بیوانفورماتیک
مسعود توحیدفر؛ یوسف سعیدی هنر؛ ناصر فرخی
چکیده
گیاه پروانش (Catharanthus roseus) یکی از مهمترین گیاهان دارویی است که حاوی دو ماده‌ی ضدتوموری وین‌بلاستین و وین‌کریستین است و شناسایی ژن‌های درگیر و الگوی بیانی و اثرات ضدتوموری آنها در بافت‌های مختلف این گیاه حایز اهمیت است. است. در همین راستا، با استفاده از داده‌های بیانی (RNA-seque) RNA sequencing بافت‌های مختلف به بررسی ژن‌های با بیان افتراقی ...
بیشتر
گیاه پروانش (Catharanthus roseus) یکی از مهمترین گیاهان دارویی است که حاوی دو ماده‌ی ضدتوموری وین‌بلاستین و وین‌کریستین است و شناسایی ژن‌های درگیر و الگوی بیانی و اثرات ضدتوموری آنها در بافت‌های مختلف این گیاه حایز اهمیت است. است. در همین راستا، با استفاده از داده‌های بیانی (RNA-seque) RNA sequencing بافت‌های مختلف به بررسی ژن‌های با بیان افتراقی (Differential Expression Gene) و اثرات ضدتوموری آنها بصورت این سیلکو پرداخته شد. نتایج نشان داد که تعداد کل ژن‌های با بیان افتراقی در اندام‌ها بین 120 تا 1238 متغیر بود. بیشترین تعداد DEG نسبت به ریشه مربوط به برگ و کمترین آن متعلق به گل بود. در ادامه، 13 ژن مشترک بین سه اندام مختلف و 22 ژن مشترک بین برگ در برابر گل و برگ در برابر ریشه مشاهده شد که از بین آنها، 6 ژن مشترک در هر سه بافت بودند. آنالیز مستندسازی نشان داد که این ژن‌ها در مسیر بیوسنتزی دو ترکیب مهم وین‌بلاستین و وین‌کریستین نقش دارند. بیشترین بیان این ژن‌ها مربوط به برگ و کمترین آن مربوط به ریشه بود. آنالیز شبکه‌ی پروتئین مشخص کرد که تعدادی از ژن‌ها که بیشترین برهم‌کنش را با سایر ژن‌ها نشان دادند مربوط به ژن‌های مسیر بیوسنتری ترکیبات ضد توموری بودند. آنالیز داکینگ و دینامیک مولکولی نشان داد که وین‌بلاستین و وین‌کریستین ضمن اینکه برهم‌کنش خوبی به‌عنوان بازدارنده با فسفوگلیکوپروتئین (پروتئین مقاومت دارویی در سلول‌های توموری) دارند، از پایداری خوبی هم در برهم‌کنش با فسفوگلایکوپروتئین برخورار هستند. بطورکلی، ژن‌های DAT، STR، TDC، G10H، D4H، T16H2، Tryptophandecar-boxylase و Strictosidine synthase که در مسیر بیوسنتزی وین‌بلاستین و وین‌کریستین بودند، نقش موثری در اندام‌های مختلف داشتند. نتایج بدست آمده بینش‌های جدیدی در مورد مکانیسم درمان با محصولات طبیعی می‌دهد که می‌توان جهت بهبود افراد مبتلا مورد استفاده قرار داد.
بیوانفورماتیک
مریم مهدیزاده حکاک؛ مسعود توحیدفر؛ محمدحسین میرجلیلی
چکیده
اسکوالن یک تری‌ترپن غیر اشباع با کاربردهای گسترده در داروسازی است. در این تحقیق تولید اسکوالن و بررسی بیوانفورماتیکی آن در چهار گونه یوکاریوت تک‌سلولی و پرسلولی و پروکاریوت به منظور تفاوت این ژن در یوکاریوت‌ها و پروکاریوت ها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آنالیز فیلوژنتیکی نشان داد که جلبک به عنوان یوکاریوت پرسلولی، مخمر به عنوان ...
بیشتر
اسکوالن یک تری‌ترپن غیر اشباع با کاربردهای گسترده در داروسازی است. در این تحقیق تولید اسکوالن و بررسی بیوانفورماتیکی آن در چهار گونه یوکاریوت تک‌سلولی و پرسلولی و پروکاریوت به منظور تفاوت این ژن در یوکاریوت‌ها و پروکاریوت ها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آنالیز فیلوژنتیکی نشان داد که جلبک به عنوان یوکاریوت پرسلولی، مخمر به عنوان یوکاریوت تک‌سلولی و باکتری به عنوان پروکاریوت تک‌سلولی در یک گروه و گیاه در گروه مجزا قرار گرفت. درصد GC پروتئین SQS توسط GC Content Calculator و همچنین شاخص آلیفاتیک و شاخص ناپایداری توسط protparam بررسی شد. نتایج نشان داد که ژن SQS در دامنه‌ای از ناپایداری تا پایدار قرار دارد. آنالیز وجود توالی‌های سیگنال و آنالیز رهگیری محل استقرار نهایی پروتئین نشان داد که احتمال انتقال پروتئین SQS به میتوکندری، کلروپلاست و مسیر ترشحی بسیار پایین است و جزء پروتئین‌های سیگنال نیست. همچنین در گیاه Gymnema sylvestre مشخص شد که این پروتئین دارای سه دومین حافظت شده است. مقایسه‌ی ساختار ثانویه پروتئین وجود صفحات آلفا را تایید کرد. مدل‌سازی سه بعدی این پروتئین در گیاه به روش همولوژی مدلینگ و با استفاده از پایگاه داده Swiss Model پس از انتخاب الگوی مناسب با میزان شباهت بالا که از پایگاه داده‌ی PDB استخراج شد، انجام گرفت. جهت اعتبارسنجی ساختاری مدل ترسیم شده سه‌بعدی و آنالیز استرئوشیمیایی، نمودار راماچاندران ترسیم و زوایای دی‌هیدرال محاسبه شدند. نتایج ارزیابی کیفیت ساختاری نشان داد که مدل‌های پیشنهادی دارای کیفیت و پایداری مناسبی می‌باشند. مطالعه ساختار پروتئین می‌تواند به درک عملکرد پروتئین کمک کند و بررسی جزئیات ساختار آن می‌تواند در مطالعات جایگاه فعال پروتئین و داکینگ سودمند باشد.
مهندسی ژنتیک و انتقال ژن
معصومه فلاح زیارانی؛ مسعود توحیدفر
دوره 8، شماره 21 ، خرداد 1397، ، صفحه 71-79
چکیده
امروزه تغییر رنگ گل به دلیل اهمیت تجاری آن یکی از اهداف محققان است. با ایجاد تنوع در رنگ گلبرگ گیاهان زینتی می‌توان درآمدزایی بالایی برای کشور ایجاد کرد و راه را برای صادرات آن به سایر نقاط دنیا هموار کرد. در گذشته به روش سنتی و مهندسی ژنتیک تلاش‌هایی در راستای تغییر رنگ صورت گرفته است، اما با کندی همراه بوده است. با کشف سیستم کریسپر ...
بیشتر
امروزه تغییر رنگ گل به دلیل اهمیت تجاری آن یکی از اهداف محققان است. با ایجاد تنوع در رنگ گلبرگ گیاهان زینتی می‌توان درآمدزایی بالایی برای کشور ایجاد کرد و راه را برای صادرات آن به سایر نقاط دنیا هموار کرد. در گذشته به روش سنتی و مهندسی ژنتیک تلاش‌هایی در راستای تغییر رنگ صورت گرفته است، اما با کندی همراه بوده است. با کشف سیستم کریسپر امکان ایجاد تغییرات هدفمند در سطح ژنوم سرعت بیشتری بخود گرفت. برای ایجاد تغییر بوسیلهی کریسپر باید ژن مورد نظر و ناحیه هدف شناسایی شود که اینکار بوسیلهی ابزار بیوانفورماتیک قابل انجام است. تغییر مورد نظر از طریق طراحی gRNA اعمال می‌شود. در ادامه پروتئین طبیعی و پروتئین جهش یافته عملکردشان بررسی خواهد شد. امروزه به منظور افزایش کارایی سیستم کریسپر از روش donor DNA استفاده می‌شود. در این سیستم با عمل نوترکیبی همولوگ می‌توان کارایی کریسپر را در راستای جایگزینی ژن سالم و یا خاموشی آن افزایش داد و از ایجاد تغییرات غیر اختصاصی در ژنوم جلوگیری کرد.
بیوانفورماتیک
معصومه فلاح زیارانی؛ مسعود توحیدفر؛ زهرا امینی فر
دوره 7، شماره 17 ، خرداد 1396، ، صفحه 15-29
چکیده
مسیر بیوسنتز اسید چرب یکی از مسیرهای مهم در بدن اکثر موجودات (پروکاریوت‌ها و یوکاریوت‌ها) است که آنزیم Acyl carrier protein (ACP) نقش مهمی در مسیر بیوسنتز اسید چرب دارد. هدف از این مطالعه آنالیز in silico و فیلوژنتیکی ژن ACP است. با آنالیز های بیشتر مشخص شد که ژنACP در پروکاریوت‌ها دارای 4 اگزون و 3 اینترون و 2mRNA و در یوکاریوت‌ها دارای 13 اگزون، 12 اینترون ...
بیشتر
مسیر بیوسنتز اسید چرب یکی از مسیرهای مهم در بدن اکثر موجودات (پروکاریوت‌ها و یوکاریوت‌ها) است که آنزیم Acyl carrier protein (ACP) نقش مهمی در مسیر بیوسنتز اسید چرب دارد. هدف از این مطالعه آنالیز in silico و فیلوژنتیکی ژن ACP است. با آنالیز های بیشتر مشخص شد که ژنACP در پروکاریوت‌ها دارای 4 اگزون و 3 اینترون و 2mRNA و در یوکاریوت‌ها دارای 13 اگزون، 12 اینترون و 9 mRNA است. این پروتئین در یوکاریوت‌های گیاهی دارای هدف‌گیری میتوکندریایی و در پروکاریوت به مناطقی غیر از میتوکندری هدف‌گیری می‌شود و جزو پروتئین‌های ترشحی نیز نمی‌باشد. نتایج همردیفی چندگانه با استفاده از T-coffee نشان داد که ژن ACP در بین گونه‌های باکتریایی محافظت شده‌تر از گونه‌های گیاهی می‌باشد. آنالیز فیلوژنتیکی پروتئین ACP در پروکاریوت‌ها مشخص کرد که به جز یک خوشه، در بقیه‌ی موارد باکتری‌های گرم مثبت در یک خوشه و باکتری‌های گرم منفی در خوشه‌ی دیگر قرار گرفتند. در یوکاریوت‌ها گونه‌های مختلف گیاهی به طور پراکنده در خوشه‌های مختلف قرار می‌گیرند و نتایج کلاستربندی در یوکاریوت‌ها ربطی به گونه‌ی موجود ندارد. بعلاوه در بررسی همزمان پروتئین ACP در یوکاریوت‌ها و پروکاریوت‌ها مشخص شد که یوکاریوت‌ها و پروکاریوت‌ها در بعضی خوشه‌ها کنار همدیگر قرار می‌گیرند که ناشی از شباهت توالی این پروتئین در این گونه‌ها می‌باشد. مقایسه ساختار ثانویه پروتئین در یوکاریوت‌ها و پروکاریوت‌ها نشان داد که تعداد صفحات آلفا و بتا در پروکاریوت‌ها در مقایسه با یوکاریوت بیشتر است. مدل‌سازی سه بعدی این پروتئین در گندم (به عنوان نماینده یوکاریوت‌ها) و باکتری Clostridioides difficile 630 (به عنوان نماینده پروکاریوت‌ها) به روش همولوژی مدلینگ و با استفاده از پایگاه داده Swiss Model پس از انتخاب الگوی مناسب با میزان شباهت بالا که از پایگاه داده PDB استخراج شدند، انجام گرفت. جهت اعتبارسنجی ساختاری مدل ترسیم شده سه بعدی و آنالیز استرئوشیمیایی، نمودار راماچاندران ترسیم و زوایای دی‌هیدرال محاسبه شدند. نتایج ارزیابی کیفیت ساختاری نشان داد که مدل‌های پیشنهادی دارای کیفیت و پایداری مناسبی می‌باشند. مطالعه ساختار پروتئین می‌تواند به درک عملکرد پروتئین کمک کند و بررسی جزئیات ساختار آن می‌تواند در مطالعات جایگاه فعال پروتئین و داکینگ سودمند باشد.
بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده
بهنام بخشی؛ محمدرضا بی همتا؛ سید قاسم حسینی سالکده؛ مسعود توحیدفر
دوره 3، شماره 5 ، اسفند 1392، ، صفحه 93-102
چکیده
تنش خشکی یکی از مهمترین تنشهای غیرزنده است که کشاورزی برنج در ایران را تهدید میکند. یکی از روشهای مفید برای ایجاد تحمل به تنش خشکی در گیاهان، تنظیم بیان‌ژن پس از نسخهبرداری توسط miRNAها است. miRNAها، RNAهای تنظیمکننده کوچک 24-19 نوکلئوتیدی هستند که در تنظیم پاسخ گیاه به تنشهای زنده و غیرزنده نقش دارند. در این تحقیق، پنج miRNA ...
بیشتر
تنش خشکی یکی از مهمترین تنشهای غیرزنده است که کشاورزی برنج در ایران را تهدید میکند. یکی از روشهای مفید برای ایجاد تحمل به تنش خشکی در گیاهان، تنظیم بیان‌ژن پس از نسخهبرداری توسط miRNAها است. miRNAها، RNAهای تنظیمکننده کوچک 24-19 نوکلئوتیدی هستند که در تنظیم پاسخ گیاه به تنشهای زنده و غیرزنده نقش دارند. در این تحقیق، پنج miRNA برای بررسی ناحیه بالادست آنها و ارزیابی تغییر بیان در شرایط تنش خشکی در ریشه برنج انتخاب شدند. از این پنج miRNA، miR1425 و miR1880 اختصاصی برنج و miR162، miR169 و miR172 در بسیاری از گیاهان، حفاظت شده هستند. همچنین، ارزیابی ژن‌های miRNA مورد بررسی نشان داد که بعضی از آنها مثل miR172، دارای عناصر تنظیمکننده مهمی مثل DRE و ABRE در بالادست خود هستند. بررسی تغییر بیان miRNAهای مورد ارزیابی در این تحقیق با استفاده از Realtime-PCR کمی انجام شد. نتایج بررسی تغییر بیان نشان داد که در شرایط تنش خشکی در ریشه miR169 افزایش بیان و miR172 کاهش بیان داشته است؛ اما سایر miRNAهای مورد ارزیابی تغییر معنیداری نداشتهاند. NF-YA و AP2 به‌عنوان مهمترین ژن‌های هدف miR169 و miR172 میتوانند نقش مهمی را در پاسخ به تنش خشکی ایفا کنند.
