فهرست مطالب

فصلنامه ایمنی زیستی
سال دهم شماره 3 (پاییز 1396)

  • تاریخ انتشار: 1396/09/13
  • تعداد عناوین: 10
|
  • ملیحه نادری، نغمه قلی پور، سکینه مشجور* صفحات 15-30
    واکسیناسیون دی.ان.ا یا ایمنی زایی ژنتیکی، فناوری جدیدی است که می تواند منجر به کاهش بیماری های عفونی و نرخ مرگ و میر شود. این رویکرد با تحریک سیستم ایمنی، منجر به محافظت در برابر بسیاری از بیماریزا های عفونی، بدخیمی ها و اختلالات خودایمنی در مدل های حیوانی شده و به صورت وسیعی به منظور توسعه واکسن های ایمن، جدید و کارآمد در انسان ها و حیوانات مورد مطالعه قرار گرفته است. در این روش دی.ان.ا پلاسمیدی رمزکننده ی پروتئین های خارجی می تواند به عنوان ایمونوژن محسوب شده و به تنهایی یا همراه با ادجوانت های مختلف به صورت عضلانی تزریق شود و بر پایه یافته های آزمایشگاهی اخیر، القاگر پاسخ های آنتی بادی ، لنفوسیت های T کمکی و لنفوسیتT با عملکرد سمیت سلولی در حیوانات اهلی باشد. در روش های ایمن سازی غیرفعال، هدف تنها حفاظت گذرا و تسکین شرایط موجود است، حال آن که در ایمنی زایی فعال حصول یک ایمنی پایدار و بلند مدت، مقصود نهایی است و واکسن های دی.ان.ا یکی از گزینه های جدید مهندسی ژنتیک در حوزه ایمن زایی است. هدف از مقاله حاضر، معرفی واکسن های دی.ان.ا و پاسخ های ایمنی القایی آن ها به منظور حصول یک حفاظت پایدار و رشد و توسعه بیشتر این فناوری در سطوح تحقیقات ملی است.
    کلیدواژگان: واکسیناسیون دی، ان، ا، ایمنی، ژنتیک، آنتی بادی
  • علی اکبر غلامی* صفحات 17-36
    واکنش های شیمیایی که در گیاهان روی می دهد، به عنوان متابولیسم شناخته می شوند. متابولیت های اولیه شامل ترکیبات بیوشیمیایی مهم یعنی کربوهیدرات ها، پروتئین ها و چربی ها می باشند. سایر ترکیبات بیوشیمیایی که جزء این سه گروه نباشد، به عنوان متابولیت های ثانویه شناخته می شوند که دامنه وسیعی از مواد مانند ترکیبات دارویی، چاشنی های غذایی، حشره کش ها و رنگ های طبیعی را شامل می شوند. کشت بافت گیاهی یکی از مهم ترین تکنیک های تولید صنعتی متابولیت های ثانویه است. زیرا پتانسیل تولید این مواد در شرایط طبیعی بسیار محدود می باشد. تکنیک های مورد استفاده در این زمینه عمدتا عبارت اند از: کشت سلول، کشت اندام و کشت ریشه های مویین. با این حال، استفاده از کشت های سلولی گیاهی برای تولید ترکیبات مهم دارویی با کاربرد صنعتی، فقط زمانی ممکن است که محصول به میزان بسیار زیادی تولید شود و یا این که بیشتر از یک محصول از کشت های مورد نظر حاصل شود. این امر با روش های مرسوم انتخاب لاین سلولی و سایر پارامترهای مرتبط با افزایش رشد یا تولید امکان پذیر نیست. بنابراین باید مسیرهای متابولیک و مراحل تنظیم کننده آن ها بررسی شوند تا بتوان ژن های تنظیم کننده مربوط به مراحل محدود کننده تولید را overexpress کرد. به طور کلی می توان گفت که استفاده از این تکنیک ها در تولید برخی ترکیبات دارویی طبیعی می تواند سود اقتصادی بالایی را به همراه داشته باشد.
    کلیدواژگان: متابولیت های ثانویه، مهندسی ژنتیک، کشت بافت
  • مهدی داوری، وحید رحیمی* صفحات 37-44
    همان طور که بیمارگر‎ها سعی در استثمار گیاهان زنده دارند، گیاهان نیز درصدد توسعه و تکامل سیستم دفاعی خود برای فرار از بیماری، یا تحمل در برابر آن هستند. در طی تکامل، گیاهان سازوکارهای مختلفی را برای مقابله با انواع تنش از جمله عفونت های میکروبی به کار می گیرند. یکی از این سازوکارها، فعال شدن مسیرهای علامت دهی است که منجر به بیان ژن های موثر در دفاع می شود. علامت‎دهی، حضور بیمارگر را به منظور ایجاد مقاومت مخابره می‎کند. از جمله سازوکارهای دفاعی در اثر فعال شدن مسیر علامت‎دهی می توان به تقویت دیواره سلولی از طریق توسعه ساختارهای دفاعی خود شامل کوتیکول و تغییر در دیواره سلول، تولید گونه‎های اکسیژن واکنش‎گر و ایجاد واکنش فوق حساسیت، مرگ برنامه ریزی شده سلول، فعال شدن ژن‎های دفاعی و سنتز متابولیت های ثانویه و هورمون های دفاعی اشاره کرد. در این نوشتار، دانش موجود در رابطه با القای واکنش های دفاعی در گیاهان بررسی می شود. آگاهی از جزئیات این قابلیت های نهفته در گیاهان می تواند در توسعه علم نوین مدیریت بیماری های گیاهی راهگشا باشد.
    کلیدواژگان: اکسیژن فعال، بیماری گیاهی، علامت‎دهی، مرگ برنامه ریزی شده سلول، واکنش فوق حساسیت
  • منا کاوه، ابوالفضل پهلوانلو، محبوبه سرابی جماب صفحات 45-65
    بتاگلوکان یک ترکیب کاربردی ارزشمند است که به طور گسترده در طبیعت، بویژه در دیواره‏ سلولی قارچ‏ها، مخمرها، باکتری‏ها و غلات گسترش فراوان دارد. بتاگلوکان پلی‏ ساکاریدی متشکل از واحدهای منومر دی‏گلوکز است که بواسطه پیوندهای بتا(3→1) گلیکوزیدی به یکدیگر متصل شده‏اند و در فواصل متفاوت از طریق پیوندهای بتا(6→1) و یا بتا(4→1) به شاخه‏ های جانبی نیز اتصال دارند. ویژگی‏های منحصر به فرد بتاگلوکان‏ها از جمله حلالیت در آب، ویسکوزیته، وزن مولکولی و... منجر به کاربرد گسترده‏ آن‏ها در سیستم‏های غذایی گوناگون و همچنین در پزشکی جهت بهبود سلامت انسان شده‏ است. در این میان، بتاگلوکان‏های قارچی به علت خواص ضدسرطان، ضدتومور، ضدالتهاب و ضدپیری از مهم‏ترین ترکیبات فعال زیستی بشمار می‏آیند. ازاین‏رو با توجه به اهمیت منابع قارچی بتاگلوکان‏ها در صنایع غذایی و پزشکی، بررسی حاضر در نظر دارد تا با مطالعه و جمع‏بندی مقالات در دسترس و معتبر، به معرفی ساختار، سنتز و فعالیت‏های زیستی بتاگلوکان‏های قارچی، کاربرد و پیامد آن‏ها بپردازد.
    کلیدواژگان: بتاگلوکان قارچی، پلی ساکارید، فعالیت زیستی، دیواره سلولی، ضد سرطان
  • مسعود توحیدفر، مریم رشیدی فر* صفحات 66-73
    با توجه به رشد سریع جمعیت جهان، گیاهان سنتی به تنهایی نمی توانند تغذیه جمعیت رو به رشد را تامین نمایند. به همین منظور، کمیته علمی جهانی استفاده توام گیاهان سنتی و گیاهان حاصل از بیوتکنولوژی (تراریخته و غیر تراریخته) با هدف دسترسی به افزایش پایدار تولید، توافق کرده اند. اگرچه پس از گذشت 20 سال از تولید گیاهان تراریخته، هیچ گزارشی از احتمال خطر آن بر سلامتی موجودات زنده و محیط زیست وجود ندارد، اما بررسی های ارزیابی ایمنی این گیاهان در سطح وسیعی انجام می شود. با توجه به اینکه روش های تحلیل و بررسی سنتی، تنها می تواند اثر های هدف را شناسایی کند، فناوری اومیکس به منظور شناسایی اثر های غیر هدف به کار برده می شود. در اومیکس تفاوت های گیاهان تراریخته و غیرتراریخته در سطوح مختلف زیستی (ترانسکریپتوم، پروتئوم و متابولوم) شناسایی می شود. این مطالعه به جنبه های کاربردی اومیکس در بررسی گیاهان تراریخته و مطالعات انجام شده آن بر این گیاهان می پردازد.
    کلیدواژگان: تراریخته، ایمنی زیستی، اومیکس
  • مهدی ایران نژاد، فردیس نخعی* صفحات 74-89
    آلومینیوم دومین فلز پرمصرف پس از فولاد در جهان است و بالاترین حجم تولید در بین فلزات غیرآهنی، را به خود اختصاص داده است. در این مقاله، مطالعه جریان مواد، مربوط به میزان تولید و مصرف (کاربرد) آلومینیوم و انرژی مصرفی در بین سال های 1980 تا 2013، همچنین وضعیت حاضر این صنعت، پیشرفت های صنعت تولید آلومینیوم، پیامدهای مصرف انرژی و همچنین شناسایی تکنولوژی های جایگزین مورد بحث قرار گرفته و در نهایت پیشنهادهایی برای کاهش انرژی مصرفی در مراحل مختلف تولید، داده شده است. نتایج تحلیل ها نشان می دهد که تولید آلومینیوم اولیه از 51/19 در سال 1990 به 78/47 میلیون تن متریک در سال 2012 افزایش یافته است. در این راستا، تولید جهانی آلومینا از 4/41 به 100 میلیون تن متریک در بین این سال ها افزایش یافته است. تولید آلومینیوم اولیه با مشکلات زیست محیطی بسیاری شامل مصرف انرژی بالا، انتشار گازهای گلخانه ای و تولید ذرات باطله همراه است. به دلیل استفاده از تکنولوژی های اخیر، میانگین مصرف الکتریسیته در تولید آلومینیوم از 9/16 در سال 1990 به 6/14 مگا وات ساعت بر تن در سال 2012 کاهش یافته است. همچنین میانگین مصرف انرژی برای تولید آلومینا در سال 2012 و 2000 به ترتیب در حدود 53/13 و 5/14 گیگا ژول بر تن گزارش شده است.
    کلیدواژگان: آلومینیوم، بوکسیت، مصرف انرژی، گازهای گلخانه ای
  • محبوبه سرابی جماب، حامد عزیزنیا* صفحات 90-103
    بیماری های غذایی ناشی از بیماری زا ها، توکسین ها و دیگر آلاینده ها، خطری جدی برای سلامتی انسان محسوب می شود. روش های مرسوم شناسایی باکتری های بیماری زا و توکسین ها زمان بر و به طور نسبی سخت هستند که نیاز به تجهیزات مخصوص آزمایشگاهی و افراد مجرب دارند. مواد نانو شامل اکسید فلزات و همچنین نانوذرات فلزی، نانو لوله های کربنی، نقاط کوانتومی و دیگر موارد که در این پژوهش به آن ها پرداخته شده است، نقش بسزایی در طراحی سنسور ها و بیوسنسورها به منظور آنالیز مواد غذایی دارند. در این مطالعه سنسورهای مختلف مبتنی بر مواد نانو که در پژوهش های مختلف در اقصی نقاط جهان به منظور شناسایی باکتری های بیماری زای مواد غذایی و همچنین توکسین ها به صورت خلاصه ای از اصول کار، مزایا و محدودیت ها، حساسیت و توانایی استفاده به منظور شناسایی آلاینده ها، به صورت خلاصه ذکر شده است.
    کلیدواژگان: بیماری زا، توکسین، نانو، سنسور، شناسایی
  • نیره ولیخانلو، مقصود پژوهنده* صفحات 105-124
    ابزارهای ویرایش ژنومی بسیاری تا به امروز معرفی و به طور موفقیت آمیزی برای اصلاح و دست ورزی ژنوم جانداران مختلف به کار گرفته شده اند. ویرایش ژنتیکی با استفاده از آنزیم ها یک ابزار قوی در تحقیقات بیولوژیکی است. تاکنون دو نسل از ابزارهای ویرایش ژنومی آنزیمی معرفی شده اند،(SSRs: Genome editing mediated by Site- Specific recombinases) ریکامبینازهای اختصاصی محل و (SSNs: Genome editing mediated by Site- Specific Nucleases)، نوکلئازهای اختصاصی محل. نیاز وجود یک روش ویرایش ژنوم کاربردی برای دست ورزی ژن در موجودات یوکاریوتی و پروکاریوتی، صرفه جویی در وقت و هزینه های اجرایی، بهبود کیفیت و کمیت محصولات، کاربردهای درمانی، تولید دارو یا متابولیت های ثانویه، فهم عملکرد ژن ها و روابط بین ژنی، همگی موجب پیشرفت سریع ابزارهای ویرایش ژنوم شده است. طی دهه ی اخیر، دو نوع نوکلئاز ویرایش کننده به نام های TALEN و ZFN با موفقیت برای ویرایش و اصلاح گیاهان مورد استفاده قرار گرفته است. اخیرا یک تکنیک جدید دیگری به نام CRISPR/cas9 کشف شده و به طور چشمگیری برای ویرایش ژنومی در سطح وسیعی از گونه ها استفاده می شود. امروزه با استفاده از سیستم CRISPR/cas9 و RNAهای قابل برنامه ریزی، انقلاب عظیمی در تحقیقات بیولوژیکی به وجود آمده است. در این مقاله به معرفی و بحث در مورد ویرایش ژنوم بر پایه اندونوکلئازهای مهندسی شده پرداخته شده است.
    کلیدواژگان: اندونوکلئاز، ویرایش ژنوم، هدفگیری ژنی، CRISPR، cas9
  • مریم زکوی، مسعود توحیدفر* صفحات 125-134
    با توجه به سرعت فزاینده تایید و تجاری سازی محصولات تراریخته در سراسر جهان، آزمایش های مربوط به شناسایی این محصولات در غذا، علوفه و نمونه های بذری با توجه به مقررات مربوط، بسیار مشکل و هزینه بر خواهد بود. بسیاری از روش های تشخیصی در حال حاضر با توجه به بودجه محدود متناسب با منابع در دسترس، برای افزایش بهره وری از نرم افزارهای مبتنی بر جدول ماتریسی از داده ها "رویکرد ماتریسی" استفاده می نمایند. در بسیاری از مواقع رویکرد ماتریسی با استفاده از ابزار محاسباتی خاص و اطلاعات بسیار اندک، در جهت استفاده کارآمد از داده های موجود قابل اجرا است. نرم افزار توسعه یافته GMOseek برای پشتیبانی از تصمیم گیری های انجام شده در تمامی مراحل آزمایش های تشخیص موجودات تراریخته، از جمله تفسیر نتایج خام آزمایشگاهی طراحی شده است. این نرم افزار از جدول ماتریسی رخداد (event) و عناصر ژنتیکی مربوط به آن ها و اطلاعات موجود در مورد نمونه استفاده می کند. این ابزار با استفاده از استراتژی بهینه سازی، روش های غربالگری مناسب تری برای نمونه پیشنهاد می دهد. در ادامه، نرم افزار GMOseek اجازه می دهد تا کاربر به دلخواه به جستجوی ترکیب مقرون به صرفه ای از تست های غربالگری بر روی نمونه خاص تراریخته بپردازد. بعلاوه این نرم افزار به کاربر امکان انتخاب تجزیه و تحلیل مناسب برای تعیین حضور یک رخداد به خصوص در نمونه مورد بررسی را می دهد.
    کلیدواژگان: موجودات تراریخته، رویکرد ماتریسی، بهینه سازی، هزینه یک روش کارآمد
  • مسعود توحیدفر، محسن حسینی* صفحات 135-152
    سیستم نشانگر های قابل انتخاب، به منظور دستیابی به نرخ بالایی از گیاهان تراریخته ضروری می باشد. این سیستم امکان انتخاب و شناسایی ساده گیاهانی که ژن های نشانگر و مورد نظر در آن به طور پایدر ادغام شده را فراهم می کند. از زمان ایجاد اولین نسل گیاهان تراریخته، ژن های کد کننده مقاومت به آنتی بیوتیک ها و علف کش ها برای انتخاب و شناسایی سریع سلول های ترانسفورم شده، مورد استفاده قرار گرفته اند. در بیشتر موارد، پس از باززایی گیاه تراریخته، دیگر نیازی به وجود ژن نشانگر در ژنوم گیاهی نیست و اگرچه تاکنون هیچ اثر مخرب ایمنی زیستی برای ژن های نشانگر گزارش نشده است، اما دوام و پایداری ژن نشانگر در ژنوم گیاهی باعث نگرانی های عمومی شده است. ژن های نشانگر را می توان با ژن های گزارشگر جایگزین کرد. فعالیت پروتئین های حاصل از ژن های گزارشگر به سادگی قابل تشخیص بوده و به صورت چشمی امکان تشخیص گیاهان تراریخته را فراهم می کند،. علاوه بر جایگزینی ژن های نشانگر با ژن های گزارشگر، با استفاده از روش های دیگری مانند ترانسفورماسیون همراه، نوترکیبی جایگاه خاص FLP/FRT، Cre/lox، R/RS و عدم استفاده از نشانگر در تولید گیاهان تراریخته، می توان اقدام به حذف ژن های نشانگر کرد. در این مقاله مروری نشانگر های قابل انتخاب که جهت تولید گیاهان تراریخته بیشترین استفاده را داشته اند، جایگزینی، روش های حذف و ایمنی زیستی آن ها ارایه می شود.
    کلیدواژگان: نشانگر های قابل انتخاب، تراریخته، ایمنی زیستی، گزارشگر، ترانسفورماسیون
|
  • Malihe Naderi, Naghmeh Gholipour, Sakine Mashjoor* Pages 15-30
    DNA vaccination, or genetic immunization, is a novel vaccine technology that has great potential for reducing infectious disease and cancer- induced morbidity and mortality worldwide. This method has been used to stimulate protective immunity against many infectious pathogens, malignancies, and autoimmune disorders in animal models and extensively to develop vaccine safe, innovative and efficient in human and animals has been studied. DNA plasmids encoding foreign proteins may be used as immunogens by direct intramuscular injection alone, or with various adjuvants. The antibody, helper T lymphocyte, and cytotoxic T lymphocyte (CTL) responses have been induced in a laboratory and domesticated animals by these methods. In the inactive immunization method, the goal is only temporary protection and relief of the condition, but in active immunization, achieving a constant, long-term safety is the final goal. DNA vaccines are one of the novel candidates of genetic engineering in immunization fields. This article is aimed to introduce DNA vaccine and induced an immune response by it to achieve sustainable protection and further development of this technology at national research levels.
    Keywords: DNA vaccination, Immune, Genetic immunization, Antibody.
  • Ali Akbar Gholami* Pages 17-36
    Chemical reactions that occur in plants known as metabolism and metabolites of important biochemical compounds, including carbohydrates, proteins and fats are. Other biochemical compounds that these three groups are known as secondary metabolites in a wide range of materials such as medicinal compounds, spices, pesticides and natural colors are included. One of the most important techniques of plant tissue culture in line with the industrial production of secondary metabolites because the production potential of these substances in normal conditions is very limited. The technique used in this area mainly include: cell culture, organ culture and hairy root cultures. Plant tissue culture is one of the most important techniques in line with the industrial production of secondary metabolites, but the use of cell culture plant for the production of compounds important drug for industrial use only becomes possible when the product greatly be produced, or more than one product from culture to be achieved. This selection of cell lines with conventional methods and other parameters related to growth or production is not possible. Therefore, we should be able to evaluate the metabolic pathways and the genes they regulate the process limiting production to overexpress (high expression) said. In general, it can be said that the use of these techniques in the production of certain drug can naturally bring great economic benefits.
    Keywords: secondary metabolites, Genetic engineering, tissue culture
  • Mahdi Davari, Vahid Rahimi* Pages 37-44
    Just as pathogens have evolved to colonize plants, so plants have developed means to prevent or tolerate their presence. During evolution, plants have developed mechanisms to cope with and adapt to different types of stress, including microbial infection. One of these mechanisms is to activate signaling pathways, leading to the induced expression of defense genes. Signaling transmit detection of pathogens into resistance. Such as defense mechanism, in effect activate signaling pathways can be the reinforcement of the cell wall by developing their defense structure, reactive oxygen species (ROS) production and create hypersensivity reaction (HR), programmed cell death (PCD), activation of defense genes and synthesis of secondary metabolites and defense hormones. In this article will be mentioned to review existing knowledge in conjunction with the induction of defense reaction in plants. The knowledge of these capabilities inherent in plants can be useful in the development of modern management of plant diseases.
    Keywords: Hypersensivity Reaction, Plant disease, programmed cell death, Reactive oxygen, signaling.
  • Mona Kaveh, Mahboobeh Sarabi jamab, Abolfazl Pahlevanlo* Pages 45-65
    β-Glucans are widely distributed among nature especially in fungus, yeasts, bacteria and cereals cell walls. β-Glucan comprises of D-glucose monomer units linked together via (1→3) β-glycosidic bonds and also they have connected to the side chains by either β (1→6) or β (1→4)-link within different distances. Because of their unique characteristics such as water solubility, viscosity, molecular weight and etc., they widely utilized in various food systems and in medicine also as the human health improvement. Among them, fungal β- glucans have a novel approach, due to anticancer, antitumor, anti-inflammatory and anti-aging properties, which are more considered as one of the most important bioactive compounds. Hence, considering the importance of fungal β-glucan sources in the food industry and medical, this study intends to via review and summarize the available, valid and recent literature, to introduce the structure, synthesis and biological activity of fungal β-glucan and their applications.
    Keywords: Fungal β- glucans, Polysaccharides, Biological activity, Cell wall, Anti-cancer.
  • Masoud Tohidfar, Maryam Rashidifar* Pages 66-73
    Given this fact that conventional crop technology, lonely, cannot feed the immense growing number of world’ population, the global scientific community agreed on a balanced and simultaneous consumption of both conventional and biotechnological (GM and non-GMtraits) crop. Although twenty years’ commercialization of biotech crops has confirmed no negative impacts of GM plant on environment and living organisms, still risk assessments are required. Since the traditional analysis is able to recognize solely the intended effects, omics approaches are applied to determine the unintended effects. These non-targeted approaches have become more comprehensive in characterizing the composition and performance of GM crops and detecting the unintended effects. Therefore, Omics studies would provide important information for understanding changes in different biological levels after genetic modification and are important for evaluating biological safety of GM crops.
    Keywords: genetically modified crops, biosafety, omics.
  • Mehdi Iranajad, Fardis Nakhaei* Pages 74-89
    Aluminium is the world’s second most-used metal after steel and the aluminium production industry is the largest, in volume of metal produced, in non-ferrous metal industry. In this study, results of the material flows (country and global scales) related to the production and use of aluminium and energy consumption in 1980 to 2012 were separately analysed. Also, overview of the current status of the aluminium industry, including the processes of bauxite mining, alumina refining and smelting, and the key economic and environmental issues were explained. Development in the aluminium producing industry, consumption and environmental implications, as well as identifying the alternative and future technologies that will impact the industry were discussed. Finally, some suggestions for the reduction of energy consumption in different stages were made. These analyses implied that world’s primary aluminium (made from bauxite) production has increased from 19.51 million tonnes metric in 1990 to 47.78 million tonnes metric in the year 2012. The production of world alumina also raised from 41.4 to 100.5 million tonnes metric at the same time, whereas secondary aluminium (made from fabrication and post-consumer scrap) produced another 16 million tonnes in 2012. Primary aluminium production is associated with serious environmental problems including high energy demand, substantial GHG emissions and solid waste generation. So that, it consumes about 1% of the globally produced electric energy and about 7% of the total energy consumed by industry worldwide and it is responsible for the 2.5% of the world’s CO2-equivalent emissions. The findings of the study revealed that due to the use of recent technologies, the average of electrical power consumption in the primary aluminium production declined per tonne from 16.9 MWh in 1990 to 14.6 MWh in 2012. The average of specific energy consumption for alumina refining was around 13.534 and 14.5 GJ per tonne in 2012 and 2000 respectively.
    Keywords: Aluminium, Bauxite, Energy Consumption, GHG Emissions
  • Mahboobeh Sarabi jamab, Hamed Aziznia* Pages 90-103
    Foodborne illnesses associated with pathogens, toxins, and other contaminants pose serious threat to human health. Conventional detection methods for bacterial pathogens and toxins are time consuming and laborious, requiring certain sophisticated instruments and trained personnel. Nanomaterials including metal oxide and metal nanoparticles, carbon nanotubes, quantum dots, and other nano-based materials are gaining a prominent role in the design of sensors and biosensors for food analysis. In this review, various nanomaterial-based sensors reported in the literature for detection of several foodborne bacterial pathogens and toxins are summarized highlighting their principles, advantages, and limitations in terms of simplicity, sensitivity, and multiplex detection capability.
    Keywords: Pathogen, Toxin, Nano, Sensor, Detection.
  • Nayyereh Valikhanlou, Maghsoud Pazhouhande* Pages 105-124
    Many genome editing tools introduces and successfully used to modify the genome of various organisms up to now. Genetic modification using enzymes is a powerful tool in biological research. So far, two generations of enzyme genomic editing tools have been introduced, (SSRs: Genome editing mediated by Site- Specific recombinases) and (SSNs: Genome editing mediated by Site- Specific Nucleases). The need for an application to modify the genome for the effective administration of a variety of genes in eukaryotic and prokaryotic organisms, saving time and expenses, improving quality and increasing the quantity of agricultural products, Therapeutic applications, drug production, or secondary metabolites, understanding the function of genes and inter-gene relationships, all of this has made rapid evolution and progress of the genome editing tools. During the last decade, two types of genome-editing nucleases, TALEN and ZFN have been successfully used for editing and modifying plants. Recently, another new technique called CRISPR / cas9 has been discovered and is widely used for genomic editing in a wide range of species. Today, using the CRISPR / cas9 system and the programmable RNA, a huge revolution has been created in biological research and genetic engineering. In this article, we have introduced and discussed the genome editing based on engineered endonuclease.
    Keywords: CRISPR, cas9, Endonuclease, Genome editing, Gene targeting
  • Maryam Zakavi, Masoud Tohidfar* Pages 125-134
    Due to the increasing speed of approval and commercialization of GM crops around the world, matching tests for food, feed and seed samples according to relevant regulations will be very difficult and very expensive. Many of them have already adopted the so called “matrix approach” to rationalize the resources and efforts used to increase their efficiency within a limited budget. Most of the time, the “matrix approach” is implemented using limited information and some proprietary computational tool to efficiently use the available data. The tool makes use of a tabulated matrix of GM events and their genetic elements, of the laboratory analysis history and the available information about the sample at hand. The tool uses an optimization approach to suggest the most suited screening assays for the given sample. The practical GMOseek user interface allows the user to customize the search for a cost-efficient combination of screening assays to be employed on a given sample. It further guides the user to select appropriate analyses to determine the presence of individual GM events in the analyzed sample.
    Keywords: Genetically Modified Organism, Matrix approach, Constraint optimization, Cost efficient GMO testing
  • Masoud Tohidfar, Mohssen Hosseini* Pages 135-152
    Selectable marker (SM) systems have been considered necessary to achieve acceptable rates in the generation of Genetic Modified (GM) plants. These systems allow the relatively straightforward identification and selection of plants that have stably incorporated not only the marker genes but also genes of interest. Since the creation of the first generation of GM, genes encoding resistance to specific antibiotics and herbicide have been largely used for selection and rapid identification of transformed cells. In most cases, once transgenic plants have been regenerated, permanence of SM genes in the plant genome is no longer necessary, and it becomes a matter of public concern, although no evidence of adverse biosafety effects has been found associated with marker genes. A valuable substitute to the SM genes are the reporter genes, which encode proteins whose activity can be easily identifiable, or make it possible to easily screen GM plant. In addition to replacement of marker genes with reporter, other methods such as co-transformation, site-specific recombination of FLP / FRT, Cre / lox, R / RS and loss-marker can be used to remove marker genes from transgenic plant. In the current paper, we present a list of SM that are widely used for the production of transgenic plants, their replacement, elimination strategies and biosafety are presented.
    Keywords: Selectable marker, Genetic Modified, Biosafety, Reporter, Transformation