فهرست مطالب

زیست فناوری دانشگاه تربیت مدرس - سال سیزدهم شماره 3 (پیاپی 34، تابستان 1401)

نشریه زیست فناوری دانشگاه تربیت مدرس
سال سیزدهم شماره 3 (پیاپی 34، تابستان 1401)

  • تاریخ انتشار: 1402/09/22
  • تعداد عناوین: 11
|
  • زهرا حسن شاهی، بهزاد دهقانی، طیبه هاشم پور* صفحات 1-13

    ویروس HIV دارای حداقل شش ژن تنظیمی است که از بین آن ها پروتیین Vif  می تواند تکثیر ویروس را کنترل کند . این مطالعه برای اولین بار به بررسی جهش های مهم در پروتیین VIF در توالی های مربوط به بیماران ایرانی پرداخته است و با استفاده از دانش ایمونوانفورماتیک ، مناطق ثابت این پروتیین و توالی های اپیتوپی B-Cell  ، T-CELL و CTL تعیین گردید .

    مواد و روش ها

    توالی های VIF از بانک ژنی NCBI جمع آوری گردید و از طریق نرم افزارهای بیوانفورماتیک،  ساختار سوم و جایگاه های اپیتوپی B-Cell  ، T-CELL و  CTLآن ها پیش بینی شد و خواص آنتی ژنیک و حساسیت زایی آن ها موردمطالعه قرار گرفت .
    یافته ها :بیشترین شیوع جهش ها به ترتیب مربوط به جایگاه های S 49 P (90%) و S 140 N و N 186 S (80%) بود. هم چنین  دو جابه جایی باقابلیت تاثیر در قدرت اتصال پروتیین VIF  به فاکتور میزبان  در جایگاه های 41 و42 در این مطالعه معرفی شدند. سه منطقه به عنوان توالی های اپیتوپی با تحریک کنندگی بالا و حساسیت زایی کم تعیین شد که از میان آن ها ناحیه 5-32 به عنوان بهترین ناحیه برای طراحی واکسن پیشنهاد شد.

    نتیجه گیری

     
    این مطالعه به عنوان اولین مطالعه از ایران با به کاربردن ابزارهای بیوانفورماتیکی یک ناحیه باقابلیت بالای تحریک سیستم های ایمنی همورال و سلولی و هم چنین کمترین خواص حساسیت زایی معرفی شد، که می تواند در مطالعات آتی در زمینه واکسن های ضد HIV مورداستفاده قرار گیرد.

    کلیدواژگان: HIV، VIF، اپی توپ، بیوانفورماتیک
  • داریوش طالعی، مجتبی خیام نکویی*، سعید کدخدایی صفحات 14-29

    در این پژوهش، تنوع ژنتیکی 10 توده مختلف نایین هاوندی با استفاده از نشانگرهای پروتیینی و  SRAP مورد بررسی قرار گرفت. در مرحله رویشی گیاه از برگ ها، پروتیین و DNA استخراج شد. نتایج پروفایل پروتیینی در مجموع 20 نوار با 15/64 درصد چندشکلی نشان داد. برای ارزیابی تنوع ژنتیکی در سطح DNA، 6 ترکیب آغازگری SRAP مورد استفاده قرار گرفت که در مجموع 583 نوار قابل امتیازدهی مشاهده شد. تعداد 549 نوار آن دارای چندشکلی با میانگین 5/91 برای ترکیبات آغازگری مورد بررسی بود. بیشترین چندشکلی (12/99 درصد) در ترکیب آغازگری E1/M1 و کمترین چندشکلی (21/84 درصد) در ترکیب E2/M2 مشاهده شد. آنالیز خوشه ای، توده ها را در 4 گروه اصلی طبقه بندی نمود. شاخص های تنوع ژنتیکی برای تمام مکان های ژنی از جمله میانگین تنوع ژنتیکی نی (h)با مقدار 27/0 و میانگین شاخص شانون (I)با مقدار 41/0 محاسبه شد. سطح بالایی از تمایز جمعیت (79/0=Gst) و سطح مناسبی از جریان ژنی (3/1=Nm) بین جمعیت های گروه بندی شده برآورد شد. تجزیه واریانس مولکولی نشان داد که واریانس درون جمعیتی (58%) بیشتر از واریانس میان جمعیت ها (42%) است. به طور کلی نتایج مطالعه حاضر، تنوع ژنتیکی بالایی هم در الگوی الکتروفورگرام پروتیین و هم در نوارهای چندشکل تفکیک شده با استفاده از نشانگرهای SRAP با تاکید بر کارآیی بیشتر نشانگرهای SRAP نسبت به نشانگر پروتیین نشان داد که می تواند در انتخاب والدین با فاصله ژنتیکی زیاد جهت تولید جمعیت های در حال تفرق و نقشه یابی در برنامه های دورگ گیری و به نژادی یا بهبود صفات مطلوب و همچنین برای محافظت و مدیریت ژرم پلاسم این گیاه استفاده شود.

    کلیدواژگان: Andrographis paniculata، پروتئین، تنوع ژنتیکی، SRAP
  • نسترن مهری راد، وحیده پیام نور*، جمیله نظری صفحات 30-39

    بتولین تری ترپنی از نوع لوپان پنج حلقه ای است که عمدتا از گیاهان گونه Betula با اثرات بیولوژیکی متنوعی مانند خواص ضد HIV و ضد سرطانی به دست می آید. مطالعه حاضر با هدف افزایش تولید بتولین در کشت های کالوس Betula litwinowii  تحت تاثیر غلظت ها و مدت زمان اعمال الیسیتورها و پیش ماده ها انجام شد. برگ های جمع آوری شده از رویشگاه سنگده در تابستان در محیط کشت WPM حاوی هورمون های 2,4-D و BAP کشت و کالوس های چهارماهه در محیطی حاوی الیسیتورهایی چون اسید سالیسیلیک، کلرو کولین کلراید و کلرید کبالت و پیش ماده هایی چون ساکارز، ویتامین و گلوکز بازکشت شدند. کالوس ها در محیط کشت های جدید پس از 2، 3 و 4 هفته برداشت و وزن تر و خشک آن ها محاسبه گردید. تجزیه وتحلیل داده ها براساس آزمایش فاکتوریل دوعاملی (فاکتور اول الیسیتورها و پیش ماده ها هرکدام در 4 سطح و فاکتور دوم زمان با 3 سطح) در قالب طرح پایه کاملا تصادفی و 3 تکرار با نرم افزار SPSS و مقایسه میانگین ها نیز با استفاده از آزمون دانکن در سطح احتمال 99 درصد انجام شد. نتایج نشان داد از بین الیسیتورها، استفاده از کلروکولولین کلراید به مدت دو هفته و در غلظت 5/1 میلی گرم بر لیتر با افزایش بیش از 3 برابری بتولین القایی نسبت به تیمار شاهد (068/0 میلی گرم بر گرم) بهترین بوده است. استفاده از پیش ماده ویتامین (ده برابر معمول WPM) در زمان سه هفته، باعث افزایش بیشترین بتولین القایی نسبت به شاهد (1/0 میلی گرم بر گرم) می شود. بطورکلی در تحقیق حاضر همین تیمار به عنوان بهترین معرفی می گردد.

    کلیدواژگان: بتولین، توس، کلروکولین کلراید، متابولیت های ثانویه، ویتامین ها
  • شکوفه مهرتاش فر، محبوبه کبیری رنانی* صفحات 40-54

    وقوع حوادث مختلف از جمله تصادفات، آسیب و جراحات وارده طی فعالیت های ورزشی و نیز بروز برخی از بیماریها میتوانند منجر به تحلیل و از بین رفتن بافت استیوکندرال شده و مشکلات عدیده ای در سلامت و کیفیت زندگی بیمار ایجاد کنند، بنابراین کنترل و ترمیم این ضایعات یکی از چالشهای مهم در حوزه پزشکی بازساختی به شمار میرود. از آنجاییکه نقص های استیوکندرال هم آسیب به غضروف مفصلی و هم استخوان تحت غضروفی زیرین آن را شامل میشود، برای ترمیم نیز باید نیاز بخشهای استخوانی، غضروفی و بخش حدفاصل میان استخوان و غضروف در نظر گرفته شود. درمانهای بالینی فعلی بیشتر تسکینی بوده و جنبه درمانی کمتری دارند. از این رو، به دلیل محدودیت های روش های درمانی موجود طی دهه گذشته استفاده از مهندسی بافت به عنوان یک روش درمانی کارآمد و کم خطر برای درمان بسیاری از بیماریها خصوصا ضایعات استخوانی-غضروفی مطرح شده است. در این روش میتوان با پیوند بافتهای کامپوزیت استیوکندرال که از طریق ترکیب سلولهای خود بیمار با بیومتریالهای متخلخل سه بعدی با شکل و اندازه از پیش تعیین شده بدست آمده اند، برخی از محدودیت های روش های پیشین را برطرف نمود. تا کنون استراتژی های متنوعی برای ساخت داربست به منظور ترمیم نقص های استیوکندرال به کار گرفته شده است که از جمله آنها میتوان به داربست های تک فاز، چند لایه و مدرج شده اشاره کرد. در این مطالعه برخی استراتژیهای رایج در مهندسی بافت و همچنین چالش های پیش رو به طور خلاصه مورد بررسی قرار گرفته است.

    کلیدواژگان: بافت استئوکندرال، داربست، مهندسی بافت، استخوان، غضروف
  • هدا دشتی پور، علی نورس، سارا دانشجو*، سهامه محبی، ندا موسوی نیری صفحات 55-72

    حسگرهای زیستی یا بیوسنسورها امروزه در زمینه های گوناگون از جمله زیست پزشکی، تشخیص بیماری، نظارت بر درمان، ابعاد مختلف مربوط به محیط زیست،کنترل مواد غذایی، ساخت دارو و غیره کاربرد های بسزایی دارند. اخیرا، انواع مختلفی از حسگر های زیستی از قبیل حسگرهای آنزیمی،ایمنی،بافتی،زیستی DNA  و زیست حرارتی توسط برخی از گروه های تحقیقاتی با ظرافت مورد سنجش قرار گرفته است. این حسگرهای زیستی مزایای بسیاری از جمله سادگی در اجرا، حساسیت بسیار بالا، عملکرد خودکار، اندازه کوچک طبیعی و ذاتی دارند. از دیگر مزایای ارزنده ی بیوسنسورها این است که جفت شدن آن ها با مولکول های زیستی با میل بالا امکان تشخیص با حساسیت بالا و انتخابی را میان طیف وسیعی از آنالیت ها فراهم می کند. هوش مصنوعی با توجه به پتانسیل بالای خود اگر با فناوری های زیستی مانند حسگرهای زیستی ترکیب شود می تواند در پیش بینی، تشخیص و درمان دقیق برخی بیماری ها شامل سرطان، موثر باشد.ماشین لرنینگ (ML) به عنوان یکی از شاخه های هوش مصنوعی، امروزه به یک ابزارمفید در تحلیل و طبقه بندی داده های به دست آمده از بیوسنسور ها برای تحلیل های زیستی تبدیل شده است. استفاده از الگوریتم هایML ، فرآیند های پیچیده استخراج، پردازش و تجزیه و تحلیل داده ها را که توسط بیوسنسور حاصل می شود به صورت خودکار پیش می برد. مقاله پیش رو مروری است بر معرفی و بررسی انواع حسگر های زیستی، کاربرد و روش های به کارگیری آن ها، با تمرکز بر سرطان و کووید19 که امروزه بیماری های جدی ای در جهان به شمار می روند، که از مطالعه یافته های پیشین به منظور جمع بندی و ارایه اطلاعات به محققان در این حوزه به دست آمده است.

    کلیدواژگان: حسگر زیستی، ماشین لرنینگ
  • رقیه حمیدی، فرنگیس عطایی*، سامان حسینخانی صفحات 73-82
    اهداف

    مرگ سلولی برنامه ریزی شده فرایند مهمی است که طی تکامل بدون تغییر باقی مانده است. این فرایند در تنظیم شرایط فیزیولوژیکی و پاتوفیزیولوژیکی موثر است. آپوپتوز شناخته شده ترین نوع مرگ سلولی است که در بسیاری از تومورها مختل شده و سبب مقاومت به درمان می شود. کاسپاز9 یکی از پروتیین های کلیدی مسیر میتوکندریایی آپوپتوز است. فعال شدن کاسپاز9 منجر به فعال شدن کاسپاز های اجرایی مانند کاسپاز3/7 شده و با راه اندازی آبشار کاسپازی منجر به مرگ سلول می شود. در این مطالعه، ژن کاسپاز9 در وکتور یوکاریوتی pcDNA3.1(+) کلون و عملکرد آن در سلول بررسی شد.

    مواد و روش ها

    ژن کاسپاز9 طی PCR با پرایمر های اختصاصی تکثیر و پس از هضم دوگانه با آنزیم های KpnI و BamHI به پلاسمید pcDNA برش خورده الحاق شد. پلاسمید نوترکیب حاصل پس از تعیین توالی به رده سلولی SH-SY5Y ترنسفکت و با داروی دوکسوروبیسین تیمار شد. عملکرد آن بر مرگ سلولی با روش رنگ آمیزی تریپان بلو و PI، و سنجش فعالیت کاسپاز3 بررسی و بیان آن در سلول با وسترن بلات تایید شد.

    یافته ها

    کلونینگ ژن کاسپاز9 انجام و بیان آن در سلول با وسترن بلات تایید شد. افزایش بیان کاسپاز9 در سلول منجر به پردازش خود بخودی آن طی همودایمریزاسیون و در نتیجه القای مرگ سلولی شده و حساسیت سلول نسبت به دوکسوروبیسین را افزایش و زنده مانی سلولی را کاهش داد.

    نتیجه گیری

    ژن کاسپاز9 کلون شده در سلول فعالیت نشان داد و آپوپتوز را در حضور دوکسوروبیسین از طریق خود فعال سازی و متعاقبا تشدید فعال سازی کاسپاز3 افزایش داد.

    کلیدواژگان: دوکسوروبیسین، کلونینگ، کاسپاز9، آپوپتوز
  • آمنه غلامی، سید جلال زرگر*، سعید توکلی صفحات 83-92
    زمینه

    آدنوکارسینوما ریه، رایج ترین نوع سرطان سلول غیر کوچک ریه می باشد. Oxypeucedanin methanolate ترکیب طبیعی از فورانوکومارین ها است که از گیاه  Ferulago trifida Boiss، گونه بومی مناطق شمال غربی ایران استخراج شده است.

    هدف

    در این پژوهش اثر Oxypeucedanin methanolate بر مسیر آپوپتوز و اتوفاژی و سازوکارهای مربوط به این مسیرها در سلول های غیرکوچک سرطان ریه (NSCLC) مورد بررسی قرار گرفته است.

    روش ها

    اثر Oxypeucedanin methanolate بر حیات سلول های A549 توسط آزمون MTT  و میزان آپوپتوز سلول ها با استفاده از روش فلوسایتومتری مورد بررسی گرفت. سطح بیان ژن های BAX، caspase-3، BCL2 و LC3 توسط روش Real time RT-PCR اندازه گیری شد و تهاجم سلول های A549 توسط آزمون ترمیم زخم مورد ارزیابی قرار گرفت.

    نتایج

    بر اساس ارزیابی آزمون MTT، Oxypeucedanin methanolate تکثیر سلول های A549  را وابسته به دوز و زمان مهار کرده است. میزان آپوپتوز در سلول های A549  تیمار نشده (46/5%) است؛ درحالی که میزان آپوپتوز سلول های تیمار شده در غلظت 4/. میلی مولار (6/29%) بوده است. نتایج RT-PCR Real time نشان داد که سطح بیان ژن های BAX، caspase-3 و LC3 افزایش پیدا کرده است؛ درحالی که میزان بیان ژن BCL2 کاهش یافته است. میزان تهاجم سلول های تیمارنشده پس از گذشت 72 ساعت به طور چشمگیری افزایش یافت.

    نتیجه گیری

    Oxypeucedanin methanolate باعث مهار تکثیر می شود و می تواند به القای مسیر آپوپتوز و اتوفاژی در رده سلولی A549  سرطان ریه منجر گردد. Oxypeucedanin methanolate ممکن است کاندیدای مناسبی برای کاهش متاستاز سلول های A549  باشد.

    کلیدواژگان: سرطان ریه سلول غیرکوچک، کومارین، Oxypeucedanin methanolate، آپوپتوز، اتوفاژی
  • فخیمه امینی طولارود پایین، رضا سالاریان، سید مهدی حسینی*، محمد حسن شاهوی، تهمینه عبادی صفحات 93-112
    زمینه

    دارورسانی نوین از دیرباز با اهدافی مانند کاهش عوارض جانبی مصرف، افزایش دسترسی زیستی، انتقال هدفمند داروها و همچنین گذر از سد برخی موانع  مانند موانع خونی- مغزی، بدنبال طراحی سامانه های دارورسانی کارآمد است. نانوذرات در زمینه حامل های دارویی بسیار با اهمیت هستند زیرا توانایی حمل انواع داروها به قسمت های مختلف بدن در زمان مناسب را دارند.

    روش بررسی

    در مطالعه حاضر ترکیب نانوذرات کیتوسان تیول دار بارگذاری شده با بی پریدین توسط روش ژل یونی با استفاده از دو نوع اتصال دهنده ی عرضی (TPP و چنیپین) سنتز شده و کارایی آنها مورد بررسی قرار گرفت.

    یافته ها

    نتایج آنالیزFTIR  سنتز موفقیت آمیز مراحل مختلف نانوذرات کیتوسان تیول دار بارگذاری شده با بی پریدین را از طریق هر دو کراسلینکر تایید نمود. نتایج تصاویر SEM نشان داد نانوحامل های سنتز شده دارای ساختار نانورد می باشند و نانوحامل دارو سنتز شده با کراسلینکر جنیپین دارای ساختار منظم تر با اندازه ی حدود 150 نانومتر و نانوحامل دارو سنتز شده با TPP دارای اندازه ی حدود 200 نانومتر است. بررسی نتایج آزمون رهایش دارو نشان داد نانو حامل دارو سنتز شده با کراسلینکر جنیپین رهایش بیشتری دارد و همچنین تست سمیت سلولی نیز نشان داد نانو حامل دارو سنتز شده با جنیپین سمیت کمتری نسبت به نانو حامل سنتز شده با TPP دارد.

    نتیجه گیری

    با درنظر گرفتن سمیت کمتر و رهایش طولانی مدت تر نانوحامل داروی سنتز شده با جنیپین نسبت به نانو حامل سنتز شده با TPP، با استفاده از این نانوحامل‏، زیست دسترسی دارو افزایش می‏یابد و می‏تواند بعنوان سیستم‏ دارو رسان مناسب برای انتقال دارو باشد.

    کلیدواژگان: نانوذرات کیتوسان، ژل یونی، بی پریدین، تری پلی فسفات، جنیپین
  • گل آرا کفیلی، الناز تمجید، حسن نیک نژاد، عبدالرضا سیمچی* صفحات 113-131

    پرده آمنیوتیک انسان به عنوان معدود بافت های آلوگرفت انسانی در دسترس محسوب می شود که کاربرد کلینیکی فراوانی در حوزه ترمیم زخم دارد. زیست سازگاری، خاصیت ضد باکتری، ایمنی زایی کم و جلوگیری از تشکیل اسکار از جمله ویژگی های این ماده است. تهیه پرده آمنیوتیک به صورت هیدروژل می تواند موجب امکان استفاده از آن به عنوان حامل سلول، هیدروژل تزریقی و همچنین بستری مناسب برای کشت سلول شود. در این پژوهش، اثر زمان هضم بر ریزساختار، سینتیک ژل شدن و خواص ریولوژیکی و زیستی هیدروژل حاصل از پرده آمنیوتیک انسانی بررسی شده است. نتایج حاصل از پژوهش نشان داد که حداقل زمان لازم برای هضم کامل پودر پرده آمنیوتیک 24 ساعت است. آزمون های ریولوژیکی مبین آن بود که با افزایش زمان انحلال به 72 ساعت، مدول برشی، قطر الیاف تشکیل شده در هیدروژل و سرعت ژل شدن افزایش می یابد. آزمون های زیست سازگاری توسط سلول های فیبروبلاست L929 نیز نشان داد که افزایش زمان انحلال تاثیری بر سمیت سلولی ندارد. همچنین دریافت شد که به دلیل وجود مولکول های سازنده زیست فعال در محیط برون سلولی پرده آمنیوتیک، رشد و تکثیر سلول ها بهتر می شود. نتیجه این پژوهش می تواند در توسعه هیدروژل های مهندسی بافت بر پایه پرده آمنیوتیک انسانی مفید واقع شود.

    کلیدواژگان: پرده آمنیوتیک، هضم، هیدروژل، خواص رئولوژیکی، سینتیک ژل شدن
  • مائده سلمانی، مریم حسنلو* صفحات 132-138

    مسیر پیامدهی Ras یک مسیر سیگنالدهی درون سلولی مهم است که تنظیم کننده اصلی جنبه های مختلف رشد طبیعی سلول و تبدیل به بدخیمی می باشد. خانواده ژن RAS از سه پروتیین G تشکیل شده است: H-Ras ، N-Ras و K-Ras که نقش مهمی در پیامدهی سلولی جهت رشد، تکثیر و مهاجرت دارند. جهش در انکوژنRas  باعث ایجاد خواص بدخیمی می شود که برای رشد و گسترش سرطان مورد نیاز است. MicroRNA هایی (miRNA) که در ژنهای Ras کدگذاری می شوند نیز ممکن است در ایجاد سرطان نقش داشته باشند. در این تحقیق، microRNA های جدید واقع در ژن N-Ras از نظر بیوانفورماتیکی پیش بینی شدند. از برنامه SSCprofiler  برای پیش بینی ساختارهای حلقه-ساقه در ناحیه ژنومی مورد نظر استفاده شد. پایگاه داده ای UCSC برای بررسی وضعیت حفاظت شدگی miRNA فرضی و توالی پیش ساز آن مورد استفاده قرار گرفت. علاوه بر این، پیش بینی N-Ras-miRs با استفاده از ابزار آنلاین MatureBayes نیز انجام شد. علاوه بر این، نرافزار آنلاین RNAFOLD که از الگوریتم پیش بینی ساختار حداقل انرژی آزاد (MFE) برای RNA استفاده می کند، برای پیش بینی تقریبی ساختار حلقه ساقه استفاده شد. نتایج نشان داد که N-Ras با طول حدود 5 کیلوباز دارای ساختارهای شبیه حلقه ساقه miRNAیی است که توالی نسبتا حفاظت شده ای دارد. به طور کلی، شواهد کلی حاکی از وجود miRNA های جدیدی است که در انکوژن N-Ras کدگذاری می شوند.

    کلیدواژگان: مسیر پیام دهیRas، microRNA، N-Ras
  • سادات دوکانه ای فرد، تبسم حسن نیا، بهرام محمدسلطانی* صفحات 139-148

    بیماریهای قلبی و عروقی بیشترین عامل مرگ و میر در سرتاسر دنیا هستند و علی رغم پیشرفتهای انجام شده در روش های درمانی، اختلالات قلبی به سرعت رو به افزایش است. از این رو شناسایی عوامل تنظیمی دخیل در تمایز سلولهای پیش ساز قلبی می تواند در توسعه روش های درمانی جدید دربیماریهای قلبی عروقی موثر باشد. ژن TRKC یکی از اعضای خانواده تیروزین رسپتور کینازها می باشد که در نمو سیستم عصبی مرکزی و همچنین نمو قلب نقش دارد. عملکردهای متناقض زیادی برای این ژن تعریف شده است که به نظر می رسد بخشی از آن با RNAهای غیرکدکننده مستقر در آن مرتبط باشد. اخیرا یک ریزRNA با نام hsa-miR-11181-5p در ژن TRKC انسانی شناسایی و در پایگاه miRBase ثبت شده است که در تمایز عصبی درگیر است. ریزRNAها RNAهای کوچک غیرکدکننده ای هستند که در تنظیم بیان ژنهای هدف خود نقش دارند. هدف مطالعه حاضر بررسی بیان احتمالی hsa-miR-11181-5p طی روند تمایز سلولهای مولد قلبی می باشد.

    کلیدواژگان: hsa-miR-11181-5p، ژن TRKC، تمایز قلبی
|
  • Zahra Hasanshahi, Behzad Dehghani, Tayebeh Hashempour* Pages 1-13
    Background

    HIV has at least six regulatory genes among which the Vif protein can control HIV replication. This study, as the first report, investigated the important mutations in VIF protein in sequences from Iranian patients and using immunoinformatics, conserved regions of this protein and B-Cell, T-Cell and CTL epitopes to stimulate the immune system, were determined.

    Methods

    VIF sequences were obtained from NCBI GenBank, and tertiary structures, B-Cell, T-Cell and CTL epitopes were predicted by bioinformatics tools; besides, their antigenic and allergenic properties were studied.

    Results

    The most prevalent mutations in Vif protein were related to S 49 P (90%), S 140 N and N 186 S (80%). Two substitutions at positions 41 and 42 were introduced which have effect on Vif binding to host factor. In addition, three regions were identified as the best epitope sequences with high potential to induce immune system and the lowest allergic properties, among which 5-32 region was suggested as the best vaccine candidate regions.

    Conclusion

    This study as the first study from Iran using immunoinformatics tools to introduced a region with the high potential to induce humoral and cellular immune systems and lowest allergenic properties which can be used for further studies on HIV vaccines.

    Keywords: HIV, VIF, Epitopes, Bioinformatics
  • Daryush Talei, Mojtaba Khayyam Nekouei*, Saeid Kadkhodaei Pages 14-29

    In this study, the genetic diversity of 10 different accessions of Andrographis paniculata was investigated using protein and SRAP markers. In the vegetative stage, protein and DNA were extracted from the leaves. The results of protein profile indicated a total of 20 bands with 64.15% polymorphism. To evaluate genetic diversity at the DNA level, 6 SRAP primers were used and a total of 583 scalable bands were observed.  A total of 549 bands had polymorphism with an average of 91.5 for the studied primers. The highest polymorphism (99.12%) and the lowest polymorphism (84.21%) were observed in E1/M1 E2/M2 primers, respectively. Cluster analysis produced four main clusters. Genetic diversity indices were calculated for all gene loci, including the average genetic diversity of Nei’s (0.27) and the mean of Shannon’s index with a value of 0.41. High level of population differentiation (Gst = 0.79) and good level of gene flow (Nm = 1.3) were estimated between the grouped populations. Molecular analysis of variance showed that intra-population variance (58%) was higher than inter-population variance (42%). Overall, the results of study showed a high genetic diversity in both protein electrophoresis pattern and in polymorphic bands separated using SRAP markers with emphasis on the greater efficiency of SRAP markers than protein markers, which can be selected in parents with genetic distance. It is widely used to produce dispersing and mapping populations in hybridization programs and to breed or improve desirable traits, as well as to protect and manage the germplasm of this plant.

    Keywords: Andrographis paniculata, Genetic diversity, Protein, SRAP
  • Nastaran Mehrirad, Vahide Payamnoor*, Jamile Nazari Pages 30-39

    Betulin is a pentacyclic lupane-type triterpene, mainly obtained from Betula species plants with a variety of biological actions such as anti-HIV and anticancer properties. This study aimed to enhance the production of betulin in cultures of Betula litwinowii calli under the influence of concentrations and duration time of elicitors and precursors. Collected leaves from Sangdeh habitat in summer, were cultured in WPM medium containing 2,4-D and BAP hormones. Four month calli were sub-cultured in medium containing elicitors such as salicylic acid, chlorocholine chloride and cobalt chloride and precursors such as sucrose, vitamin and glucose. . Calli were harvested from new culture media after two, three and four weeks and their wet and dry weights were calculated. Data analysis was performed based on two-factor factorial experiment (the first factor, elicitors and precursors each in four levels and the second factor, time with three levels) in a completely randomized design with three replications with SPSS software. Duncan's multiple range test were performed to compare the mean (p≤0.01). The results showed that two week elicitation with chlorocholine chloride (1.5 mg/l for one week) was the best with a more than 3-fold increasing in betulin induction compared to the control treatment (0.068 mg / g). The use of vitamin precursor (ten-fold the normal amount in WPM culture medium) for three weeks, causes the highest increase in betulin induction compared to the control (0.1 mg / g, respectively). In general, in the present study, this treatment is introduced as the best.

    Keywords: betulin, birch, chloro-choline chloride, vitamins
  • Shokoufeh Mehrtashfar, Mahboubeh Kabiri* Pages 40-54

    Occurrence of various types of incidents such as road accidents, damage and injuries during sports activities as well as some diseases can lead to the destruction and resorption of osteochondral tissue and cause many problems in health and quality of life of the patient, therefore control and repairing these defects is one of the major challenges in the field of regenerative medicine. Since osteochondral defects involve damage to both articular cartilage and underlying subchondral bone, the demands of bone, cartilage, and bone cartilage interface should be taken into account for repair. Current clinical therapies are more palliative and less therapeutic. Hence, due to the limitations of existing treatment methods over the past decade, the use of tissue engineering as an effective and low-risk treatment method for the treatment of many diseases, especially bone-cartilage lesions has been introduced. In this approach, some of the limitations of previous methods could be overcome by transplanting osteochondral composite tissues, which have been obtained by combining patient's own cells with three-dimensional porous biomaterials of predetermined shape and size. So far, various strategies for scaffold fabrication have been used to repair osteochondral defects, including single-phase, multilayer, and graded structures. In this study, some common strategies in tissue engineering as well as the challenges ahead are briefly discussed.

    Keywords: Osteochondral tissue, Scaffold, Tissue engineering, Bone, Cartilage
  • Hoda Dashtipour, Ali Nouras, Sara Daneshjou*, Sohameh Mohebbi, Neda Mousaviniri Pages 55-72

    These days biosensors have worthy applications in different fields such as biomedicine, disease diagnosis, treatment monitoring, various aspects of the environment, food control, drug production, and assorted sides of medical science. Recently, different types of biosensors such as enzyme biosensors, immune, tissue, DNA, and thermal biosensors have been studied precisely by some research groups. These biosensors have many advantages such as simplicity in implementation, very high sensitivity, automatic performance, intrinsic and natural small size. Another valuable benefit of biosensors is that their high-affinity paring with biomolecules allows sensitive (high-sensitivity) and selective detection from a wide range of analytes. Artificial intelligence (AI) due to its high potency, if combined with biotechnology, like biosensors, can be effective in accurate prediction, diagnosis and treatment of some diseases, including cancer. Today, Machine learning (ML) as one of the branches of AI has become a beneficial tool in analyzing and categorizing obtained data from biosensors for bioanalysis. Using ML algorithms automates the complicated processes of extraction, processing, and assaying data achieved from biosensors. This article is a review for introducing and survey of various biosensors, their applications, and ways to apply them, focusing on cancer and Covid19 which are important diseases in the world obtained from previous studies, as a summary and providing information for researchers which working in this field.

    Keywords: biosensor, nanobiosensor, artificial intelligence
  • Roghaye Hamidi, Farangis Ataei*, Saman Hosseinkhani Pages 73-82
    Aims

    Programmed cell death is a vital cellular process that is highly conserved in evolution. Apoptosis, as a common mode of programmed cell death, is disturbed in the most human malignancies and leads the resistance of cancers to current treatment strategies. Caspase 9 is a key protein in mitochondrial apoptosis. Activated Caspase 9 leads to activation of Caspase 3/7, initiating a caspase cascade and killing cell. In this study, Caspase 9 gene was cloned into pcDNA3.1(+) and its expression and function evaluated in cell.

    Methods

    PCR amplification of Caspase 9 was performed by specific primers and ligated into pcDNA3.1(+) after double-digestion with KpnI and BamHI. After sequencing, pcDNA/Caspase 9 was transfected into SH-SY5Y cells and treated with doxorubicin. Caspase 9 function was determined by its effect on cell death level by trypan blue and PI staining, and Caspase 3 activity, and its expression in cells measured by western blotting.

    Finding

    Caspase 9 gene cloning was done and its expression in cell defined by western blot. Overexpression of Caspase 9 led to autoprocessing following homodimerization and induction of cell death and also increased cell sensitivity to doxorubicin treatment and declined cell viability.

    Conclusion

    The cloned Caspase 9 was functional in cell and enhanced apoptosis in the treated cells by doxorubicin through self-activation and subsequently amplification of Caspase 3 activation.

    Keywords: Cloning, Caspase 9, Apoptosis, Doxorubicin
  • Amene Gholami, Seyed Jalal Zargar*, Saeed Tavakoli Pages 83-92
    Background

    Lung adenocarcinoma is the most primary histologic subtype of non-small cell lung cancer (NSCLC). Oxypeucedanin methanolate, a member of furanocoumarin, is a naturally occurring compound, which is isolated from Ferulago trifida Boiss, an endemic species in North-West of Iran.

    Purpose

    We attempt to uncover the capacities of oxypeucedanin methanolate to induce apoptosis and autophagy in NSCLC cells, as well as the underlying mechanism involved in this process.

    Methods

    The effect of oxypeucedanin methanolate on cell viability was evaluated on A549 cells by MTT assay. Flow cytometry assay was used to detect cellular apoptosis. Expression levels of BAX, caspase-3, BCL2 and LC3 in A549 cells were measured by Real time quantitative reverse transcription-polymerase chain reaction (Real time RT-PCR). A549 cells migration were analyzed using a wound‐healing assay.

    Results

    Oxypeucedanin methanolate inhibited A549 cell proliferation in dose- and time- dependent manner, as evaluated by MTT assay. The total apoptosis rate was (5.46%) for A549 cells not treated with oxypeucedanin methanolate. In contrast, the apoptosis rate was (29.6%) for A549 cells treated with oxypeucedanin methanolate at the concentration of 0.4 mM. Real time RT-PCR revealed that the mRNA expression of BAX, caspase-3 and LC3 were upregulated, while mRNA expression of BCL2 was downregulated. Untreated cell migration increased significantly after 72 hours.

    Conclusion

    Oxypeucedanin methanolate inhibits proliferation and it could induce apoptosis and autophagy of human non-small cell lung cancer cell line A549. Oxypeucedanin methanolate may be a good candidate for reducing of A549 cells metastasis.

    Keywords: Non-Small Cell Lung Cancer, Coumarin, Oxypeucedanin methanolate, Apoptosis, Autophagy
  • Fakhimeh Amini Toolarood Payin, Reza Salarian, Seyed Mehdi Hosseini*, Mohammad Hasan Shahavi, Tahmine Ebadi Pages 93-112
    Background

    Modern science in drug delivery systems has long been paid to effectively design drug delivery systems, to reduce side effects, increasing bioavailability, targeted drug delivery, and passing through blood-brain barriers. Nanoparticles are very important as carriers because they  carry different types of drugs to different parts of the body at the right time.

    Method

    In the present study, thiolated nano chitosan loaded with Biperiden was synthesized by ion gel method using two types of crosslinkers (tripolyphosphate and genipin) and their efficiency was investigated.

    Results

    FTIR analysis confirmed the successful synthesis of various stages of thiolated nano chitosan loaded with Biperiden by both crosslinkers. SEM images showed that as-synthesized nano-carriers have a nanorod structure and nanocarriers crosslinked by genipin had a more regular structure with a size of about 150 nm than nanocarrier crosslinked by TPP with a size of approximately 200 nm. In vitro drug release and cytotoxicity studies showed nano-carriers crosslinked by genipin have had a higher release and less cytotoxicity than nano-carriers crosslinked by TPP.

    Conclusion

    Considering the lower toxicity and delayed release of nanoparticles synthesized with genipine than nanocarriers synthesized with TPP, the use of this nanocarrier increases the bioavailability of the drug and can be used as a suitable drug delivery system.

    Keywords: Chitosan nanoparticles, ion gel method, Biperiden, Tripolyphosphate, Genipin
  • Golara Kafili, Elnaz Tamjid, Hassan Niknejad, Abdolreza Simchi* Pages 113-131

    The human amniotic membrane (HAM) is one of the rare allograft tissues that are in use in clinical trials. Biocompatibility, antibacterial effect, low immunogenicity, and scar prevention are properties that have made HAM attractive for tissue engineering (TE) applications, for example, as a cell carrier, injectable hydrogel, and cell culture substrate. In this research, the effect of digestion time on the structure, gelation kinetics, rheological and biological properties of amniotic membrane-derived hydrogels was studied. The results determined that digestion with pepsin should be performed at least for 24 h.  Prolonging the digestion time to 72 h increased the shear modulus, fiber diameter, and gelation rate. Cytocompatibility assays with L929 fibroblast cells showed that the digestion time had no effect on the cell toxicity of the hydrogels. However, cell proliferation was improved due to preserved constitutive bioactive molecules. The results of this research can be used to develop amniotic membrane-derived hydrogels for TE applications.

    Keywords: Amniotic membrane, Digestion, Hydrogel, Rheological properties, Gelation kinetics
  • Maedeh Salmani, Maryam Hassanlou* Pages 132-138

    Ras signaling is an important intracellular signaling pathway that is key regulator of several aspects of normal cell growth and malignant transformation. The RAS gene family consists of three small G proteins; H-Ras, N-Ras, and K-Ras that play a central role in cell signaling for growth, proliferation, and migration. Mutation of the Ras oncogenes creates the malignant properties that are needed for cancer to grow and spread. MicroRNAs (miRNAs) that are encoded within the Ras genes might also have roles in cancer development. Here, novel microRNAs located in the human N-Ras gene were bioinformatically predicted. SSC profiler program was utilized to predict the stem-loop structures within the genomic area of interest. UCSC genome browser database was useed to analyze the conservation status of the putative miRNA and its precursor sequence. Furthermore, the N-Ras-miRs prediction was also performed by using MatureBayes online tool. In addition, RNAFOLD online software which applies the minimum-free energy (MFE) RNA structure prediction algorithm, was used for approximate prediction of the stem-loop structure. Our results demonstrate that N-Ras with about 5Kb length has some predicted miRNA stem-loop-like structures that have relatively conserved sequences. Overall, accumulative pieces of evidence indicated the presence of novel miRNAs encoded within the N-Ras oncogene.

    Keywords: Ras signaling pathway, microRNA, N-Ras
  • Sadat Dokanehiifard, Tabassom Hassannia Kolagar, B. Mohamad Soltani* Pages 139-148

    Cardiovascular diseases (CVDs) are globally the number 1 cause of death. Despite improvement in treatment strategies, heart disorders are strongly increasing. Therefore, identification of new regulatory factors involved in the cardiac differentiation is very important. TRKC receptor, part of the large family of receptor tyrosine kinases, is involved in development of the heart and central nervous system. There are many contradictory functions related to the TRKC gene which might be attributed to the non-coding RNAs located in it. Recently, a novel miRNA, hsa-miR-11181-5p located in TRKC gene, has been reported which is involved in nervous differentiation. MiRNAs are small non-coding RNAs regulating their target genes via mRNA degradation or protein inhibition. The goal of the present study was to investigate the expression pattern of hsa-miR-11181-5p during the course of cardiosphere-derived cells (CDCs) differentiation.

    Keywords: hsa-miR-11181-5p, TRKC gene, cardiac differentiation