصر افزایش دهنده مناسب، بهینه سازی کدونی، هدف گیری مناسب درون سلولی، استفاده از رویکرد پروتئین الحاق شونده و غیره بایستی در نظر گرفته شوند. در صنعت داروسازی به طور معمول، از روش های کروماتوگرافی برای تخلیص پروتئین های نوترکیب استفاده می شود. کاربرد این روش ها به دلیل مقیاس پذیری، هزینه و مشکلات آلودگی ستون برای تخلیص پروتئین های نوترکیب مشتق شده از گیاه، دارای محدودیت های زیادی می باشند.

    نتیجه گیری

    رویکردهای پروتئین الحاق شونده نه تنها برای افزایش عملکرد پروتئین های نوترکیب مشتق از گیاه بلکه برای تسهیل مراحل خالص سازی توسعه یافته اند.

    کلید واژگان: بیوراکتورهای گیاهی, خالص سازی پروتئین نوترکیب, دنباله های الحاق شونده به پروتئین, زراعت مولکولی}
    Mojgan Soleimanizadeh *, Mokhtar Jalali Javaran, Abdolreza Bagheri
    Objective

    The demand for recombinant proteins with therapeutic use is dramatically increasing; so that the traditional pharmaceutical industry will not be alone to answer the demand for now and upcoming generations. During the past two decades, plant bioreactors has gained more popularity over other conventional methods for several reasons. Among these reasons are scalability, high production rates, low production costs, ability to perform post‐translational modifications, and biosafety of the bioreactor. So far, many important pharmaceutical proteins have been produced using molecular farming technology. In this paper, it has been tried besides a brief description of molecular farming history, types of plant-based systems and molecular farming challenges, appropriate strategies and methods to solve the challenges in this field were being discussed and reviewed.
     

    Results

    Despite the very promising advances in the field of molecular farming, we still face two serious challenges which needs to be taken seriously; insufficient accumulation levels of recombinant proteins and lack of efficient purification methods. To achieve the high levels of production, several factors should be taken into consideration, such as choice of a suitable promoter or enhancer elements, codon optimization, appropriate subcellular localization, the use of fusion tags and etc. Chromatography methods are routinely used in the pharmaceutical industry for protein purification. Application of these methods has a lot of restrictionsduo to scalability, cost and column pollution problems for purification of plant-derived pharmaceutical proteins.
     

    Conclusions

    Various fusion protein strategies have been developed not only to increase the yield of plant-derived recombinant proteins, but also to facilitate purification steps.

    Keywords: Molecular Farming, Plant bioreactors, Protein fusion tags, Recombinant protein purification}
  • بلال دهقانی، امیر موسوی*، صادق حسن نیا، علی هاتف سلمانیان، علی شرفی، محمدرضا افتخاریان قمصری
    با توجه به افزایش جمعیت جهان، امروزه تقاضا برای تولید پروتئین های نوترکیب در بافت های گیاهی در حال افزایش است. ریشه های موئین بخاطر زیست توده و ثبات ژنتیکی بالا به عنوان بافت هدفی مناسب مدنظر می باشند. گلیکوپروتئین تنظیمی BMP2، به عنوان یکی از مهمترین فاکتورهای رشد با کاربرد درمانی و تحقیقاتی در مهندسی بافت مطرح می باشد. انتخاب میزبان گیاهی مناسب، بافت مطلوب و سازه ژنی مناسب، از عوامل مهم در بالا بردن میزان تولید پروتئین نوترکیب است. در راستای حصول این هدف، در مطالعه حاضر تولید پروتئین نوترکیبBMP2 در ریشه های مویینه تراریخت گیاهان توتون و کلزا مورد بررسی قرار گرفت. برای تهیه سازه ژنی، در بالادست ژن BMP2، توالی هایUTR) TMV (5? و KOZAK جهت افزایش بیان و در پایین دست ژن، توالی شش تایی هیستیدینی جهت تخلیص پروتئین و توالیKDEL بعنوان سیگنال نگهدارنده پروتئین درشبکه اندوپلاسمی تعبیه شدند. این توالی ژنی تحت کنترل پیشبرنده CaMV 35Sبیان شد. برای انتقال سازه ژنی مذکور به ریز نمونه های برگی توتون یک ماهه به عنوان گیاه مدل و انتهای کوتیلدونی کلزا شش روزه به عنوان یک گیاه زراعی از باکتری Agrobactrium rhizogenes استفاده گردید. پس از رشد ریشه های موئین و غربالگری آن ها به روش PCR ، تایید درسطح رونویسی با روش RT-PCR انجام گرفت. در عین حال، تایید بیان پروتئین نوترکیب در میزبان با روش های آزمون الایزا و لکه گذاری وسترن صورت پذیرفت. نتایج این تحقیق بیان گر کارایی بالای سیستم ریشه های مویینه برای تولید فاکتورهای نوترکیب درمانی می باشد، که استفاده از آنها را در رآکتورهای زیستی مطرح می سازد.
    کلید واژگان: پروتئین نوترکیب, BMP, کشاورزی مولکولی, توتون, ریشه موئین, کلزا}
    Balal Dehghani, Amir Mossavi *, Sadegh Hassannia, Ali Hatef, Ali Sharafi, Mohammadreza Eftekharian
    Today, demand for production of recombinant proteins in different tissues of transgenic plants is increasing day by day. Meanwhile, hairy roots are under consideration due to their high levels of biomass and high genetic stability as appropriate target tissue. Among pharmaceutical proteins, regulatory glycoproteins, are proposed as one of the most important growth factors with therapeutic and research applications in tissue engineering. Selection of proper host species, plant tissue and desirable gene, are of the most important factors to elevate the levels of recombinant protein production. In order to achieve this goal, in the present study, production of recombinant protein BMP2 in transgenic hairy roots of tobacco and canola were investigated. For optimal transgene expression, TMV (5’-UTR) and KOZAK sequences were inserted upstream the BMP2 gene to increase expression level, furthermore, six-histidine sequence for protein purification and KDEL sequence as ER retention signal protein were inserted downstream of the target gene. The transgene was designed to be under the control of CaMV 35S promoter. One-month old tobacco leaf explants and six-day-old cotyledons of canola were transformed with Agrobacterium rhizogenes carrying the construct. Transformed hairy roots that grew well in the medium were confirmed by gPCR analysis for transgene integration. Moreover, to verify mRNA transcription as well as protein production, RT-PCR, ELISA and western blot analyses were performed. The results of this study demonstrated the efficiency of the current systems for the production of rhBMP2 is tobacco hairy roots suggesting them as an efficient bioreactor.
    Keywords: Recombinant Protein, BMP2, Molecular Farming, Tobacco, Hairy Root, Rapeseed}
  • مژگان سلیمانی زاده، عبدالرضا باقری، مختار جلالی جواران *، علیرضا سیفی، مهدی بهدانی، فاطمه کاظمی لمعه
    گیاهان به دلایل متعددی به عنوان بیوراکتورهای ارزشمند برای تولید انواع پروتئین های نوترکیب (به ویژه آنتی بادی های مونوکلونال و...) می توانند مورد بهره برداری قرار گیرند. استفاده از ناقل های ویروسی گیاهی برای بیان موقت، یک استراتژی مفید برای تولید پروتئین های مهم دارویی از قبیل آنتی بادی ها در مقیاس بالا و در یک دوره زمانی خیلی کوتاه پیشنهاد می شود. امروزه، سرطان دومین عامل مرگ و میر در جامعه بشری است. شواهد قانع کننده نشان می دهد که فاکتور رشد اندوتلیال عروقی (VEGF) به دلیل نقش ضروریش در رگزایی یک هدف مهم برای درمان سرطان می باشد. در این مطالعه قطعات مختلف نانوبادیAnti-VEGF (Nb42) به طور موقت تحت کنترل راه انداز قوی ویروسی در گیاه کدو با استفاده از ناقل ویروسی مبتنی بر ZYMV بیان گردید. این قطعات شامل توالی معمولی نانوبادی (Nb42I) و توالی بهینه شده نانوبادی برای بیان در گیاه (Nb42II) بودند. پس از مایه کوبی گیاهان، حضور رونوشت های قطعات مختلف ژنی Nb42 در گیاهان مایه کوبی شده کدو با استفاده از آزمون RT-PCR شناسایی گردید. همچنین بیان پروتئین نوترکیب با استفاده از آزمون های لکه گذاری نقطه ای، SDS-PAGE، لکه گذاری وسترن و الایزا تائید گردید. بر اساس نتایج الایزا، میزان بیان نانوبادی Nb42Iو Nb42II به ترتیب 2 و 8/6 میکروگرم در هر گرم بافت برگی بود. در مجموع، نانوبادی نوترکیب Nb42 می تواند به طور موثر در گیاه کدو بیان گردد و سیستم بیانی مبتنی بر ZYMV یک سیستم تولیدی مناسب برای بیان پروتئین های نوترکیب در گیاهان خانواده کدوئیان خواهد بود.
    کلید واژگان: بیان موقت, بهینه سازی کدونی, زراعت مولکولی, ناقل ویروسی, نانوبادی}
    Mozhgan Soleymanizadeh, Abdolreza Bagheri, Mokhtar Jalali *, Alireza Seyfi, Mahdi Behdani, Fatemeh Kazemi
    Plants can be exploited for the production of various recombinant proteins as valuable bioreactors because of many reasons. The use of plant viral vectors for the transient expression offers as a useful strategy for the large-scale production of proteins with pharmaceutical importance, such as antibodies within a very short time period. Today, cancer is the second cause of death in human society. Compelling evidence suggests that vascular endothelial growth factor (VEGF), due to its essential role in angiogenesis, is a critical target for cancer treatment. In This study, Anti-VEGF (Nb42) nanobody different fragments were transiently expressed under the control of a viral strong promoter in cucurbit plant using ZYMV-based viral vector. These fragments included natural nanobody sequence (Nb42I) and optimized nanobody sequence (Nb42II) for expression in plant. After inoculation of plants, the presence of transcripts of the Nb42 gene fragments in cucurbit inoculated plants was detected by using RT-PCR. Also, the recombinant protein expression was confirmed by Dot blotting, SDS-PAGE, Western blotting and ELISA. Based on the ELISA results, the expression level of Nb42I and Nb42II nanobody fragments was 2 and 6.8 μg/g of leaf tissue respectively. Taken together, recombinant Nb42 nanobody could be efficiently expressed in cucurbit plant and ZYMV-based expression system would be an appropriate platform for production of recombinant proteins in cucurbit plants.
    Keywords: Transient expression, Codon optimization, Molecular farming, Viral vector, Nanobody}
  • کبری نعلبندی، اصغر میرزایی اصل، لیلا خدایی، غلام خداکرمیان
    کشاورزی مولکولی به تولید پروتئین های دارویی و آنزیم های صنعتی توسط گیاهان از طریق مهندسی ژنتیک اطلاق می شود. آنزیم T7RNA پلیمراز یکی از مهمترین آنزیم هاست که به طور وسیعی در زمینه های مختلف بیوتکنولوژی و زیست شناسی سلولی و مولکولی، از قبیل سنتز و مطالعه ساختار و عملکرد RNA ها در شرایط آزمایشگاهی استفاده می شود. RNAهای سنتز شده در شرایط آزمایشگاهی در هیبریداسیون، ریزآرایه، آزمایشات RNAiو RNAآنتی سنس کاربرد دارد. این آنزیم همچنین در سیستم های بیانی وابسته به پیشبر و خاتمه دهنده T7 کاربرد فراوان دارد. آنزیم T7RNA پلیمراز یک آنزیم باکتریوفاژی بوده و فعالیت اصلی آن در سیتوپلاسم می باشد. تحقیق حاضر جهت همسانه سازی، انتقال ژن آنزیم T7RNA پلیمراز به هسته سلولهای یوکاریوتی و تولید آن در گیاه توتون انجام گرفت. آغازگرهای مناسب از روی توالی ژن T7RNA پلیمراز به همراه توالی های مناسب برای آنزیم های برشی، طراحی و ژن T7RNA پلیمراز مورد نظر پس از جداسازی در ناقل بیانیpCAMBIA1304 همسانه سازی شد. به منظور اطمینان از همسانه سازی، سازه تهیه شده با استفاده از PCR، هضم آنزیمی و توالی یابی بررسی شده و همردیفی آن در بانک اطلاعاتی اسیدهای نوکلئیک تایید گردید. سپس، سازه نوترکیب به کمک سویه LB4404 آگروباکتریوم به گیاهان توتون منتقل و گیاهان تراریخته بر روی محیط های کشت انتخابی حاوی آنتی بیوتیک های هیگرومایسین و سفوتاکسیم، باززا شدند. حضور و بیان ژن T7RNA پلیمراز در گیاهان تراریخته با روش های PCR وRT- PCR تایید شد.
    کلید واژگان: آنزیم T7RNA پلیمراز, همسانه سازی, انتقال ژن, توتون, کشاورزی مولکولی}
    Kobra Nalbandi, Asghar Mirzaie Asl, Leila Khodaei, Gholam Khodakaramian
    Molecular farming refers to the production of pharmaceutical proteins and industrial enzymes in plants by genetic engineering. T7RNA Polymerase is one of the most important enzymes which is used in various fields of biotechnology and molecular biology to produce RNA and study the structure and function of RNA in vitro. The in vitro synthesized RNA is employed in hybridization, microarray, anti-sense RNA and RNAi experiments. This enzyme has also applications in expression systems depending on the T7 promoter and terminator. T7RNA polymerase is a bacteriophage enzyme which acts mainly in the cytoplasm. This study aimed to clone and transform eukaryotic cells with the T7RNA Polymerase gene for production of T7 polymerase in tobacco plants. Specific primers with proper restriction enzyme sites were designed corresponding to the ends of the T7RNA polymerase gene and the gene was isolated and cloned into the plant expression vector, pCAMBIA1304. Successful of gene insertion was confirmed by PCR, restriction enzyme digestion and DNA sequencing. The recombinant construct was transformed into Agrobacterium tumefaciens LBA4404 strain for tobacco transformation. The transgenic tobacco plants were regenerated on selective media containing hygromycin and cefotaxime antibiotics. The presence and expression of the T7RNA polymerase gene in the transgenic plants was confirmed by PCR and RT-PCR techniques.
    Keywords: T7 RNApolymerase enzyme, Cloning, Gene transfer, Tobacco, Molecular farming}
  • مختار جلالی جواران، مژگان سلیمانی زاده، بابک لطیف، شهلا رزمی، ملینا یاربخت
    تولید پروتئین های ارزشمند داروئی و مهم کاربردی در حجم انبوه و ارزان از طریق گیاهان، زراعت مولکولی نام دارد. زراعت مولکولی و تولید پروتئین های نوترکیب در گیاهان تراریخت کلروپلاستی در ایران با موفقیت های ارزشمندی همراه بوده است که تولید پروتئین های داروئی انسولین، اینترفرون گاما، فعال کننده ی پلاسمینوژن بافتی و... نمونه هایی از این موفقیت ها می باشند. به دلیل نیاز روز افزون به پروتئین های نوترکیب، انتخاب یک سیستم بیانی مناسب برای تولید آن ها حائز اهمیت است. مهندسی ژنوم کلروپلاست به دلیل داشتن مزایای بسیار، یکی از روش های مناسب برای تولید پروتئین های نوترکیب می باشد. به منظور دستیابی به سطوح بالای پروتئین های نوترکیب در اندامک کلروپلاست بایستی با توجه به سیستم رونویسی، ترجمه و تغییرات پس از ترجمه در این اندامک به نحوی کارآمد از پتانسیل های بیانی آن بهره گرفت. از جمله راه کارهای افزایش میزان پروتئین خارجی در کلروپلاست می توان به درج ژن در محل مناسب در ژنوم کلروپلاست، استفاده از راه انداز قوی، استفاده از توالی های تنظیمی مناسب در انتهای ׳5 و ׳3 ژن های ورودی، بهینه سازی کدونی و استفاده از عوامل افزایش دهنده پایداری پروتئین نظیر چاپرون ها و پروتئین های فیوژن اشاره کرد. بر اساس یافته های اخیر در زمینه تولید پروتئین های نوترکیب و زراعت مولکولی، در این مقاله تلاش گردیده تا ضمن معرفی مختصر کلروپلاست و ژنوم آن، مکانیسم های افزایش میزان پروتئین های نوترکیب در گیاهان تراریخت کلروپلاستی مورد بحث و بررسی قرار گیرد.
    کلید واژگان: پایداری پروتئین, زراعت مولکولی, مکانیسم افزایش بیان پروتئین نوترکیب, مهندسی ژنوم کلروپلاست}
    Mokhtar Jalali Javaran, Mozhgan Soleimanizadeh, Babak Latif, Shahla Razmi, Melina Yarbakht
    Molecular farming is the use of plants to produce valuable pharmaceutical proteins in the bulky and cost-effective manner. Molecular farming and the production of recombinant proteins (such as insulin، interferon-gamma، tissue plasminogen activator، etc.) in transplastomic plants، has achieved a great success in Iran. Due to the growing demand for recombinant proteins، the selection of a proper expression system is very important. Chloroplast genome engineering، for its many advantages، is one of the suitable methods for the production of recombinant proteins. To achieve high levels of recombinant proteins in chloroplasts، plastid’s specific transcription، translation and post-translational modifications should be considered. Some of the strategies used for increasing of foreign proteins in chloroplast can be mentioned: gene insertion in the suitable site in chloroplast genome، use of strong promoters، appropriate regulatory sequences in the 5'' and 3'' UTRs، codon optimization، and utilization of factors enhancing protein stability such as chaperons and fusion proteins. In this article، besides a brief description about chloroplast and its genome، methods for enhancing recombinant protein production in transplastomic plants were discussed.
    Keywords: Protein stability, Molecular farming, Enhancement of recombinant protein production, Chloroplast genome engineering}
  • مریم عبدلی نسب، مختار جلالی جواران*، امین باقی زاده، هوشنگ علیزاده
    گیاهان جایگزین مناسبی برای سیستم های معمول بیان پروتئین های نوترکیب و داروهای زیستی، نظیر حیوانات یا سیستم های میکروبی تراریخته می باشند. به دلیل پلی پلوئیدی بالای ژنوم پلاستید گیاهی، در صورت تراریختی کلروپلاست، هزاران نسخه از ژن خارجی در هر سلول وارد و حجم بسیار بالایی از پروتئین نوترکیب تولید می شود. پس از سرطان ها، بیماری های قلبی- عروقی دومین عامل مرگ و میر انسانی هستند. فعال کننده پلاسمینوژن بافتی انسانی (tPA) یکی از مهمترین پروتئین های نوترکیب داروئی است که جهت از بین بردن لخته خون در قسمت های مختلف بدن از جمله رگ های خونی قلب و مغز استفاده می شود. فرم اصلاح شده پلاسمینوژن بافتی (K2S) دارای نیمه عمر پلاسمایی طولانی تر، قدرت نفوذ در لخته و فعالیت فیبرینولیتیک بالاتر می باشد. در این مطالعه، به منظور انتقال ژن K2S به کلروپلاست گیاه توتون، پس از طراحی سازه، ژن هدف در ناقل کلروپلاستی pKCZ درج و سپس در باکتریcoli. E همسانه سازی گردید. پس از شلیک موفق ناقل حاوی ژن (K2S (pKCZK2S به ریزنمونه های برگی با استفاده از تکنیک بیولستیک، ریزنمونه ها بر روی محیط انتخابی حاوی 500 میلی گرم در لیتر آنتی بیوتیک اسپکتینومایسین قرار گرفتند. پس از باززایی نوساقه های رشد یافته بر روی محیط انتخابی، به منظور رسیدن به هموپلاسمی چهار دوره انتخاب و باززایی در حضور آنتی بیوتیک اسپکتینومایسین انجام شد. حضور، درج در جایگاه مشخص، بیان ژن K2S و هموپلاستی در گیاهان ترانس پلاستومیک با روش های PCR، RT-PCR و سادرن بلات به تایید رسید.
    کلید واژگان: زراعت مولکولی, تراریختی کلروپلاست, ترانس پلاستومیک, فعال کننده پلاسمینوژن بافتی}
    Abdoli Nasab M., Jalili Javaran M.*, Baghizadeh A., Alizadeeh H
    Plants are suitable replacements for current biodrugs and recombinant protein expression systems such as transgenic animals or microbial systems. As the plant plastid genome is highly polyploid, the transformation of chloroplast permits the introduction of thousands of copies of foreign gene per plant cell and generates extraordinarily high levels of recombinant protein. Cardiovascular diseases are the second one leading cause of human mortality after cancer. Human tissue-type plasminogen activator (tPA) is one of the most important pharmaceutical recombinant proteins involved in the breakdown of blood clots in different parts of body such as brain and heart blood vessels. The truncated form of tissue plasminogen activator (K2S) has longer plasma half life, better diffusion into the clot and higher fibrinolytic activity. In this study, in order to introduction of K2S gene in tobacco chloroplast, after construct design, the interest gene was ligated to pKCZ vector and cloned in E. coli. Following the successfully shooting of the K2S-containing vector (pKCZK2S) to leaf explants using the biolistic delivery procedure, the explants were selected on selection medium containing 500 mgL-1 spectinomycine antibiotic. After regeneration of grown shoots on selective medium, in order to achieve homoplasmy, fourth rounds of selection and regeneration in presence of spectinomycine antibiotic were performed. The presence, site-specific integration, expression of the K2S gene and homoplasmy in transplastomic plants were confirmed by PCR, RT-PCR and Southern blotting methods.
    Keywords: Chloroplast Transformation, Molecular Farming, Tissue Plasminogen Activator, Transplastomic}
  • مژگان سلیمانی زاده، مختار جلالی جواران*، مریم نیکخواه، شهلا رزمی
    در دهه های اخیر، پیشرفت در بیوتکنولوژی گیاه، بویژه زراعت مولکولی امکان استفاده از گیاهان را به عنوان یک سیستم تولید جدید و راکتور زیستی برای محدوده ی وسیعی از پروتئین های نوترکیب فراهم کرده است. اینترفرون گامای انسانی یکی از پروتئین های ارزشمند دارویی می باشد که کاربردهای پزشکی وسیعی در زمینه های تشخیصی و درمانی پیدا کرده است. کلونینگ ژن اینترفرون گامای انسانی به همراه ژن مقاومت به آنتی بیوتیک اسپکتینومایسین - استرپتومایسین با استفاده از ناقل کلروپلاستی pKCZ در آزمایشگاه بیوتکنولوژی دانشکده کشاورزی دانشگاه تربیت مدرس صورت گرفته و سپس به روش بیولستیک به کلروپلاست گیاه توتون انتقال یافته است. هدف از انجام این تحقیق بررسی پایداری بیان ژن اینترفرون گامای انسانی در گیاهان ترانسپلاستومیک نسل اول توتون بود. گیاهان رشد کرده در سطح محیط انتخابگر، در سطوح مختلف (DNA، RNA و پروتئین) به منظور تایید درج و بیان ژن مورد بررسی قرار گرفتند. بررسی این گیاهان در سطح DNA با استفاده از آغازگرهای اختصاصی ژن اینترفرون گاما و تکنیک PCR صورت پذیرفت، نتایج حاصل درج این ژن را در ژنوم کلروپلاستی گیاهان تایید کرد، به علاوه با آزمون RT-PCR رونویسی ژن هدف تایید شد. همچنین به منظور بررسی بیان ژن هدف در سطح پروتئین، آزمون های SDS-PAGE، Dot-blot و Western-blot انجام شد و نتایج بدست آمده، بیان این ژن را در سطح پروتئین تایید کرد. در نهایت به منظور تعیین میزان بیان ژن اینترفرون گامای انسانی آزمون ELIZA انجام شد. نتایج نشان داد که بالاترین سطح تجمع اینترفرون گاما در گیاهان ترانسپلاستومیک بالای 2/ 0% پروتئین محلول کل می باشد.
    کلید واژگان: توتون, ترانسپلاستومیک, ژن اینترفرون گامای انسانی, زراعت مولکولی, پروتئین های نوترکیب}
    Soleimanizadeh M., Jalali Javaran M.*, Nikkhah M., Razmi Sh
    In the recent decades the progress in plant biotechnology, especially in the field of molecular farming, has made it possible to produce a wide range of recombinant protein using plants as a novel production system and bioreactor. human gamma interferon is one of the valuable pharmaceutical proteins which has found wide medical applications in diagnosis and therapeutic. Cloning of human gamma interferon gene associated with spectinomycinstreptomycin antibiotic resistance gene using chloroplast pKCZ vector has been performed at agricultural biotechnology laboratory of Tarbiat Modares University and has been transferred into the tabacco chloroplast genome with biolistic method. The purpose of this study is to determine gamma interferon gene expression stability in T1 tobacco transplastomic plants. plants, which are grown on selective media, were analysed at different levels of (DNA, RNA and protein) to confirm integration and expression of the gene into the tobacco chloroplast. Analysis of plants was performed at DNA level by using of PCR and specific primers for human gamma interferon gene, results confirmed integration of this gene into the chloroplast genome. In addition, transcription of target gene was confirmed by RT-PCR. In order to study expression of target gene at protein level SDS-PAGE, Dot blotting and Western-blot were also done and the obtained results show target gene expression at protein level. Finally, ELISA test was done to determine quantity of gamma interferon gene expression. Results indicated that the highest gamma interferon level in transplastomic plant is up to 0.2% of total soluble protein.
    Keywords: Tobacco, Transplastomic, Human Gamma Interferon Gene, Molecular Farming, Recombinant Proteins}
  • شهلا رزمی، مختار جلالی جواران*، عبدالرضا باقری، حسین هنری، مهدی محب الدینی، مژگان سلیمانی زاده
    اینترفرون گاما یکی از مهمترین پروتئین ها در فعالیت های تشخیصی و درمانی به ویژه درمان بیماری های ویروسی و تنظیم فعالیت های دستگاه ایمنی است. این پروتئین به عنوان ماده موثر بسیاری از داروها به روش های مختلف می تواند تولید شود که تولید آن در گیاهان به روش زراعت مولکولی یکی از آنها می باشد. در سال های اخیر تولید پروتئین های نوترکیب در کلروپلاست گیاهان زراعی به دلیل مزایای زیادی که دارد از جمله تجمع مقدار زیاد پروتئین خارجی در کلروپلاست، عاری بودن این پروتئین ها از عوامل بیماری زای انسانی و امکان بیان چندین ژن به طور همزمان، مورد توجه قرار گرفته است. هدف از انجام این پروژه بررسی امکان استفاده از روش تراریختی کلروپلاست برای تولید اینترفرون گامای انسانی در کلروپلاست گیاه توتون به صورت دیسیسترونی بود. بدین منظور ژن اینترفرون گاما در ناقل کلروپلاستی pKCZ همسانه-سازی شد. سازه تهیه شده بر روی ذرات طلا پوشش داده شد و بوسیله تفنگ ژنی بر روی برگهای توتون شلیک شد. قطعات برگی بمباران شده به محیط کشت ساقه زایی حاوی آنتی بیوتیک اسپکتینومایسین منتقل شدند. سپس گیاهچه های باززایی شده جهت ریشه-زایی به محیط MS انتقال یافتند. حضور و بیان ژن اینترفرون گاما در گیاهان تراریخت باززایی شده با استفاده از تکنیکهای PCR و RT-PCR تایید شد. برای اثبات بیان ژن در سطح پروتئین از روش SDS-PAGE و آزمون لکه گذاری استفاده شد. برای رسیدن به هموپلاسمی کامل چهار دور باززایی از گیاهان توتون تراریخت انجام شد.
    کلید واژگان: اینترفرون گاما, بیان دیسیسترونی, توتون, ؟ زراعت ملکولی, گیاهان تراریخت کلروپلاستی}
    Razmi Sh, Jalali Javaran M.*, Bagheri A., Honari H., Mohebodini M., Soleimani Zadeh M
    Interferon gamma (IFN-g) is one of the most important proteins used in diagnostic and therapeutic especially in virus disease therapy and regulation of immune system actions. There are several ways for production of interferon gamma protein as an active ingredient of many medicines and one of these ways is using plants and molecular farming. In latest years chloroplast transformation due to having many advantages such as ability to accumulate large amounts of foreign protein in chloroplast, being free of human pathogens and expression of several genes simultaneously has been considered. The purpose of this research was to check feasibility of interferon gamma production using chloroplast transformation in a dicistronic operon. Interferon gamma gene was cloned in pKCZ vector. Then gold particles coated with this vector were bombarded on tobacco leaves by gene gun. The pieces of leaves were transferred to shoot regeneration medium containing spectinomycin. Thereafter the regenerated shoots were transferred to MS medium for rooting. Presence of interferon gamma gene and it’s expression in regenerated plants was confirmed by PCR and RT-PCR. Additionally gene expression in protein level was confirmed by SDS-PAGE and dot blot. Finally four regeneration rounds were performed to obtain homoplasmy.
    Keywords: Dicistronic expression, Interferon gamma, Molecular farming, Tobacco, Transplastomic plants}
  • یاور وفایی، مصباح بابالار، محمدافشار شاندیز، هوشنگ علیزاده*
    تولید ترکیباتی دارویی که در درمان بیماری هایی مانند ایدز نقش دارند، اهمیت زیادی دارد. در این بین، اثر گریفیتسین (GRFT) به عنوان یک لکتین در ممانعت از ورود HIV به سلول در غلظت های پیکومول تایید شده است. برای بررسی تولید و انباشت مناسب گریفیتسین در بافت گیاهی سه گیاه یونجه، سویا و کاهو به عنوان میزبان های گیاهی جهت بیان موقت انتخاب شدند. همچنین اثر سه پپتید راهنمای KDEL، Extensin و زیرواحد SP پپتید راهنمای ZERA در انباشت GRFT به ترتیب در شبکه آندوپلاسمی، فضای آپوپلاستی و فضای نزدیک به دیواره سلول های گیاهی مورد بررسی قرار گرفت. 72 ساعت بعد از آگرواینفیلتراسیون، نتایج qRT-PCR نشان داد که کاهو بیشترین و یونجه کمترین میزان رونوشت از ژن GRFT را داشت. نتایج آزمون الیزا با استفاده از آنتی بادی پلی کلونال GRFT نشان داد که با هدف گذاری پروتئین به فضای آپوپلاستی، گیاه سویا بیشترین تجمع پروتئین را داشته است. در حالی که کاهو علیرغم رونویسی بالا از ژن GRFT، انباشت پروتئین نوترکیب کمتری را نشان داد. نتایج نشان داد که گیاه سویا و هدایت پروتئین به آپوپلاست راهکار مناسبی جهت تولید پروتئین های نوترکیب GRFT می باشد.
    کلید واژگان: آگرواینفیلتراسیون, زراعت مولکولی, گریفیتسین, لکتین, HIV}
    Vafaee Y., Babalar M., Afshar Shandiz M., Alizadeh H.*
    The production of pharmaceutical compounds having role in treating diseases like AIDS is necessary. In this regard, griffithsin (GRFT) (an algae lectin) can inhibit HIV entry to the cell at picomolar concentration. To production of recombinant GRFT protein, alfalfa, soybean and lettuce were used as hosts for transient expression. Effect of KDEL, signal peptide of carrot extensin and SP subunit of ZERA signal peptide that target protein to endoplasmic reticulum, apoplastic space and space around the cell wall, respectively was studied. 72 hours after agroinfiltration, qRT- PCR analysis showed high potential of lettuce to express of GRFT at transcript level while alfalfa had lowest transcription level. ELISA result using polyclonal anti-mouse anti-GRFT antibody confirmed that targeting of GRFT to apoplast space of soybean led to highest amount of GRFT. Lettuce despite of high level of gene expression, showed low level of GRFT accumulation which may be due to posttranscriptional and post translational modifications. Our results suggest using of soybean leaf tissue for fast and reliable production of pharmaceutical using transient expression.
    Keywords: Agroinfilteration, Griffithsin, HIV, Lectins, Molecular farming}
  • اطهر یقطین، مختار جلالی جواران، قاسم کریم زاده

    استفاده از گیاهان به عنوان منبع تولید دارو از قدیم مورد توجه بشر بوده است. زیست فناوری پیشرفته این امکان را فراهم می کند که پروتئین های با ارزش دارویی در گیاهان تولید شود. در این پژوهش ترکیب سازه ژنی اینترفرون گامای انسانی-اولیوسین که تحت پیشبرنده بذری و در آزمایشگاه بیوتکنولوژی کشاورزی دانشگاه تربیت مدرس pBI در پلاسمید 121 Napin انتقال یافته بود، به گیاه گلرنگ منتقل شد. LBA کلون شده و به اگروباکتریوم سویه 4404 ریزنمونه های لپه ای از گیاه گلرنگ رقم زراعی پدیده برای تراریزش مورد استفاده قرار گرفتند همراه با MS و تعدادی گیاه تراریخته احتمالی به دست آمد. گیاهان تراریخته بر روی محیط و نیز 40 میلی گرم TDZ و 1 میلی گرم در لیتر NAA 0 میلی گرم در لیتر / حاوی 09 B ویتامین 5 با استفاده از (T در لیترآنتی بیوتیک کانامایسین انتخاب شدند. تجزیه مولکولی گیاهان تراریخته (0 پی.سی.آر، وجود سازه ژنی اینترفرون گامای انسانی به همراه اولیوسین را در گیاهان تراریخته تایید کرد.

    کلید واژگان: اگروباکتریوم, انتقال ژن, ژن های اینترفرون گامای انسانی-اولیوسین, کشاورزی مولکولی, گلرنگ}
    Athar Yaghtin, Mokhtar Jalali Javaran, Ghasem Karimzadeh

    the use of plants as a source of medicine is traced back to long time ago. Modern biotechnology proviedes the possibility of production of valuable protein such as pharmaceutical protein in plant. In this study human Interferon gamma-oleosine genes under the control of Napin promoter were transferred to Carthamus tinctorius L. (safflower) by Agrobacterium tumefaciens strain LBA4404. Cotyledonal explants from safflower plant (Carthamus tinctorius L.) Padideh cultivar were used for transformation. The transformed plants were screened on MS medium containing 0.09 mg L-1 NAA, and 1 mg L-1 TDZ containing 40 mg L-1 kanamycin. Presence of transgenes was confirmed using polymerase chain reaction (PCR). Characterization of the transgenic plants is going on.

    Keywords: Agrobacterium, Carthamus tinctorius L., Human Interferon Gamma, Oleosin Genes, Molecular Farming}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال