کسب و کارهای فعال در داده‌های زیستی حمایت شدند رییس مرکز فناوری‌های همگرا معاونت علمی از حمایت‌ها و اقدامات لازم برای توسعه کسب و کارها در حوزه داده‌های زیستی خبر داد و گفت: تنها راه توسعه بازار این حوزه در کشور، جلوگیری از خروج نمونه‌ها به خارج است. به گزارش پایگاه اطلاع‌رسانی دولت به نقل از معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری، نسل جدید توالی‌یابی (NGS) یکی از حوزه‌های همگرایی است که توسعه آن از برنامه‌های مرکز فناوری‌های همگرا معاونت علمی است. علی محمد سلطانی رییس مرکز فناوری‌های همگرا معاونت علمی گفت: نسل جدید توالی‌یابی به مجموعه فناوری‌هایی گفته می‌شود که می‌توانند حجم زیادی از DNA را در مدت‌زمانی کوتاه و با هزینه کم توالی‌یابی کنند.

کسب و کارهای فعال در داده‌های زیستی حمایت شدند

رییس مرکز فناوری‌های همگرا معاونت علمی از حمایت‌ها و اقدامات لازم برای توسعه کسب و کارها در حوزه داده‌های زیستی خبر داد و گفت: تنها راه توسعه بازار این حوزه در کشور، جلوگیری از خروج نمونه‌ها به خارج است.

به گزارش سایت مهندسی علوم زیستی به نقل از معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری، نسل جدید توالی‌یابی (NGS) یکی از حوزه‌های همگرایی است که توسعه آن از برنامه‌های مرکز فناوری‌های همگرا معاونت علمی است.

کسب و کارهای فعال در داده‌های زیستی حمایت شدند رییس مرکز فناوری‌های همگرا معاونت علمی از حمایت‌ها و اقدامات لازم برای توسعه کسب و کارها در حوزه داده‌های زیستی خبر داد و گفت: تنها راه توسعه بازار این حوزه در کشور، جلوگیری از خروج نمونه‌ها به خارج است. به گزارش پایگاه اطلاع‌رسانی دولت به نقل از معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری، نسل جدید توالی‌یابی (NGS) یکی از حوزه‌های همگرایی است که توسعه آن از برنامه‌های مرکز فناوری‌های همگرا معاونت علمی است. علی محمد سلطانی رییس مرکز فناوری‌های همگرا معاونت علمی گفت: نسل جدید توالی‌یابی به مجموعه فناوری‌هایی گفته می‌شود که می‌توانند حجم زیادی از DNA را در مدت‌زمانی کوتاه و با هزینه کم توالی‌یابی کنند.
کسب و کارهای فعال در داده‌های زیستی حمایت شدند

علی محمد سلطانی رییس مرکز فناوری‌های همگرا معاونت علمی گفت: نسل جدید توالی‌یابی به مجموعه فناوری‌هایی گفته می‌شود که می‌توانند حجم زیادی از DNA را در مدت‌زمانی کوتاه و با هزینه کم توالی‌یابی کنند. با توجه به اینکه در این حوزه تحقیقات در دنیا به سرعت در حال انجام است، اقداماتی را برای گسترش آن انجام دادیم. انتشار فراخوان حمایت از کسب‌وکارهای داده‌های زیستی نخستین اقدام این مرکز در این حوزه است. در این فراخوان که با همکاری ستاد توسعه زیست‌فناوری معاونت علمی منتشر شد، هم‌اکنون ۳ گروه با حمایت‌ها و پیگیری‌های لازم فعالیت‌های خود را دنبال می‌کنند و در حال توسعه محصول و کسب‌وکار خود هستند.

وی همچنین حمایت برای تولید و تجاری‌سازی کیت cell free DNA را اقدامی دیگر از مرکز همگرا در این حوزه دانست و افزود: این محصول برای نخستین بار در کشور با تلاش‌های انجام شده در یکی از شرکت‌های دانش بنیان تولید شد. آزمون‌های تأیید کیفیت آن در یکی از آزمایشگاه‌های ژنتیک پزشکی انجام شده است. این شرکت فناور در حال حاضر تعدادی از این کیت را وارد بازار کرده است و در سال جاری و با حمایت‌های بیشتر مرکز راهبردی فناوری همگرا حجم تولید و فروش خود را افزایش می‌دهد.

موانع گسترش کسب و کارهای داده‌های زیستی بررسی شد

سلطانی ادامه داد: مطالعه و بررسی موانع گسترش کسب‌وکارهای حوزه داده های زیستی در کشور اقدام دیگر مرکز برای توسعه این حوزه در کشور است. بررسی‌ها و مطالعات میدانی نشان داد که یکی از موانع اصلی شکل‌گیری کسب‌وکارهای این حوزه، خروج بی‌رویه نمونه‌ها به خارج از کشور است و تنها راه توسعه بازار آن در کشور، جلوگیری از خروج این نمونه‌ها است. در مورد این موضوع نیازمند سیاست‌ها و برنامه‌های تنظیم‌گری در سطح ملی و همچنین برنامه‌های توسعه فناوری و محصول در کنار هم هستیم.

وی در ادامه از اولویت‌ها سال جاری برای توسعه کسب و کارهای داده‌های زیستی گفت و بیان کرد: امسال دومین فراخوان حمایت از کسب‌وکارهای داده‌های زیستی برای راه‌اندازی کسب‌وکارهای جدید در دو بخش کیت‌ها و تحلیل داده منتشر می‌شود.

جایگزینی میکروبیوم سنتتیک در روده پستانداران | میکروبیوم مصنوعی | دانشگاه هاروارد آمریکا | انتقال پیام ژنتیکی | میکروبیوم سنتتیک| کوروم سنسینگ | acyl-homoserine lactone | تقویت سیستم گوارشی

جایگزینی میکروبیوم سنتتیک در روده پستانداران

جایگزینی میکروبیوم سنتتیک در روده پستانداران

روده انسان محل زندگی بیش از 1000 سویه مختلف از باکتری است که میکروبیوم نامیده می‌شود و نقش اساسی در هضم غذا و جذب مواد معدنی دارد. به تازگی محققان دانشگاه هاروارد آمریکا موفق به ایجاد سیستم انتقال پیام ژنتیکی شده‌اند که در آن باکتری Salmonella Typhimurium در پاسخ به محرک‌های محیطی سیگنالی را تولید می‌کند که توسط باکتری E. coli قابلیت دریافت و شناسایی را دارد.

میکروبیوم مصنوعی

سیستم انتقال پیام مهندسی شده که acyl-homoserine lactone نام دارد یکی از انواع راه‌های تبادل پیام میان باکتری‌ها است که تحت عنوان کوروم سنسینگ شناخته شده است که وظیفه کنترل بیان ژن‌های مختلف بین کلونی‌های باکتری را دارد.
در این پژوهش محققان سویه مهندسی شده ای از Salmonella Typhimurium را در روده موش‌ها جایگذاری کرده‌اند که در پاسخ به anhydrotetracycline سیگنال‌های ارتباطی را ایجاد می‌کند. این سیگنال‌ها توسط سویه مهندسی شده E. coli دریافت شده و موجب بیان ژن LacZ به عنوان یک مارکر قابل تشخیص در باکتری می‌شود.

هدف نهایی این تحقیق ایجاد یک میکروبیوم مصنوعی در روده پستانداران است که علاوه بر تقویت سیستم گوارشی و بهبود سلامت انسان، امکان برقراری ارتباط بین سویه‌های مختلف و در نتیجه کنترل تعادل بین آنها وجود داشته باشد.

کانال بیوتکنولوژی وان

سایت مهندسی علوم زیستی

لینک مقاله

جایگزینی میکروبیوم سنتتیک در روده پستانداران | میکروبیوم مصنوعی | دانشگاه هاروارد آمریکا | انتقال پیام ژنتیکی | میکروبیوم سنتتیک| کوروم سنسینگ  | acyl-homoserine lactone | تقویت سیستم گوارشی

جایگزینی میکروبیوم سنتتیک در روده پستانداران | میکروبیوم مصنوعی | دانشگاه هاروارد آمریکا | انتقال پیام ژنتیکی | میکروبیوم سنتتیک| کوروم سنسینگ | acyl-homoserine lactone | تقویت سیستم گوارشی

کریسپر | فیلم سینمایی Rampage | فناوری کریسپر | کریسپر چیست | جزوه کریسپر | تکنیک کریسپر | آموزش کریسپر | پاورپوینت کریسپر | فیلم سینمایی هراس و خطرات کریسپر

فیلم سینمایی Rampage | اولین فیلم در رابطه با هراس و خطرات کریسپر

فیلم سینمایی Rampage | اولین فیلم در رابطه با هراس و خطرات کریسپر

فیلم سینمایی Rampage، اولین فیلمی می باشد که در رابطه با هراس و خطرات ناشی از فناوری کریسپر ساخته شد. فیلم Rampage (رمپیج) محصول سال ۲۰۱۸ و به کارگردانی برد پیتون است. فیلم در آوریل ۲۰۱۸ اکران شد و موفق شد با فروش ۴۲۲ میلیون دلاری خود، رتبه هشتم پرفروش‌ترین فیلم‌های ۲۰۱۸ را به دست آورد.

این فیلم با یک عملیات سری در ایستگاه فضایی شروع می شود. که در آن عده ای از دانشمند با فناوری کریسپر در حال آزمایش بر روی موش آزمایشگاهی می باشند. در این داستان دانشمندان طی این آزمایشات موفق شده اند نرخ رشد وال آبی، رشد نامعین کوسه، قدرت سوسک کرگدنی، سرعت چیتا را از طریق فناوری کریسپر در موجودات ایجاد بکنند.

عملیات در این ایستگاه فضایی با مشکل مواجه و منجر به مرگ اعضای آن شده است. یک نفر که زنده مانده، با وحشت تقاضای خروج دارد و خبر از نمونه‌ای می‌دهد که: «دیگر فقط یک موش نیست. فرد زنده مانده، باقی نمونه‌ها را جمع می‌کند و با خود به کپسول فرار می‌برد تا به زمین برگردد. اما برگشت او موفقیت‌آمیز نیست و پس از انفجار کپسول، باقی‌مانده نمونه‌ها پس از عبور از جو به زمین برخورد می‌کنند. برخوردی که تعدادی از حیوانات را به ویروس آلوده می‌کند و منجر به جهش در آن‌ها می‌شود…

کانال بیوتکنولوژی وان

سایت مهندسی علوم زیستی

کریسپر | فیلم سینمایی Rampage | فناوری کریسپر | کریسپر چیست | جزوه کریسپر | تکنیک کریسپر | آموزش کریسپر | پاورپوینت کریسپر | فیلم سینمایی هراس و خطرات کریسپر

کریسپر | فیلم سینمایی Rampage | فناوری کریسپر | کریسپر چیست | جزوه کریسپر | تکنیک کریسپر | آموزش کریسپر | پاورپوینت کریسپر | فیلم سینمایی هراس و خطرات کریسپر

حذف پروتئین در مهره داران به کمک آنتی بادی سنتتیک جدید | حذف پروتئین | پروتئین‌های فلورسنت | GFP | آنتی بادی مصنوعی | آنتی بادی شتری | nanobody | ابداع روش نوین در تشخیص سرطان | تشخیص سرطان برپایه پروتئین مالاریایی | تشخیص سرطان | پروتئین مالاریایی | دانشگاه کوپنهاگن دانمارک | انگل مالاریا | بیومارکر | سلول‌های سرطانی

حذف پروتئین در مهره داران به کمک آنتی بادی سنتتیک جدید

“حذف پروتئین” در مهره داران به کمک آنتی بادی سنتتیک جدید

روش اصلی برای مطالعه نقش بیولوژیکی پروتئین‌ها اتصال آنها به پروتئین‌های فلورسنت (GFP) می‌باشد تا از این طریق و به کمک میکروسکوپ، آنها را در سلول‌های زنده مطالعه نمایند. با این وجود تعیین دقیق نقش هر پروتئین گاهی اوقات نیازمند حذف کامل آن از سلول و مشاهده نتایج حاصل از این حذف است.

محققین موسسه تحقیقاتی TU Dresden و Max Planck آلمان در یک همکاری مشترک موفق به ساختن آنتی بادی مصنوعی شده‌اند تا به وسیله آن مطالعات عملکردی پروتئین‌ها را تسهیل نمایند. آنتی بادی جدید با الحاق توالی تشخیص دهنده اکسین (AID) به یک آنتی بادی تشخیصی GFP که از لحاظ ساختاری شبیه آنتی بادی شتری (nanobody) می باشد، بدست آمده است.

در این روش علاوه بر رهگیری پروتئین‌های متصل به GFP می‌توانند در صورت اضافه شدن اکسین به محیط کشت سلولی، آنها را به طور کامل نابود کنند. در حالی که تمامی روش‌های از کار انداختن پروتئین‌ها (knockout) امروزه مبتنی بر تغیرات ژنتیکی است و معمولا موجوداتی که به این روش مهندسی شده‌اند قابلیت بقا ندارند. آنتی بادی جدید طراحی شده می‌تواند به صورت شرطی و در زمان دلخواه پروتئین مورد نظر را از کار بندازد.آنتی بادی مصنوعی جدید موجب “حذف پروتئین” شرطی پروتئین مهره داران می‌شود

روش اصلی برای مطالعه نقش بیولوژیکی پروتئین‌ها اتصال آنها به پروتئین‌های فلورسنت (GFP) می‌باشد تا از این طریق و به کمک میکروسکوپ، آنها را در سلول‌های زنده مطالعه نمایند. با این وجود تعیین دقیق نقش هر پروتئین گاهی اوقات نیازمند حذف کامل آن از سلول و مشاهده نتایج حاصل از این حذف است.

محققین موسسه تحقیقاتی TU Dresden و Max Planck آلمان در یک همکاری مشترک موفق به ساختن آنتی بادی مصنوعی شده‌اند تا به وسیله آن مطالعات عملکردی پروتئین‌ها را تسهیل نمایند. آنتی بادی جدید با الحاق توالی تشخیص دهنده اکسین (AID) به یک آنتی بادی تشخیصی GFP که از لحاظ ساختاری شبیه آنتی بادی شتری (nanobody) می باشد، بدست آمده است.

در این روش علاوه بر رهگیری پروتئین‌های متصل به GFP می‌توانند در صورت اضافه شدن اکسین به محیط کشت سلولی، آنها را به طور کامل نابود کنند. در حالی که تمامی روش‌های از کار انداختن پروتئین‌ها (knockout) امروزه مبتنی بر تغیرات ژنتیکی است و معمولا موجوداتی که به این روش مهندسی شده‌اند قابلیت بقا ندارند. آنتی بادی جدید طراحی شده می‌تواند به صورت شرطی و در زمان دلخواه پروتئین مورد نظر را از کار بندازد.

کانال بیوتکنولوژی وان

سایت مهندسی علوم زیستی

لینک مقاله

همانندسازی RNA در سوپ بنیادین | همانندسازی RNA | مهندسی رایبوزیم | رایبوزیم | سوپ بنیادین | نظریه الگوی سوپ بنیادین | نظریه الگوی حباب | پیدایش موجودات زنده | منشا حیات | نظریه حباب | نظریه های پیدایش حیات | اولین موجود زنده روی زمین | بیوتکنولوزی | زیست فناوری | سعید کارگر | مهندسی علوم زیستی | بیو تکنولوژی

چگونگی همانندسازی RNA در سوپ بنیادین بر روی زمین

Scientists crack how primordial life on Earth might have replicated itself

Date:
May 15, 2018
Source:
Medical Research Council
Summary:
Scientists have created a new type of genetic replication system which demonstrates how the first life on Earth — in the form of RNA — could have replicated itself. The scientists say the new RNA utilizes a system of genetic replication unlike any known to naturally occur on Earth today.

دانشمندان پی بردند که چگونه RNA در زندگی اولیه بر روی زمین میتوانسته همانندسازی بکند

تئوری مشهوری که در مورد ابتدایی ترین مراحل اولیه زندگی بر روی زمین وجود دارد این است که وابسته به رشته های RNA می باشد، پسرعموی شیمیایی DNA. همانند DNA مولکول های RNA هم می توانند اطلاعات ژنتیکی را با استفاده از چهار باز حمل کنند، اما RNA می تواند بیش از یک رشته ساده اطلاعات داشته باشد. برخی از رشته های RNA میتوانند بر روی هم پیچ و تاب بخورند و شکل سه بعدی خاصی بگیرند که میتوانند همانند آنزیم ها باشد، میتواند واکنش های شیمیایی انجام بدهد، که به آن رایبوزیم می گویند.

رایبوزیم

اگر رایبوزیم بتواند RNA پیچ و تاب خورده را تکثیر بکند، می تواند خود را کپی بکند و یک سیستم ساده زندگی را پشتیبانی بکند. دانشمندان قبلا رایبوزیم هایی توسعه داده بودند که میتوانست رشته ی RNA را همانندسازی بکند، اما اگر RNA بر روی هم پیچ و تاب بخورد از کپی شدن به وسیله رایبوزیم جلوگیری می کند. در مقاله ای که در ژورنال eLife منتشر شد، دانشمندان توانستند این پارادوکس را حل بکنند، از طریق مهندسی رایبوزیمی که می تواند RNA پیچ و تاب خورده را همانندسازی کند، که این شامل خود همان مولکول RNA می شود.

به طور معمول وقتی که RNA کپی می شود، آنزیم می تواند در یک مرتبه یک باز اضافه بکند، اما این رایبوزیم جدید سه تا باز متصل شده به یکدیگر را اضافه می کند. این بلوک های سه گانه رایبوزیم را قادر می سازند تا RNA پیچ و تاب خورده را همانند ساطی بکند، زیرا این بلوک های سه گانه با قدرت بیشتری می توانند به RNA متصل شوند و پیچ و تاب آن را باز بکنند.

سوپ بنیادین

دانشمندان می گویند “سوپ بنیادین” می تواند شامل ترکیبی از انواع بازها با طول های مختلف باشد، یک، دو، سه، چهار و بیشتر؛ اما آن ها متوجه شدند که هرچه طول زنجیره هرچه بیش تر از سه تا بشود، موجب می شود کپی شدن RNA با دقت کمتری صورت بگیرد. اگرچه این اولین گام می باشد چون رایبوزیم هنوز به کمک های زیادی برای انجام تکثیر نیاز دارد.

ما از این سییستم یک سیستم خالص تهیه کرده بودیم، بنابراین گام بعدی ترکیب کردن آن با سوبستراهای پیچیده تر می باشد تا شرایط سوپ بنیادین شبیه سازی بشود. این محیط حاوی طیف وسیعی از پپتیده های ساده و لیپیدها بوده که میتوانسته با RNA تعامل داشته باشند. این آزمایش در دمای منفی ۷ درجه سانتیگراد صورت گرفت، زیرا محققان کشف کرده بودند که انجماد موجب تجمع مولکول های RNA در آب نمک مایع می شود. این نیز برای آنزیم های RNA مفید است چون پایدارتر هستند و بهتر عمل میکنند در دمای سرد.

 

 

نویسنده : سعید کارگر

کانال تلگرامی بیوتکنولوژی

عضویت در کانال بیوتکنولوژی پیام رسان سروش

ذخیره اطلاعات یک GIF در ژنوم باکتری با استفاده از تکنیک کریسپر/Cas

کدگذاری یک فیلم دیجیتال در ژنوم باکتری های زنده به کمک کریسپر

کدگذاری یک فیلم دیجیتال در ژنوم باکتری های زنده به کمک کریسپر/Cas

ذخیره سازی اطلاعات روی مولکول DNA چند سالی است که مورد توجه قرار گرفته و دانشمندان اخیرا موفق شده اند گامی دیگر در این راستا بردارند. حالا یک باکتری زنده را داریم که روی DNA آن یک GIF از اسبی در حال دویدن ذخیره شده است. تا پیش از این، دانشمندان قادر بودند که اطلاعات را روی DNA سنتز شده (غیر زنده) ذخیره کنند ولی ثبت آن روی DNA موجودی زنده یک دستاورد بزرگ به حساب می آید.این اتفاق به لطف سیستم ویرایش ژن کریسپر رخ داده است.

تصاویر و ویدیوهایی که پژوهشگران به درون باکتری مورد نظر انتقال داده اند، متشکل است از پیکسل های سفید و سیاه.

با استفاده از کریسپر همچنین توانستند این تصویر دست را در ژنوم باکتری ذخیره بکنند

با استفاده از کریسپر همچنین توانستند این تصویر دست را در ژنوم باکتری ذخیره بکنند

 

کدهای سه گانه نوکلئوتید این توانایی را دارند تا 21 رنگ خاص را کد بکنند

کدهای سه گانه نوکلئوتید این توانایی را دارند تا 21 رنگ خاص را کد بکنند

 کریسپر . دانشمندان DNA باکتری را توالی یابی کرده و کدها را با استفاده از نرم افزارهای بیوانفورماتیکی به اطلاعات حقیقی، یعنی ویدیوها و تصاویر تبدیل کند.

دانشمندان DNA باکتری را توالی یابی کرده و کدها را با استفاده از نرم افزارهای بیوانفورماتیکی به اطلاعات حقیقی، یعنی ویدیوها و تصاویر تبدیل کند.

ورود DNA کدگذاری شده به ژنوم باکتری:

اول از همه، دانشمندان پیکسل ها را با رمزگذاری به DNA تبدیل کرده و سپس DNA را با استفاده از شوک الکتریکی به درون باکتری هدایت کرده اند. در واقع این اطلاعات در توالی هایی به نام protospacer ذخیره می شود. و در باکتری مورد نظر به منظور ورود این DNA به ژنوم بیان پروتئین های Cas1 و Cas2 را افزایش دادند.

از اینجا به بعد، سیستم کریسپر DNA را گرفته و وارد ژنوم خود می کند. اگر DNA ساخته شده شبیه به مولکولی باشد که سلول آن را مهاجم می پندارد، به راحتی می توان DNA مورد نظر را روی باکتری ذخیره کرد.

حالا که پروسه انتقال اطلاعات به درون موجود زنده با موفقیت همراه شده، باید بتوان از آن اطلاعات استفاده کرد. به این منظور، دانشمندان DNA باکتری را توالی یابی کرده و کدها را با استفاده از نرم افزارهای بیوانفورماتیکی به اطلاعات حقیقی، یعنی ویدیوها و تصاویر تبدیل کند.

 

با این حال، این ویدیو فقط 36 در 26 پیکسل است و هنوز کارایی خاصی ندارد. دانشمندان امید دارند که بتوانند اطلاعاتی به مراتب عظیم تر از این ویدیوی ساده را روی DNA ذخیره کنند که قابل بازیابی باشد.

.

 

Source: https://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature23017.html

date : 12 July 2017

نویسنده : سعید کارگر

عضویت در کانال تلگرامی بیوتکنولوژی

چگونگی استفاده از سیستم ویرایش ژنومی Cre/lox یا Flp/FRT

سیستم ویرایش ژنومی Cre/lox و Flp/FRT

سیستم ویرایش ژنومی Cre/lox

در این تکنیک از پروتیین Cre استفاده می شود که یک ریکامبیناز پروتئین می باشد. علت نامگذاری این پروتیین بخاطر نقش آن ((Cause REcombinas)) می باشد. این پروتیین توالی های 34 جفت بازی بنام loxP را شناسایی می کند. بعد با تشکیل یک لوپ دوتا جایگاه loxP را کنار هم می آورد و ژن موجود را بین این دو مکان حذف می کند و در آخر یک جایگاه loxP باقی می ماند.

نوترکیبی در این محل موجب حذف یا knock-out ژن دلخواه می شود. کارآیی این روش با فاصله گرفتن دو تا جایگاه loxP از هم کاهش می یابد. همچنین با قرار دادن دو جایگاه loxP در اطراف یک ژن نوترکیب شده، می توان زمانی که به این ژن نوترکیب در میزبان نیاز نبوده با القاء بیان پروتیین Cre در گیاهیان ژن نوترکیب شده را حذف کرد.

سیستم ویرایش ژنومی Cre/lox

سیستم ویرایش ژنومی Cre/lox

سیستم مشابه Cre/lox گیاهان در مخمر Flp/FRT می باشد که به طریق مشابه عمل میکند.

سیستم ویرایش ژنومی Flp/FRT 

مانند بسیاری از باکتری ها، برخی از سلول های مخمر عناصر خارج کروموزومی در هسته خود دارند بنام پلاسمید حلقوی 2 میکرونی که مانند DNA همه ی کروموزوم های یوکاریوتی در اطراف هیستون پیچیده است. که از این وکتور به عنوان یک کلونینگ وکتور برای بیان ژن در مخمر استفاده شده است.

در این پلاسمید دو قسمت تکراری وجود دارد که سایت های FRT نامیده می شود، این دو قسمت در نقطه مقابل هم پلاسمید قرار دارند. این پلاسمید همچنین دارای ژن پروتئین FLP می باشد که Flp ریکامبیناز یا فلیپاز نیز نامیده می شود. این آنزیم مناطق FRT را شناسایی می کند و موجب نوترکیبی در این مناطق می شود.

 

🔘در شکل زیر چگونگی استفاده از این سیستم در ویرایش ژنومی نشان داده شده است.

چگونگی استفاده از سیستم ویرایش ژنومی Cre/lox یا Flp/FRT

چگونگی استفاده از سیستم ویرایش ژنومی Cre/lox یا

 

 

نویسنده : سعید کارگر

عضویت در کانال تلگرامی بیوتکنولوژی

سیستم ویرایش ژنومی کریسپر/Cas

سیستم ویرایش ژنومی کریسپر | مکانیسم کریسپر | تکنیک کریسپر

باکتری ها روش های مختلفی برای مقابله با هجوم ویروس ها دارند، از جمله : جلوگیری از اتصال ویروس ها تا جلوگیری از ورود DNA آن ها.

باکتری ها روش های مختلفی برای مقابله با هجوم ویروس ها دارند، از جمله : جلوگیری از اتصال ویروس ها تا جلوگیری از ورود DNA آن ها.

 

در این دهه اخیر ، دانشمندان یک سیستم ایمنی جدید در باکتری را کشف کردند ، که به باکتری این امکان را می دهد که:
1) از ورود DNA خارجی به ژنوم خود جلوگیری کند
2) همچنین DNAهای مهاجم را مورد هدف قرار داده و آن ها را تخریب بکند.

 

این سیستم اولین بار در سال 1987 کشف شد هنگامی که nakata و همکارانش داشتن بر روی آنزیم iap مطالعه می کردند متوجه شدند که در پایین دست این ژن توالی های تکراری و غیر تکراری وجود دارد.

در سال 2002 بود که مشهده کردند این قسمت های تکراری به صورت پالیندرومی می باشند و همچنین به طور متناوب تکرار شده اند و به وسیله قسمت های غیر تکراری به نام spacer از هم جدا شده اند که اسم این نوع آرایش ژنی را CRISPR گذاشتند که مخفف Clustered Regular Interspaced short Palindromic Repeat می باشد.

این در حالی بود که هنوز عملکرد این سیستم مشخص نشده بود!

در عکس پایین می توانید ساختار ژنی کریسپر را مشاهده کنید

در عکس پایین می توانید ساختار ژنی کریسپر را مشاهده کنید

 

در سال 2005 بود Bolotin مشاهده کرد که ژن های Cas در مجاورت ساختار CRISPR وجود دارد. از آنجا که ژن های Cas یک DNA اندونوکلیاز را کد می کنند، این مشاهده به طور خیلی قوی نشان داد که تخریب DNA خارجی یکی از نقش های سیستم CRISPR/Cas می باشد.

پروتیین Cas9 دوتا جایگاه فعال برای برش رشته های DNA دارد به نام جایگاه های فعال HNH و RuvC1 که در DNA خارجی برش ایجاد می کند. - سیستم ویرایش ژنومی کریسپر/Cas

پروتیین Cas9 دوتا جایگاه فعال برای برش رشته های DNA دارد به نام جایگاه های فعال HNH و RuvC1 که در DNA خارجی برش ایجاد می کند.

نقش سیستم کریسپر/Casدر باکتری:

ایمنی که به وسیله کریسپر در باکتری ایجاد می شود از دو فاز اصلی تشکیل شده است:

1 ) فاز ایمنی سازی immunization
2) فاز ایمنی immunity

 

فاز ایمنی immunity :

در فاز ایمنی به دنبال آلوده باکتری با DNA خارجی ، رونویسی از ژن های سیستم CRISPR/Cas فعال می شود. از ژن های کریسپر یک mRNA نابالغ بنام pre-crRNA ساخته می شود. در بالا دست ژن کمپلکس Cas, توالی trans-activating crRNA وجود دارد که رونوشت این ژن نواحی با توالی تکراری pre-crRNA را شناسایی می کند و با آن ها مکمل می شود، به دنبال RNA polymerase III وارد عمل شده و یک برش ایجاد می کند و موجب تشکیل crRNA بالغ می شود.

در گام بعدی از روی ژن های کمپلکس cas هم پروتیین Cas9 ساخته می شود. سپس کمپلکس Cas9-crRNA-tracrRNA تشکیل می شود. که این کمپلکس لازم و ضروری برای هدف قرار دادن یا تخریب DNAخارجی می باشد.

 

فاز ایمن سازی immunization :

حال جای این سوال وجود دارد ، که اگر DNA فاژی وارد باکتری بشود و توالی crRNA برای شناسایی ژنوم فاژ وجود نداشته باشد آیا باز هم باکتری می تواند این DNA فاژی را شناسایی بکند؟

در هنگام مواجه با چنین DNA خارجی ، باکتری این بار از ژن های کمپلکس cas بجای اینکه پروتیین Cas9 را بسازد، پروتیین Cas1 و Cas2 را می سازد. این پروتیین بدون وجود RNA راهنما یا همان crRNA ، DNA خارجی را شناسایی می کند و آن را برش می دهد. سپس قسمتی از این DNA فاژی برش خورده در لوکوس کریسپر باکتری به عنوان واحدهایspacer قرار می گیرد. پس DNA موجود در نواحی spacer لوکوس کریسپر منشاء فاژی دارند.

بدین ترتیب با گذشت زمان مقدار ژن های این قسمت بیشتر می شود و باکتری هنگام مواجه دوباره با ژنوم این فاژ ، وارد فاز ایمنی کریسپر می شود.

 

 

برای اطلاعات کامل در مورد سیستم ویرایش ژنومی کریسپر/Cas به جزوه زیر مراجعه کنید:

سنجاقک دستکاری ژنتیکی شده ی سایبورگ

سنجاقک دستکاری ژنتیکی شده ی سایبورگ

پروژه ی DragonflEye :

در سال های اخیر مطالبی در مورد چشم اژدها (DragonflEye) منتشر شده است، یک پروژه از کمپانی Darper که قصد دارد سنجاقک را به یک حشره دستکاری ژنتیکی شده سایبورگ تبدیل کند که انرژی خود را از کوله پشتی خورشیدی خود دریافت کند و تحت کنترل انسان باشد. در واقع DragonflEye یک هواپیمای بدون سرنشین می باشد که از سنجاقک زنده برای پرواز استفاده می شود. DragonflEye یک نوع از وسیله نقلیه بسیار کوچکی می باشد که کوچکتر، سبک تر و مستحکم تر از چیزهایی است که انسان ساخته است.

اساسا آن ها به دنبال همدستی با کوچکترین حشرات چابک موجود در طبیعت هستند که ما می توانیم از طریق انتقال پالس های نوری به عصب نخاعی سنجاقک، نورون های فرمان حشره را کنترل بکنیم.

ساخت فیبر نوری optrodes :

آن ها با استفاده از تکنیک های کاربردی در سینتتیک بیولوژی (DragonflEye) نورون های فرمان را حساس به نور کردند از طریق ورود ژن هایی که به طور طبیعی در سلول های چشم یافت می شود. این کمپانی ساختار نوری کوچکی را توسعه داده اند بنام optrodes که می تواند نورون های فرمان حرکتی را از طریق انتقال نور به عصب از کوله پشتی سنجاقک فعال بکند.

اجزای سازنده کوله پشتی سنجاقک دستکاری ژنتیکی شده ی سایبورگ

اجزای سازنده کوله پشتی سنجاقک دستکاری ژنتیکی شده ی سایبورگ

فیبرهای نوری سنتی بیش از حد سفت و محکم می باشند تا در اطراف طناب عصبی نازک سنجاقک قرار بگیرد، بنابراین Darper نوعی از optrodes انعطاف پذیر را مخترعانه توسعه داده اند که می تواند نور کمتر از میلی متری خم بکند. این optrodes می تواند نورون های عصبی را دقیق و هدفمند بدون آسیب رساندن به هزارن نورون مجاور فعال بکند.

 

برای اطلاعات بیشتر در مورد حشرات سایبورگ (insect cyborgs) کلیک کنید.

 

Source: http://www.draper.com/news/equipping-insects-special-service

date : January 19, 2017

 

 

نویسنده : سعید کارگر

عضویت در کانال تلگرامی بیوتکنولوژی

 

10 جهش ژنتیکی که موجب می شود انسان یک سوپر انسان بشود

10 جهش ژنتیکی که موجب می شود انسان یک سوپر انسان بشود

10 جهش ژنتیکی که موجب می شود انسان یک سوپر انسان بشود

همه ما حاوی ژن هایی هستند که به ما توانایی دیدن، تشخیص رنگ ها وغیره را داده است. اما گروهی از ما حاوی جهش های ژنتیکی می باشند که به ما توانایی های فوق العاده ای داده اند. در این مطلب 10 جهش ژنتیکی که موجب توانایی های خارق العاده در انسان ها شده است را توضیح می دهیم.

چشایی فوق العاده:

تحقیقات نشان می دهند که تقریبا 25 درصد انسان ها توانایی چشایی بالقوه ای دارند مخصوصا در حس چشایی تلخی. تحقیقات نشان می دهد این توانایی از هزاران سال قبل توسعه یافته است برای جلوگیری از مسمویت سم های گیاهی که اکثرا مزه ی تلخی دارند.

انعطاف پذیری فوق العاده:

افرادی که مبتلا به سندرم مارافن می باشند جهش هایی در fibrillin-1 آن ها رخ داده است که بافت همبند بدن را تحت تاثیر قرار می دهد. افرادی که در آن ها چنین جهشی رخ داده است می توانند بدن خود را در هر جهش خم بکنند. برخی از علایم آن شامل : دست، پا و انگشت دراز، ستون فقرات خمیده، بدن لاغر و دراز می باشد.

سرعت فوق العاده :

جهش در ژن ACTN3 در توانایی سرعت انسان درگیر می باشد. ژن ACTN3 پروتئینی به نام آلفا اکتین 3 تولید می کند که در انقباض سریع فیبرهای عضلانی ما دخیل می باشد. تحقیقات نشان می دهد افرادی که میزان بالاتری از سطح معمول این پروتیئن را دارا می باشند نسبت به اکثر افراد سریع تر می دوند.

مقاومت در برابر سم:

یک جامعه کوچکی از مردم شهری در آرژانتین نوعی از جهش ژنتیکی را به ارث می برند که موجب شده است در برابر سم آرسنیک مقاوم باشند. این روستای 6هزار نفری وقتی شناخته شدند که 80 برابر بیشتر از غلظتی که آرسنیک موجب مرگ انسان می شود مصرف کردند و زنده ماندند. دانشمندان بر این باورند که این پدیده به این علت رخ داده است که آب این روستا هزاران سال است که غلظت بالایی از آرسنیک دارد. این باور وجود دارد که مرد این روستا دارای ژن AS3MT می باشند که موجب می شود سم را سریع تر از افراد عادی دفع بکنند.

مقاومت در برابر چاقی:

ناتوان بودن در برابر زیاد کردن وزن برای بعضی از افراد آرزو می باشد اما بدن شما می تواند به چاقی مقاوم بشود. سندرم MDP در 8 نفر در جهان رخ داده است که از ذخیره ی چربی در زیر پوست جلوگیری می کند. در عوض موجب دیابت و سایر عوارض می شود.

10 جهش ژنتیکی که موجب می شود انسان یک سوپر انسان بشود

10 جهش ژنتیکی که موجب می شود انسان یک سوپر انسان بشود

بینایی فوق العاده:

یک بیماری به نام tetrachromacy موجب می شود که انسان بتواند 100 میلیون رنگ مختلف را ببیند. درحالی که مردم عادی می توانند یک میلیون رنک مختلف را از هم ببیند. این امر به دلیل رخ دادن جهشی در ژن اپسین (opsin) می باشد که مسئول تولید رنگدانه برای توانایی بینایی می باشد.

استخوان نشکن:

جهش ژنتیکی مشابه ای که موجب پوکی استخوان می شوند که در این شرایط استخوان ضعیف و شکننده می شود می توانند موجب اثرات مخالف آن هم بشوند.

پوست ضد شوک:

آقای Slavisa Pajkic یا مرد باتری جهشی در آن رخ داد که نه عرقی و نه غدد بزاقی داشت. چون بدن این فرد فاقد این غدد بود، بدن آن به الکتریسیته مقاوم بود. این فرد به ولتاژ بالای 20000 ولت مقاوم بود در حالیکه اکثر افراد از ولتاژ 50 ولت رنج می برند یا می سوزند.

ایمنی نسبت به درد:

عدم حساسیت مادر ذاتی به درد (CIP) یک بیماری نادر می باشد که درآن فرد احساس دردی نمی کند حتی اگر استخوان یا بدن آن بسوزد. CIP به دلیل جهش ژنتیکی در ژن SCN11A رخ می دهد. این جهش میزان سدیم را در سلول های بدن افراد کاهش می دهد که در هشدار درد به مغز نقش دارد. کمتر از 100 نفر در جهان به آن مبتلا می باشند.

قدرت فوق العاده:

افرادی که جهش ژنتیکی در ژن MSTN رخ داده است به میزان بیشتری ماهیچه می سازند. ژن MSTN پروتئین میوستاتین را در بدن می سازد، پروتئینی که موجب توقف ماهیچه سازی می شود زمانی که بدن به آن نیازی نداشته باشد. افرادی که در این ژن حاوی جهش ژنتیکی هستند دوبرابر افراد عادی ماهیچه تولید می کنند.

نویسنده : سعید کارگر

عضویت در کانال تلگرامی بیوتکنولوژی

نانوذره

نانو ذرات (Nano particle)

نانو ذرات (Nano particle) :

نانوذرات، ذرات جامد کلوییدی هستند که اندازه ای در محدوده ی 10 تا 1000 نانومتر را دارا می باشند. از لحاظ به مجموعه نانوکپسول ها، نانواسفرها (Nano sphere)و یا حتی شبکه های پلی مری که دارو در ، مقیاس مولکولی در آن ها حبس شده باشد، نانو ذره اطلاق می شود. نانو کپسول ها یک کره کوچک که فقط دیواره و جداره آن پلی مری است داخل کره فاز دیگری وجود دارد که دارو داخل آن قرار می گیرد. اما نانواسفرها یک کره پلی مری است و داخل ماتریکس آن نیز پلی مر تشکیل شده است و دارو داخل این ماتریکس قرار می گیرد.

نانوذره

نانوذره

نانواسفر و نانوکپسول

نانواسفر و نانوکپسول

میکروارگانیسم ها و فلزات:

برخی از باکتری ها تحت شرایط سخت و تنش زایی محیط، قادر به رشد هستند، برخی از باکتری ها هم که قادر هستند در حضور فلزات سمی رشد کنند. اغلب این باکتری ها دارای سیستم هایی برای مقاومت و رشد در این شرایط هستند. این باکتری ها قادر به احیاء فلزات و کاهش سمیت آن هستند و برخی دیگر قادر به رسوب گذاری خارج سلولی و برخی دیگر پمپ های انتقال این فلزات را دارند. میان کنش باکتری با فلزات سبب کاربردهای گوناگون باکتری ها در بیوتکنولوژی شده است که می توان از باکتری ها برای معدنی کردن بیولوژیکی (Bio mineralization)، حذف بیولوژیکی مواد آلوده (Bio remediation)، استخراج بیولوژیکی معادن (Bio leaching)  استفاده کرد. برخی باکتری ها در رسوب گذاری معدنی به طور مستقیم عمل می کنند. در واقع باکتری ها در معدنی شدن مواد، نقش کاتالیزوری دارند. اکسیداسیون مواد معدنی توسط باکتری ها اهمیت دارد. برخی از باکتری ها با تولید اسیدهای معدنی در استخراج طلا و مس معادن دخالت می کنند.

 

ارگانیسم های زنده به عنوان کارخانه مولد نانوذرات:

تولید نانو ذرات به دو روش اصلی صورت می گیرد: 1) سنتز از طریق واکنش های شیمیایی 2) تولید بیولوژیکی نانوذرات

باتوجه به نیاز روز افزون بشر به یافتن روش هایی برای ساخت ابزار و وسایلی که آلودگی زیست محیطی نداشته باشند، محققین به سمت سیستم های بیولوژیکی روی آورده اند. شناخته شده ترین مثال از این میکروارگانیسم سنتز کننده نانودرات معدنی، مگنتیک باکتری ها هستند که قادر به تولید نانوذرات  مغناطیسی هستند و یا دیاتومه تولید نانوذرات سیلیسی؛ و باکتری های دارای لایه سطحی در تولید نانوذرات کربنات کلسیم استفاده می کنند که مهم ترین نقش این ارگانیسم ها حذف آلودگی های فلزات سمی از محیط است که معمولا برای از بین بردن اثرات سمی فلزات یا احیاء آن ها کاربرد دارند، برای همین به این ارگانیسم ها با این توانایی را نانو کارخانه های همکار و دوست دار طبیعت می گویند.

 

نانو مواد دارای خصوصیات فیزیکی و شیمیایی منحصر به فردی هستند که سبب پتانسیل بالقوه ی آن ها شده است. با روش های  مختلف فیزیکی و شیمیایی قادرند که این نانو مواد را تولید کنند ولی روش بهتر آن است که آلودگی زیست محیطی کمتری دارد و استفاده از سیستم های زنده برای تولید نانو مواد است که کارگران اصلی این کارخانه باکتری ها می باشند. به عنوان مثال مگنتیک باکتری ها که تولید مگنتیک Fe3O4 و کریکسیت Fe3S را می کند و یا دیاتومه ها تولید نانوذرات سیلیسی می کنند. از این دو نانو ذرات ذکر شده در الکترونیک و تبدیل انرژی خورشیدی به نورانی کاربردهای وسیعی دارد.

 

مگنتیک باکتری ها و تولید نانو ذرات مغناطیسی

یک مثال مهم از معدنی شدن ، تولید نانو ذرات مغناطیسی توسط مگنتیک باکتری ها است. مگنتیک باکتری یک گروه هتروژن از پروکاریوت ها با یک هتروژن از پروکاریوت ها با یک تنوع مورفولوژیکی شامل کوکسی ، میله ای ، ویبریو و مارپیچ هستند که در محیط های آبی در نقاط مختلف زندگی می کنند. این باکتری ها همگی گرم منفی ، متحرک دارای گرایش منفی به غلظت اتمسفری اکسیژن می باشند. خصوصیات ویژه ی این باکتری ها تولید کریستال های درون سلولی اکسید آهن ( مگنتیک ) یا سولفیدهای معدنی آهن ( اگربیلیت) که پوشیده در یک غشاء دو لایه ای می باشند که به آن مگنتوزوم گویند. مگنتوزوم ها باعث جهت گیری و مهاجرت باکتری های مغناطیسی گرا در طول خطوط میدان مغناطیسی زمین می شوند. این باکتری ها به صورت درون سلولی ، تولید نانو کریستال های مغناطیسی زمین می شوند. این باکتری ها به صورت درون سلولی ، تولید نانو کریستال های مغناطیسی زمین می شوند. این باکتری ها به صورت درون سلولی ، تولید نانو کریستال های مغناطیسی درون این مگنتوزوم ها می کنند که شامل نانو ذرات مگنتیک که اندازه ی آن ها 120-35 نانومتر است. اطراف این ذرات یک غشاء قرار گرفته است.

مورفولوژی ذرات مغناطیسی آهن:

از لحاظ مورفولوژی ذرات مغناطیسی آهن به صورت مکعبی ، گلوله ای شکل و یا شش وجهی هستند. از مگنتیک باکتری ها برای برطرف کردن و حذف فلزات سنگین و مواد رادیواکتیو هسته ای از پساب استفاده می شود. یکی دیگر از استفاده های نانو ذرات مغناطیسی ، استفاده از آن ها به عنوان یک حامل برای تجمع مواد فعال بیولوژیکی از جمله آنزیم ، آنتی بادی ، DNA  است و کاربرد بیشتر در تشخیص های پزشکی سنجش های ایمینولوژیکی است. مزیت این روش نسبت به روش های متداول آزمایش های ایمنی در این است که به راحتی سلول هایی که به مارکرهای متصل به نانو ذرات مغناطیسی واکنش داده اند را می توان جداسازی کرد. لازم به یادآوری است که ذرات مگنتوزوم بعد از مرگ سلول باکتری باقی می مانند و ایجاد فسیل های مغناطیسی می کنند و از باکتری های مغناطیس گرا می توان به مگنتواسپیریلیوم  (Magnetospirillum)که میکروآیروفیل است ، اشاره کرد. باکتری مگنتواسپیریلیوم مگنتوتاکنیوم یک باکتری میله ای شکل است که درون آب های شیرین شناور می باشد که حاوی مگنتوزوم ها هستند و در جهت میدان مغناطیسی زمین آرایش می یابند. نانو ذرات مغناطیسی موجود در این مگنتوزوم در مقایسه با نانوذراتی که از طریق های دیگر تهیه می شوند هم اندازه تر و دارای توزیع یکنواخت تک بعدی و تک بلوری می باشد.

باکتری مگنتواسپیریلیوم سازنده نانو ذره مگنتیک

باکتری مگنتواسپیریلیوم سازنده نانو ذره مگنتیک

جذب هدفمند نانو ذرات مغناطیسی توسط سلول های سرطانی

متوتروکسات یکی از شناخته شده ترین داروهای ضد سرطان است اما بسیاری از سلول های بدخیم ابزاری درون خود توسعه داده اند که به محض ورود این دارو به درون سلول، آن را به بیرون سلول پمپ می کنند. محققان دانشگاه واشنگتن با استفاده از فناوری نانو توانستند که با اتصال این دارو به سطح نانو ذرات مغناطیسی در عین حال که متوتروکسات را درون سلول سرطانی  نگه می دارند، می توانند این دارو را در بدن را در بدن ردیابی نمایند و از مهم ترین کاربردهای دیگر نانوذرات مغناطیسی در تصویر برداری پزشکی و ذخیره نمودن اطلاعات می باشد.

باکتری مگنتواسپیریلیوم سازنده نانوذرات مگنتیک

باکتری مگنتواسپیریلیوم سازنده نانوذرات مگنتیک

تولید نانو ذرات دیگر میکروبی

یکی از این نانو ذرات سولفید کادمیوم است که توسط باکتری کلبسیلا آیروژینوژا (Klebsiella aeruginosa)، کاندیدا گلابرتا (Candida glabrata)، شیزوساکرومایس بمبی (Schizosaccharomyses pambae) صورت می گیرد که سبب سمیت زدایی کادمیوم می شود. تولید میکروکریستال های کادمیوم توسط این ارگانیسم می تواند کاربردهایی داشته باشد از جمله استفاده از آن ها در تهیه ی کریستال های نیمه کوانتومی، چنین کریستال های سولفیدی دارای جذب نوری، فتوسنتزی و انتقال الکترون بالایی دارند.نانو کریستال های لانتیوم توسط باکتری سودوموناس آیروژینوزا و اشریشیا کلای در محیط حاوی نیترات لانتیوم La(NO3)3 تشکیل می شود. تیوباسیلوس فرواکسیدانس و تیوباسیلوس تیواکسیدانس قادر به فروشویی سولفیدهای معدنی و تولید نانوذرات نقره است. از مثال های دیگر معدنی شدن بیولوژیکی فلزات می توان به تشکیل تلوریوم در باکتری اشریشیا کلای K12 اشاره نمود و یا شوانلا بوتری فسینس و یا ژیوباکتر متالیرداکشن دارای آنزیم هایی هستند که به کمک آن ها سبب احیاء Tc(II) می شوند، همچنین گزارشاتی در مورد احیاء سلنیت به سلنیوم توسط انتروباکتر کلوآسهکو دسولفوویبریو دسولفوریکانس، ردواسپیریلیوم روبروم ارائه شده است. قطعاتی از دیواره سلولی باسیلوس سابتلیس با کلرید طلا AuCl3 تیمار شد و مشاهده شد که نانوذرات طلا به صورت گرانول هایی ایجاد می شود.

 

استفاده از نانو ذرات طلا در تشخیص سرطان :

طلا ماده ای بسیار مناسب در جذب و پراکنده کردن نور است. بسیاری از سلول های سرطانی در سطح خود دارای نوعی پروتیین به نام EFGR (سلول گیرنده با عامل رشد اپیدرمال) می باشد در حالی که سلول های سالم فاقد چنین عامل هستند. با اتصال پادتن های آنتی EFGR به نانو ذرات طلا محققان توانسته اند این نانو ذرات را به سلول های سرطانی رسانده و به آن ها متصل نمایند و سپس با میکروسکوپ زمینه تاریک نقاط سرطانی را به صورت درخشان زیر میکروسکوپ مشاهده کردند. این نانو ذرات توانایی اتصال به سلول های سالم را ندارند؛ به این ترتیب سلول های سالم در مقایسه با سلول های سرطانی تاریک تر جلوه می کنند. کاربرد بالقوه دیگر نانو ذرات طلا در ارتباط با سرطان، انهدام سلول های سرطانی است. در مطالعات انجام شده پژوهشگران با گرم کردن این ذرات با لیزر از آن ها به عنوان عوامل انهدام سلول های سرطانی استفاده استفاده می کنند.

 

نانو ذره نقره

اولین بار استفاده از نقره به عنوان یک ماده جلوگیری کننده از بیماری به مربوط به 2000 سال قبل است که پادشاهان ایرانی درون ظروف نقره ای آب جوشیده ریخته و مصرف می نمودند تا از بیماری حفاظت شوند. باکتری سودوموناس استاتزری(Pseudomonas stutzeri) قادر به تولید نانوذرات نقره می باشد. با توجه به خاصیت ضد میکروبی نقره، بایستی مکانیسم هایی در باکتری سودوموناس استاتزری وجود داشته باشد که سبب مقاومت این باکتری به نقره است. این باکتری قادر به احیاء فلز نقره و رسوب آن در فضای پری پلاسمیک و در نهایت تولید نانوکریستال های نقره می باشد.

نانوذره نقره به پروتیین هاحاوی گروه سولفیدی موجود در غشاء باکتری متصل می شود، که این امر سبب تغییر در مورفولوژی و نفوذپذیری غشاء و تاثیر در زنجیره ی تنفسی و تقسیم سلولی و در نهایت مرگ سلول می گردد و از سوی دیگر ورود ذرات نقره به درون سلول و واکنش آن با ترکیبات حاوی گوگرد و فسفر مانند DNA ، سبب از بین رفتن باکتری می شود. بیماری molloscum contagiusum یک بیماری مسری ویروسی به صورت ضایعات زگیل مانند می باشد که تاکنون درمان مشخصی نداشته است؛ اما اخیرا توانسته اند که به کمک نانوذرات نقره این بیماری را در مدت سه روز درمان کنند.

 

نانوذره نقره نسبت به آنتی بیوتیک دارای مزایایی می باشد که در زیر به تعدادی از آن ها اشاره می شود:

1) باکتری ها به نانو ذره مقاومت پیدا نمی کنند به دلیل اینکه نانو ذره بر روی قسمت های مختلف و آنزیم های متعددی موثر است .

2) نانو ذره نقره بر روی طیف وسیعی از باکتری ها موثر است.

3) نانو ذره نقره بر روی سلول های انسانی اثر سوء ندارد، زیرا سلول های انسانی به صورت بافت هستند.

4) برخلاف آنتی بیوتیک ها که پس از واکنش با سلول تغییر یافته و بی اثر می شوند، نانو ذره نقره پس از اثر بر میکروب ها آزاد شده و بر میکروارگانیسم دیگر نیز تاثیر می گذارد.

سایر کاربردهای نانوذره نقره:

1) تولید الیاف، پارچه ها ولباس های ضد میکروب و ضدبو

2) استفاده در باطری سازی

3) رنگ های ضد میکروبی

4) مواد بهداشتی و آرایشی

5) استفاده در سفینه ها و شاتل های فضایی برای ضدعفونی کردن آب و هوا و وسایل مختلف

6) استفاده در پزشکی و درمان و بهبود زخم

 

نویسنده : سعید کارگر

عضویت در کانال تلگرامی بیوتکنولوژی

عضویت در کانال تلگرامی بیوتکنولوژی

بررسی فرضیه جهان RNA

بررسی فرضیه جهان RNA

برای شکل گیری اجزای ژنتیکی منشاء حیات نیاز به دمای بالایی می باشد. گروهی از محققین به بررسی نیمه عمر تجزیه بازهای نوکلئوتیدی را در این دماها پرداخته اند. آن ها متوجه شدند که در دمای 100درجه سانیتگراد نیمه عمر نوکلئوتیدها برای اینکه ترکیب مفیدی تشکیل بدهند خیلی کوتاه می باشد (A and G ≈ 1 yr; U = 12 yr; C = 19 days). برای همین در این دما نیاز است که پیدایش حیت خیلی سریع رخ بدهد (<100 yr). در واقع این دما موجب می شود نوکلئوتیدهایی که شکل گرفته اند هیدرولیز بشوند و دوباره از نوع این مسیر باید طی شود.

پایداری نوکلئوتیدهای مختلف در pH=7

در دمای 0 درجه سانتیگراد نوکلئوتید ها به اندازه کافی پایدار می باشند (t1/2 ≥ 106 yr)، برای همین به نظر می رسد که دمای پایین در پیدایش حیات دخالت داشته است. هرچند که به دلیل پایداری کم سیتوزین در دمای 0 درجه ی سانتیگراد (t1/2 = 17,000 yr) امکان این احتمال وجود داشته که جفت باز GC در ماده ی اولیه ژنتیکی نقشی نداشته باشد مگر اینکه حیات سریع تر پدیدار بشود. یا حتی ممکن است بجای این دو دو کد ژنتیکی دیگر یا بازهای جایگزین دیگری استفاده شده باشد.

دمای دریچه های هیدروترمال کف اقیانوس ها تا 350 درجه سانتیگراد هم می رسد و به طور معمول بین 250 تا 150 می باشد و دمای اولیه زمین بین 85 تا 110 درجه سانتیگراد می باشد.. برای این این نوکلئوتیدها بتوانند در پیدایش اولین میکروارگانیسم نقش داشته باشند باید حداقل بین سنتز و تجزیه این اجزا تعادل باشد.

مطالعات نشان میدهد که یکی از مشکلات اصلی در پیدایش حیات بین دمای 250 تا 350 درجه نیمه عمر تجزیه این اجزای ژنتیکی می باشد که فقط در حد چند دقیقه می باشد. علاوه بر محدودیت های پایداری شیمیایی، هیدرولیز، اکسیداسیون، متیلاسیون غیرآنزیماتیکی از سایر مشکلات می باشند. بخاطر وجود گروه هیدروکسیل بر روی ریبوز ، پیوند فسفودی استر خیلی حساس به هیدرولیز می باشد ، مخصوص در حضور کاتیون های دو ظرفیتی مثل منیزیم و کلسیم.

 

چیزی که مشخص می باشد پایداری نوکلئوتیدهای در دای بالای 0درجه سانتیگراد ناپایدار می باشد و نیمه عمر نوکلئوتید ها در درمای 350 درجه سانتیگراد بین 2 تا 15 ثانیه می باشد و در دمای 250 درجه سانتیگراد بین 2 تا 35 دقیقه می باشد. که این سرعت تجزیه برای پیدایش حیات خیلی زیاد می باشد.

Source:

http://www.pnas.org/content/95/14/7933.full

https://www.nature.com/nature/journal/v362/n6422/abs/362709a0.html

نویسنده : سعید کارگر

عضویت در کانال تلگرامی بیوتکنولوژی

فرضیه جهان RNA فرضیه جهان RNA فرضیه جهان RNA

 

 

دانشمندان توانستند دو نوکلئوتید جدید را خلق بکنند | DNA ساخته شده از 6 نوکلئوتید. تولید کدون های جدید

دانشمندان توانستند دو نوکلئوتید جدید را خلق بکنند

دانشمندان توانستند دو نوکلئوتید جدید بسازند

برای میلیون ها سال ، تاریخچه زندگی تنها از چهار الفبای A , T, C و G نوشته شده است که واحد های تشکیل دهنده ی DNA در تمام جانوران می باشند. امروزه با پژوهش های محققین که توانسته اند یک سلول زنده با اضافه کردن دو نوکلوتید خارجی به ژنوم ایجاد کنند ، این الفبا گسترش پیدا کرده است. گام بزرگی به وسیله دانشمندانی برداشته شد که به دنبال سنتز سلولی بودند که بتواند دارو و سایر مولکول های مفید را تولید کند.

همچنین احتمال این که یک سلول می تواند مهندسی شود بدون چهار بازی که در تمام موجودات وجود دارد ، افزایش پیدا کرده است. دانشمندان ابتدا در سال 1960 این سوال رو مطرح کردند که ایا حیات می تواند از گروه های مختلف شیمیایی به عنوان ذخیره اطلاعات استفاده کند. تا اینکه در سال 1989 steven benner توانستند در DNA بازهای سیتوزین و گوانین تغییر شکل یافته ای ایجاد کنند که می توانستند به RNA و پروتیین تبدیل شوند.

بازهای مهندسی شده

اما بازهای مهندسی شده بوسیله تیم Romesberg بیشتر بیگانه بودن و شباهت کمتری با بازهای طبیعی دارد. در سال 2008گروهی از دانشمندان بپیگیر ترکیبات شیمیایی بودند که باهم جفت باز تشکیل دهند که 60 ترکیب کاندید را لیست کردند که نتیجه آن می شد بررسی 3600 جفت شدگی. آن ها یک جفت بازی که به اسم های d5SICS و dNaM شناخته میشدند را شناسایی کردند که به نظر میرسید موفق شده اند. به خصوص اینکه این ترکیبات با آنزیم های ماشین همانندسازی و ترجمه DNA سازگار بودند. Denis Malyshev می گوید اصلا تو ذهن ما نمی گنجید که بتونیم به سمت موجودی با چنین بازی حرکت کنیم.

چالش تولید نوکلئوتید جدید

اولین “چالشی” که وجود داشت این بود که سلول نمی توانست این بازهای خارجی رو بسازد ، بنابراین سلول باید این بازها رو محیط برای انجام همانندسازی می گرفت. برای همین دانشمندان باکتری EColi را برای ساخت یکی از ژن های دیاتوم مهندسی ژنتیکی کردند . بیان این ژن موجب ساخت پروتیینی می شد که به مولکول ها اجازه عبور از غشای باکتری را میداد…

دانشمندان توانستند دو نوکلئوتید جدید را خلق بکنند | DNA ساخته شده از 6 نوکلئوتید. تولید کدون های جدید

DNA ساخته شده از 6 نوکلئوتید. تولید کدون های جدید

این دانشمندان همچنین سپس حلقه DNA کوچکی که حاوی یکی از بازهای خارجی بود را به درون باکتری وارد کردند. این پلازمید به مدت یک هفته همراه با باکتری همانندسازی کرد و در باکتری های ایجاد شده وجود داشت. بعد از یک هفته که منبع بازهای خارجی تمام شد باکتری بازهای خارجی را با بازهای معمولی جایگزین کرد. همچنین این دانشمندان میگویند از لحاظ امنیتی امکان آلوده شدن سایر موجودات بر اثر آلودگی وجود ندارد چون موجودات توانایی ساخت این بازها رو ندارند. این گروه به دنبال تولید DNA بیگانه ای هستند که بتوانند پروتیینی بسازند که بیش از 20 نوع آمینواسید موجود باشد.

این گروه می گوید اگر شما بخواهید کتابی بنوسید که فقط چهار حرف در آن باشد ، شما نمی توانید داستان های جالب زیادی بنویسید ، حال اگر تعداد الفبا افزایش پیدا کند شما می توانید کلمات جدید اختراع کنید و راهی پیدا کنید که از آن ها استفاده کنید و احتمالا شما می توانید داستان جالبتری بنویسید.

لینک خبر

نویسنده : سعید کارگر