مهندسی ژنتیک

Plant Genetic Engineering: Methodology

(Chapter 17)

Plant transformation

Genetic engineering of plants is much easier than that of animals. There are several reasons for this: (1) there is a natural transformation system for plants (the bacterium Agrobacterium tumefaciens), (2) plant tissue can redifferentiate (a transformed piece of leaf may be regenerated to a whole plant), and (3) plant transformation and regeneration are relatively easy for a variety of plants.

The soil bacterium Agrobacterium tumefaciens ("tumefaciens" meaning tumor-making) can infect wounded plant tissue, transferring a large plasmid, the Ti plasmid, to the plant cell. Part of the Ti (tumor-inducing) plasmid apparently randomly integrates into the chromosome of the plant. The integrated part of the plasmid contains genes for the synthesis of (1) food for the bacterium, and (2) plant hormones. Genes from the Ti plasmid that are integrated in the plant chromosome are expressed at high levels in the plant. Overproduction of the plant hormones leads to continuous growth of the transformed cells, causing plant tumors. Rapid, cancerous growth of the transformed plant tissue obviously is advantageous to the bacterium: more food gets produced.

The Ti plasmid has been genetically modified ("disarmed") by deleting the genes involved in the production of bacterial food and of plant hormones, and inserting a gene that can be used as a selectable marker. Selectable marker genes generally are coding for proteins involved in breakdown of antibiotics, such as kanamycin. Any gene of interest can be inserted into the Ti plasmid as well. In principle, one can thus transform any plant tissue, and select transformants by screening for antibiotic resistance. However, unfortunately, there are some complications: (1) it has proven difficult to transform some monocots (grasses, etc.) by Agrobacterium, and (2) regeneration of plants from tissue culture or leaf discs is not always possible.

A number of genetically engineered plant varieties have been developed. Traits that have been introduced by transformation include herbicide resistance, increased virus tolerance, or decreased sensitivity to insect or pathogen attack. Traditionally, most of such genetically engineered plants were tobacco, petunia, or similar species with a relatively limited agricultural application. However, during the past decade it now has become possible to transform major staples such as corn and rice and to regenerate them to a fertile plant. Increasingly, the transformation procedures used do not depend on Agrobacterium tumefaciens. Instead, DNA can be delivered into the cells by small, µm-sized tungsten or gold bullets coated with the DNA. The bullets are fired from a device that works similar to a shotgun. The modernized device uses a sudden change in pressure of He gas to propel the particles, but the principle of "shooting" the DNA into the cell remains the same. This DNA-delivery device is nicknamed "gene gun", and has been shown to work for DNA delivery into chloroplasts as well. Over the last several years, use of the "gene gun" has become a very common method to transform plants, and has been shown to be applicable to virtually all species investigated. For example, transformation of rice by this method is now routine. This is a very important development as rice is the most important crop in the world in terms of the number of people critically dependent on it for a major part of their diet.

Another method to get foreign genes into cereals is by electroporation: a jolt of electricity is used to puncture self-repairing holes in protoplasts (i.e., the cell without the cell wall), and DNA can get in through these holes. However, it is often very difficult to regenerate fertile plants from protoplasts of cereals. Nonetheless, significant advances in overcoming these practical difficulties have been made over the years. Now even transgenic trees have been created: for example, the gene for a coat protein of the plum pox virus has been introduced into apricot. The plum pox virus leads to the feared Sharka disease, for which there is no cure. The resulting transgenic tree shows a markedly decreased sensitivity to this virus. The reason why continuous exposure of the tree to the viral coat protein leads to tolerance against viral infection is not yet understood, however.

Thus, now there are a number of different techniques to introduce foreign genes into plants. Essentially all major crop plants can be (and have been or are being) genetically engineered, the procedures are now routine and the frequency of success is very high. Even though genetically engineered crops are more costly than the usual ones, they have been rather readily accepted by US farmers provided that tangible benefits can be demonstrated. However, it is questionable whether the farmer in poorer countries can come up with the funds to "try out" and use the new crops. Another issue in this respect is how genetically engineered crops are perceived by the consumer. Even though in the US there is little resistance to such crops as long as the products can be shown to be safe and advantageous, in other countries (for example in sections of Europe) genetically modified foods are received poorly by the consumer. It is unlikely that there is a rationally sound basis for this rather hostile reaction of the consumer, as most of the crops are the result of human manipulation (such as centuries of breeding) and may have been treated with harmful herbicides and pesticides. Time and education will need to be invested to provide consumers and consumer advocates with a balanced opinion on the acceptability of the origin of their foods. A website that is critical of plant genetic engineering and genetically engineered foods is http://www.biointegrity.org/. One area of particular concern for some people is the lack of labeling of genetically engineered foods, and legislation may be introduced to address this issue (for example, see http://www.thecampaign.org/ and http://www.safe-food.org/). On the other hand, as so many plants (soybean, corn, etc.) are genetically modified and the nature of the genetic modification is not necessarily easy to explain, it may be simpler to label those foods that are guaranteed free of "genetically modified organisms" or their products. However, keep in mind that essentially all agricultural products have been genetically modified by traditional breeding, so it may be difficult to define what is actually free of genetically modified organisms.

Several plant biotechnology companies have increased their efforts to provide information regarding the full, global scope of impacts of plant biotechnology. For example, Monsanto (http:/www.biotechknowledge.monsanto.com/) and Du Pont (http://www.dupont.com/biotech/) have useful web sites. These company sites probably are just as subjective as some of the sites listed above that are very critical of genetically modified organisms, and the best solution is to read information provided by both sides and to see what is reasonable.

Return to Contents

Genetic Engineering Techniques

How do proteins and RNA molecules find a specific gene?

If you think about it, the more than 20,000 genes that code for proteins only make up about 1% of the complete human genome, and the entire thing is coiled and folded up within the nucleus. So how does a molecule actually find a specific gene?

It would seem that a poorly studied class of RNA called lncRNAs (pronounced “link RNAs”) are the ones who help make it possible; researchers have recently shown that lncRNAs work to bring together and organize key proteins involved in the packaging of genetic information to regulate gene expression.

lncRNAs lie in between the genes that code for proteins, making it easy for them to locate and bind to nearby genes. Then, with the help of proteins that reorganize genetic materials, the molecules can pull in additional related genes and move to new sites, thereby building “compartments” where many genes can be regulated at once.

You can read more about their work on the lncRNA Xist in the CalTech press release: http://bit.ly/14AUx8q

Image: The Xist lncRNA (red) recruits proteins responsible for modifying chromatin architecture (green) across the X-chromosome. Xist and its associated proteins coat the entire X-chromosome, forming a distinctive compartment in the nucleus (blue). Credit: Amy Pandya-Jones and Kathrin Plath
‪#‎genetics‬ ‪#‎lncRNA‬ ‪#‎generegulation‬ ‪#‎caltech‬

نگرشی بر جنبه های اخلاق زیستی در مهندسی ژنتیک

دریافت

مبانی اخلاق در ژن درمانی

دریافت

بررسی دیدگاه‌های اخلاقی در کاربرد سلول‌های بنیادی و کلونینگ

دریافت

همولوژی مدلینگ و تعیین ساختار سوم پروتئین جاذب آهن BauA در اسینتو باکتر بومانی

دریافت

همسانه‌سازی ژن اینترفرون گامای انسانی در ناقل بیانی جهت بیان در ریزجلبک Dunaliella salina
دریافت

Cancer Research & Technology

August 3

Gut bacteria appears to be a factor in the development of lymphoma, according to a recent mouse study by researchers from UCLA’s Johnsson Comprehensive Cancer Center.

Studying mice with ataxia-telangiectasia (A-T), a genetic disease that i...See More

Photo: Gut bacteria appears to be a factor in the development of lymphoma, according to a recent mouse study by researchers from UCLA’s Johnsson Comprehensive Cancer Center.

Studying mice with ataxia-telangiectasia (A-T), a genetic disease that in humans and mice is associated with a high rate of B-cell lymphoma, they discovered that A-T mice with certain gut microbial species lived significantly longer before developing lymphoma, and had less of the gene damage that causes lymphoma. The scientists were able to create a detailed catalog of bacteria types with promoting or protective effects on genotoxicity lymphoma, which could potentially inspire research into combined therapies that could both kill bacteria that promote cancer and expand bacteria that help protect from cancer.

Press release: http://bit.ly/13124qK

Image: Improving Human Intestinal Health. PNNL/Flickr
#gutbacteria #cancerresearch #intestinalbacteria #lymphoma #bloodcancer

Cancer Research & Technology

July 23

By using monoclonal antibodies to inactivate a type of regulatory T cell known to suppress anti-tumor immunity, researchers were able to significantly improve the results of mice with murine melanoma treated using immunotherapy.

Cancer vaccines, such as those that involve fusing tumor cells with dendritic cells (DCs), hold a lot of promise, but unfortunately the clinical impact of DC/tumor fusion vaccines have been limited. Theorizing that it could be the patient’s own immune system that is blunting the efficacy of the treatment, the researchers decided to try and functionally inactivate CD4+CD25+FoxP3+ regulatory T cells by systematically administering PC61, an anti-CD25 monoclonal antibody, before treating the mice with the DC/tumor vaccine.

The immunosuppressant treatment was found to help significantly reduce the counts of pulmonary metastases. The data also suggests that the combined treatment could help lower the dose of the vaccine required to obtain a maximal therapeutic effect.

Journal article: Impact of anti-CD25 monoclonal antibody on dendritic cell-tumor fusion vaccine efficacy in a murine melanoma model. Journal of Translational Medicine (2013). doi:10.1186/1479-5876-11-148 http://bit.ly/162ErSK

Image: Cancer cell being attacked by the immune system. Mr. Cuan ESL Class/Flickr
‪#‎cancerresearch‬ ‪#‎cancervaccine‬ ‪#‎immunotherapy‬

Photo: By using monoclonal antibodies to inactivate a type of regulatory T cell known to suppress anti-tumor immunity, researchers were able to significantly improve the results of mice with murine melanoma treated using immunotherapy.

Cancer vaccines, such as those that involve fusing tumor cells with dendritic cells (DCs), hold a lot of promise, but unfortunately the clinical impact of DC/tumor fusion vaccines have been limited. Theorizing that it could be the patient’s own immune system that is blunting the efficacy of the treatment, the researchers decided to try and functionally inactivate CD4+CD25+FoxP3+ regulatory T cells by systematically administering PC61, an anti-CD25 monoclonal antibody, before treating the mice with the DC/tumor vaccine.

The immunosuppressant treatment was found to help significantly reduce the counts of pulmonary metastases. The data also suggests that the combined treatment could help lower the dose of the vaccine required to obtain a maximal therapeutic effect.

Journal article: Impact of anti-CD25 monoclonal antibody on dendritic cell-tumor fusion vaccine efficacy in a murine melanoma model. Journal of Translational Medicine (2013). doi:10.1186/1479-5876-11-148 http://bit.ly/162ErSK

Image: Cancer cell being attacked by the immune system. Mr. Cuan ESL Class/Flickr
#cancerresearch #cancervaccine #immunotherapy

Genetic Engineering Techniques

Researchers have identified a transcription factor, HLH-30, in the nematode C. elegans that appears to play a key role in regulating the autophagy process (a mechanism by which waste or unnecessary material and cellular debris is ‘eaten’ up by lysosomes to protect cells from damage).

HLH-30 appears to coordinate the autophagy process by regulating genes with functions throughout different steps of the process. The team is now looking to find therapeutic targets, such as upstream kinases, which alter HLH-30 function through phosphorylation.

Understanding autophagy has been a topic of interest for scientists in recent years, since the process – or its malfunction- has been implicated in human diseases such as cancer, Alzheimer’s, cardiovascular disease and neurodegenerative disorders.

SENSATIONALISM-SUCCEPTIBLE TOPIC WARNING: HLH-30 also seems to play a role in ensuring longevity of the nematode strains they studied – the researchers theorize that it might be activation of the autophagy process that is responsible, since they have also observed such an effect in dietary-restricted mice, and they propose that “the mechanism might be conserved in higher organisms as well”.

Press release: http://bit.ly/18dxptO

Image: Nuclear localization of HLH-30/TFEB in C. elegans. Sanford-Burnham Medical Research Institute.
‪#‎genetics‬ ‪#‎HLH30‬ ‪#‎autophagy‬

بیان یک ژن! عامل اصلی خیانت مردها!!!

تحقیقات جدید نشان میدهد مردها دارای ژنی هستند که علت اصلی خیانت آنها به همسر یا دوست دخترشان است!

محققان سوئدي با انجام تحقیق بر روي مقوله ازدواج موفق به كشف ژن تقلب يا خيانت به همسر در مردان شده‌اند.

به گزارش ايسنا، اين پژوهش نشان داد: اگر مردان فاقد يك نوع ژن خاص در مغزشان باشند، شوهران وفاداري خواهند بود و عاشق همسرشان باقي خواهند ماند.اين پژوهش تازه در سوئد حاكيست؛ مردان ممكن است داراي اين ژن تقلب باشند كه آنها را از مسير راست و صحيح منحرف مي‌سازد.

دكتر هاس والوم متخصص ژنتيك رفتاري در انستيتو كارولينسكاي استكهلم كه سرپرستي اين پژوهش را عهده‌دار بوده، ‌در اين باره گفت: مردان حامل دو نسخه از اين ژن دو برابر بيشتر از مرداني كه يك نسخه از آن را دارند،‌ دچار سوء تفاهمات زناشويي مي‌شوند.

اين ژن كه روي بيش از هزار زوج آزمايش شده در واقع فعاليت هورموني موسوم به «واسوپرسين» را تنظيم مي‌كند.به گزارش اسكاي نت،‌ اين ژن ديكته مي‌كند كه گيرنده‌هاي واسوپرسين چگونه در مغز قرار بگيرند. اين محققان با بررسي 552 مجموعه ژني در دوقلوها دريافتند: مرداني كه نوع خاصي از اين ژن را دارند، بيشتر در روابط زناشويي خود دچار سوء تفاهم شده و كمتر در مقوله ازدواج موفق هستند.

http://vahidh.blogfa.com/post-85.aspx

ساخت کریستال با DNA با استفاده از فناوری نانو(نانو بیوتکنولوژی)

DNA در حالت عادی به فرم مارپیچهای نوع B وگاهی A است . اما درهنگام کراسینگ آور، در مولکولDNAساختاری را شبیه صلیب بوجود می آورند که به آن ساختار هالیدی گفته می شود.

در صورتی که چندین ساختار هالیدی هم اندازه را بکمک آنزیم DNA- لیگاز بهم متصل کنیم . شبکه ای دو بعدی از مولکولهای DNA بوجود می آید که به آن لاتیس (Lattice) گفته می شود . ساختارهای صلیب مانند هالیدی بعنوان مونومرهای این شبکه دو بعدی عمل می کنند .

در صورتیکه انتهای بازوهای این صلیبها بصورت چسبان باشد (Sticky end) مونومرهای هالیدی مختلف می توانند یکدیگر را شناسایی کنند و به یکدیگر متصل شوند به این ترتیب می توان با بکارگیری مونومرهای مختلفی که با الگوی خاصی بهم متصل می شوند . لاتیسهایی با اشکال مختلف بدست آورد.

شکل۱:نمونه از لاتیسهای دو بعدی که بکمک DNAساخته میشود.

با اتصال این لاتیسها در صفحات فضایی مختلف بهم می توان شبکه های سه بعدی به اشکال فضایی مختلف ماند چهار وجهی (تتراهدرال) هشت جهی( اکتاهدرال) دلتاهدرال (پلی هدرالی که همة وجوه آن مثلثی باشد) و … بدست آورد .

شکل۲:ساختار کوبیک متشکل از لاتیسهای DNA

شکل۳: ساختار اکتاهدرال متشکل از لاتیسهای DNA

ساخت این اشکال فضایی مختلف به کمک DNA ، نیازمند بکارگیری توالیهای دقیقاً محاسبه شده ازDNA که دارای جایگاه اثر برای آنزیمهای مختلف در مکانهای مختلف هستند و در نوکلئوتیدهای خاصی متیله شده اند، می باشد.(این محاسبات با کامپیوتر انجام می شود و سنتز DNA بصورت مصنوعی صورت می گیرد) توالی DNA باید طوری باشد که در جایگاه بخصوص کراسینک آور بدهند . بکمکآنزیمهای RecA و هلیکاز می توان توپولوژی احجام فضایی حاصله را بطور دلخواه تغییر داد و بکمک توپوایزدمرازهای Iو III می توان احجام فضایی را به انانتومرهای خود (تصاویر آئینه ای ) تبدیل کرد . با قرار دادن جایگاههای اثر آنزیمهای محدود کنندة بخصوص در زاویای احجام تشکیل شده می توان این احجام را به احجام کوچکتر تقسیم کرد و بااستفاده از ترکیب چند تا از این احجام کوچک به کمک آنزیم لیگاز ، احجام جدیدی بدست آورد. بکمک این احجام فضایی می توان اسکلت کریستالهای مختلفی را طراحی کرد و بااتصال نانوکریستالها(ذرات ریز کریستال ) به DNA ، از این اسکلت بعنوان داربستیبرای کریستالیزاسیون این ذرات کوچکتر استفاده کرد (شکل 3) برای این منظور پس از آنکه مولکولهایDNA ds بعنوان اسکلت برای کریستال مورد نظر طراحی شدند ، اجزاء تشکیل دهنده کریستال را به این مولکولهای DNA متصل می کنند و سپس با کمک آنزیمهای مختلف این DNA را بصورت لاتیس های دو بعدی و سپس احجام فضایی در می آورند . با قرار دادن مولکول حاصل در شرایطکریستالیزاسیون ، کریستال بر دابست DNA به شکل دلخواه تشکیل میشود . پس می توان مولکولهای DNA را با آنزیم Dnase حذف کرد .

شکل ۴: استفاده از آنزیمها

از احجام فضایی DNA نه تنها برای ساخت کریستالهای ، بلکه برای ساخت سازه های زیستی نیز می توان استفاده کرد در سال 1994 نی مایر (Neimeyer ,eatl 1994) از این احجام فضایی بعنوان داربستی برای ساخت پروتئینها به اشکال متفاوت استفاده کرد .این گروه در سدد هستند با استفاده از این تکنیک شکل اسکلت سلولی سلولها را تغییر دهند و سلولهایی با اشکال جدید برای مصارفصنعتی ایجاد کنند.

شکل۵:داربستهایی بعنوان زیرساختارهای پروتئینی

Inhibiting Serotonin Cures Osteoporosis in Animal Model

By BiotechDaily International staff writers

Posted on 02 APR 2010

A recent animal study showed that it may be possible to delay or cure osteoporosis with a drug that inhibits the production of serotonin in the gut.

Osteoporosis is a disease of low bone mass most often caused by an increase in bone resorption that is not sufficiently compensated by a corresponding increase in bone formation. Investigators at Columbia University (New York, NY, USA) had shown in earlier studies that 95% of the body's serotonin is found in the gut, where its major function is to inhibit bone formation. In the current study, they sought to learn what would happen to bone metabolism if the action of serotonin could be neutralized.

To this end, they treated mice and that had their ovaries removed to mimic human menopause with the drug LP533401. This drug is a small molecule inhibitor of tryptophan hydroxylase-1 (Tph-1), the initial enzyme in gut derived serotonin biosynthesis. The animals received the drug orally once daily for up to six weeks.

Results published in the February 7, 2010, online edition of the journal Nature Medicine revealed that this drug regimen prevented osteoporosis from developing or cured the disease if it were already present. Importantly, the drug did not lower levels of serotonin in the brain.

"When we learned of this compound, we thought that it was important to test it as proof of principle that there could be novel ways to treat osteoporosis with therapies that can be taken orally and regulate the formation of serotonin," said contributing author Dr. Gerard Karsenty, professor of genetics at Columbia University.

"New therapies that inhibit the production of serotonin in the gut have the potential to become a novel class of drugs to be added to the therapeutic arsenal against osteoporosis," said Dr. Karsenty. "With tens of millions of people worldwide affected by this devastating and debilitating bone loss, there is an urgent need for new treatments that not only stop bone loss, but also build new bone. Using these findings, we are working hard to develop this type of treatment for human patients."

Vaccines Derived from Patients' Tumor Cells Are Individualizing Cancer Treatment

The first discovery of a cancer gene marker—the BRAF oncogene for melanoma and colorectal malignancies—back in 2002 changed the way many researchers thought about cancer treatment. Rather than approach the disease based on what region of the body it stemmed from, scientists began to identify cancers in terms of their genetic signatures. Researchers now recognize more than 200 kinds of cancer—all genetically unique.

And pinpointing a genetic signature, such as EGFR mutations in lung cancer or HER2 mutations in breast cancer, can guide therapy decisions. Narrowing the treatment to a particular tumor cell type makes for a more effective—and less harmful—oncolytic approach. But a new class of cancer therapy is going even further by combining targeted treatments with personalized immune therapy.

The first of these therapies to be approved by the U.S. Food and Drug Administration, Provenge, hit the U.S. market in April, delivering a personalized punch to patients' prostate tumors. Provenge, and other immunologically based treatments under development do not prevent disease the way the HPV (human papillomavirus) vaccine staves off cervical cancer by using a weakened or dead virus. Instead, the vaccines use killed autologous tumor cells from the patient to activate the immune system.

Treating cancer immunologically is a "truly personalized therapy," says Larry Kwak, a professor and chair of the Department of Lymphoma/Myeloma at the University of Texas M. D. Anderson Cancer Center. "Every cancer cell is heterogeneous from a genetic standpoint," Kwak says. "We had about 140,000 patients diagnosed with lymphoma, leukemia or myeloma in America in 2009. We'd require a separate vaccine for each person," he says.

"Even though you have two patients with the same kind of lymphoma, the immunological signature is different. You have to treat each patient's tumor cells individually," he adds.

Arming the immune system
Kwak and his group have developed a vaccine using this individual immunological approach to treat follicular lymphoma, the most common of the nonaggressive non-Hodgkins lymphomas. The drug uses a double-barreled approach, packing cytotoxic agents, along with creation of a strong idiopathic (patient-specific) immune response.

To create the individual vaccine, a receptor protein is extracted from the patient's malignant B cell lymphocytes and purified in large amounts. This idiopathic protein is added to an adjuvant growth factor, keyhole limpet hemocyanin (KLH)—a protein derived from a giant sea mollusk found off the California coast—known to provoke a strong immune response. Added to the mix is a delivery agent, granulocyte-macrophage colony-stimulating factor (GM-CSF), that promotes the production of white blood cells; the vaccinal mix is then injected back into the patient. Because the vaccine causes the body to mount an immune response directed against a unique tumor, the therapy is much more effective than gene-targeted or more general chemotherapy alone.

Results for the first of the drug's Phase III clinical trials showed that in combination with targeted therapy, median time to relapse for patients receiving the vaccine was 44.2 months, whereas those who received the placebo went an average of 30.6 months before relapse. At least one patient has been in remission for more than a decade. The vaccine, called BiovaxID, is undergoing further phase III clinical trials, sponsored by Biovest International, Inc.*

Other personalized cancer vaccines are in the research pipeline, including a melanoma vaccine being developed at Massachusetts General Hospital (MGH) as well as a bladder cancer vaccine.

Picking the right patients
Despite the successes of these tailored immunological attacks on follicular lymphoma, not every lymphoma patient is likely to be a good match for the treatment. The method falls down in the presence of proliferative disease or a malignancy that has not already responded to chemotherapy.

"Minimal disease state is key," Kwak says. "We don't have success giving the vaccine against well-established tumors." Big tumors, or several tumors dispersed throughout the body, present an overcapacity problem. The body can only create a finite number of antibody-producing white blood cells in a given time period. The more tumor cells there are—and the more rapidly they're dividing and proliferating—the more antibodies are needed. And the immune system cannot always keep pace.

Because the individually tailored vaccine method is so different from mass-manufactured vaccines—those developed to combat infectious diseases such as smallpox—the search continues for a viable production model. Although some companies can manufacture the customized vaccines, getting volumes up to an efficient level has been a challenge s o far.

نانو تکنولوژي در پزشکي (1)

1.مقدمه

مقاله ي حاضر گوشه اي از کاربرد نانو تکنولوژي در پزشکي است. اين مقاله سعي دارد فرصت هاي تحقيقاتي در زمينه نانو تکنولوژي در داروها را بيان کند. البته اين نکته بايد فراموش نشود که اکثر نانو داروها در مراحل اوليه ي کاربرد هستند و بايد موانع بسياري از سر راه آنها برداشته شود که اين کار ممکن است سال ها و يا چند دهه زمان ببرد.

۲. نانو داروها

2. 1. تعريف نانو تکنولوژي

اگر چه تعاريف بسياري از نانو تکنولوژي موجود است ولي يکي از اين تعاريف متداول تر است .اين تعريف بوسيله ي انستيتوي نانو تکنولوژي اين گونه تعريف مي شود:
«تحقيق و توسعه ي تکنولوژي در سطح اتم، ملکول و ملکول هاي غول آسا(Macromolecular Level) در مقياس طولي 100-1 نانومتر. که اين تحقيقات و توسعه هاي تکنولوژيک باعث مهيا شدن اطلاعات در زمينه ي پديده ها و مواد در مقياس نانو مي گردد. و ساختار ها و سيستم هايي بواسطه ي آن توليد مي شود که خواصي بسيار خوب و کاربردي دارند . اين خواص بسيار خوب و کاربردي بواسطه ي اندازه ي کوچک اين ساختارها و سيستم ها حاصل مي گردد.»
به طور ساده تر بايدگفت: که نانو تکنولوژي دنياي در مقياس نانو( يک ميليونيوم متر) است. اين مقياس بسيار کوچکتر از مقياس هاي معمولي است. اين دنيا، دنياي ميان ماکرومتر و پيکومتر(يک ميليارديوم متر) است.
براي اینکه تجسم بهتري از مقياس نانو پيدا کنيد بعضي از مقياس هاي مورد توجه براي نانومواد در زير آورده شده است:
نانو ذره ها ....................................................1-100 nm
فلرن (c60) ....................................................... 1 nm
کوانتوم دات (cdse) ....................................... 8 nm
ساختارهاي دندريتي ..................................... 10 nm
در زیر برخي مواد در مقياس نانو که در طبيعت وجود دارد آورده شده است.
اتم ...................................................................... o.1nm
DNA(عرض) ................................................... 2 nm
پروتئين ........................................................ 5- 50 nm
ويروس ها ............................................... 75-100 nm
مواد داخل سلولي ...................................< 100 nm
باکتريها ....................................... 1000- 10000 nm
گلبول سفيد خون ..................................... 10000 nm
قلمروي اندازه ي اجزاي مورد مطالعه در نانو تکنولوژي مانند اندازه ي ساختارهاي بيولوژيکي هستند. براي مثال ، کوانتوم دات(quontdm dot) به اندازه ي يک پروتئين کوچک (10nm >) است. و ساختارهاي حامل دارو(drug- carrging nano – structure) اندازه اي تقريباً برابر با يک ويروس (nm 100>) دارند. به خاطر شباهت در اندازه ي محصولات و سيستم هاي نانويي با ساختارهاي بيولوژيکي ، نانو تکنولوژي در تحقيقات سلامت استفاده ي روز افزوني پيدا کرده است. براي مثال نانو ساختارهاي هيبرپلاي که مي توانند آسيب هاي وارده به سيستم هاي بيولوژيکي را احساس کرده و آنها را برطرف کنند. (کاري که سلولهاي سفيد خون نيز انجام مي دهند) که اين ساختارها بوسيله ي نانو تکنولوژي بررسي مي گردد.
نانو کوچک کردن سلسله وار مواد از حالت ماکرواست .به هر حال به دليل آنکه تعدادي از قوانين علمي در مقياس نانوغالب مي شوند، نانو مواد مي توانند داراي خواصي بسيار متفاوت نسبت به مواد بالک داشته باشند. اين خواص باعث توليد موادي مي شوند که محکم تر، رساناتر هستند و يا خواص سوپر پارامغناطيس ، خواص نوري قابل تنظيم، تخلخل بيشتر، عايق الکتريکي بهتر و خوردگي کمتري دارند. نانو مواد پتانسيل حل مشکلات در زمينه بيولوژيکي را که امروزه لاينحل است، دارند . به عنوان مثال نانو مواد غير آلي تغييرات الکتريکي بوجود آمده در ملکولهاي بيولوژيکي را آشکار سازي مي کنند و بگونه اي عمل مي کنند که بيماريها شناسايي و درمان شوند.
وسايل و سيستم هاي کوچک مي توانند با کار در مقياس ميکرو و نانو باعث بهبود جهت دار وضعيت درمان گردند. اين کار باعث افزايش عملکرد رشته هاي DNAگشته که زمان کشف دارو وتشخيص را کاهش مي دهد.مثال ديگر سيستم هاي مايع بسيار کوچک است که در هنگام عبور آنها از ميان لوله هاي ميکرويي و نانويي ايجاد جريان آرام مي کند.در واقع برخورد شيميايي موثرتر ميان اين سيستم ها و جداره ها باعث جلوگيري از ايجاد شدن جريان هاي گردابي و تلاطمي مي گردد.

2. 2. بخش هاي نانو تکنولوژي

نانو تکنولوژي را مي توان به عنوان يک سري از تکنيک ها ديد که يا به صورت انفرادي استفاده مي شود و يا با محصولات و کاربردهاي ديگر ترکيب گشته و باعث بهبود آنها گشته است. برخي از اين تکنيک ها امروزه وجود دارند و برخي ديگر در مراحل توسعه هستند و ممکن است در سال ها و يا دهه هاي آينده براي ما مفيد باشند.
نانو تکنولوژي را مي توان بر اساس موارد زير تقسيم بندي کرد.
الف) ابزارها (tools)
ب)مواد (materials)
ج)وسايل (devices)
د) مواد و ماشين هاي هوشمند(intelligent materials and machines)
در زير توضيحات کوتاهي در مورد هر يک از بخش هاي اشاره شده در بالا داده شده است:

الف) ابزارها (tools)

ابزارهاي نانو تکنولوژي شامل تکنيک هاي ميکروسکوپيک و وسايل است که به استفاده کنندگان اجازه مي دهد تا بخش هاي در مقياس نانويي را تجسم و اداره کنند. اين بخش هاي نانويي مانند سلولها، باکتريها و ويروس ها هستند .همچنين اين وسايل باعث مي شوند تا تجمعات مولکولي در دنياي طبيعي بهتر شناسايي گردند. ابزارهاي مورد استفاده شامل ميکروسکوپ نيروي اتمي(AFM)، ميکروسکوپ تونلي- روبشي (STM)، نرم افزارهاي مدل سازي ملکولي و تکنو لوژيهاي توليد ويروس مي شود.

ب) مواد (Materials)

نانو مواد را مي توان به سه گروه تقسيم بندي کرد
- نانو مواد خام (raw nanomaterials)
اين بخش شامل نانو ذرات(nanoparticle) و مواد نانو کريستالي(nanocrystalline materials) مي شود .اين مواد به آساني تولید مي شوند.اين نانو مواد مي توانند جايگزين مواد بالک با عملکرد ضعيف گردند. نانو مواد خام را مي توان به عنوان مواد زيست سازگار (Biocompatible) و يا پوشش هاي محافظ دارو (drug encapsulation) ، جايگزين هاي استخواني(bone replacements)، پروتزها و امپلنت ها استفاده کرد.
- مواد نانو ساختار(nano structured materials)
اين مواد که حالتهاي پيشرفته اي از نانو مواد خام هستند داراي اشکال و عملکرد خاصي مي باشند. مثال هايي از مواد نانو ساختار عبارتند از کوانتوم دات ها (نانو ساختارهايي است که اتم ها را مجبور مي کنند در حالتهاي انرژي ناپيوسته قرار گيردند. اين نانو ساختارها در نشانه گذاري بيولوژيک کاربرد دارند) و دندريمرها(dendrimers) پليمرهاي شاخه دار که براي دارو رساني، فيلتراسيون و نشانه گذاري شيميايي کاربرد دارند.)
به دليل پيچيدگي ايجادي در زمينه ي نانو ساختارها ،محصولات متنوعي ايجاد گشته است که اين پيشرفت قبل از توسعه ي کاربردهاي آنها اتفاق افتاده است.
- نانوتیوپ ها و فلرن ها(nanotubes and fullerenes)
اين مواد اولين مواد شگفت انگيز در نانو تکنولوژي هستند. اين مواد فرم هاي جديد مولکولهاي کربني که استحکام آنها صد برابر فولاد و وزنشان يک ششم فولاد است. اين مواد از مس رساناتر هستند و بدون هيچ مشکلي مي توان آنها را در کاربردهاي پزشکي استفاده کرد. در حالي که تحقيقات در زمينه ي اين مواد هنوز در مراحل اوليه ي توسعه هستند . گستره ي وسيعي از نانو تيوپ ها و فلرن ها در کاربردهايي مانند ماهيچه هاي مصنوعي(muscles artificial) ، سوزن هاي تزريق براي سلولهاي منفرد( needles for individual cells injection) و سيستم هاي انتقال دارو(drug delivery systems استفاده مي شوند.

ج) وسايل (dervices )

دو نوع از وسايل کوچک که با نانو تکنولوژي پيوند خورده است عبارتند از :
- وسايل نانويي(nano dervices)
اين وسايل ابزار آلات فني هستند که ابعادشان در مقياس نانو است .در حالي که وسايل نانويي به آساني درآزمايشگاه ساخته مي شوند .اما در اکثر مواد راه حل مناسب استفاده از وسايل در مقياس ميکرومتر است و با استفاده از وسايل در مقياس ميکرومتر از بسياري از مشکلات جلوگيري مي گردد به عنوان یک نتيجه احتمال زيادي وجود دارد که وسايل نانويي در کار بردهاي آينده استفاده شوند.
- وسايل ميکروبي(micro device)
اين وسايل شامل سيستم هاي ميکرو الکترو مکانيکي(MEMS)، ميکروسيال ها(fluidics micro) و ميکرو آرايش ها(microarrays) مي شوند. اين ميکرو تکنولوژي ها کاربردهاي پزشکي متنوعي دارند. براي مثال اين سيستم ها در سنسورهاي بيولوژيک(Bio sensors) و آشکار سازهاي مورد استفاده براي شناسايي مقادير کم باکتري ها، عوامل بيماري زا، اثرات بيماري ها، ميکروسيال هاي لب اون اِ چيپ (Lab –on –a achip) براي آزمون هاي DNA و سيستم هاي تزريق مايعات و وسايل داراي سيستم هاي ميکرو الکترو مکانيکي( اين وسايل داراي بخش هاي متحرکي هستند که در وسايل جراحي و قطعات جايگزين قلب کار برد دارد).

د) مواد و وسايل هوشمند

اين بخش يکي از بخش هاي جالب در زمينه ي نانو تکنولوژي است که شامل شکل هاي تحقيقاتي زيادي است. زمينه هاي گسترده اي مانند روباتهاي کوچک (نانوربات ها(nanorobots) يا نانو بوت ها (nanobots) ناميده مي شود وجود دارد. که تصور مي شود با آنها بتوان عفونت هاي بدن و سلولهاي ناسالم را بهبود داد. در واقع با تزريق اين نانو ربات ها به بدن بافت هاي آسيب ديده ترميم مي گردند.
پتانسيل هاي ديگر در زمينه ي کاربردهاي اين مواد عبارتند از مواد هوشمندي که مي توانند تحريکات خارجي را حس کرده و براي وفق گرفته با تغييرات محيطي خواصشان را دگرگون سازند، اين ها ماشين هاي ملکولي هستند که مي توانند مواد را اتم به اتم بسازند و مونتاژ کنندگان ملکولي اي هستند که مي توانند ماشين هاي ملکولي توليد کنند. در واقع اين مباحث تئوريک است و امروزه هنوز طرحي در اين زمينه به مرحله ي تجارتي نرسيده است.

2. 3. نانوداروها

در شکل 1 رده بندي نانو داروها به طور خلاصه بيان شده است. البته علاوه بر بيان اين رده بندي در مورد تک تک آنها نيز توضيحاتي بيان مي گردد.

برخي از بخش هاي نانو تکنولوژي هم اکنون در تحقيقات دارويي کاربرد دارد. امروز تنها بخشي کوچک از تحقيقات در زمينه ي نانو داروها در حال انجام مي باشد و تنها کمپاني هاي خاص و برخي از فعاليتهاي دولتي است که در زمينه ي نانو داروها در حال انجام مي باشد.

3. داروشناسي بيولوژيک(Biopharmaceutics)

3. 1. رسانش دارويي(Drug Delivery)

نانو تکنولوژي گستره ي وسيعي از تکنيک هاي جديد در زمينه ي رسانش دارويي را مهيا کرده است. مزيت اين روش ها بهينه سازي رسانش دارويي است.
براي اينکه درمان موثر باشد بايد از داروها در طي رسيدن به محل مورد نظر در بدن محافظت گردد. يعني بايد به گونه اي از دارو محافظت گردد تا خواص بيولوژيکي و شيميايي آن تغيير نکند.
برخي از داروها بسيار سمي هستند و مي توانند باعث ايجاد اثرات جانبي ناگواري گردند و اگر اين داروها در طي رسانش تجزيه گردند مي تواند اثرات درماني را کاهش دهند. زمان رسانش و چالش هاي پيش روي آن بسيار متفاوت است. در واقع با توجه به اينکه دارو در کجا جذب گردد( براي مثال روده ي بزرگ (colon) روده کوچک (small intestine)... و بر چه نوع مکانيزم دفاع طبيعي ، بايد غلبه گردد ، زمان دارو رساني و چالش هاي مربوط به آن تغيير مي کند.
سابقاً براي رسيدن يک دارو به محل مورد نظر، نياز بود تا دارو با يک سرعت معين در بدن آزادگردد تا مؤثر واقع شود. اگر دارو به سرعت آزاد مي شد ممکن نبود که به طور کامل جذب گردد و يا اين مساله ممکن بود باعث سوزش بخش هاي دستگاه گوارش مانند معده و روده شود. سيستم رسانش دارو بابد به طور مؤثر بر سرعت جذب، توزيع، متابوليسم و دفع دارو و ديگر مواد در بدن را تنظيم کند. به علاوه سيستم رسانش دارو بايد اجازه دهد تا دارو به گيرنده هاي هدفش بچسبد .و بر روي سيگنال هاي گيرنده تاثير گذاشته و پس از آن مانند ساير داروها عمل کرده و باعث بهبود بيماري مي گردد.
سيستم هاي رسانش دارو همچنين داراي محدوديت شديدي در نوع مواد مورد استفاده و روش هاي توليد دارد. موارد مورد استفاده در رسانش دارويي بايد با بدن سازگار باشند و به آساني به دارو متصل شوند و قابليت جذب دوباره ي زيستي (bioresorbable) داشته باشند. توليد بايد بگونه اي انتخاب شود که دارو از بين نرود و از لحاظ اقتصادي نيز به صرفه باشد.
نانو تکنولوژي مي تواند راه حل هاي رسانش دارويي جديدي ارائه کنند که عبارت اند از:
1. 1. 3. دارو رساني کپسولي (Drug Encapsulation) يکي از گروه هاي اصلي در سيستم هاي رسانش دارويي موادي هستند که داروها را در داخل خود حفظ مي کند. در واقع اين مواد به صورت کپسول درآمده و از داروها در طي عبور از بدن محافظت مي کنند. مواد مورد استفاده در دارو رساني کپسولي شامل ليپوسوم ها(Liposomes) و پليمرها (مانند پلي آکتيد ها – و لاکتید- کو- گليکوليد(Lactide- co – Glycolide) هستند که به عنوان ذرات در مقياس ميکروسکوبيک استفاده مي شوند. اين مواد به صورت کپسول در دور دارو ايجاد مي گردند و همين طور که دارو از ميان جداره ي کپسول نفوذ مي کند. زمان مناسب براي دارو رساني ايجاد مي گردد . همين طور که دارو ها از داخل کپسول آزاد مي گردد مواد کپسولي نيز فرسايش يافته و در بدن از ميان مي رود.
هنگامي که مواد کپسولي را از نانو ذرات با اندازه ي 100-1 نانومتر ساخته شود( به جاي اينکه از مواد با ذرات بزرگتر (ميکروذرات) استفاده شود، خواص متفاوتي ايجاد مي گردد. در واقع نانو ذرات سطح ويژه ي وسيع تر و اندازه ي تخلخل هاي کوچکتري دارند. و داراي خواص انحلالي بهتر و خواص ساختاري متفاوتي هستند .اين خواص موجب مي شود تا پديده ي نفوذ و خواص فرسايشي کپسول ها بهبود يابد.
علاوه بر ليپوسوم ها و پليمرها، انواع ديگري از نانوذرات براي سيستم هاي دارو رساني کپسولي استفاده مي شوند. موادي مانند سيليس (sid2)، کلسيم فسفات ( هيدورکسي آپاتيت) داراي خواص عالي در مقياس نانو هستند. که اين خواص بسيار بهتر از خواص آنها در مقياس ميکرو مي باشد. اين مواد به صورت بالقوه براي سيستم هاي دارو رساني بيان شده در بالا مناسب تر هستند.Advectus Life Science در حال توسعه ي يک سيستم رسانش دارو بر پايه ي نانو ذرات است. اين سازمان قصد دارد از اين سيستم براي درمان تومورهاي مغزي بهره گيرد .در اين سيستم داروي ضد تومور دوکسروبيسين
(doxorubicin) به نانوذرات پلي بوتيل سيانواکريلات (poly Butyl Cyano Acrybte) مي چسبند و با پلي سوربات 80(polysorbate) پوشش دهي مي گردد. داروي حاصله به صورت وريدي به فرد مبتلا تزريق مي گردد. و بوسيله ي جريان خون گردش مي کند. پلي سوربات 80 آپولي پروتئين هاي پلاسمان خون (apoliporoteins) را جذب کرده که بوسيله ي جريان خون چربيها انتقال مي يابند. اين ماده باعث مي شود. تا يک اثر استتاري شبيه کلسترولLDL ايجاد مي کند. که اجازه مي دهد دارو از ميان موانع دفاعي (blood – brain barrier) عبور کند.
2. 1. 3 حامل هاي دارويي فانگشنال (functional Drug Carriers)گروه دیگری از سیستم های رسانش دارو که نانو تکنولوژی ارائه کرده است در زمینه ی نانو مواد است که داروها را به مکان های مقصد شان حمل می کنند.این سیستم ها دارای خواص مفیدی می باشند .نانوساختار های معینی را می توان تحت کنترل قرار داد و آنها را به داروها ، ملکول های هدف (targeting molecule) و یا یک عامل تصویربرداری(Imaging agent) متصل کرد . سپس این نانو ساختارها جذب سلولهای خاص می گردند و در زمانی که نیاز باشد وظیفه ی خود را انجام می دهند. به خاطر اندازه ی نانویی ، نانو ساختارها قابلیت ورود به سلولها را دارند زیرا موادی می توانند به راحتی وارد سلولها شوند که اندازه ی آنها زیر صد نانومتر باشند. برخی از نانو ساختارهایی که برای این منظور استفاده می شوند عبارتند از:
فلرن ها(fullerenes)
دندریمرها(dendrimers)
نانوشل ها(nanoshells)
فلرن ها (باکی بال ها) کره های تو خالی طبیعی هستند که یک نانومتر قطر دارند و از بیش از شصت اتم کربن ساخته شده اند .فلرن ها یک پلت فورم رسانش دارویی بسیار عالی ایجاد می کند. در واقع فلرن ها به خاطر داشتن ساختار تو خالی بسیار مورد توجه هستند که عامل دارویی می تواند به این فلرن ها متصل گردد. و با آن حرکت کند.
c-sixty در حال توسعه ی یک پلت فورم رسانش دارویی بر پایه ی فلرن هاست که در این سیستم فلرن ها را به آنتی بادی ها و دیگر عوامل هدف متصل می کنند .تعدادی از سیستم های رسانش دارویی که بوسیله ی c-sixty ساخته شده اند. عبارت اند از: ساختارهای شیمی درمانی نشانه دار با فلرن (decorated chemotherafeutic constructs fullerone)،رادیو داروهای فلرنی(fullercne – radiopharmaceuticals)، و سیستم های لیپوسوم بر پایه ی فلرن ها (fullerene – based liposome system)
این سیستم های رسانش دارویی باکی سام(Buckysomes) نامیده می شوند .در این روش ها یا از یک تک دارو و یا از ترکیب چند دارو استفاده می شود. C- sixty چند داروی بر پایه ی تکنولوژی پلت فورم فلرن ها در زمینه ی درمان سرطان(cancer) ، ایدز(HIV/AIDS) و اختلالات عصبی(neuro – degenerative disorders) ساخته است.
نانو داروی دیگری که به عنوان داربست های رسانش دارویی استفاده می شود، دندریمرها هستند. این نانوماده یک ملکول پلیمری است که توسط دان تومالیا(Don Tomalia ) از Dendritic Nanotechnologies کشف شد. محققانی مانند جیمز بیکر(games Backer) از دانشگاه میشیگان در حال استفاده از دندیمر ها هستند.آنها از این مواد، مواد ژنتیکی مورد استفاده در روش های درمانی داخل سلولی برای تخریب تومرهای سرطانی( بدون واکنش های تدافعی) می سازند. به خاطر اندازه ی کوچک دندیمرها و ساختار های شاخه دار آنها واکنش تدافعی در بدن اتفاق نمی افتد.دندریمرها را می توان بگونه ای ساخت که ترکیبات متصل شده به آنها در اثر برخورد با یک ملکول و یا یک واکنش شیمیایی خاص آزاد گردند.
یک کره ی توخالی که به آن نانوشل می گویند بوسیله ی Nanospectra ساخته شده است. از این شل برای دارو رسانی می توان استفاده کرد. این نانوشل از یک لایه ی خارجی از جنس طلا تشکیل شده است که لایه های داخلی آن بوسیله ی سیلیکار(sio2 ) و دارو پوشانده می شوند. نانوشل های را می توان برای جذب انرژی و تبدیل آن به گروه استفاده نمود. به عنوان یک نتیجه باید گفت هنگامی که نانوشل ها درکنار یک ناحیه ی هدف مانند سلول تومری قرار می گیرد و به آن ناحیه نور مادون قرمز بتابد، نانوشل می تواند آنتی بادی های خاص آن تومر را آزاد کند.

2. 3. کشف دارو( Drug discovery)

تکنولوژی های نانو و میکرو یکی از آخرین راه حل ها برای کاهش زمان توسعه ی داروهای جدید است .این تکنولوژی ها پتانسیل کاهش قیمت تحقیقات و توسعه ی داروها را نیز دارند.
روش آزمون و خطاکه برای کشف داروها از آن بهره گرفته می شود حداقل ده سال طول می کشد. این زمان شامل مراحل تحقیقات و رسیدن دارو به مراکز فروش است. که گاهاً این زمان به بیش از ده سال نیز می رسد. در سال های اخیر، تعدادی تکنولوژی تکمیلی و جدید و توسعه یافته است که بطور قابل ملاحظه ای روش تولید دارو را فشرده می کند. نظم عملیاتی بالا ، برچسب زنی بسیار حساس (sensitived labeling) و تکنولوژی های آشکار سازی برای افزایش سرعت و دقت شناسایی ژن ها و مواد ژنتیکی استفاده می گردد که نتیجه ی آن کاهش پروسه ی کشف و توسعه ی دارویی می شود. تکنولوژی نانو و میکرو به همراهی راه حل های فناوری اطلاعات مثل شیمی ترکیبات(combinatorial) ، بیولوژی محاسباتی (computional biology) ، ساخت داروها با کمک کامپیوتر ، اطلاعات مینرالی و ابزارهای پردازش داده باعث شناسایی و حل بهتر چالش های مرتبط با کشف دارو شده و توانسته تنگناهای بحرانی در ساخت و کشف داروها را کاهش دهد. به علاوه به خاطر مزایای فناوری اطلاعات تعداد داروهای مورد آزمایش در 10سال گذشته رشد زیادی داشته و از 500.000 ترکیب دارویی به یک و نیم میلیارد رسیده است.
ادامه دارد ......منبع انگلیسی: Nanomedicine Toxon omy/ Neil Gorden & uri Sagman Canadian Alliance

Alzheimer disease: 'Generation Next' in Alzheimer disease genetic studies

Liana G. Apostolova About the author

top

A recent study has used whole-exome sequencing, an 'extreme trait' design and imaging genetics to identify coding variants associated with hippocampal volume loss in Alzheimer disease. The research highlights the utility of next-generation sequencing and association studies involving quantitative traits for discovery of disease-related variants in neurodegeneration.

The Human Genome Project was completed in 2003. Since then, the human genome has been intensively studied for genes that associate with human diseases. Neurodegenerative diseases have been an important focus of such efforts owing to ageing populations and the increasing burden of such diseases on society. A recent study by Nho et al.,¹ which investigated novel risk variants for neurodegeneration, has contributed important findings to this body of research.

The past decade has witnessed the discovery and validation of more than a dozen Alzheimer disease (AD) risk genes.^2,³ These discoveries originated from large genome-wide association studies (GWAS) that investigated the genetic make-up of tens of thousands of individuals with AD and healthy elderly controls for the presence of disease-associated variants. The validity of the data has been rigorously tested using stringent genome-wide multiple comparison correction and replicated in other large genomic datasets. Yet the GWAS approach, as powerful as it is, has three crucial shortcomings: sparse sampling of the genome, exclusive reliance on statistical power without requirement of plausible functional relation to the disease of interest, and the case–control design. The case–control design has limited discovery power when applied to neurodegenerative disorders with a protracted presymptomatic course, such as AD, as many cognitively normal individuals who are selected as controls might be in the latent stages of the disorder.

In the new study, Nho et al.¹ identified two novel risk variants for neurodegenerative disease through application of an unconventional but powerful and scientifically grounded genetic discovery strategy to data from the Alzheimer's Disease Neuroimaging Initiative 1 (ADNI-1). The researchers substituted the case–control design with the 'extreme trait' design. For this approach, they selected eight individuals with mild cognitive impairment (MCI) who had extensive hippocampal tissue loss over 2 years, and compared them with eight demographically matched ADNI-1 MCI controls who had minimal hippocampal volume loss over the same period of time.

The researchers substituted the case–control design with the 'extreme trait' design

The selection of hippocampal atrophy as a quantitative trait for extreme MCI case–MCI control selection is scientifically reasonable as hippocampal atrophy is the most established biomarker of neurodegeneration in AD.^4,⁵ The selection of MCI individuals who were homozygous carriers of the apolipoprotein E (APOE) ε3 allele enabled detection of risk variants that are independent of APOE ε4—the strongest genetic risk factor for AD.

Next, Nho et al.¹ conducted whole-exome sequencing on the genomic DNA samples provided by the 16 selected MCI individuals, and determined the genetic variability at all coding sites for variants that are observed with >50% frequency in the cases and absent in the controls. This screening of 89,400 single nucleotide polymorphisms (SNPs) resulted in discovery of 57 nonsynonymous SNPs that met the prevalence criteria specified above. Of these SNPs, the researchers focused on two: the rs9610775 variant in the caspase recruitment domain family, member 10 (CARD10) gene, and the rs1136410 variant in the poly(ADP-ribose) polymerase-1 (PARP1) gene. Both SNPs show minor allele frequency >10% among European Americans, and both were seen in six of eight cases and none of the controls.

Researchers are increasingly adopting well-established quantitative disease endophenotypes instead of the case–control design in genetics, as the former approach not only assures superior statistical power but can provide evidence with regard to gene function and disease mechanism.^6,^7,^8,^9,¹⁰ The third innovation in the study by Nho et al.¹ came from the use of imaging genetics approaches. These analyses were done in allAPOE ε3 homozygote MCI ADNI-1 participants. The researchers investigated the strength of association of the two SNPs of interest with cortical and hippocampal atrophy. Conventional (hippocampal volumetric and voxel-based morphology) and modern (cortical thickness mapping with Freesurfer) methods were employed. Both SNPs were associated with hippocampal and cortical atrophy and were, therefore, considered to be linked with neurodegenerative aspects of AD.

Both SNPs were associated with hippocampal and cortical atrophy...

Finally, validation of the findings was sought in a meta-analysis of several independent imaging genomic cohorts. This validation confirmed the association of rs1136410 with hippocampal volume in APOE ε3 homozygotes.

The innovative study design used by Nho and colleagues¹ make this investigation one of the most progressive AD genetic risk studies to date. Two key strengths are the focus on genetic discovery in cognitively affected but nondemented individuals, and the study of genetic variability in the extremes of a well-established neurodegenerative phenotype. Individuals with MCI who have extensive hippocampal atrophy are likely to harbour AD pathology. The only caveat is that without evidence of ongoing amyloid pathology from either amyloid PET scans or measurement of cerebrospinal amyloid-β levels, the possibility remains that the hippocampal atrophy could be attributable to causes other than prodromal AD, such as hippocampal sclerosis.

The whole-exome sequencing approach guarantees capture of all genetic variability at coding sites in the study discovery cohort. The limitation of this part of the study by Nhoet al.¹ lies in the small sample size, which would encompass only a proportion of existing risk variants for AD. Larger sequencing studies with longitudinal follow-up will undoubtedly uncover additional AD-associated variants.

Many researchers are becoming increasingly sceptical about the power of statistical genetics to enable complete understanding of the genetic map of sporadic AD. The field is in need of a transition away from the statistically governed methodologies and towards quantitative trait association genetics. Such an approach, especially when coupled with whole-exome or whole-genome sequencing, will no doubt lead to discovery of a substantial portion of the missing heritability in AD, improve our understanding of disease mechanisms, and enable plausible biological effects of the involved genes to be determined. Adoption of quantitative trait association genetics will also pave the way to genomic medicine, including individualized risk assessment, improved diagnostic accuracy and patient-specific disease prevention and treatment plans

Homology-based method for identification of protein repeats using statistical significance estimates.

Andrade MA, Ponting CP, Gibson TJ, Bork P.

Source

European Molecular Biology Laboratory, Meyerhofstr. 1, Heidelberg, 69012, Germany.

Abstract

Short protein repeats, frequently with a length between 20 and 40 residues, represent a significant fraction of known proteins. Many repeats appear to possess high amino acid substitution rates and thus recognition of repeat homologues is highly problematic. Even if the presence of a certain repeat family is known, the exact locations and the number of repetitive units often cannot be determined using current methods. We have devised an iterative algorithm based on optimal and sub-optimal score distributions from profile analysis that estimates the significance of all repeats that are detected in a single sequence. This procedure allows the identification of homologues at alignment scores lower than the highest optimal alignment score for non-homologous sequences. The method has been used to investigate the occurrence of eleven families of repeats in Saccharomyces cerevisiae, Caenorhabditis elegans and Homo sapiens accounting for 1055, 2205 and 2320 repeats, respectively. For these examples, the method is both more sensitive and more selective than conventional homology search procedures. The method allowed the detection in the SwissProt database of more than 2000 previously unrecognised repeats belonging to the 11 families. In addition, the method was used to merge several repeat families that previously were supposed to be distinct, indicating common phylogenetic origins for these families

‎نقش ويروس ‏AAV‏ در بيوتكنولوژي و ژن درماني
تعدادي از بيماريهاي مهم انسان در اثر ناتواني بدن در ساختن پروتئين بخصوصي ايجاد مي‌شود كه معمولاً در بافت يا عضو خاص يا در مايعات بدن مانند خون اتفاق مي‌افتد و اين امر مي‌تواند سبب بيماري شديدي شود كه در تمام طول عمر شخص همراه او خواهدبود. بسياري از بيماريهاي ژنتيك از اين جمله است مانند: آنمي سيكل سل، هموفيلي، ديسترفي عضلاني دوشن (‏DMD‏)، تالاسمي و غيره.

اولين وعدة زيست فناوري (بيوتكنولوژي) جداكردن و توليد اين پروتئينها از طريق مهندسي ژنتيك و فناوري نوتركيبي بود تا آنها را در اختيار بيماراني قراردهد كه فاقد آن پروتئينها بود. حال اگر اين پروتئينها به‌صورت داروهاي خوراكي استفاده مي‌شد هضم شده و بي اثر مي‌گشت. برخي از محصولات به‌ وسيله تزريق به بدن مي‌رسيد، تزريقهاي مكرري كه روزانه، هفتگي يا ماهيانه يا توسط خود بيمار انجام مي‌شد(مثل انسولين) يا توسط پزشك. اما اين كارهم خالي از اشكال نبود، زيرا بسيار سخت است كه سطح مناسبي از دارو( پروتئين ) را در فواصل بين تزريقها برقراركرد. از طرفي برخي سلولها نظير سلولهاي مغزي به علت وجود سد خوني مغزي ( ‏BBB‏ ) ممكن است نتوانند مقدار مناسبي از دارو را دريافت كند.
با ظهور ژن درماني اميدهاي تازه اي براي اين بيماران فراهم شده است. ژن درماني تحويل خودِ پروتئينِ درماني نيست بلكه ژن آن پروتئين را تحويل بيمار مي‌دهد. اين ژن وارد سلولهاي بدن شده و آنها را به كارخانه‌هاي كوچكي تبديل مي‌كند كه پروتئين موردنياز بيمار را تا مدتي طولاني برايش مي‌سازد.
همچنين با استفاده از ژن درماني اقدام به درمان سرطان كرده‌اند زيرا برخي ژنها باعث مي‌شود كه سلولهاي سرطاني پروتئين خاصي را بيان كند كه به داروها حساس‌تر شده يا توسط سلولهاي ايمني بهتر شناسايي شود. اين استراتژي باعث مي‌شود كه شيمي درماني يا پاسخ ايمني خودِ بيمار، موثرتر عمل كند.
براي انتقال ژن درمان كننده از روشهاي مختلفي استفاده مي‌شود. ازجمله تزريق فيزيكي توسط ميكرواينجكشن، انتقال توسط ليپوزومها، و انتقال توسط ويروسها كه مورد اخير موضوع بحث ما است. در انتقال ويروسي از ويروسهاي مختلف نظير رترو ويروسها، آدنو ويروسها، لنتي ويروسها، هرپس ويروسها و ‏AAV‏ ويروسها (‏Adeno-Associated Virus‏) استفاده مي‌شود.
در روش استفاده از ويروسِ ‏AAV‏ ، همانطوري كه در شكل (1) نشان داده شده است. ژنهاي ويروس از يك ويروس بي خطر به نام "‏AAV‏ ويروس" خارج شده و سپس ژنِ درمان كننده به‌جاي آن جايگزين مي‌شود. بعد از تزريق اين ويروسها به بيمار "‏AAV‏ ويروس ها" مي‌تواند ژنِ درمان كننده را به سلولها انتقال دهد. حال پروتئين موردنياز توسط سلولهاي خودِ بيمار ساخته خواهد شد، همان‌گونه كه اگر خود سلول ‏DNA‏ مربوطه را مي‌داشت عمل مي‌كرد. اين پروتئين يا وارد غشاء سلول مي‌شود تا مورد استفادة خود سلول قرارگيرد يا توسط سلول ترشح مي‌شود كه مورد استفادة سلولهاي ديگر قرارگيرد.

ويروس ‏AAV‏ (‏Adeno-Associated Virus‏)‏
‏"‏AAV‏ ويروس" يك ويروس خيلي ساده از شاخه هاي خانوادة ‏parvoviridae‏ است و جزء ويروسهاي بدون پوشش وكوچك است. "‏AAV‏ ويروس" نامش را به اين علت گرفته است كه در 40 سال پيش آن را در جريان آلودگي يك نمونة باليني مبتلا به آدنوويروس كشف كردند. بدين ترتيب نام ‏Adeno-Associated Virus‏ به آن اطلاق شد. به هر حال "‏AAV‏ ويروس" در هيچ يك از خواص ويروسي با آدنوويروسها مشترك نيست و در حقيقت ژنهايشان (‏DNA‏) با هم هيچ شباهتي ندارد و اين موضوع مهم است چرا كه بر خلاف آدنوويروسها، "‏AAV‏ ويروس" در انسان پاتوژن نيست.
‏
وكتورهاي ‏AAV‏ ‏
وكتورهاي ‏AAV‏ مشتق از ويروسِ ‏AAV‏ كه از عملكرد طبيعي خودشان استفاده كرده و ژنها را به سلول تحويل مي‌دهد. جهت توليد يك وكتور ‏AAV‏ ، ويروس ‏AAV‏ را با خارج كردن ژن ويروسي و جايگزين كردن آن با ژن درمان كننده (براي توليد پروتئين مربوط) تغيير مي‌دهند.
‏DNA‏ متعلق به "‏AAV‏ ويروس" تك رشته‌اي است و فقط شامل 2 ژن است. يكي به نام ژن ‏Rep‏ كه پروتئينهاي مربوط به همانندسازي ‏DNA‏ را كد مي‌كند و ديگري به نام ژن ‏Cap‏ كه از اسپلايسينگ افتراقي استفاده مي‌كند و اجازه مي‌دهد كه سه پروتئين را كد كند كه پروتئينهاي پوشش(‏coat‏) ويروس را مي‌سازد.
با استفاده از اين روش در حالي كه هيچ‌‏‎ ‎كدام از ژنهاي ويروسي وجود ندارد اتصال سلولي كارا و ساز و كار ورود ژن بوسيلة پروتئين پوششي "‏AAV‏ ويروس" مهيا مي‌شود. فقط قسمتي كوچكي از ‏DNA‏ متعلق به ‏AAV‏ در طرفين اين قطعة ژني درمان كننده در وكتور باقي مي‌ماند كه حاوي قطعات خودكامل شونده ‏DNA‏ ملقب به ‏ITR‏ ها (‏Inverted Terminal Repeats‏ ) است و اين ژنها براي تامين سطح بالايي از بيانِ ژنِ درمان كننده‌اي كه وكتور آن را حمل مي‌كند، لازم است.‏
هر وكتور ‏AAV‏ فقط از 4 نوع مولكول تشكيل شده است. سه وكتور، دقيقاً در ارتباط با پروتئين‌هايي است كه پوشش ويروس را مي‌سازد و يك قطعة تك رشته اي ‏DNA‏ ژن درمان كننده و ديگر عناصر تنظيم كننده را كد مي‌كند.
سادگي اين سيستم باعث مي‌شود كه گيرندگان وكتورهاي ‏AAV‏ در معرض حداقل مقدار مواد خارجي (بيگانه) قرار گيرند. در مقابل ديگر وكتورهاي ويروسي كه براي ژن تراپي استفاده مي‌شود، مانند آنهايي كه با استفاده از آدنو ويروس‌ها، لنتي ويروس‌ها، رترو ويروسها، و هرپس ويروس‌ها درست شده‌اند، به‌طور بارزي بزرگتر و پيچيده‌تر است و بنابراين احتمال آن كه به پاسخ ايمني منجر شده و واكنش‌هاي زيان آوري را براي استفاده هاي بعدي درپي داشته باشد، بسيار بيشتر است.
عقيده بر اين است كه وكتورهاي ‏AAV‏ خواص مطلوب وكتورهاي ويروسي و وكتورهاي غير ويروسي را تركيب مي‌كند و ممكن است نسبت به ديگر وكتورهاي ژن درماني چندين مزيت بالقوة ارائه دهد. اين مزايا عبارتند از:
* تحويل موثر ژن‏‌ها به هر دو نوع سلول هدف در حال تقسيم و آنهايي كه تقسيم نمي شود،
* عدم حضور ژنهاي ويروسي كه مي‌تواند مسؤول ايجاد پاسخ ايمني ناخواسته باشد،
* كاربرد ‏in-vivo‏ در بيماران،
* ميزان بالاي بيان ژن و ‏
* پايداري عالي كه اجازه مي‌دهد وكتورهاي ‏AAV‏ همانند بيشتر محصولات دارويي رايج توليد و ذخيره شده و مورد استفاده قرار گيرد. ‏

شكل (1): شماتيك مراحل ژن درماني با ‏AAV

محققان موفق به كشف روشي سريع براي شناسايي زيست‌نشانه‌هاي بيماري آلزايمر شده‌اند. اين روش كه بر مبناي تحليل طيف‌هاي پراش دو- فوتون نانوذرات طلا است به طور گزينش‌پذيري پروتئيني كه در بدن يك بيمار مبتلا به آلزايمر موجود است، را شناسايي مي‌كند و نسبت به روش‌هاي قبل 100 برابر گزينش‌پذيرتر است. اين روش به تشخيص زودهنگام اين بيماري كمك شاياني مي‌كند.

آلزايمر با نابودكردن سلول‌هاي مغز باعث ايجاد مشكلاتي در حافظه‌ي طولاني‌مدت مي‌شود. متاسفانه درماني براي آلزايمر وجود نداشته و تنها در مراحل پيشرفته بيماري و با شناسايي پلاك‌هاي خوني كهنه و تارهاي عصبي درهم‌تنيده‌ي موجود در بافت مغز، قابل تشخيص است. اين تارهاي عصبي درهم‌تنيده متشكل از پروتئين تو ("Tau") در سلول‌هاي مغز هستند.

مراحل مختلف شناسايي زيست‌نشانه‌هاي بيماري آلزايمر توسط نانوذرات طلا.

دانشمندان متوجه شده‌اند كه پروتئين‌هاي تو كه سازنده‌ي نرون‌ها هستند با وجود بيماري آلزايمر تغيير ساختار فاحشي نشان مي‌دهند و بشدت فسفاته هستند. اندازه‌گيري اين پروتئين‌ها مي‌تواند روشي براي تشخيص بيماري در مراحل اوليه آن باشد تا با مصرف بموقع دارو از شدت پيشرفت بيماري كاسته شود.

اين روش كه توسط محققان دانشگاه ايالتي جكسون ارائه شده‌است بر مبناي متصل‌كردن نوعي پادتن به نانوذرات طلاست كه قادر به شناسايي اين پروتئين‌هاي تغيير ساختار يافته در بيماران آلزايمر است. با حضور اين پروتئين‌هاي خاص دسته‌هاي بهم پيوسته‌اي از اين نانوذرات در محل حضور پروتئين ها شكل مي‌گيرند (شكل را ببينيد).

در شكل اين دسته‌ها با رنگ آبي نشان داده شده‌اند كه با نانوذرات مستقل كه به رنگ قرمز هستند، متمايزند. اين تغيير رنگ با تحليل طيف بدست آمده از پراش نور دو- فوتون از محلول قابل تشخيص است. در اين روش با تحريك نانوذرات با نوري با طول موج مشخص، دو- فوتون پراش مي‌شوند.

نتايج اين تحقيق در مجله‌ي ACS Nanoمنتشر شده‌است.

واكسنهاي‌نوتركيب‌
مي‌توان‌ گفت‌ كه‌ در توليد همه‌گونه‌ ازواكسنها از تكنيكهاي‌ بيوتكنولوژي‌ بهره‌گرفته‌ شده‌ و مي‌شود. ليكن‌ اوج‌توانمنديهاي‌ بيوتكنولوژي‌ نوين‌ را مي‌توان‌ در واكسنهاي‌ نوتركيب‌ نسل‌ چهارم‌ (ونيز DNA واكسنها) مشاهده‌ كرد.تابحال‌ براي‌ توليد واكسنها از ميكروارگانيسم‌هاي‌ ضعيف‌ شده‌ يا كشته‌ شده‌ يااجزاء آنها كه‌ بصورت‌ طبيعي‌ از آنها استخراج‌ مي‌شدند استفاده‌ مي‌شد و اين‌ امردر موارد قابل‌ توجهي‌ باعث‌ ايجاد عوارض‌ جانبي‌ در افراد مي‌گرديد. ليكن‌باتوسعه‌ تكنيكهاي‌ DNAنوتركيب‌، واكسنهاي‌ نسل‌ چهارم‌ توليد شدند كه‌ در آن‌ها تنها ازجزء مؤثر در ايجاد ايمني‌ (جزء ايمونوژن‌) ميكروارگانيسم‌ها استفاده‌ مي‌شود.نمونه‌ آن‌ واكسن‌ ساب‌يونيتي‌ مؤثر در برابر هپاتيت‌ Bمي‌باشد.
فرآيند توليد يك‌ واكسن‌ نوتركيب‌ بسيار طولاني‌و پيچيده‌ مي‌باشد. در ابتدا بيوتكنولوژيستها بايد ايمونوژن‌ترين‌ جزءميكروارگانيسم‌ها را كه‌ معمولاً پروتئينها يا گليكوپرتئينهاي‌ غشائي‌ هستند طبق‌فرآيندهاي‌ بسيار طولاني‌ و پيچيده‌ شناسائي‌ كنند و پس‌ از آن‌ با شناسائي‌ محل‌ وتوالي‌ ژن‌ آن‌ در ژنوم‌ ميكروارگانيسم‌ اقدام‌ به‌ تكثير آن‌ بخش‌ كرده‌ و قطعات‌تكثير شده‌ را درون‌ پلاسميدهاي‌ ويژه‌ كلونينگ‌ قرار دهند و سپس‌ اقدام‌ به‌انتقال‌ پلاسميدهاي‌ نوتركيب‌ به‌ سلول‌ ميزبان‌ مناسب‌ براي‌ توليد آن‌ پروتئين‌بنمايند.
درصورت‌ موفقيت‌ در توليد اقتصادي‌ يك‌ پروتئين‌كانديد براي‌ واكسن‌ يك‌ بانك‌ سلولي‌ و يك‌ بانك‌ پلاسميد از سلولهاي‌ نوتركيب‌ايجاد شده‌ و ساختارهاي‌ پلاسميدي‌ آنها ايجاد مي‌شود كه‌ براي‌ مراحل‌ بعد مورداستفاده‌ قرار گيرد.
براي‌ تأييد اين‌ واكسن‌ از نظر مؤثر بودن‌،كارآئي‌ و بي‌ضرر بودن‌ براي‌ انسان‌ (يا دام‌) (ClinicalTrials) مراحل‌ زيادي‌ بايد طي‌شود كه‌ چندين‌ سال‌ بطول‌ مي‌كشد.
براي‌ توليد صنعتي‌ و تجاري‌ يك‌ واكسن‌ نيازبه‌ سرمايه‌گذاري‌ فراواني‌ مي‌باشد. بخشي‌ از اين‌ سرمايه‌گذاري‌ بايد براي‌ ايجاديك‌ محيط‌ كاملاً استاندارد مطابق‌ با شرايط‌ (GoodManufacturingPractices)GMP و تسهيلات‌ و تأسيسات‌استاندارد مطابق‌ با GMP و افراد كاملاً متخصص‌ وآموزش‌ ديده‌ و ايجاد يك‌ سيستم‌ با ثبات‌ حفظ‌ كيفيت‌ گردد.
واكسنهاي‌
DNA با پيشرفت‌ تكنيكهاي‌ بيوتكنولوژي‌ نسل‌بعدي‌ واكسنها پيشنهاد شدند كه‌ در آنها بجاي‌ توليد بخش‌ ايمونوژن‌ عامل‌ بيماريزادر كارخانه‌ها با ارسال‌ اطلاعات‌ ژنتيكي‌ (DNA) لازم‌ براي‌ توليد اين‌اجزاء درون‌ سلولهاي‌ بدن‌ به‌ توليد اين‌ ايمونوژنها در بدن‌ پرداخته‌ مي‌شود. ازمهمترين‌ مزاياي‌ اين‌ واكسنها درعين‌ مشكل‌ بودن‌ طراحي‌ و توليد آنها پايداربودن‌ ايمني‌ حاصله‌ و كنترل‌ بيشتر بر نحوه‌ ايمني‌زائي‌ در بدن‌ مي‌باشد.
بيومدسين‌يا بيوفارماسئوتيكال
بسياري‌ از بيماريهاي‌ رايج‌ انساني‌ بدليل‌نقص‌ ژنتيكي‌ در توليد يك‌ پروتئين‌ فانكشنال‌ در سلولهاي‌ بدن‌ مي‌باشد. اين‌بيماري‌ها كه‌ شيوع‌ زيادي‌ در جوامع‌ انساني‌ دارند اغلب‌ داراي‌ آثار اقتصادي‌ -اجتماعي‌ بيشتري‌ نسبت‌ به‌ ساير بيماريها هستند. بعنوان‌ مثال‌ بيماريهائي‌ مانندهموفيلي‌، تالاسمي‌، كم‌خوني‌ها، انواع‌ نقص‌هاي‌ سيستم‌ ايمني‌، اختلالات‌ رشد وديابت‌ و...
باپيشرفتهاي‌ اخير در زمينه‌ علوم‌ زيستي‌ بيوتكنولوژيستها قادر شده‌اند تا باشناسائي‌ اين‌ اختلالات‌ و ژن‌هاي‌ مربوطه‌ به‌ توليد پروتئينهايي‌ بپردازند كه‌بدن‌ اين‌ بيماران‌ قادر به‌ توليد آنها نيست‌ يا ميزان‌ توليد آنها كافي‌ نيست‌.از جمله‌ اين‌ پروتئينها مي‌توان‌ به‌ انواع‌ فاكتورهاي‌ خوني‌، اريتروپوئيتين‌،انواع‌ اينترلوكين‌ها، انواع‌ هورمونها مانند انسولين‌، هورمون‌ رشد اشاره‌ كرد كه‌درحال‌ حاضر در كارخانه‌هاي‌ بيوتك‌ در مقياس‌ صنعتي‌ درحال‌ توليد هستند. توليداين‌ پروتئينها هرچند كه‌ هزينه‌بري‌ زيادي‌ را بهمراه‌ دارد اما باعث‌ كاهش‌چشمگير مرگ‌ومير ناشي‌ از اختلالات‌ ژنتيكي‌ شده‌ است‌.
بازار توليد اين‌ مواد درحال‌ حاضر بالغ‌ برميلياردها دلار است‌ و داراي‌ رشد روزافزوني‌ نيز مي‌باشد. درحاليكه‌ رشد سالانه‌صنعت‌ دارو 3% مي‌باشد، رشد سالانه‌ صنعت‌ داروهاي‌ بيوتكنولوژي‌ 25% مي‌باشد.
ژنوميكس‌ Genomics
پروژه‌ ژنوم‌ انساني‌ بزرگترين‌ وباارزش‌ترين‌ پروژه‌ در علوم‌زيستي‌ بوده‌ است‌ كه‌ تابحال‌ اجرا شده‌ و در حقيقات‌منشاء پديد آمدن‌ علم‌ ژنوميكس‌ نيز محسوب‌ مي‌شود. HGP باهدف‌ تعيين‌ توالي‌ژنوم‌ (محتواي‌ ژنتيكي‌) انسان‌ در سال‌ 1996 شروع‌ شده‌ و درسال‌ 2001 با اتمام‌نسخه‌ اوليه‌ به‌ اوج‌ خود رسيد . با كامل‌ شدن‌ پروژه‌ ژنوم‌ انسان‌ دانشمندان‌به‌ محل‌ دقيق‌ ژنهاي‌ انسان‌ پي‌خواهند برد و با شناسائي‌ ژنوتيب‌ مربوط‌ به‌تمام‌ جنبه‌هاي‌ فنوتيپ‌ انسان‌ به‌ كليد اصلي‌ صفات‌ انساني‌ دست‌ پيدا خواهندكرد. شناسائي‌ اين‌ ژنها دانشمندان‌ را قادر خواهد ساخت‌ كه‌ به‌ رفع‌ تمام‌ نقائص‌ژنتيكي‌ انسانها بپردازند و نيز منشاء تمام‌ حالات‌ جسمي‌ و روحي‌ و رفتاري‌ انسان‌را شناسائي‌ كرده‌ و در دست‌ خود بگيرند.
هم‌اكنون‌ ژنهاي‌ جديدي‌ براي‌ اختلالات‌ جسمي‌و حتي‌ روحي‌ مانند بيماريهاي‌ قلبي‌ و عروقي‌، اسيكزوفرني‌ و... شناسائي‌ شده‌است‌ و پيمودن‌ اين‌ راه‌ باسرعت‌ هرچه‌ تمام‌ ادامه‌ دارد. اينك‌ قدمهاي‌ زيادي‌به‌ انتهاي‌ اين‌ مرحله‌ سرنوشت‌ساز از تاريخ‌ بشر باقي‌ نمانده‌ است‌ و همگي‌دانشمندان‌ منتظر به‌ثمر رسيدن‌ دستاوردهاي‌ اين‌ پروژه‌ در آينده‌ بسيار نزديك‌مي‌باشند.
يكي‌ از ابزارها و شاخه‌هاي‌ بيوتكنولوژي‌ كه‌اخيراً به‌ شكوفائي‌ رسيده‌ است‌ بيوانفورماتيك‌ مي‌باشد كه‌ كار تجزيه‌ و تحليل‌داده‌هاي‌ بدست‌ آمده‌ از HGP و... را انجام‌ داده‌ وآنها را تبديل‌ به‌ اطلاعات‌ باارزش‌ و قابل‌ استفاده‌ براي‌ دانشمندان‌ مختلف‌مي‌نمايد.
موضوع‌ مرتبط‌ با اين‌ امر موضوع‌ كشف‌ SNPها مي‌باشد. SNPها تفاوت‌هاي‌ تك‌نوكلئوتيدي‌ هستند كه‌ بين‌ دو فرد، از نظر يك‌ژن‌ بين‌ آنها وجود دارد. شناسائي‌ اين‌ تفاوتها ارزش‌ فراواني‌ دارد. چراكه‌ بطورمثال‌ فردي‌ كه‌ داراي‌ هوش‌ بيشتر يا دندان‌ مستحكمتر نسبت‌ به‌ فرد ديگري‌ است‌ممكن‌ است‌ تنها در يك‌ نوكلئوتيد از يك‌ ژن‌ با يكديگر تفاوت‌ داشته‌ باشند وشناسائي‌ مكان‌ و نوع‌ اين‌ تفاوت‌ ارزش‌ اقتصادي‌ زيادي‌ براي‌ كاشف‌ و انحصارگرآن‌ دارد. بهمين‌ دليل‌ هم‌اكنون‌ شكارچيان‌ ژن‌ درحال‌ شناسايي‌ قوم‌ها ونژادهائي‌ هستند كه‌ در يك‌ يا چند زمينه‌ خاص‌ داراي‌ خصوصيات‌ برتر مي‌باشند

پروتئوميكس‌ Proteomics
دنياي‌ پروتئوميكس‌ دنياي‌ بي‌انتهائي‌ است‌كه‌ ما هم‌اكنون‌ در روزنه‌ ورودي‌ آن‌ قرار گرفته‌ايم‌. دانشمندان‌ بعدازاستخراج‌ اطلاعات‌ ژنوم‌ انساني‌ به‌ كاربرد آن‌ در حوزه‌ پروتئوميكس‌ مي‌انديشند.در پروتئوميكس‌ دانشمندان‌ براساس‌ اصل‌ يك‌ پروتئين‌ يك‌ ژن‌ بدنبال‌ يافتن‌ كليه‌پروتئين‌هاي‌ توليد شده‌ در بدن‌ انسان‌ و ربط‌ آن‌ به‌ يك‌ ژن‌ هستند.
پس‌از اتمام‌ پروژه‌ پروتئوميكس‌ كه‌ حتي‌ بسيار بزرگتر و طولاني‌تر و پرابعادتر ازپروژه‌ ژنوميكس‌ خواهد بود مي‌توان‌ گفت‌ كه‌ انسان‌ به‌ عمده‌ اطلاعات‌ حياتي‌لازم‌ در مورد خود دست‌ يافته‌ است‌ و پس‌ از كاربرد اين‌ اطلاعات‌ در طراحي‌داروها و فرآيندهاي‌ مناسب‌ تقريباً قادر به‌ مبارزه‌ با هر بيماري‌ و هر اختلال‌در بدن‌ خود خواهد بود و حتي‌ قادر به‌ پيشگيري‌ از اكثر آنها خواهد شد.

مرحله‌ بعد از (و حتي‌ همگام‌ با)

پروتئؤميكس‌طراحي‌ داروهاي‌ بيولوژيك‌ مي‌باشد كه‌ دانشمندان‌ را قادر

مي‌سازد پروتئينهاي‌مزاحم‌ يا ناقص‌ را خنثي‌ كنند يا توليد پروتئينهاي‌ ضروري‌ در بدن‌ را باعث‌ شوند.
بازار پروتئوميكس‌ برعكس‌ ژنوميكس‌ بسيارگسترده‌تر و غير متمركز بوده‌ و هم‌اكنون‌ بسياري‌ از كشورها حتي‌ كشورهاي‌ جهان‌سوم‌ مثل‌ برزيل‌ نيز قدم‌ به‌ اين‌ عرصه‌ گذاشته‌اند.
كلونينگ‌انسان‌
از زماني‌ كه‌ دانشمندان‌ با ابداع‌ روش‌جديد همانندسازي‌ گوسفندي‌ بنام‌ دالي‌ را خلق‌ كردند اميدها و نگرانيهاي‌ زيادي‌در جوامع‌ انساني‌ بوجود آمد. بيوتكنولوژيستها توانستند با انتقال‌ محتواي‌ ژنتيكي‌يك‌ سلول‌ سوماتيك‌ به‌ يك‌ سلول‌ تخم‌ كه‌ محتواي‌ ژنتيكي‌ آن‌ تخليه‌ شده‌ بودبه‌ توليد موجوداتي‌ كاملاً مشابه‌ موجود دالي‌ دست‌ يابند. بازار اين‌ فناوري‌ درتكثير دام‌هايي‌ با خصوصيات‌ ويژه‌ مانند شير زياد يا گوشت‌ مناسب‌ بسيار گسترده‌است‌. با اينحال‌ كشيده‌ شدن‌ اين‌ بحث‌ به‌ همانندسازي‌ انسان‌ نگرانيهائي‌ را دركشورهاي‌ مختلف‌ بوجود آمده‌ است‌. موضوع‌ مرتبط‌ با اين‌ امر توليد موجودات‌ ياارگانهاي‌ انساني‌ از سلولهاي‌ ريشه‌اي‌ جنين‌ مي‌باشد كه‌ همانند كلونينگ‌ داراي‌مخالفان‌ و موافقان‌ خاص‌ خود مي‌باشد.
تراشه‌هاي‌زيستي‌
تراشه‌هاي‌ زيستي‌ مانند DNAChips از كاربردهاي‌ نوين‌ وبسيار اغواگر بيوتكنولوژي‌ مي‌باشد.
دريكي‌ از اين‌ كاربردها دانشمندان‌ توانسته‌اند با استفاده‌ از رشته‌هاي‌ DNA به‌ توليد تراشه‌هائي‌دست‌ بزنند كه‌ سرعت‌ پردازش‌ اطلاعات‌ در آنها در مقايسه‌ با حجم‌ كوچك‌ آنهابسيار بيش‌ از تراشه‌هاي‌ معمولي‌ مي‌باشد. از كاربردهاي‌ ديگر و اصلي‌ تراشه‌هاي‌زيستي‌ دو مورد DNAChips وDNAMicroarray مي‌باشد.
DNAChips: در اين‌ تكنولوژي‌ بيوتكنولوژيستها با ساختن‌ قطعات‌ اليگونوكلئوتيدي‌ 20 تا 80 نوكلئوتيدي‌ با توالي‌هاي‌ متفاوت‌ و تثبيت‌ آن‌ بصورت‌آرايشي‌ از نقاط‌ بسيار ريز (كمتر از 300 ميكرون‌) بر روي‌ بستر مناسب‌ (مانندنيتروسلولز يا برخي‌ فلزات‌ و مواد پلاستيكي‌) و سپس‌ مجاور كردن‌ نمونه‌هاي‌ DNA مجهول‌ با اين‌ نقاط‌تثبيت‌ شده‌ شرايط‌ يك‌ واكنش‌ هيبريديزاسيون‌ را بوجود مي‌آورند. در صورتيكه‌ بين‌سكانس‌ مجهول‌ و سكانس‌ معلوم‌ هر يك‌ از اليكونوكلئوتيدها واكنش‌ هيبريداسيون‌صورت‌ گيرد مي‌توان‌ پي‌به‌ سكانس‌ DNA مجهول‌ برد.
ازاين‌ روش‌ همچنين‌ براي‌ تعيين‌ ميزان‌ بيان‌ پروتئين‌ يا فراواني‌ نيز استفاده‌مي‌شود. اين‌ روش‌ توسط‌ شركت‌ Affymetryx ابداع‌ شده‌ است‌.
DNAMicroarray: در اين‌ تكنولوژي‌ پروب‌ cDNA (با طول‌ بين‌ 500 تا5000 باز) بر روي‌ بستر جامد مناسب‌ تثبيت‌ بود و سپس‌ اين‌ نقاط‌ تثبيت‌ شده‌ درمعرض‌ نمونه‌هاي‌ DNA مجهول‌ قرار مي‌گيرد.
اين‌ روش‌ در دانشگاه‌ استانفورد ابداع‌ شده‌است‌.
كاربرد هر دو روش‌ كه‌ تاحد زيادي‌ مشابه‌ هم‌هستند در كشف‌ ژن‌ها، در تشخيص‌ بيماريها، در علم‌ فارماكوژنوميك‌ و در علم‌توكيكوژونوميك‌ و.... مي‌باشد.
منـابـع‌
1ـبولتن‌ بيوتكنولوژي‌ شمارة‌ 1
2ـ روزنامه‌ اطلاعات‌ شماره‌ 21305 مقاله‌بيوتكنولوژي‌ آيندة‌ ما از احمد عاصمي‌نيا
3ـ بولتن‌ بيوتكنولوژي‌ شمارة‌ 4
4ـ تاريخچه‌ بيوتكنولوژي‌ از سايت‌ http://www.bio.org/
5ـ بيوتكنولوژي‌ كشاورزي‌ از سايت‌ http://www.biotech.about.com/
6ـ بيوتكنولوژي‌ كشاورزي‌ - گياهان‌ مقاوم‌ به‌بيماريهاي‌ ويروسي‌ و قارچي‌ از سايت‌www.biotech-info.net
7ـ بيوتكنولوژي‌ كشاورزي‌ - گياهان‌ مقاوم‌ به‌علف‌كش‌ها از سايت‌ http://www.biotech-info.net/
8ـ كاربردهاي‌ بيوتكنولوژي‌ كشاورزي‌ http://www.biotech-info.net/
9ـ بولتن‌ بيوتكنولوژي‌ شمارة‌ 4
10ـ ژن‌ درماني‌ از سايت‌ biotech.about.com
11ـ بولتن‌ بيوتكنولوژي‌ شمارة‌ 2
12ـ گزارش‌ سال‌ 2000 ارنست‌ اند يانگ‌ ازبيوتكنولوژي‌ 2000 آمريكا و اروپا
به نقل از سايت بيوتك ايران

اصل بیوتکنولوژی (مهندسی ژنتیک)

نشانگرهای ملکولی (قسمت اول)

نشانگر(مارکر)

بطور کلی هر صفت یا خصوصیتی که بتواند بعنوان علامت شناسیائی فرد دارنده آن صفت یا خصوصیت بکار رود یک مارکر است. برای آنکه بتوان از صفتی بعنوان یک مارکر ژنتیکی استفاده نمود آن صفت باید حداقل دو ویژگی داشته باشد که عبارتند از:

* چند شکلی (پلی مورفیسم) داشته باشد. یعنی بین دو فرد مختلف متفاوت باشد.

* از نسلی به نسل دیگر به ارث برسد.

انواع نشانگرهای ژنتیکی

بطور کلی نشانگرهای ژنتیکی را میتوان به دودسته کلی نشانگرهای مورفولوژیک و نشانگرهای ملکولی تقسیم بندی نمود.

نشانگرهای مورفولوژیک

به یک صفت مورفولوژیک که عمدتا توسط یک یا چند ژن کنترل می شود و در یک جمعیت میتوان افراد مختلغی را پیدا کرد که از نظر آن صفت با هم اختلاف داشته باشند یک مارکر مورفولوژیک گفته می شود. در حقیقت نشانگرهای مورفولوژیک را میتوان نتیجه جهش های ژنی قابل مشاهده در شکل ظاهری یک موجود تلقی کرد. بعنوان مثال صفت ریشک دار بودن در گندم و یا رنگ گلومل بذر در برنج دو مارکر مورفولوژیک میباشد. اینگونه مارکرها دارای معایب فراوانی هستند که چند نمونه از این معایب عبارتند از:

* تحت تاثیر شرایط محیطی قرار میگیرند.

* تنوع و فراوانی کمی دارند.

* برای مشاهده آنها گاهی اوقات باید صبر کرد.

نشانگرهای مولکولی

این نشانگرها به دو گروه بزرگ نشانگرهای پروتئینی و نشانگرهای دی ان آ طبقه بندی میشود. از آنجا که اساس کار نشانگرهای ملکولی بر پایه الکتروفورز استوار است بنابراین قبل از پرداختن به این مارکرها لازم است با تکنیک الکتروفورز آشنا شویم.

الکتروفورز

یک اصطلاح یونانی است و طبق تعریف عبارتست از حرکت ملکولهای باردار در یک میدان الکتریکی. الکتروفورز یک روش آزمایشگاهی برای جداسازی ملکولهای دی ان آ و پروتئینها به شمار میرود. از آنجا که اغلب مواد بیولوژیک (مانند دی ان آ و پروتئینها) دارای بار الکتریکی بوده و قابلیت یونیزه شدن دارند این روش تکنیک مناسبی برای جدا نمودن ذرات متشکله آنها میباشد. هر الکتروفورز شامل یک ژل است که نمونه ها بر روی آن قرار گرفته و در انتهای ژل در تماس با یک محلول بافری قرار میگیرد که شامل الکترودها میباشد. برای ساختن ژلهای الکتروفورز میتوان از مواد مختلفی استفاده نمود. مهمترین انواع ژلهای مورد استفاده در الکتروفورز عبارتند از:

* ژل نشاسته *ژل آگارز * ژل اکریل آمید

در مطالعات ملکولی مختلف بسته به نوع مولکول مورد بررسی یکی از این ژلها مورد استفاره قرار میگیرند. بعنوان مثال ژل نشاسته بهترین ژل برای مطالعه آیزوزایم ها است زیرا قدرت وضوح آن در مورد آیزوزایم ها بیشتر از سایر بسترها است. از ژل آگارز بیشتر برای تعیین اندازه قطعات دی ان آ یا آر ان آ استفاده میباشد. ژلهای اکریلامید هم در الکتروفورز دی ان آ و هم در الکتروفورز پروتئینها کاربرد دارند. اندازه منافذ در ژلهای اکریلامید یکسان است و بنابراین قدرت وضوح آنها بسیار بالا است. همچنین این ژلها شفاف بوده ومانند ژلهای نشاسته ترد وشکننده نیستند. اما یکی از مهمترین معایب آنها سمی و سرطانزا بودن اکریل آمید برای انسان است و در حین کار باید بسیار دقت نمود که با پ.ست بدن تماس پیدا نکنند. جنس ژل مورد استفاده بر سرعت حرکت مولکولهای دی ان آ یا پروتئین تاثیر گذار است. اما بغیر از جنس ژل غلظت آن نیز در این مورد موثر میباشد. بطوریکه هر چه غلظت ژل بیشتر باشد منافذ آن کوچکتر شده و سرعت حرکت مواد بیولوژیک بر روی آن کندتر میگردد. این خاصیت این امکان را میدهد که با تغییر غلظت ژلهایی با اثرات غربال سازی متفاوتی ایجاد نمائیم.

نکته۱: بهترین ژل برای آیزوزایمها.......نشاسته

نکته۲: اکریل آمید....الکتروفورز....AFLP

نکته۳: آگارز........برای اندازه RNA و DNA

نکته۴: نشانگرهای ملکولی چه DNA چه پروتئینی تحت الکتروفورز قرار میگیرند ولی نشانگرهای مورفولوژیکی قرار نمی گیرند...

پروتئومیک يا پروتئوميكس

پروتئومیکس دانش بررسی ساختار و عملکرد پروتئین‌ها در مقیاس بزرگ است. این واژه را به قیاس ژنومیک (به معنی دانش بررسی ژن‌ها) ساخته‌اند .

مقدمه

با تکمیل پروژه ژنوم انسان مشخص شد که مکانیسم مولکولی رفتار سلولها در شرایط مختلف را نمیتوان از روی توالی ژنهای آنها پیشگویی کرد. رفتار سلولی و تمام فعالیتهایی که در سلول انجام می‌شود بر عهده پروتئین ها است. در واقع برای ارتباط ژنوم با رفتار سلولها باید پروتئینهای سلولها را شناخت. به کلیه پروتئینهایی که در یک سلول در یک زمان مشخص بیان می‌شود، پروتئوم آن سلول گفته می‌شود و این پروتئوم است که فاصله بین ژنوم و مکانیسم مولکولی رفتار سلولی را پر می‌کند. برخلاف ژنوم، برای هر اورگانیسم نمیتوان یک پروتئوم واحد تعریف کرد. پروتئوم سلولهای مختلف با یکدیگر متفاوت اند. یعنی سلولها علاوه بر پروتئینهای ضروری که در همه انواع سلولها بیان می‌شوند، دارای یکسری پروتئینهای اختصاصی نیز هستند. از این رو بهتر است پروتئوم را برای هریک از انواع سلولها تعریف نمود. با این حال پروتئوم یک نوع سلول نیز همیشه ثابت نیست. سلول در برابر شرایط مختلف محیطی و پیامهایی که از سلولهای اطراف دریافت می‌کند، پروتئینهای مختلفی را بیان می‌کند. بعبارت دیگر هر سلول تحت شرایط مختلف پروتئومهای متفاوتی دارد. بنابر این برای شناسایی مکانیسمهای مولکولی رفتار سلولی و واکنشهای زیستی، لازم است پروتئینهایی که در یک سلول بیان می‌شود، تغییرات آنها در شرایط مختلف، عملکرد آنها و همچنین برهمکنشهای بین پروتئینهای مختلف در یک سلول، بررسی شود. به مجموعه این بررسیها، نقشه برداری پروتئوم یا پروتئومیک، گفته می‌شود .

نقشه برداری پروتئوم

مطالعه پروتئوم به سادگی مطالعه ژنوم نیست. زیرا پروتئینها را نمیتوان(همانند DNA) به روشی مشابه PCR ، تکثیر کرد. همچنین توالیهای پلیپپتیدی نمیتوانند به توالیهای اسید آمینه ای مکمل خود متصل شوند. بنابر این برای مطالعه پروتئوم باید از ابزار و روشهای ویژه‌ای استفاده کرد. در پروتئومیک نه تنها کلیه پروتئینهایی که در یک سلول دریک شرایط مشخص بیان می‌شوند، مورد بررسی قرار میگیرند، بلکه عملکرد و رفتار پروتئینها، برهمکنشهای بین پروتئینهای مختلف، آرایشهایی که پس از ترجمه بر روی پروتئینها ایجاد می‌شود و نیمه عمر آنها در سلول نیز مورد بررسی قرار میگیرد. در واقع پروتئومیک از سه بخش تشکیل شده است :

۱ - مشخص کردن کلیه پروتئینهایی که در سلول بیان می‌شود :در این بخش، کلیه پروتئینهایی که در سلول تحت یک شرایط معین (مانند، حالت استراحت، رشد، تمایز، بیماری، تأثیر دارو و...) مشخص می‌شود. به این ترتیب می‌توان پروتئینهایی که در شرایط مختلف بیان می‌شوند یا میزان بیان آنها تغییر می‌کند را شناسایی کرد و به عملکرد آنها پی برد. شناسایی این پروتئینها در تشخیص بیماری و بررسی روند پیشرفت یا بهبودی آنها و همچنین شناسایی داروهای جدید، مفید می‌‌باشد .

۲ - نقشه برداری برهمکنشهای بین پروتئینی : پروتئینها در سلول بصورت منفرد عمل نمیکنند واغلب تأثیر خود را با همکاری پروتئینهای دیگر و برهمکنش با آنها اعمال می‌کنند. نمونه بارز برهمکنشهای پروتئینی، در مسیرهای انقال پیام و مسیرهای بیوسنتزی مشاهده می‌شود. با شناسایی این برهمکنشها، بطور کارآمدتری می‌توان عملکرد و رفتار پروتئینها را مشخص کرد .

۳ - نقشه برداری آرایشهای پروتئینی : اغلب پروتئینها پس از ترجمه متحمل آرایشهای مختلفی مانند، گلیکوزیله شدن، متیله شدن،استیله شدن، فسفریله شدن و... می‌شوند.این آریشها بر فعالیت و عملکرد پروتئینها، همچنین ساختار فضایی، پایداری و نیمه عمر آنها تأثیر می‌‌گذارد. بسیاری از داروها گروههای الکتروفیلی دارند که از طریق آنها به پروتئین هدف متصل شده و اثر خود را اعمال می‌کنند.شناسایی این آرایشها، تأثیر آنها بر عمکرد پروتئینها و شرایطی که منجر به این آرایشها می‌شود، به شناسایی رفتار و عملکرد پروتئینها کمک می‌کند .

ژنومیک يا ژنوميكس

ژنومیک شامل تجزیه و تحلیل داده‌ها و اطلاعات ژنتیکی بخصوص ژنوم موجودات است .

ژنوم توالی کل DNA موجود در سلول های یک جاندار است که بعنوان ماده ژنتیکی عمل می‌نماید و سبب بروز صفات وراثتی ( فنوتیپ ) می‌شود. با انتقال ماده وراثتی از یک نسل به نسل دیگر، صفات ارثی از یک نسل به نسل بعد منتقل می‌شود. در موجوداتی که تولید مثل جنسی دارند، ژنها از طریق سلول جنسی نر ( اسپرم ) و سلول جنسی ماده ( اووم ) به نوزاد منتقل می‌شود .

بطور خلاصه باید گفت که ژنومیک شامل توالی یابی و آنالیز ژن ‌ها و رونوشت‌های آنها در یک موجود زنده‌است .

:::::: معرفی 43 پایگاه دانلود رایگان کتابهای الکترونیکی ::::::

لیست سایت ها از قرار زیر است ... لذت بردنش با شما (:

نام سایت	توضیحات
Ebookee	یک منبع مناسب در زمینه دانلود کتابهای علمی
FreeBookSpot	شما می توانید در این سایت به جستجو و دانلود کتاب در مباحثی نظیر برنامه نویسی، مهندسی، موضوعات علمی، داستانی و … بپردازید.
Free-eBooks	وب سایتی که از طریق آن علاوه بر یافتن کتب مختلف، قادر به دانلود مجله های معروف حهان نیز می باشید.
FreeComputerBooks	در آن می توانید کتاب های مختلفی را در زمینه کامپیوتر بیابید. مزیت این سایت، دسته بندی ایده آل آن است که علاوه بر داشتن ۱۲ دسته اصلی، شامل ۱۵۰ زیر دسته مختلف است که جهت یافتن کتاب مورد نظرتان بسیار مفید خواهند بود.
FreeTechBooks	کتاب های مختلفی را در زمینه مهندسی و علوم کامپیوتر را می توانید در آن بیابید.
Scribd	وب سایتی جهت به اشتراک گذاری فایل ها با فرمت برنامه های مختلفی نظیر Word، Excel، PowerPoint و PDF می باشد.
Globusz	یکی از وب سایت های معروف در زمینه دانلود کتاب های رایگان است!
KnowFree	کاربران این وب سایت به مبادله کتاب ها، آموزش های ویدیویی و سایر موارد این چنینی به صورت رایگان در آن می پردازند.
OnlineFreeEbooks	شامل ۹ دسته بزرگ در زمینه کتاب های بازرگانی، مهندسی، سخت افزار، برنامه نویسی و … می باشد که قابلیت دانلود به صورت رایگان را دارا می باشد.
MemoWare	اگر پاکت پی سی دارید احتمالا این وب سایت برای شما بسیار مناسب است چرا که فرمت کتاب های آن هماهنگ با دستگاه هایی نظیر همان است.
EBookLobby	دیتابیسی نه چندان کامل در کلیه زمینه ها
OnlineComputerBooks	شامل کتاب های مختلفی در زمینه های رایج است.
GetFreeeBooks	کلیه کتاب های موجود در این وب سایت، کتاب هایی هستند که به صورت قانونی امکان دانلود را دارند.
libgen	داروخانه کتاب
TheOnlineBooksPage	لیست بیش از ۳۰۰۰۰ کتاب رایگان موجود در سطح نت!
morefreeebooks.net	در کلیه زمینه ها
Project Gutenberg	دیتابیسی شامل بیش از ۳۳۰۰۰ کتاب الکترونیک در فرمت های مختلف.
Scribd	کتاب های مورد نظرتان را پیدا کنید، بخوانید و برای دیگران به اشتراک بگذارید.
ManyBooks.net	بیش از ۲۹،۰۰۰ کتاب رایگان در دسترس وجود دارد.
Get Free e-Books	سایت رایگان کتابهای الکترونیک که در آن شما می توانید کتاب کاملا رایگان دانلود کنید.
The eBook Directory	دسترسی به هزاران کتاب که بسیار عالی دسته بندی شده اند.
PDFoo	کتاب های مختلف در زمینه های کسب و کار، کامپیوتر، مهندسی، تجارت آزاد، پادکست ها و … موجود می باشد.
KnowFree	۱۱۰۰۰ کتاب الکتورنیک در دسته بندی های مختلف
ebooks-space	دانلود رایگان کتابهای وب سایت در زمینه هایی مانند کامپیوتر، IT، برنامه نویسی زبان، توسعه نرم افزار، آموزش و طراحی پایگاه داده ها در قالب فایل PDF و CHM.
bibliotastic	این سایت بدرد نویسندگان جوانی می خورد که تمایل دارند بازخورد مطالب خود را توسط مخاطبان ببینند.
Globusz	پلت فرمی که برای نویسندگان جدید آزمون مهارت های نوشتن خود را توسط خوانندگان واقعی فراهم می کند.
avidpdf	موتور جستجوری فایل های pdf
MemoWare	شما می توانید در میان عنوان، نویسنده و توضیحات، نام نویسندگان، تاریخ اضافه شده، میانگین رتبه، رده، فرمت سند، بستر های نرم افزاری PDA و گزینه های زبان جستجو کنید.
Diesel E-book Store	جستجو و دانلود کتاب در زمینه های مختلف
Read Easily!	کتابخانه دیجیتال با قابلیت های جالب برای خواندن کتاب در محیط سایت
BookBooN	تمام کتاب ها را می توان بدون ثبت نام دریافت کنید. این کتابهای الکترونیک قانونی و منحصرا برای Bookboon نوشته شده
Planet eBook	این سایت حاوی لیست بزرگی از کتابهای رایگان در موضوعات مختلف است.
PDF Search Engine	همانطور که از نام نشان می دهد موتور جستجوی PDF یک ابزار برای پیدا کردن کتابهای آنلاین رایگان است.
eBook Junkie	شما می توانید تعدادی از کتابهای الکترونیک رایگان قابل دانلود از این سایت دریافت کنید.
uFindBook	دانلود کتابهای الکترونیک رایگان بیش از ۲۰۰،۰۰۰ عنوان طبقه بندی شده را در فرمت PDF، CHM، HTML
E-Books Directory	ین سایت حاوی لیست بزرگی از کتابهای رایگان در موضوعات مختلف است.
PDF Geni	یک موتور جستجو است
e-books Download Free	دانلود محبوب ترین کتابها به صورت رایگان
bookglutton	ایجاد شبکه اجتماعی گرداگرد یک کتاب و دعوت دوستان برای دیدن آن
Book-Bot	دیتابیسی شامل ۱۴۵۷۱ کتاب الکترونیک
e-Book Lobby	کتابهای رایگان را به دسته های مختلف تقسیم شده است. طیف وسیعی از کسب و کار، هنر، محاسبات و آموزش و پرورش.
PlanetPDF	لیست نه چندان کامل از کتابهای رایگان
PDF Gallery	گالری از کتابهای مختلف از دسته های مختلف

دی ان ای مردان در مغز مادران!

در طول دوران بارداري تبادل سلول‌هايي بين جنين و مادر انجام مي‌شود و اين سلول‌ها مي‌توانند تا چند سال در بدن زنده بمانند؛ اين پديده به نام «ميكروشيمريسم» شناخته مي‌شود.

محققان پيش از اين با بررسي موش‌ها دريافته بودند كه سلول‌هاي جنين حتي قادر به مهاجرت به مغز مادران هستند و براي نخستين بار شواهدي از مهاجرت سلول‌هاي جنيني به مغز انسان مشاهده شده است.

در اين مطالعه مغز 59 زن كه در سنين 32 تا 101 سال فوت كرده بودند، از لحاظ نشانه‌هاي احتمالي DNA مردان كه توسط سلول‌هاي جنيني پسر منتقل شده‌اند، مورد بررسي قرار گرفت.

در حدود دو سوم زنان (37 از 59 مورد) آثاري از كروموزوم Y‌ مردان در مناطق مختلف مغزي مشاهده شد كه قديمي ترين نمونه در مغز يك زن 94 ساله وجود داشت.

سيستم دفاعي مشهور به سد خوني مغزي مانع از ورود بسياري از مواد و جرم‌هاي موجود در جريان خون بداخل مغز مي‌شود، اما محققان دريافتند كه اين سد در دوران بارداري نفوذپذيرتر مي‌شود و مي‌تواند توضيحي براي ورود سلول‌هاي جنيني به مغز مادر باشد.

يافته ها همچنين نشان مي‌دهد كه 26 نفر از اين زنان در طول حيات خود دچار اختلالات مغزي نشدند، درحاليكه 33 نفر ديگر در سال‌هاي پاياني عمر به بيماري آلزايمر مبتلا شده بودند.

به گفته محققان، زنان مبتلا به آلزايمر از شانس كمتري براي دارا بودن DNA مرد در مغز خود برخوردار هستند.

در مطالعه قبلي بر روي پديده «ميكروشيمريسم»، تأثير سلول‌هاي جنيني در پيشگيري از بروز سرطان سينه و كمك به ترميم بافت در بدن مادر مورد بررسي قرار گرفته بود، اما در كنار آن نسبت به خطر بروز سرطان روده بزرگ و بيماري‌هاي خودايمني هشدار داده شده است.

هنوز بطور دقيق مشخص نيست كه آيا سلول‌هاي جنيني به ضرر يا نفع مادر است. تحقيقات آتي محققان بر روي نقش نقش سلول‌هاي جنيني در بروز آلزايمر متمركز خواهد شد.

به گزارش ایسنا، نتايج يافته جديد محققان بصورت آنلاين در مجله PLoS ONE منتشر شده است

انقراض مردان تا پنج میلیون سال آینده!

پروفسور جنی گریوز، یکی از تاثیرگذارترین دانشمندان استرالیا در دانشگاه کانبرا بر این باور است که زنان در رقابت میان جنسیت‌ها، به قطعی‌ترین شیوه ممکن برنده خواهند شد.

به گفته وی، شکنندگی ذاتی کروموزوم جنسی مردانه، کروموزوم جنسی Y، بدین معنی است که مردان به سوی انقراض در حرکت هستند.

پیش‌بینی گریوز به تعداد ژنهای درون کروموزومهای جنسی زن و مرد اشاره دارد. کروموزوم زنانه X از حدود 1000 ژن سالم یا بیشتر برخوردار است و همچنین زنان و دختران دارای دو کروموزوم زنانه هستند.

کروموزوم Y به همان نسبت همتای مونث خود دارای ژن بوده اما طی صدها میلیون سال این میزان در انسان مدرن بسیار کاهش یافته است.

این امر شامل ژن SRY (توالی ویژه کروموزوم Y) یا همان سوئیچ برجسته مردانه هم شده که پسر یا دختر بودن جنین را تعیین می‌کند.

همچنین در حالیکه زنان از دو کروموزوم X‌ برخوردارند، مردان تنها یک کروموزوم Y دارند که قابلیت ترمیمی را که همتای زنانه داشته، ندارد و از این رو زودتر تحلیل می‌رود.

این در حالیست که کارشناسان دیگر مردان را دلگرمتر می‌کنند. پروفسور رابین لاول‌بج، کارشناس کروموزوم جنسی موسسه ملی تحقیقات پزشکی در لندن اظهار کرده که کروموزوم مردانه در حداقل 25 میلیون سال اخیر هیچ ژنی را از دست نداده و جای نگرانی نیست.

پروفسور کریس میسون از دانشگاه کالج لندن اطمینان داده که حتی اگر این کروموزوم در چند میلیون سال آینده از بین برود، دنیای پزشکی از زمان زیادی برای جایگزین درمانی برخوردار خواهد بود.

پروفسور گریوز نیز از راه‌حل‌های خود می‌گوید. وی اظهار کرده هنگامی که کروموزوم Y به چند قسمت تقسیم می‌شود، یک کروموزوم دیگر می‌تواند جای آنرا گرفته و به تولید گونه‌های جدید انسان منجر شود.

به گزارش ایسنا، این امر در حال حاضر در دنیای طبیعت رخ داده که در آن یک موش خاردار ژاپنی توانست با وجود فقدان این کروموزوم زنده بماند.

Abstract

Nowadays one of the important reasons of mortality throughout the world is the

disorder of blood ow which is the result of blood clots. The primary prevention has a

considerable role in the reduction of mortality rate rising from stroke and heart attack.

However, using the new therapeutic patterns such as brinolytic drugs plays a more

signicant role. Fibrinolytic components available these days have serine protease

activity and their mechanism is the changing of plasminogen into plasmin which is a

natural brinolytic factor. Plasmin breaks the brinogen and brin existing in the clot

and causes the lyses of clot to ow properly.

Plasminogen activators may have both direct operation and indirect one. Direct

activators include Alteplase, Reteplase and Urokinase and indirect activators include

Streptokinase and Staphylokinase, etc. Moreover, these drugs are divided into three

generations based on the brinolytic tendency towards clot: Reteplase is the rst

brinolytic of the third generation and its usage compared to other drugs has spread

during past decades

تعدادی از مقالات ارائه شده در چهارمین همایش ملی بیوتکنولوژی
402. Usefulness of Microsatellite Markers in Assignment
403. Use of bacterially derived human factor VIII (hFVIII) - light chain sub-fragment to develop specific antibody against the plasma derived hfVIII
404. Two-Dimensional Electrophoresis Protein Profiling Of BHK Cells Infected By Rabies Virus Utilizing a Prefractionation Method
405. Transmission of Neomycin Resistance Gene into mouse zygote and its expression analysis
406. Transfer of single-chain antibody fragment (ScFv) specific for beet necrotic yellow vein virus coat protein to sugar beet
407. Tomato(Lycopersicon esculentum c.v. Star) polygalacturonase inhibiting protein(PGIP) is not induced by pathogen but increased with ageing
408. Theoretical Study of Using 2-Phenylthialcohols as Antidote Drugs. The Role of Stereochemistry.
409. The Study of Structure and Organization of Fertility Restorer genes in Plants
410. The meiotic stage of nondisjunction in trisomy 21 as indicated by STR polymorphic markers among Down Syndromes in Iran
411. The construction of a novel proinsulin with mini C – peptide for development of recombinant insulin production
412. Targeting starch granules in potato tubers, using Starch Binding Domain technology
413. TaqMan based Real-Time for Hepatitis B virus
414. Sulfitolysis efficiency in downstream processing of recombinant human insulin production and estimating the secondary structure by circular dichroism (CD)
415. Somatic emberyogenesis and plantlet regeneration in Crocus speciosus
416. Single cell protein production from Methylomonas by Natural gas
417. Serological Screening Assay of Human Immunodeficiency Virus Type 1 (HIV-1) Based on Recombinant Protein p24-gp41 As a Fusion Protein Expressed in Escherichia Coli
418. Secretory Production of Human Growth Hormone in Escherichia coli in presence of lactose as inducer using pelB signal sequence
419. Satiability of Aspergillus ficuum phytase in different preservation methods and its formulation with bran for adding to poultry diet
420. RT-PCR an assay for the detection of Newcastle disease virus in wild birds population and non-vaccinated poultry
421. Removal of tannin from pomegranate juice by enzymatic method
422. Removal of anthraquinone dye Acid blue 41 from an aqueous solution by Aspergillus niger mycelia
423. Rapid and sensitive detection of point mutations and DNA polymorphisms in Factor IX Gene by using the Single Strand Conformation Polymorphism (SSCP)
424. Randomly amplified polymorphic DNA markers to assess the genetic relatedness of five broiler lines selected for cut-up carcass value
425. Random amplified polymorphic DNA analysis of Trichomonas vaginalis isolates in Tabriz-Iran
426. QUANTITATIVE ASSAY OF SYNTHETIC PEPTIDE GNRH-a BY REVERSE–PHASE HIGH-PERFORMANCE LIQUID CHROMATOGRAPHY IN THE ABSENCE OF A PURE REFERENCE SAMPLE
427. Quantitation of the opioid receptors mRNA expression in Rat spinal cord using the Real-Time PCR and intercalation dyes
428. Production and Applications of an Environmental Friendly Biopolymers– Chitin and Chitosan
429. production of uricase by a new source Mucor hiemalis
430. Probity analysis of Correlated Data: Multiple observations overTime at Multiple Concentration of morphine vaccine
431. Prime-boost vaccination using Cysteine proteinases type I & II of L. infantum confers protective immunity in murine visceral leishmaniasis
432. Preparation, purification and characterization of anti-digoxigenin antibody HRP conjugate for using in PCR-ELISA DIG detection system
433. polymorphism in Non-coding Region of Human Mitochondrial DNA in Persian TypeII Patient
434. Plackett-Burman Fractional Factorial Design -Application to Decolorization of Treatet Distillery Wastewater
435. Phylogenetic relationship of six palearctic members of Anopheles maculipennis complex from Northern Iran inferred from ITS2 sequence analysis
436. Pectinase treated Apple pomace: An improved medium for xanthan gum production by Xanthomonas campestris
437. PCR-based detection and genomovar identification of Burkholderia cepacia complex in patients with cystic fibrosis
438. Passive immunization of juvenile rainbow trout, Onchorhynchus mykiss, against vibriosis using feed or by injection
439. Particle size effects in bioleaching of low grade copper ore
440. Optimizing fermentation conditions of glutamic acid production from dates fruit wastes as substrate by corynebacterium glutamicum
441. Optimizing factors influencing DNA extraction from fresh whole avian blood
442. Optimization of the manufacturing process for Bovine Serum Albumin (BSA) nanoparticles
443. Optimization of citric acid production by solid state cultivatiobased on Taguchi statistic method
444. Optimization of a Reverse Phase High Performance Liquid Chromatography Pre-fractionation Method Followed By Two Dimensional Electrophoresis
445. novel vector for study of hepatitis delta virus replication
446. Novel Camel Single-Domain Antibody Specific for the Type III Mutant EGFR
447. Nanobio Materials and Devices in Nanobiotechnology
448. Nano Lipidic Self-assembeld System for Condensation of DNA
449. Mutasynthesis in Streptomyces for production of novel calcium-dependent antibiotics
450. Morphology, Physiology and Taxonomy of an Iranian Strain of Streptomyces plicatus
451. Morphological and Physiological Characterization of Streptomyces olivaceus
452. Molecular modelling analysis of retro-inverso (RI) peptides in association with MHC class II molecules
453. Molecular detection of pigeon circovirus in Iran by the use of PCR
454. Molecular detection of host cytokine expression in cancer and non cancer Helicobacter pylori infected parients cia Semi-quabtitative RT-PCR
455. Molecular analysis of BRCA1 and BRCA2 Genes among Iranian women being at risk of hereditary breast cancer
456. Modification of primary and recurrent genital herpes in guinea pigs by DNA immunization
457. Mitochondrial Disorders and Diagnosis
458. Mitochondial DNA deletions in Iranian hypertrophic cardiomyopathy patients
459. Milking of microalgae: Production and extraction of β-carotene in two-phase bioreactors
460. Microsatellite Analysis on Native and Denaturing Polyacrylamide Gel Electrophoresis for Genotyping the Heterozygotes and Homozygotes
461. Method Optimization of Reverse Phase High Performance Liquid Chromatography (RP-HPLC) for Characterization of Digested Products of Recombinant Pro-Insulin
462. Methanogens in iranian crude oil
463. Malaria and RNAi
464. Leishmania Sp. DNA detecting in cutaneous paraffin embedded block by a novel hemi-nested polymerase chain reaction method
465. lead removal from aqueous solution using Aspergillus niger mycelia in free and immobilized on polyurethane foam
466. Kinetic Study of Trypsin Enzymatic Effect on Digestion of Refolded Recombinant Insulin by HPLC, Elisa, Non-Denaturing and Tris-Tricin PAGE Methods
467. Isolation of genes specifically involved in hyponastic growth in Rumex palustris during ethylene treatment.
468. ISOLATION BY PHAGE DISPLAY OF SINGLE-CHAIN Fv ANTIBODIES AGAINST Escerichia coli K99 FIMBRIAE
469. Isolation and characterization of single-chain Fv genes encoding antibodies specific for p24 of HIV-1
470. Iranian H9N2 Avian Influenza Virus is closely related to Pakistani Parakeet Influenza Virus isolates
471. Iranian community’s knowledge and attitudes towards biotechnology. Mohammad Hasan Sheikhha**1 MD PhD, Seyed Mehdi Kalantar1 PhD, Alireza Vahidi1 Pharmalcologist, Maria Faghihi2 MSc.
472. Investigations of hot spot regions in MYH7 genes in Iranian hypertrophic cardiomyopathy patients
473. Investigating the Ras signaling pathways in Dictyostelium discoideum
474. Interferon Resistance of Hepatitis C Virus Genotypes 1a/1b: Relationship to Nonstructural 5A Gene Quasispecies Mutations
475. Integrated expanded bed chromatography for Macromolecular and Nanoparticle purification :column diameter effect on mixing
476. Integrated expanded bed chromatography for Macromolecular and Nanoparticle purification :column diameter effect on mixing
477. Influence of dietary antioxidants on the mutagenicity of bleomycin in human peripheral blood mononuclear cells- revealed by the comet assay
478. In vitro Inhibition of Candida albicans by Streptomyces olivaceus Strain 115
479. Immunoblotting optimization of proteins separated by two dimensional electro-phoresis: a proteomics approach for determining new autoantigens in autoimmune hepatitis type 1
480. Immunization of sheep with whole body of Echinococcus granulosus
481. IDENTIFICATION, ISOLATION, CLONING AND SEQUENCING A PARTIAL ANNEXIN GENE FROM AUREOBASIDIUM PULLULANS
482. Identification of Trans-spliced Acid Phosphate in Arabidopsis thaliana
483. Identification of Salinity Induced Polypeptide in Moderately halophilic bacteria
484. Identification of knock-down resistance (kdr) mutation in VGSC gene, related to pyrethroids resistance in Iranian Anopheles sacharovi and Anopheles maculipennis
485. Identification and sizing of GAA trinucleotide repeat expansion, investigation for D-loop variations, haplogroup association and mitochondrial deletions in Iranian patients with Friedreich's Ataxia
486. Identification and Isolation of Microsatellite in Pomegranates (Punica granatumL.) for Evaluation of Iranian genotypes
487. Identification and Characterization of mRNA transcripts differentially expressed in response to high salinity using DD-AFLP in Aeluropus lagopoides
488. Idenification of Leishmania species by PCR technique in Isfahan, Iran
489. Haplogroup distribution and Polymorphism in the non-coding region of human Mitochondrial DNA in patients harboring the primary G11778A, G3460A, T14484C mutations
490. GENOTYPING OF THE TWO COMMON VARIANTS OF k-CASEIN GENE(CSN3) IN THREE RUSSIAN CATTLE BREEDS , USING PCR-RFLP
491. Genotyping of the polymorphic STR loci HUMvWA, HUMFES, HUMTPO, and HUMTH01 in Iranian population: A study from the historical province of Isfahan.
492. Genotyping of Iranian Plasmodium vivax populations by using circumsporozoite protein gene (CSP) marker
493. Genotyping and phenotyping Helicobacter pylori virulence markers in Iranian gastric cancer and non gastric cancer patients
494. Genetic studies on two Iranian ethnic groups using three VNTRs as highly polymorphic DNA loci
495. Genetic studies on two Iranian ethnic groups using three VNTRs as highly polymorphic DNA loci
496. Genetic Polymorphisms at the K-casein locus in Russian breeds Black- pied and Drojba cattle
497. Genetic linkage map of AFLP markers in relation to SSR markers in bread wheat (Triticum aestivum.L ).
498. Folate pathway gene alteration and etiology of Leber hereditary optic neuropathy (LHON)
499. First report of mutation in δ-globin gene in an Iranian family
500. Experimental Results on Enzymatic Deinking of Non-impact Ink Printed Papers
501. Evaluation of soil carbon content on bioavailability of phenanthrene
502. Evaluation of pathogenicity and immunogenicity of native and mutant strains of Pasteurella multocida causative agents of Haemorrhagic septicaemia
503. ETHICAL ISSUES IN LABELING AND TRACING GM FOOD
504. Estimate of DNA Sensitivity in Occupational Exposure to Ionizing Radiation to DNA-Damaging Agent -a Comet Assay
505. Enhanced periplasmic expression of human Granulocyte Macrophage Colony Stimulating Factor in Escherichia coli by the modification of the signal peptide cleavage site
506. Endogenous Respiration Kinetics and Measurements of Bio-Oxidation Energy during Thermophilic Aerobic Digestion of Secondary and Mixed Bio-Solids
507. Effects of salinity on growth and nitrogen fixation of two cultivars of alfalfa inoculatel by different strains of Sinorhizobium meliloti
508. Effects of growth regulators on somatic embryogenesis of Anthurium andreanum
509. Effects of GA3, ABA, Embryo Desiccation and Embryo Production Containers on Plantlets Regeneration in Microspore Culture of Brassica napus L. cv. PF704
510. Early Stages in Development of a Biofungicide to Control Fusarium oxysporum f. sp. melonis in Greenhouse Cucurbits
511. DNA-Dendrimer Nano-Clusters as Gene Delivery’s Vectors in Gene Therapy; Thermodynamic Investigation of its Behavior
512. Distribution of four Y-chromosome specific microsatellite in three ethnic Iranian population.
513. Differential Detection of α or β-Globin Gene Deletion by Semi-Quantitative Triplex PCR
514. Development of Multiplex PCR systems: A systems : A key approach to Investigate Iranian Genome Diversity
515. Development and properties of a murine monoclonal antibody to human Immunoglobulin Lambda light chain
516. Determination of single vs. multi-strain infection in gastric cancer vs. non-cancer patients by microbiologic mapping and fingerprinting
517. Determination of quantitative trait loci for SDS sedimentation value and glutenindex in durum using double haploid population
518. Determination of glutathione S-transferase e2 region (GSTe2) in DDT susceptible and resistant Anopheles stephensi populations
519. Detection of subclinical calves shedder of bovine coronavirus by RT-PCR
520. Detection of salmonella in raw poultry meat by PCR and traditional culture method
521. Detection of polymerase chain Reaction-Amplified Immunodeficiency virus proviral DNA with a digoxigenin-labeled nucleotide and Enzyme-Linked oligosorbent assay
522. Detection of Gastric Helicobacter like Organisms (GHLOs) in Domestic and Stray cats in Tehran Province via PCR
523. Detection and Isolation of Microsatellites in Pistachio (Pistachia vera L.) for Evaluation of Iranian Varieties
524. Designing and development of NASBA for detection of EF-Tu mRNA of Mycobacterium tuberculosis
525. Design and Constructing of a Vector Containing EGFP Reporter Gene for the Purpose of Gene Targeting by Means of Homologous Recombination in Beta Globin locus.
526. Delay in flowering and increase in biomass of transgenic tobacco (Nicotiana tabacum L.) expressing the Arabidopsis floral repressor gene FLC (FLOWERING LOCUS C)
527. Cytogenetics of Tareyeh-Irani (Allium sp.), a natural autotetraploid
528. Construction of Molecular identification key of Iranian olive cultivars using SSRs
529. Construction of heat inducible expression plasmids for the production of recombinant proteins in Escherichia coli
530. Construction of a new Hygromycin resistant Enhanced Green Fluorescent Protein (EGFP) Fusion vector (pEGFP-Hygro)
531. Construction and expression of hybrid CS3::his6 pili as a novel biosorbent
532. CONSTRUCTION AND CLONING OF A SYNTHETIC GENE FOR EXPRESSION OF β-INTERFERON (IFN-β) IN E. coli UNDER THE COTROL OF lac AND tac PROMOTERS
533. Concanavalin A Partial purification of RhoD Antigen
534. Complete Genome Sequence and Phylogenetic Relatedness of Hepatitis B Virus (HBV) Isolates from Iran
535. Comparison of two antagonist Streptomyces spp. against Rhizoctonia solani causal agent of sugar beet damping-off
536. Coexpression of hepatitis B surface and core antigen using a bidirectional vector
537. Cloning and expression of VEGF 165 in E. coli - recombinant human VEGF for Vascular Angiogenesis
538. Cloning and expression of human recombinant insulin in E. coli
539. Cloning and Expression of Fimbrial Subunit of Enteroaggregative Escherichia coli
540. Citric acid production from Yarrowia lipolytica using n-alkanes
541. Characterization and studied effects of light in produce of pigment in RIPI bacteria
542. Caspase inhibition and natural neuron death
543. Candidate Helicobacter pylori antigens for serologic screening
544. Callus production and Plant regeneration of two tomato (Lycopersicon esculentum Mill) cultivars
545. Biotechnology; More Sustainable Future
546. Biotechnology, Fears and Hopes
547. Biotechnology and Integrated Pest Management
548. Biotechnological Potential of Iranian Actinomycetes in Production of Agrobioproducts
549. Bioremediation:Techniques for cleaning up the environment
550. Biological Properties of Streptomyces plicatus, a Potent Donor of Chitinase Gene for Development of Transgenic Plants Resistant to Fungal Pathogens
551. Biological Control of Streptomyces scabies and S. acidiscabies, the Major Causal Agents of Potato Common Scab in Iran by Use of Streptomyces Antagonists
552. Bioethanol Synthesis for Liquid Fuel Using Rhodospirillum rubrum and Clostridium ljungdahlii
553. Biodegradation of the Textile Dye Malachite Green by Microalgae Cosmarium sp.
554. Bacterial expression of preprochymosin cDNA in E. coli
555. Bacterial expression of a subfragment of human factor VIII heavy-chain in Escherichia coli
556. Attenuation of Polycyclic Aromatic Hydrocarbon- Phenanthrene With High Concentration in Aqueous Phase by Mixed Culture
557. Association between pro-inflammatory cytokine gene polymorphism and increased risk gastric cancer
558. Are molecular methods appropriate substitutions for traditional antimicrobial assays in detecting Helicobacter pylori antibiotic resistance in Iranian clinical trials?
559. Application of real time quantitative PCR in evaluation of MRP1 mRNA level in Iranian AML patients
560. Application of hydrocyclones for removal of yeasts from alcohol fermentations broths
561. Antibacterial Activity of Iranian Actinomycetes Against Erwinia carotovora subsp. carotovora, Ralstonia solanacearum and Streptomyces scabies
562. Antagonistic Activity of Streptomyces olivaceus against Rhizoctonia solani
563. Analysis of Turnover and Maintenance Energy by MFA in Streptomyces
564. AMINO ACID CHANGES IN VP5 OF TWO INFECTIOUS BURSAL DISEASES VIRUSES ORIGINATING FROM A COMMON SOURCE WITH DIFFERENT VIRULENCE
565. Allelic Patterns, Genetic Diversity and F-statistics of Six Indian
566. Allele frequency of Y-chromosome STRs DYS 19, DYS388, DYS390 and DYS391 in three ethnic groups of Iran
567. Allele frequency distribution of D17S5 and D1S80 in Fars, Turk and Kurd ethic group of Iranian population
568. Agroinfiltration of human growth hormone in Medicago sativa and Trifolium alexanderium leaves
569. Activation of carbon nanotubes for Application, in biosensors
570. A novel long Vp1 gene deletion include G-H loop in FMDV Type A-87 vaccine strain of Iran
571. A novel accurate amplification created restriction site method for determination of the wild type and the precore mutant hepatitis B virus (HBV) variants
572. A New RT-nested PCR for Detection of HCV Genotyp 1a Among Iranian Patatiens
573. A Modified Acid Precipitation Procedure for Purification and Refolding of Recombinant Human Proinsulin
574. A combination of conventional bacterial isolation and colony PCR technique for detection of Ornythobacterium rhinotracheale (ORT) in poultry

Abstract

Recent studies strongly indicate that aberrations in the control of gene expression might contribute to the initiation and progression of Alzheimer's disease (AD). In particular, alternative splicing has been suggested to play a role in spontaneous cases of AD. Previous transcriptome profiling of AD models and patient samples using microarrays delivered conflicting results. This study provides, for the first time, transcriptomic analysis for distinct regions of the AD brain using RNA-Seq next-generation sequencing technology. Illumina RNA-Seq analysis was used to survey transcriptome profiles from total brain, frontal and temporal lobe of healthy and AD post-mortem tissue. We quantified gene expression levels, splicing isoforms and alternative transcript start sites. Gene Ontology term enrichment analysis revealed an overrepresentation of genes associated with a neuron's cytological structure and synapse function in AD brain samples. Analysis of the temporal lobe with the Cufflinks tool revealed that transcriptional isoforms of the apolipoprotein E gene, APOE-001, -002 and -005, are under the control of different promoters in normal and AD brain tissue. We also observed differing expression levels of APOE-001 and -002 splice variants in the AD temporal lobe. Our results indicate that alternative splicing and promoter usage of the APOE gene in AD brain tissue might reflect the progression of neurodegeneration.

شیوع نوعی ویروس خطرناک چشمی در ایران
رییس مرکز تحقیقات اپتیک و لنز ایران به دنبال شیوع نوعی بیماری ویروسی خطرناک چشمی در تهران و شهرستان ها هشدار داد: از آنجا که مراقبت های بهداشتی تا حد زیادی می تواند از ابتلا به این ویروس جلوگیری کند، ضروری است، هموطنان مراقبت های بهداشتی را در این زمینه به شدت افزایش دهند.
به گزارش جهان به نقل از خبرآنلاین؛ دکتر پرویز زرین بخش با اعلام این خبر گفت: بیماری ویروسی چشمی احتمالا از نوع " آدنو ویروس " است که در تهران و شهرستان ها فراگیر شده تا جایی که در برخی خانواده ها، تمامی اعضای خانواده به آن دچار شده اند.

به گفته او این ویروس باعث قرمزی شدید ملتحمه چشم (غشا مخاطی نازک و شفافی که سطح داخلی پلک ها و جلوی کره ی چشم را می پوشاند) می شود و حالتی شبیه زنبور زدگی دارد: ورم زیاد، دردناک شدن پلک ها همراه با خروج چرک و ترشح، خونریزی زیر ملتحمه و در برخی موارد، کنده شدن لایه سطحی قرنیه (اپی تلیوم) از عوارض این بیماری است.

دکتر زرین بخش درباره راه های پیشگیری از این عارضه چشمی گفت: ضروری است، همه افراد به ویژه کودکان و کسانی که از لنز چشمی استفاده می کنند و نیز کسانی که تازه عمل چشمی انجام داده اند، توصیه های بهداشتی را در مورد شست و شوی مداوم دست ها و صورت با صابون مایع و پلک ها با شامپوی بچه رقیق شده انجام دهند. همچنین ضروری است، پس از تماس با وسایل عمومی مانند دستگیره های درب های عمومی، پول و اسکناس از ژل های استریل کننده استفاده شود.

او به خانواده هایی که یکی از اعضای آنان به این ویروس مبتلا شده است، نیز توصیه کرد، لازم است، کلیه وسایل شخصی فرد مبتلا از دیگران جدا شده، جوشانده و رعایت بهداشت در مورد این افراد به شدت انجام شود.

به گفته دکتر زرین بخش در صورت ابتلای فرد به این بیماری ۳ تا ۴ هفته طول می کشد تا بیمار بهبود یابد و در برخی افراد که بیماری شدت بیشتری دارد، قرنیه فرد نیز درگیر شده که برای کاهش درد و بهبود سریع تر از لنزهای پانسمانی استفاده می شود.

رییس مرکز تحقیقات اپتیک و لنز ایران به چشم پزشکان نیز توصیه کرد که در مواجهه با این بیماری، کلیه وسایل و دستگاه هایی را که با این بیماران در تماس است از قبیل دستگیره های در، اسلیت لمپ ( دستگاهی که چشم پزشک چشم بیمار را از پشت آن معاینه می کند ) و دیگر دستگاه های چشم پزشکی را با مواد گندزدا استریل کنند.

او گفت: به نظر می رسد، این ویروس از دیگر کشورها وارد ایران شده باشد که رعایت بهداشت فردی تا حد زیادی می تواند، مانعی در جهت شیوع آن باشد. .

دید کلی

زیست فناوری از جمله واژه‌های پر سرو صدای سالهای اخیر است.این واژه را درست یا نادرست به مفهوم همه چیز برای مردم بکار می‌برند. زیست فناوری را در یک تعریف کلی به کارگیری اندامگان یا ارگانیسم یا فرایندهای زیستی در صنایع تولیدی یا خدماتی دانسته‌اند. تعریف ساده این پدیده نوین عبارت است از دانشی که کاربرد یکپارچه زیست شیمی ، میکروب شناسی و فناوریهای تولید را در سیستمهای زیستی به دلیل استفاده‌ای که در سرشت بین رشته‌ای علوم دارند مطالعه می‌کنند.در تعریف دیگر زیست فناوری را چنین تشریح کرده‌اند:

فنونی که از موجودات زنده برای ساخت یا تغییر محصولات ، ارتقا کیفی گیاهان یا حیوانات و تغییر صفات میکروارگانیسمها برای کاربردهای ویژه استفاده می‌کند.زیست فناوری به لحاظ خصوصیات ذاتی خود دانشی بین رشته‌ای است. کاربرد اینگونه دانشها در مواردی است که ترکیب ایده‌های حاصل در طی همکاری چند رشته به تبلور قلمرویی با نظام جدید می‌انجامد و زمینه‌ها و روش شناسی خاص خود را دارد و در نهایت حاصل بر هم کنش بخشهای گوناگون زیست شناسی و مهندسی است. زیست فناوری در اصل هسته‌ای مرکزی و دارای دو جزء است: یک جزء آن در پی دستیابی به بهترین کاتالیزور برای یک فرایند یا عملکرد ویژه است و جزء دیگر سیستم یا واکنشگری است که کاتالیزورها در آن عمل می‌کنند.

پیدایش زیست فناوری

سابقه استفاده از میکروارگانیسمها برای تولید مواد خوراکی نظیر سرکه ، ماست و پنیر به بیش از 8 هزار سال قبل برمی‌گردد. نقش میکروارگانیسمها در تولید الکل و سرکه در قرن پیش زمانی کشف شد که گروهی از بازرگانان فرانسوی در جست و جوی روشی بودند تا از ترش شدن شراب و آبجو ضمن حمل آنها با کشتی به نقاط دور جلوگیری کنند. آنان از لویی پاستور تقاضای کمک کردند.لویی پاستور پی برد که مخمرها در خلا قند را به الکل تبدیل می‌کنند. این فرایند بی هوازی تخمیر نام دارد. و نیزدریافت که ترشیدگی و آلودگی بر اثر فعالیت دسته باکتری اسید استیک که الکل را به سرکه تبدیل می‌کند روی می‌دهد.

لویی برای از بین بردن این مشکل فرایند پاستوریزه کردن را موثر دانست که عبارت بود از گرمایش نوشیدنیها نظیر شیر یا غذاهای جامد نظیر پنیر یا گوشت حیوانات وحشی به منظور از بین بردن میکروارگانیسمهای مضر یا غیر ضروری و یا تعیین سرعت تخمیر از طریق اعمال حرارت معین. پاستور همزمان با این موضوع میکروبیولوژی کاربردی را پایه گذاری کرد و دریافت که بسیاری از میکروارگانیسمها اگر چه در انسان و سایر موجودات زنده ایجاد بیماری می‌کنند یکی از مهمترین عوامل تغییر مواد در طبیعت هستند.

پنی سیلین و تولید مواد اولیه شیمیایی

پنی‌سیلین آنتی بیوتیکی است مشتق از کپک پنی سیلیوم نوتاتوم که برای درمان عفونتهای ناشی از انواع گوناگون باکتریها بکار می‌رود. از کشت سطحی پنی سیلیوم نوتاتوم پنی سیلین بدست می‌آید. این فرایند نه تنها پر زحمت است بلکه به دلیل استعداد آلودگی کشتها میزان تولید پنی سیلین را کاهش می‌دهد. ضرورت و نیاز کار در شرایط سترون منجربه توسعه راکتورهای مخزنی همزن دار شد که تا امروز به عنوان برترین روش کشت میکروبها در مقیاس وسیع بشمار می‌رود.

با کشف قابلیت میکروبها در تولید آنتی بیوتیکها و درک کاربرد بالینی پنی سیلین ، توجه شرکتهای داروسازی بطور جدی به تولید آنتی بیوتیکها جلب شد. به منظور افزایش پتانسیل پادزیستی آنتی بیوتیکها بر حوزه وسیعی از میکروارگانیسمها لازم است که تحقیقات گسترده‌ای بر تولید آنتی بیوتیکهای جدید صورت گیرد. بنابراین استفاده از میکروارگانیسمهای به نژاد شده دراین زمینه مفید خواهد بود.

مهندسی ژنتیک و زیست فناوری نوین

در دهه 1980 ، زیست فناوری پیشرفت چشمگیری داشت که از قابلیت اتصال مولکولهای جدا شده از منابع مختلف در محیط آزمایشگاه نشات می‌گرفت. این اتصال ژن را در DNA دست ورزی ژنتیکی می‌نامند و چون پژوهشگر به نوترکیبی تناوب ژنی که از قبل وجود داشته می‌پردازد تا ترکیب جدید را بوجود آورد آن را نوترکیبی DNA نیز می‌نامند.

فناوری نوترکیبی DNA ، بیشتر در زمینه تولید پروتئینها کاربرد تجاری داشته است. این فناوری قادر است بسیاری از پروتئینهایی را که فرآورده‌های بی‌واسطه یکژن هستند و اساسا اهمیت درمانی دارند تولید کند. امروزه قابلیت اتصال ژنها انقلابی در صنایع بر پا کرده است و ثمره آن توسعه بی‌شمار فرآورده‌های جدید و بهبود فرایندهای شناخته شده فعلی است.

مواد اولیه زیست فناوری

بیوماس (زیست توده)

بیوماس یک منبع انرژی تجدید شونده است که از طریق سوزاندن مستقیم آن با سیستمهای هضم کننده بی‌هوازی ، تقطیر تخریبی ، تبدیل به گاز ، هیدرولیز شیمیایی و زیست شناسی می‌توان از آن به عنوان منبع مستقیم انرژی و یا ترکیبات حامل انرژی استفاده کرد.

مواد خام طبیعی

خاستگاه مواد طبیعی ، کشاورزی و جنگل داری است.این مواد اساسا نوعی کربوهیدرات با ترکیبات پیچیده گوناگون شامل قند ، نشاسته ، سلولز و لیگنین هستند. مواد خام حاوی قند مانند نیشکر و چغندر فراوان‌ترین نوع مواد خام برای فراورده‌های زیست فناوری به شمار می‌رود.

دسترسی به فراورده های فرعی

اهداف اصلی زیست فناوری ، بهبود مدیریت و استفاده از مقادیر عظیم پسماند آلی است که در سراسر جهان یافت می‌شود. استفاده از این پسماندها یکی از منابع آلودگی را از بین خواهد برد و مهمتر از آن با بکارگیری فرایندهای زیست فناوری این پسماندها به صورت فراورده های فرعی مفید قابل استفاده خواهند بود.

مثالهایی از کاربرد زیست فناوری

در زمینه کاربردهای بیوتکنولوژی می‌توان به دو مثال زیر اشاره کرد.

می‌توان به تولید هورمون پروتئینی انسولین با استفاده از سلولهای باکتری اشاره کرد. ژن کد کننده این هورمون با استفاده ار تکنیکهای جدید در داخل پلاسمیدهای ویژه‌ای به درون باکتریها انتقال یافته و بیان می‌شوند. در وهله بعد می‌توان پروتئین مورد نظر را که توسط باکتریها بطور انبوه تولید می‌شود استخراج کرد و پس از خالص سازی در اختیار بیماران دیابتی قرار داد.
مثال دیگر تولید گیاهان مقاوم به حشرات است. امروزه مشخص شده است که پروتئینهای خاصی که از باکتری باسیلوس توریژنسیس استخراج می‌شود به دستگاه گوارش حشرات چسبیده و مانع جذب مواد غذایی می‌شود. در واقع پروتئینهای این باکتری برای حشرات سمی هستند. ژنهای کد کننده این پروتئینها را استخراج کرده و به ژنوم گیاهان مهم کشاورزی می‌افزایند. با بیان این ژن در داخل گیاهان این پروتئین سمی برای حشرات تولید می‌شود. حشراتی که به گیاه حمله کنند توسط این پروتئین از بین خواهند رفت.

مباحث مرتبط با عنوان

PCR یا واکنش زنجیره ای پلیمراز (Polymerase Chain Reaction)، تکنیکی است که با استفاده از آن می توان در مدت زمان کوتاهی قطعه خاصی از مولکول DNA را در شرایط آزمایشگاهی میلیون ها بار تکثیر نمود. این قطعه DNA ممکن است یک ژن، بخشی از یک کروموزوم یا بخش هایی از ژنوم یک موجود باشد.

البته در تکثیر DNA با روش PCR محدودیت هایی نیز وجود دارد که مهمترین آنها اندازه قطعات قابل تکثیر می باشد به طوری که حداکثر اندازه قطعه هایی که با روش PCR معمولی تکثیر می گردد، 5 هزار نوکلئوتید (kb 5) و در روش های بهینه شده تا 20 هزار نوکلئوتید (kb 20) می باشد.

با این تعریف، PCR همانند یک دستگاه فتوکپی عمل می کند که بوسیله آن می توان صفحاتی از کتاب ژنوم هر موجود را به تعداد دلخواه و مشابه نسخه اصلی (البته در مواردی همراه با خطاهای جزئی) تکثیر نمود.

اساس این روش بسیار ساده بوده و مانند واکنش همانندسازی DNA در موجودات زنده توسط آنزیم DNA پلیمراز صورت می گیرد. در موجودات زنده، مجموعه ای از چند پروتئین و آنزیم در فرآیند همانند سازی DNA نقش دارند در حالی که در واکنش PCR تنها نوع خاصی آنزیم DNA پلیمراز مقاوم به حرارت به نام Taq polymerase به همراه بافر، کلرید منیزیم و نوکلئوتیدها جهت تکثیر قطعات DNA استفاده می شود.

مخترع واکنش PCR کَری مولیس (Kary Mullis) می باشد که در سال 1983 این روش را جهت تکثیر DNA معرفی کرد. قبل از این کشف، ساخت قطعات DNA با روش های کند و پر هزینه شیمیایی انجام می گرفت. به دلیل اهمیت این اختراع، کاربردهای فراوان و نقش ارزنده آن در پیشرفت علم ژنتیک و زیست شناسی مولکولی، وی جایزه نوبل شیمی را در سال 1993 دریافت کرد.

واکنش PCR به طور روزمره در اکثر آزمایشگاه های تشخیصی و تحقیقاتی استفاده می شود و در موارد بسیاری مثل شناسایی و جداسازی ژن ها، کلونینگ، طبقه بندی و شناسایی موجودات زنده، تشخیص بیماری های ژنتیکی و حتی پرونده های جنایی و تعیین هویت کاربرد دارد. در حال حاضر و نزدیک به 30 سال پس از کشف PCR، تحقیقات ژنتیک مولکولی بدون استفاده از این تکنیک قابل تصور نیست.

سازوکار (برنامه) واکنش PCR
اساس واکنش PCR جهت تکثیر توالی DNA دو رشته ای، تغییرات دمایی می باشد. در ابتدا پیوندهای هیدروژنی دو رشته توالی DNA با حرارت (94-95 درجه سلسیوس) شکسته و دو رشته از یکدیگر جدا می شوند. سپس دمای واکنش پایین آورده می شود (معمولاً 50 تا 60 درجه سلسیوس). در این مرحله، دو قطعه کوتاه DNA تک رشته ای (معمولاً بین 18 تا 30 نوکلئوتید) که دقیقاً مشابه دو طرف قطعه DNA مورد نظر برای تکثیر طراحی و ساخته شده اند (با نام پرایمر یا آغازگر)، به توالی های مکمل خود در دو رشته باز شده DNA متصل می گردند. این دو قطعه انتهای 3’ آزاد جهت فعالیت آنزیم DNA پلیمراز را فراهم می نماید، کاری که در همانند سازی در موجودات زنده توسط آنزیم پریماز و توالی اولیه ساخته شده توسط آن انجام می گیرد. در مرحله بعد، دمای واکنش تا 72 درجه سلسیوس (دمای مناسب آنزیم Taq polymerase) افزایش یافته و عمل تکثیر قطعه DNA مورد نظر بین دو پرایمر با استفاده از نوکلئوتیدهای موجود، توسط آنزیم Taq polymerase مقاوم به حرارت انجام می پذیرد. این 3 مرحله بین 25 تا 40 بار تکرار می شود که به آن چرخه های PCR می گویند.

مرحله اول: واسرشت سازی (Denaturation)، 30 تا 60 ثانیه
عمل انجام شده در این مرحله: جدا شدن دو رشته DNA

مرحله دوم: اتصال (Annealing)، 30 تا 60 ثانیه
عمل انجام شده در این مرحله: اتصال پرایمرها به نواحی مکمل روی DNA و تعیین محدوده تکثیر قطعه DNA

مرحله سوم: گسترش (Extension یا Elongation)، به ازای هر 1000 نوکلئوتید طول قطعه 60 ثانیه
عمل انجام شده در این مرحله: تکثیر قطعه DNA مورد نظر

اجزا واکنش PCR
در یک واکنش PCR از نمونه DNA، آنزیم Taq polymerase، پرایمرها، بافر، یون منیزیم، نوکلئوتیدها و آب حضور استفاده می شود. توضیحات مربوط به هر یک از این اجزا در ادامه ارائه شده است:

- نمونه DNA (الگو)
تکثیر از روی نمونه DNA انجام می شود. این نمونه می تواند، قطعه ای DNA، محصول استخراج DNA ژنومی، DNA پلاسمیدی یا حتی محصول PCR دیگری باشد. معمولاً حدود یک نانوگرم از DNA پلاسمیدی یا فاژی یا یک میکروگرم از DNA ژنومی برای یک واکنش PCR کافی است. بیش از این مقدار، باعث تولید محصولات غیر اختصاصی (قطعات DNA دیگری غیر از قطعه مورد نظر) شده و مقدار کم نمونه DNA نیز باعث کاهش دقت واکنش PCR یا عدم تکثیر قطعه مورد نظر می گردد. کیفیت نمونه DNA نیز مهم است به طوری که باقی ماندن ترکیبات مورد استفاده در مرحله استخراج DNA مثل فنل و EDTA، باعث کاهش فعالیت آنزیم Taq polymerase و عدم حصول نتیجه مورد نظر می گردد. همچنین آلوده شدن واکنش PCR با مقادیر بسیار اندک DNA از هر منبع دیگری، به دلیل حساسیت فوق العاده این تکنیک، ممکن است به تولید قطعات غیر قابل انتظار بیانجامد.

- آنزیم Taq polymerase
این آنزیم برای تکثیر قطعات کمتر از سه هزار جفت باز توصیه شده و پر مصرف ترین آنزیم مورد استفاده در PCR می باشد. به طور معمول حدود یک واحد از این آنزیم در 50 میکرو لیتر از واکنش PCR استفاده می شود. اگر نمونه DNA حاوی مواد ممانعت کننده PCR باشد، می توان این مقدار را دو تا سه برابر افزایش داد ولی مقادیر بالاتر آنزیم باعث تولید محصولات غیر اختصاصی می گردد. گرچه دمای مناسب برای این آنزیم 72 درجه سلسیوس می باشد ولی چون این آنزیم در دمای معمولی نیز قادر به تکثیر می باشد برای جلوگیری از اتصال قطعات پرایمر به نقاط دیگری روی توالی نمونه DNA و امکان تولید قطعات غیر اختصاصی، توصیه می شود که تمامی مراحل آماده سازی واکنش PCR بر روی یخ صورت گیرد.

- نوکلئوتید ها
چهار نوکلئوتید تشکیل دهنده قطعه DNA از اجزا واکنش PCR می باشند که به عنوان واحد های ساختمانی مورد نیاز در ساخت قطعه DNA استفاده می شوند. غلظت مورد نیاز از هر یک از نوکلئوتیدها برای واکنش PCR یکسان و برابر 200 نانو مولار می باشد. برای این منظور از مخلوط های آماده واجد هر چهار نوکلئوتید که با غلظت های مختلف مثل دو میلی مولار، 10 میلی مولار و 25 میلی مولار موجود است، استفاده می شود. به طور مثال، در یک واکنش 50 میکرو لیتری PCR باید 5 میکرو لیتر از مخلوط دو میلی مولار نوکلئوتیدها برای دستیابی به مقدار مورد نیاز در واکنش استفاده کرد.

- بافر
مهمترین نقش بافر PCR تنظیم pH مناسب واکنش PCR و آنزیم Taq polymerase می باشد. اجزای این بافر نقش های دیگری نیز دارند از جمله کلرید پتاسیم که به اتصال پرایمر به DNA الگو (نمونه) کمک می کند.

- یون منیزیم
یون منیزیم یکی از اساسی ترین اجزا واکنش PCR می باشد. انواع مختلف آنزیم DNA polymerase برای فعالیت خود به این یون نیاز دارند و این یون برای اتصال پرایمر و قطعه DNA لازم است. برای تکثیر با Taq polymerase این یون عمدتاً به صورت ترکیب کلرید منیزیم در واکنش PCR استفاده می شود. این ترکیب گاهی در همان بافر PCR قرار داده می شود ولی از آنجا که برای برخی واکنش های PCR لازم است که غلظت این یون تغییر نماید، این ترکیب به طور جداگانه تهیه و به واکنش PCR افزوده می شود.

غلظت بهینه یون منیزیم در واکنش PCR یک تا چهار میلی مولار است. غلظت بالاتر از این مقدار باعث تکثیر قطعاتی غیر از قطعه مورد نظر (قطعات غیر اختصاصی) شده و غلظت پایین این یون نیز ممکن است به کاهش کارایی واکنش و میزان تولید قطعه مورد نظر منجر شود.

- پرایمرها
غلظت بهینه پرایمرها برای واکنش PCR از 100 نانو مولار تا یک میکرو مولار متغییر است. غلظت بیش از این، منجر به تولید قطعات غیر اختصاصی می شود. طراحی پرایمر نیازمند دقت فراوانی است و مرحله بسیار مهمی در امکان پذیر شدن و صحت تکثیر قطعه مورد نظر دارد. دمای مرحله اتصال در برنامه PCR به توالی پرایمرها ارتباط دارد.

وسایل مورد نیاز برای واکنش PCR
حداقل وسایل مورد نیاز برای انجام واکنش PCR، دستگاه ترموسایکلر (ایجاد کننده چرخه های دمایی)، میکرو پیپت، ظرف یخ و وسایل یکبار مصرفی مانند تیپ (جز پلاستیکی که برای کشیدن محلول به میکرو پیپت متصل می شود) و ویال (لوله های درب دار کوچک، در دو اندازه بر اساس گنجایش آنها یعنی 200 و 500 میکرو لیتر، که واکنش PCR در آنها انجام می شود) و ظروف نگهداری آنها می باشد.

دستگاه ترموسایکلر برای ایجاد دماهای مختلف در مدت زمان مورد نظر، قابل برنامه ریزی می باشد. قبل از تولید این دستگاه، دانشمندان برای انجام PCR از سه حمام آب گرم با دماهای مختلف استفاده می کردند که کار بسیار پر زحمتی بود.

میکرو پیپت برای برداشتن مقادیر اندک مورد نیاز برای واکنش PCR در مقیاس میکرو لیتر استفاده می شود. بر روی این دستگاه که کار کردن با آن بسیار راحت است، تیپ های یک بار مصرف قرار داده می شود و بدین وسیله حجم مورد نظر از آن برداشته و به واکنش PCR افزوده می شود.

Atomic Force Microscopy with Nanoscale Cantilevers Resolves Different

Structural Conformations of the DNA Double Helix

Your current credentials do not allow retrieval of the full text.

Purchase the full-text

PDF/HTML,
figures/images,
references and tables,
(where available)

Carl Leung *†, Aizhan Bestembayeva †‡, Richard Thorogate †, Jake Stinson †‡, Alice Pyne †§,Christian Marcovich †

, Jinling Yang

, Ute Drechsler #, Michel Despont #, Tilo Jankowski

,Martin Tschöpe

, and Bart W. Hoogenboom *†‡

† London Centre for Nanotechnology, University College London, 17−19 Gordon Street, London WC1H 0AH, United Kingdom

‡ Department of Physics and Astronomy, University College London, Gower Street, London WC1E 6BT, United Kingdom

§ National Physical Laboratory, Hampton Road, Teddington TW11 0LW, United Kingdom

École Polytechnique, 91128 Palaiseau Cedex, France

Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100083, P. R. China

# IBM Research Division, Zurich Research Laboratory, Säumerstrasse 4, 8803 Rüschlikon, Switzerland

JPK Instruments AG, Bouchéstrasse 12, 12435 Berlin, Germany

Nano Lett., 2012, 12 (7), pp 3846–3850

DOI: 10.1021/nl301857p

Publication Date (Web): June 26, 2012

*E-mail: carl.lsc@gmail.com; b.hoogenboom@ucl.ac.uk.

Section:

Biochemical Methods

Abstract

Structural variability and flexibility are crucial factors for biomolecular function. Here we have reduced the invasiness and enhanced the spatial resolution of atomic force microscopy (AFM) to visualize, for the first time, different structural conformations of the two polynucleotide strands in the DNA double helix, for single molecules under near-physiological conditions. This is achieved by identifying and tracking the anomalous resonance behavior of nanoscale AFM cantilevers in the immediate vicinity of the sample.

Keywords:

Atomic force microscopy; molecular resolution; DNA; nanoscale cantilevers; frequency and phase modulation

Behnaz Heydarchi: Using cow milk to prevent HIV

Vaccinated pregnant cows with an HIV protein and studied the milk

Melbourne University researcher Behnaz Heydarchi is part of a team that has found cows could be used to produce antibodies that defend against HIV virus.

Daily Mail: Researchers found that cows could be used to produce antibodies that defend against the human immunodeficiency virus (HIV). The animals can't contract the disease themselves.

The next step will be to develop it into a cream which women can apply to protect themselves from contracting HIV from sexual partners.

A team from Melbourne University worked with Australian biotechnology company Immuron Ltd to develop the milk.

The scientists, led by Dr Marti Kramski, vaccinated pregnant cows with an HIV protein and studied the first milk that cows produced after giving birth.

The first milk, called the colostrum, is naturally packed with antibodies to protect the newborn calf from infections. The vaccinated cows produced HIV antibodies in their milk >>>

دانشمندان مدعی شده‌اند:

خاموش‌کردن کروموزوم عامل بروز سندروم داون در آزمایشگاه =>

دانشمندان آمریکایی مدعی‌اند شیوه‌ای را برای خاموش‌کردن کروموزوم اضافی که موجب بروز سندروم داون می‌شود، یافته‌اند.

محققان مدرسه پزشکی دانشگاه ماساچوست موفق ‌شده‌اند در آزمایشگاه از بروز این شرایط در سلول‌های انسانی جلوگیری کنند.

آن‌ها معتقدند که این موفقیت سرانجام به درمان سندروم داون خواهد انجامید.

پیشتر از ژن‌درمانی برای درمان مشکلات پزشکی ناشی از وجود نقص‌ ژنتیکی استفاده شده، اما این نخستین باری است که ساکت‌کردن اثر یک کروموزوم کامل ممکن شده است.

تیمی از دانشمندان دانشگاه ماساچوست ژنی موسوم به XIST را به سلول‌های بنیادی رشد‌ داده‌ شده در آزمایشگاه که مبتلا به سندروم داون بودند، افزودند.

این ژن در رشد طبیعی سلول مهم است زیرا یکی از دو کروموزوم X را که در رحم زنان وجود دارد، خاموش می‌کند.

محققان دریافتند که می‌توان از این ژن برای خاموش‌کردن کپی اضافی کروموزوم 21 عامل سندروم داون استفاده کرد.

به گفته دکتر جین لارنس، این موفقیت علاوه بر استفاده از اساس سلولی برای درمان سندروم داون، امکان استفاده از یک ژن منفرد را برای تصحیح‌کردن بیان بیش از اندازه یک کروموزم کامل فراهم کرده و ژن‌درمانی برای سندروم داون را به واقعیت نزدیک‌تر می‌کند.

سندروم داون شرایطی ژنتیکی است که موجب بروز ناتوانی‌های یادگیری و طیفی از مشخصه‌های جسمانی می‌شود.

افراد مبتلا به این سندروم اغلب کوتاهتر از حد متوسط هستند و دارای چشم‌های به سمت بالا و گوش‌هایی کوچک هستند.

همچنین امکان ابتلای آن‌ها به نارسایی‌های قلبی، مشکلات تیروئیدی، عفونت‌ها، اختلالات خونی و شروع زودهنگام بیماری آلزایمر زیاد است.

سندروم داون یکی از شایع‌ترین عوامل ژنتیکی در بروز ناتوانایی‌هایی یادگیری بوده و حدود 750 نوزاد مبتلا به این شرایط هر سال در انگلیس متولد می‌شوند.

از سایت و صفحه ی (Mysterious World) کپیست شده خیلی جالبه کسی میتونه تر جمه کنه ؟بنظرم یک جهش ژنتیکی یا دوقلوی ناقصی باشد که دو ماهی بهم چسبیده رشد خود را ادامه بدینگونه ادامه داده است .
------------------------------------------------------------------------
সুবাহানাল্লাহ! মাছের পেটে চোখ... কি বিস্ময়ের ব্যাপার!!!

আল্লাহ্‌ এর এই বৈচিত্র্যময় সৃষ্টির জন্য কতগুলো লাইক?

از سایت و صفحه ی (Mysterious World) کپیست شده خیلی جالبه کسی میتونه تر جمه کنه ؟بنظرم یک جهش ژنتیکی یا دوقلوی ناقصی باشد که دو ماهی بهم چسبیده رشد خود را بدینگونه ادامه داده است .
------------------------------------------------------------------------
সুবাহানাল্লাহ! মাছের পেটে চোখ... কি বিস্ময়ের ব্যাপার!!!

আল্লাহ্‌ এর এই বৈচিত্র্যময় সৃষ্টির জন্য কতগুলো লাইক?

پیش درآمدی بر مهندسی ژنتیک

Plant Genetic Engineering: Methodology

(Chapter 17)

Vaccines Derived from Patients' Tumor Cells Are Individualizing Cancer Treatment

Alzheimer disease: 'Generation Next' in Alzheimer disease genetic studies

Abstract

Homology-based method for identification of protein repeats using statistical significance estimates.

Source

دید کلی

پیدایش زیست فناوری

پنی سیلین و تولید مواد اولیه شیمیایی

مهندسی ژنتیک و زیست فناوری نوین

مواد اولیه زیست فناوری

بیوماس (زیست توده)

مواد خام طبیعی

دسترسی به فراورده های فرعی

مثالهایی از کاربرد زیست فناوری

مباحث مرتبط با عنوان

Atomic Force Microscopy with Nanoscale Cantilevers Resolves Different

Structural Conformations of the DNA Double Helix

Abstract

Keywords:

Behnaz Heydarchi: Using cow milk to prevent HIV

نوشته‌های پیشین

پیوندها