دكتر حسين بهاروند از موفقيت تازه پژوهشگران رويان مي گويد

دكتر حسين بهاروند از موفقيت تازه پژوهشگران رويان مي گويد:
اولين نقشه پروتئيني جنيني انسان

اشاره :
از فناوري سلولهاي بنيادي به عنوان دومين انقلاب در زيست شناسي و پزشكي بعد از فناوري زيستي ياد مي شود .فناوري سلولهاي بنيادي در مطالعات زيست شناسي تكويني يا جنين شناسي ، توسعه داروسازي ، ناهنجارشناسي ، سم شناسي و مطالعه عملكرد ژنها در موجود زنده داراي اهميت است . اما مهمترين ارزش اين سلولها در طب پيوند است ، به گونه اي كه اميد محققان آن است كه بتوان روزي با كمك اين سلولها در جهت درمان بسياري از بيماري هاي صعب العلاج گام برداشت كه البته دانشمندان براين اميدند كه 10 سال آينده اين هدف به واقعيت تبديل شود .
در همين خصوص و براي چندمين بار، محققان پژوهشكده رويان ، افتخار ديگري در عرصه هاي جهاني آفريدند و موفق شدند نقشه پروتئيني سلولهاي بنيادي جنين انسان را مشخص كنند . برهمين اساس ، ما نيز با دكتر حسين بهاروند ، عضو هيات علمي پژوهشكده رويان و از مجريان طرح فوق الذكر به گفتگو نشسته ايم .
● ابتدا برايمان مختصري از سلولهاي بنيادي بگوييد و اين كه مطالعات مربوط به stemcell‌ ها به چه زماني بازمي گردند؟
○ دانش آغاز مطالعات سلولهاي بنيادي به حدود 4 دهه پيش برمي گردد ، يعني وقتي پيوند مغز و استخوان انجام مي شد . اما زماني اهميت اين سلولها بيشتر مشخص شدكه حدود 8 سال پيش (1998) سلولهاي بنيادي جنيني توليد شدند .
به طور كلي سلول بنيادي سلولي است كه توان تبديل به انواع سلولها را داشته باشد و در ضمن داراي توان تقسيم بالا يا نامحدودي باشد . سلولهاي بنيادي را براساس منشاء به 3 دسته تقسيم مي كنند:
سلولهاي بنيادي جنيني كه از توده سلولي داخلي بلاستوسيت يعني جنين پيش از لانه گزيني در رحم (در موش 3 روز پس از لقاح و در انسان 7-5 روز پس از لقاح ) به دست مي آيند . اين سلولها ناميرا هستند و از توانمندي تمايزي بسيار بالايي برخوردارند . حتي در موش مي توان از آنها موشي كامل ساخت .
سلولهاي بنيادي بندناف كه به هنگام تولد فراوان ديده مي شوند .
سلولهاي بنيادي بزرگسالان كه امروزه مشخص شده و در اغلب بافتهاي افراد بزرگسال نظير مغز استخوان ، ماهيچه ، پانكراس ، كبد و مغز ديده مي شوند . البته توان تقسيم و تمايز اين سلولها نسبت به سلولهاي بنيادي جنين محدودتر است .
● چه انگيزه اي محققان پژوهشكده رويان را برآن داشت تا به مطالعه روي تعيين نقشه پروتئيني سلولهاي بنيادي بپردازند؟
○ واضح است كه كاربرد سلولهاي بنيادي در هر مقوله نيازمند شناخت كامل آنهاست . پرسشهايي نظير شاخص يا شاخصهاي شناسايي اين سلولها چيست و چه ژن يا ژنهايي در سطح پروتئين يا mRNA در اين سلولها تجلي مي يابد؟ آيا اين پروتئين هاي اختصاصي در طول تكوين يك فرد از جنين به بزرگسالي يا در طول تكامل از موجودات ابتدايي تا پستانداران حفظ شده اند ؟ آيا مي شود با شناخت پروتئين يا پروتئين هاي اصلي و مسير تبديل و انتقال آنها يك سلول فيبروبلاست پوست را تبديل به يك سلول بنيادي نظير سلول بنيادي جنيني كرد ؟ و پرسشهاي ديگري نظير اينها ما را بر اين داشت كه مطالعه تجزيه و تحليل پروتئين هاي سلولهاي بنيادي را شروع كنيم . در مرحله نخست نقشه پروتئيني سلولهاي بنيادي جنيني انساني در پي توليد سلولهاي بنيادي جنيني انساني در پژوهشكده رويان و چاپ مقالات آنها در مجلات بين المللي رويان مشخص شد و مقاله آن نيز در2006 Jun‌ ، در مجله پروتوميكس (proteomics) به چاپ رسيد . اين كار با همكاري پژوهشكده رويان و پژوهشكده فناوري بيوتكنولوژي كشاورزي انجام شد .
● منظور از تعيين نقشه پروتئيني سلولهاي بنيادي جنيني انساني در مطالعه انجام شده دقيقاً چيست؟
○ براساس دانسته هاي نويسندگان مقاله ، مطالعه حاضر مبتني بر تعيين بزرگترين و اولين نقشه پروتئيني سلولهاي بنيادي جنيني انساني است كه درك ما را از زيست شناسي اين سلولها افزايش مي دهد .
بعلاوه اين نقشه در سايت www.royanproteomics.ir نيز قابل دسترسي است . در اين مطالعه هويت 700 پروتئين بيان شونده در سلولهاي بنيادي جنيني انساني با استفاده از روش الكتروفورز دوبعدي و اسپكتومتري جرمي را روشن كرده است و اطلاعات كامل آنها به همراه ابزارهاي جستجوگر قوي در سايت مزبور موجود است.
در واقع ما 6 رده سلول بنيادي جنيني انساني را توليد كرده ايم كه مقالات آنها نيز در مجلات معتبر بين المللي در سالهاي 2004 و 2006 به چاپ رسيده است . ما در مطالعه اخير ، از اين سلولها استفاده و هويت پروتئيني رده هاي سلولهاي بنيادي جنيني انساني رويان H2 ،رويان H3 و رويان H5‌ را مشخص كرده ايم . (در اينجا منظور از رويان همان امبريو يا سلول اوليه جنيني انسان است .)
بعلاوه با مراجعه به اين سايت ، نقشه پروتئيني سلولهاي بنيادي جنيني انسان با نقاطي مشخص شده است كه با كليك روي هر نقطه مي توان اطلاعات مربوط به آن را اعم از توالي پروتئيني ، اسم ژن مربوط به آن و اين كه روي چه كروموزومي قرار دارد مشاهده كرد.
● اين 700 پروتئين شناسايي شده ، از چه نوعي هستند؟
○ فراوان ترين اين پروتئين ها ، چاپ رون ها ، پروتئين هاي گرماشك ، پروتئوزدرم ها و پروتئين هاي پاسخ ده در مقابل استرس بودند . پروتئين هاي فراواني نيز مرتبط با تقسيم و تماير سلولي شناسايي شدند . به بيان ديگر بيشتر اين پروتئين ها در فرايندهاي تاخوردگي و اصلاح پروتئيني و دسته اي نيز در متابوليسم و انرژي نقش دارند .
گفتني است ، زماني كه اين طرح شروع شد، گزارش هايي نيز از ديگر مراكز تحقيقاتي در دنيا كه روي تعيين نقشه پروتئيني سلولهاي بنيادي بند ناف و بزرگسال كار كرده اند ، ارائه شده است .
● مرحله بعدي تحقيقات شما در چه زمينه هايي ادامه خواهد يافت ؟
○ هم اكنون مجريان طرح درصدد هستند پروتئين هاي اصلي را كه در بنيادينگي سلولي نقش دارند ، شناسايي كنند كه در اين خصوص پروتئين هاي جالبي را نيز در سلولهاي بنيادي جنيني موش يافته اند و اميد است بتوان با تحقيقات دقيق تر در بستر سلولهاي بنيادي به شناخت عامل يا عوامل بنيادينگي سلولي (Stem ness) دست يافت و روزي بتوان حتي يك سلول فيبروبلاستي را به سلول بنيادي تبديل كرد

دکتر صالحي جوزاني ، محقق برتر در زمينه توليد نيمه انبوه باکتري بي.تي

تصویر بزرگ

چاپ اين صفحه

افزودن به علاقه مندي ها

نسخه چاپی

فایل اکسل

	ارسال در تاریخ   چهارشنبه 9 دی 1388   توسط مدیریت
	مشاهده 27 مرتبه

صالحي جوزاني ، محقق برتر در زمينه توليد نيمه انبوه باکتري بي.تي

"غلامرضا صالحي جوزاني" متولد سال 1353 يکي از پژوهشگران جوان کشور ، که به دليل خدمات ارزنده در عرصه تحقيقات و پژوهش هاي کشاورزي به چهره اي شناخته شده و خدمتگذار تبديل شده است.
از جمله مسووليتهاي دکتر صالحي، رييس بخش بيوتکنولوژي ميکروبي و ايمني زيستي، عضو هيات علمي و دبير کميته ايمني زيستي پژوهشکده بيوتکنولوژي کشاورزي مستقر در کرج، دبير کارگروه ايمني زيستي وزارت جهاد کشاورزي، عضو متخصصان ايمني زيستي دبيرخانه پروتکل ايمني زيستي کارتاهنا (مونترال کانادا)، عضو کميته ترويج ستاد زيست فناوري کشور، عضو کميسيون هماهنگي شوراي ملي ايمني زيستي است.
همچنين از جمله جوايز و رتبه هاي کسب شده توسط وي مي توان به جايزه ملي زيست فناوري سال 88 از دانشگاه تربيت مدرس،جايزه طرح برتر دانشگاهها و مراکز پژوهشي استان تهران در سال 88، رتبه اول کنکور سراسري ورودي دکتري اعزام به خارج از کشور در سال 1378، رتبه اول دوره کارشناسي ارشد رشته بيوتکنولوژي کشاورزي در دانشگاه تهران سال 1378، رتبه اول دوره کارشناسي رشته زراعت و اصلاح نباتات دانشگاه شاهد سال 76 اشاره کرد.
صالحي جوزاني روز دوشنبه در مورد طرح توليد نيمه انبوه باکتري بي. تي به عنوان سم بيولوژيک کنترل کننده آفات کشاورزي به خبرنگار ايرنا گفت: کنترل آفات و بيماريهاي گياهي با استفاده از سموم شيميايي خسارات جبران ناپذيري بر سلامت مردم و محيط زيست در سرتا سر دنيا وارد نموده است.
وي افزود: در سالهاي اخير براي کنترل آفات و بيماريهاي مختلف، روش جديد کنترل بيولوژيک با استفاده از خود طبيعت مورد توجه و بهره برداري قرار گرفته است .
وي بيان داشت: خوشبختانه بدليل درک صحيح از مزاياي اين روش در کشورهاي دنيا ميزان مبادلات تجاري اين قبيل سموم بيولوژيک در دنيا به بيش از 300 ميليون دلار رسيده و بيش از يکهزار فرمولاسيون و محصولات مختلف تجاري به عنوان سموم و کودهاي بيولوژيک در بازار جهاني عرضه مي شود.
صالحي جوزاني اظهار داشت : باکتري Bt و سموم حشره کش توليد شده توسط آن يک روش ايمن و مؤثر براي کنترل آفات نباتي است که بدليل تاثير بالاي اين باکتري در کنترل آفات خاص و عدم تاثير منفي آن بر محيط زيست و سلامت انسان، به يک عامل بيولوژيک منحصر به فرد تبديل شده است.
وي ادامه داد: در زمان حاضر سموم حاصل از اين باکتري عمده ترين سم بيولوژيک مورد کاربرد در جهان (بيش از 80%) را شامل شده و در سال گذشته ميزان فروش آن در دنيا بيش از 200ميليون دلار بوده است.
وي افزود: متاسفانه، تاکنون تحقيقات جسته گريخته و محدودي در خصوص باکتري هاي بومي Bt در کشور صورت گرفته است.
وي تاکيد کرد: طرح ارايه شده به عنوان جامع ترين تحقيق در زمينه توليد سموم بيولوژيک از باکتري Bt در سطح کشور مي باشد که با حضور يک تيم منسجم کارشناسي از سال 1384 شروع شده و خوشبختانه دستاوردهاي خوبي به همراه داشته است.
صالحي جوزاني از دستيابي به دانش فني توليد نيمه انبوه اين سم با استفاده از ضايعات کشاورزي، چاپ حدود 10 مقاله در مجلات معتبر بين المللي،انجام حدود 7 پايان نامه دانشجويان کارشناسي ارشد در قالب اين طرح و در جريان بودن دو ثبت اختراع داخلي به عنوان بخشي از اين دستاوردها ياد کرد.
وي گفت: از جمله فعاليتهايي که در اين طرح صورت گرفته، تعداد 128 ايزوله باکتري بي تي از مناطق مختلف کشاورزي کشور جداسازي و با استفاده از روش هاي پيشرفته بيوشيميايي و بيولوژي مولکولي شناسايي گرديدند و سپس قدرت کشندگي آنها بر روي آفات پروانه اي (کرم غوزه پنبه و بيد سيب زميني)، آفات سخت بالپوش (سوسک برگخوار نارون، سوسک کلرادوي سيب زميني و سوسک سرخرطومي يونجه) و نماتدهاي انگل گياهي است که مورد بررسي قرار گرفت.
صالحي جوزاني افزود : سويه هاي بومي بين 5 تا 35 ژن شناخته شده مختلف توليد کننده سم حشره کش را دارا بودند. علاوه بر اين تعداد 9 توالي حاوي ژن هاي جديد در سويه هاي باکتري بومي مذکور براي اولين بار در دنيا شناسايي گرديد که تلاش براي شناسايي فعاليت انها و توالي کامل آنها ادامه دارد.
وي با اشاره به اينکه برخي از سويه ها نيز قدرت کنترل کنندگي بالاتر از سويه هاي تجاري خارجي داشتند بيان داشت: در نهايت توليد نيمه انبوه سويه هاي انتخابي با استفاده از ضايعات کشاورزي در سطح پايلوت در بيوراکتور ها بهينه سازي و انجام شد.
رييس بخش بيوتکنولوژي ميکروبي و ايمني زيستي پژوهشکده بيوتکنولوژي کشاورزي مستقر در کرج تصريح کرد: در اين طرح براي توليد انبوه باکتري مفيد مذکور از ملاس چغندر قند- ضايعات صنايع غذايي شامل ضايعات صنايع لبنيات و نمک دريا استفاده شده است که اين کار هزينه توليد اين سم بيولوژيک را بسيار کاهش مي دهد.
وي بيان داشت: در اين تحقيق براي اولين بار از آب دريا به عنوان منبع املاح معدني استفاده شد که نتايج آن نيز بسيار رضايت بخش بود.
وي ادامه داد: آزمايشات تهيه فرمولاسيون سم مذکور براي استفاده در تست هاي مزرعه اي نيز در جريان مي باشد که در آينده اي نزديک پروتکل فرمولاسيون نيز نهايي خواهد شد و نتايج به بخش خصوصي براي توليد انبوه آن و دسترسي کشاورزان منتقل مي شود.
جوزاني با تاکيد بر اينکه طرح هاي تحقيقاتي ديگري در اين خصوص در پژوهشکده بيوتکنولوژي کشاورزي در جريان است اظهار داشت: يکي از مهمترين اولويتهاي تحقيقاتي پژوهشکده بيوتکنولوژي کشاورزي ايران در حال حاضر بيوتکنولوژي توليد سموم بيولوژيکي براي کنترل آفات و بيماريها است.
وي خاطرنشان کرد : در حال حاضر پنج طرح بزرگ تحقيقاتي در خصوص توليد سموم بيولوژيک با استفاده از باکتريها و قارچ هاي مفيد بومي کشور به عنوان جايگزين سموم شيميايي در بخش تحقيقات بيوتکنولوژي ميکروبي و ايمني زيستي پژوهشکده در جريان است که تاکنون دستاورد هاي بسيار خوبي در خصوص آنها بدست آمده و به اميد خدا در آينده اي نزديک دستاوردهاي برخي از آنها به بخش خصوصي منتقل خواهد شد.
وي مهمترين زمينه تحقيقاتي خود را در خصوص توليد سموم بيولوژيک با استفاده از ميکروبهاي مفيد بومي عنوان کرد و اظهار داشت : به طور کلي نيز در زمينه هاي جديدي مثل توليد سوخت هاي زيستي از ضايعات کشاورزي، ايمني زيستي محصولات دستکاري شده ژنتيکي،ايجاد بانک ژن ميکروارگانيسم هاي مفيد بومي، شناسايي مولکولي ميکروارگانيسم هاي مفيد بومي ومهندسي ژنتيک گياهي و ميکروبي طرح هاي متعددي در حال اجرا داريم.
رييس بخش بيوتکنولوژي ميکروبي و ايمني زيستي پژوهشکده بيوتکنولوژي کشاورزي در مورد مشکلات پيش روي نخبگان و پژوهشگران کشور گفت: خوشبختانه در چند سال اخير حمايت هاي دولت و مسئولان از پژوهشگران به مراتب بيشتر از قبل بوده که اين موضوع جاي تقدير و تشکر دارد،
وي تاکيد کرد : با توجه به برنامه هاي توسعه کشور تا سال 1404 و جايگاه علمي تعيين شده براي کشور در سطح منطقه يعني جايگاه اول علمي، نياز به حمايت هاي جدي بسيار بيشتري است.
وي اظهار داشت: يکي از دغدغه هاي مهم مراکز تحقيقاتي و محققان کشور کمبود بودجه پژوهشي است بطوريکه هنوز ميزان بودجه اختصاص داده شده به بحث پژوهش نسبت به استانداردهاي جهاني بسيار پايين تر است و در حد 30 درصد آن مي باشد.
وي ادامه داد: با توجه به اينکه براي حرکت در لبه هاي علمي نياز به تجهيزات پيشرفته و امکانات کافي مي باشد در صورتيکه ميزان بودجه عمراني و جاري براي امر پژوهش کافي نباشد دستيابي به اهداف پيش بيني شده در اسناد بالادستي محقق نخواهد شد.
وي افزود: علاوه براين علي رغم افزايش حمايت هاي دولتي از محققان و نخبگان در چند سال اخير، يکي ديگر از مشکلات پژوهشگران و نخبگان علمي عدم توجه و حمايت کافي به آنها مي باشد بطوريکه متاسفانه به همين دليل شاهد مهاجرت هاي علمي محققان و نخبگان کشور به ساير کشورها مي باشيم.
وي خاطرنشان کرد: از ديگر مشکلات مهم در کشور عدم اتصال چرخه تحقيق، نوآوري و توليد به هم مي باشد، بطوريکه بدليل عدم وجود زير ساخت کافي و به روز شده در بخش صنعتي کشور در بسياري از موارد نتايج علمي و نواوري ها وارد مرحله ايجاد ثروت نمي شوند.
صالحي جوزاني وضعيت پژوهش کشورمان را در مقايسه با کشورهاي ديگر بسيار خوب ارزيابي کرد و بيان داشت: بدليل افزايش حمايتها از سيستم پژوهشي کشور در 10 سال اخير خوشبختانه در زمينه توليد علم و توليد دانش فني در سطح دنيا ،ايران رشد چشمگيري داشته است.
وي گفت: به عنوان مثال چاپ مقالات در مجلات معتبر بين المللي از ميزان سه رقمي به چهار رقمي در سال 88 (چيزي حدود 20 هزار ) رسيده است که اين خود نشانگر پيشرفت در عرصه پژوهش مي باشد.
رييس بخش بيوتکنولوژي ميکروبي و ايمني زيستي پژوهشکده بيوتکنولوژي کشاورزي اظهار داشت: علاوه بر اين در زمينه هاي مختلف فناوريهاي نوين در حال حاضر کشور جايگاه خوبي را در سطح بين المللي بدست آورده است. براي مثال در فناوري نانو در حال حاضر کشور جايگاه 15 دنيا را اشغال نموده و يا در بحث بيوتکنولوژي کشور جايگاه 24 دنيا را دارد.
صالحي جوزاني افزود : همچنين در زمينه مختلف مثل پروتئوميکس، سلول هاي بنيادي و شبيه سازي حيوانات نيز جايگاههاي خوبي براي کشور وجود دارد، لذا در مجموع وضعيت علمي کشور نسبت به ساير کشورها در جايگاه نسبتا خوبي است و انتظار مي رود حمايتهاي منسجم تري از محققان و مراکز پژوهشي کشور صورت پذيرد تا بتوانيم به جايگاه علمي مناسب در سطح بين المللي دست پيدا کنيم.

 

منبع : خبرگزاری جمهوری اسلامی

کد :

برآورد همبستگی­های ژنتیکی و فنوتیپی وزن بدن و صفات کیفی و کمی تخم مرغ

برآورد همبستگی­های ژنتیکی و فنوتیپی وزن بدن و صفات کیفی و کمی تخم مرغ

ندا فرزین¹, رسول واعظ ترشیزی², ناصر امام جمعه کاشان³ و ابوالقاسم سراج⁴

¹ دانش آموخته کارشناسی ارشد دانشگاه تربیت مدرس [e-mail]

 ² استادیار گروه علوم دامی دانشکده کشاورزی دانشگاه تربیت مدرس 

³ استاد گروه علوم دامی مجتمع عالی ابوریحان دانشگاه تهران

⁴ دانش آموخته گروه علوم دامی دانشکده کشاورزی دانشگاه تربیت مدرس

 

هدف اصلی تحقیق حاضر برآورد همبستگی­های ژنتیکی و فنوتیپی وزن بدن با صفات کیفی و کمی تخم مرغ بود. در ابتدا وزن شش هفتگی 110 مرغ با شجره معلوم ثبت و از هر یک از آنها در سن 32 هفتگی تعداد دو عدد تخم جمع‌آوری شد. وزن و خصوصیات کمی وکیفی تخم مرغ ها (ضخامت و استحکام پوسته تخم مرغ، وزن تخم مرغ، وزن زرده، وزن آلبومین، ارتفاع آلبومین، واحد‌ هاو) و نوع و مقدار اسیدهای چرب زرده (اسیدهای چرب پالمتیک، پالمیتولئیک، استئاریک، اولئیک و لینولئیک) اندازه گیری شد. برای تعیین نوع و مقدار اسیدهای چرب از دستگاه کروماتوگراف گازی استفاده گردید. مولفه های کوواریانس ژنتیکی افزایشی، باقیمانده و فنوتیپی و پارامترهای حاصل از آنها براساس تجزیه و تحلیل چند متغیره با استفاده از نرم افزار DFREML برآورد شد. همبستگی­های ژنتیکی افزایشی وزن شش هفتگی با صفات ضخامت پوسته و وزن آلبومین مثبت (به ترتیب 65/0 و 25/0) و با صفات وزن زرده, ارتفاع آلبومین و واحد هاو منفی (به ترتیب78/0- , 91/0- و 96/0-) بود. همبستگی­های ژنتیکی افزایشی بین وزن شش هفتگی و صفات استحکام پوسته و وزن تخم مرغ نیز کم (به ترتیب 06/0- و 01/0) برآورد شد. دامنه همبستگی­های فنوتیپی بین وزن شش هفتگی و صفات تخم مرغ از 05/0- (بین وزن شش هفتگی و وزن زرده) تا 14/0 (بین وزن شش هفتگی و ضخامت پوسته) متغیر بود. این نتایج نشان داد که با انتخاب در جهت افزایش وزن بدن، وزن زرده، ارتفاع آلبومین و واحد هاو کم می شود. همبستگی­های ژنتیکی افزایشی وزن شش هفتگی با اسیدهای چرب پالمتیک، استئاریک، اولئیک و لینولئیک منفی (به ترتیب 01/0- , 26/0- , 66/0- و 04/0-) و با اسید چرب پالمیتولئیک مثبت (96/0) بود. دامنه تغییرات همبستگی های فنوتیپی بین وزن شش هفتگی و اسیدهای چرب زرده از 14/0- (بین وزن شش هفتگی و اسید استئاریک) تا 07/0 (بین وزن شش هفتگی و اسید پالمتیک) بود. این نتایج نشان داد که با انتخاب در جهت افزایش وزن بدن مقدار اسیدهای چرب زرده تخم مرغ کاهش می­یابد.

واژه های کلیدی: همبستگی ژنتیکی, وزن بدن, صفات کمی و کیفی تخم مرغ و اسیدهای چرب زرده

 توانایی منحصر به فرد کرم ابریشم در خوردن سموم برگ توت

محققان ژاپنی کشف کردند که کرم ابریشم توانایی ویژه ای در تولید آنزیمی دارد که با کمک این آنزیم می تواند مواد قلیایی سمی موجود در برگهای درخت توت را هضم کند.

به گزارش خبرگزاری مهر، دانشمندان دانشگاه توکیو که نتایج تحقیقات خود را در مجله Journal of Biological Chemistry  منتشر کرده اند دریافتند که کرمهای ابریشم توانایی منحصربه فردی دارند. درحقیقت این کرمها می توانند بدون هیچ مشکلی مواد سمی قلیایی (آلکالوئیدها) موجود در برگهای درخت توت را بخورند. این محققان با بررسی دستگاه گوارش کرم ابریشم دریافتند که در معده این کرم نوعی آنزیم تولید می شود که می تواند قند ساکاروز را به قند فروکتوز تبدیل کند. برگهای درخت توت که غذای اصلی کرمهای ابریشم هستند محتوی میزان زیادی آلکالوئید است. این آلکالوئید که بسیار سمی است آنزیمهایی را که توانایی گوارش ساکاروز را دارند متوقف می کند. این دانشمندان کشف کردند که کرم ابریشم نوعی آنزیم با عنوان "بتا- فروکتوفورانوکسیداز" تولید می کند. این آنزیم مسئول هیدرولیز قند ساکاروز به فروکتوز است و عملکرد آن با این آلکالوئیدها متوقف نمی شود. این محققان ژنوم کرم ابریشم را مورد بررسی قرار دادند و دو ژن را بر رمزگذاری آنزیم "فروکتوفورانوکسیداز" شناسایی کردند که تنها یکی از آنها به طور موثری در این کرم بیان می شود. این ژن که BmSuc1 نام دارد می تواند کرم ابریشم را در مقابل مواد سمی موجود در برگ توت مقاوم کند.

پروتئين های 3-3-14 _نقش درسرطان و بيماری های انسانی

پروتئين های  3-3-14  _نقش درسرطان و بيماری های انسانی (بخش اول)

رضا محمدزادگان

دانشگاه شيراز

پروتئين های 14-3-3 خانواده ای از ملکولهای موجود در سلولها هستند که در مسيرهای تشخيصی پروتئين کينازی در تمام سلولهای يوکاريوتيک همکاری می کنند. پروتئين های 14-3-3 با عمل کردن بعنوان نقشه های اتصال فسفوسرين/فسفوترئونين در بر همکنش های وابسته به فسفريلاسيون بين پروتئين ها، کنترل پيشرفت چرخه سلولی، آغاز شدن و ادامه يافتن چک پوينت های آسيب DNA، فعال سازی MAPکيناز، جلوگيری از آپوپتوزيس و هماهنگ کردن سيگنالهای درونی و حرکت سيتواسکلتی ايفای نقش می کنند. با توجه به نقش پروتئين های 14-3-3 در بيماريهای انسانی بخصوص سرطان،  در اين مقاله در مورد تنظيم ساختار 14-3-3 و اتصال آن به ليگاند بحث خواهيم کرد و آخرين اطلاعات در مورد نقش ايزوتيپ های مختلف 14-3-3، برهمکنش پروتئين های 14-3-3 با  Raf، Cdc25 و اعضای متنوع اينتگرين ها و ويژگی هايی از پروتئين 14-3-3 که ممکن است در درمان بيماری های انسانی به عنوان هدف مورد استفاده قرار گيرند را به اطلاع می  رسانيم.

پروتئين های 14-3-3 از جمله فراوانترين پروتئين های سلولی هستند که در سال 1967 بعنوان خانواده ای از پروتئين های اسيدی کشف شدند، اما نقش واقعی آنها تا 1995 ناشناخته بود . در اين زمان موسلين و همکارانش که روی فسفريلاسيون Raf و اتصال 14-3-3 مطالعه می کردند و نيز موريسون و همکارانش کشف کردند که پروتئين های 14-3-3 بطور اختصاصی به پپتيدهای حاوی فسفوسرين متصل می شوند، ازينرو پروتئين های 14-3-3 به عنوان بهترين مثال ملکول های اتصال فسفوسرين/ترئونين مطرح شدند. اين نکته که دمين های تشخيصی الگو قادرند به توالی های کوتاه حاوی فسفوتيروزين مثل دمين های SH2 و PT متصل شوند  بخوبی درک شده بود اما تصور می شد که فسفريلاسيون پروتئين بدنبال اتصال سوبسترا به دمين های اتصال فسفری الگو برای فرمان دهی وقايعی که منحصرا بوسيله نوع خاصی از پروتئين کيناز واسطه گری می شوند انجام شده است. بر خلاف اين تصور می شد سيگنال دهی سلولی بوسيله سرين و ترئونين کيناز که حدود 92 درصد پروتئين کينازهای انسان را تشکيل می دهند بوسيله ساير مکانيسم ها مثل تغيير شکل فضايی بدليل فسفريلاسيون سوبسترا انجام شود که اين مطالب کاملا مورد تائيد است. بهرحال سلول های يوکاريوت دربردارنده همايش های متنوع دمين اتصالی فسفوسرين/ترئونين با پروتئين های14-3-3 است. اين دمين ها مثل خود پروتئين های 14-3-3 در کنترل تکثير سلولی در پاسخ سلول ها به آسيب DNA  و همينطور هماهنگ کردن مکانيسم های ميتوزی نقشی حياتی ایفا می کنند.

اصطلاح 14-3-3 به خانواده ای از پروتئين های ديمری اسيدی که در تمام سلولهای يوکاريوتی تجلی پيدا می کنند اطلاق می شود. اين خانواده پروتئين های بسيار حفاظت شده شامل 7 ايزوتيپ مختلف در سلولهای انسان (β، γ، δ، ε، ζ، η، ι) می شود که نقشی حياتی در تنظيم پديده های سلولی مختلفی ازجمله بقای چک پوينت های چرخه سلولی و تعمير DNA، جلوگيری از  آپوپتوزيس ، شروع تمايز، هماهنگی چسبندگی سلولی و حرکت سلولی بر عهده دارد. تمام پروتئين های 14-3-3 به موتيف های پپتيدی حاوی فسفوسرين/ترئونين که مسئول توالی های RSXpSXP يا RXXXpSXP هستند متصل می شوند. بسياری از پروتئين های اتصالی به 14-3-3 حاوی توالی هايی هستند که بشدت با اين موتيف ها جفت می شوند، اگرچه اتصال تعدادی از ليگاندها به 14-3-3 مستقل از فسفر و در حالتی اتفاق می افتد که توالی های آنها به اين موتيف ها شباهتی ندارد. اخيرا پوزلو و همکارانش برای تشخيص بيش از 200 نوع از ليگاندهای اتصالی به 14-3-3 از تکنولوژی کروماتوگرافی ميل ترکيبی و اسپکترومتری جرمی استفاده کرده اند، تمام اين ليگاندها توانائيشان را برای اتصال به 14-3-3 بر اثر دفسفريلاسيون با سرين/ترئونين فسفاتاز PP2A در محيط درشيشه از دست می دهند. برخی از پروتئين ها که به ستون تمايلی 14-3-3 متصل می شوند حاوی توالی هايی هستند که بشدت با موتيف های اتصالی مناسب جفت می شوند، درحاليکه بقيه عليرغم اتصال ويژه فسفری به 14-3-3 تنوع زيادی در توالی حفاظت شده نشان می دهند.

تصور می شود تمام پروتئين های 14-3-3 دارای ساختار سوم مشابهی باشند، ساختارهای ساخته شده از يک α هليکس برای هر منومر 14-3-3 که عملکرد بيولوژيک مشابه ديمر دارد و تا حدودی خم شده و ساختاری U شکل را ايجاد می نمايد. 4تا از اين αهليکس ها مستقيما در شکل گيری ديمر شرکت نموده در حاليکه سايرين ديوارهای کناری و سقف U را می سازند. اتصال 14-3-3 به موتيف های حاوی توالی های فسفوسرين/ترئونين حاوی برهمنکش های مستقيم بين فسفات با ليزين49 و آرژنين56 در هليکس αC و آرژنين 127 و تيروزين128 در هليکس αE است. در ساير ملکول های اسيدی اين زيرواحدها يک پاکت ابتدائی را شکل می دهند  که مثالی از توانائی فسفريلاسيون سرين/ترئونين سوبسترا برای فعاليت به عنوان ليگاند اتصالی کنترل کننده تغييرات ملکولی است. وانگ و شاکس تمام توالی های 14-3-3 شناخته شده تا سال 1996 را مقايسه کرده و  5 بلوک حفاظت شده در خانواده 14-3-3ها را کشف کردند. اين مناطق حاوی هليکس های اتصال ليگاندی(αI، αC، αE و αG) می باشند که در منطقه انتهايی هليکس αA، لوپ اتصالی αA/αB و منطقه ابتدايی هليکس αB که قسمت های مهمی از ساختار ديمری را شکل می دهند وجود دارند. 14-3-3ها هرچند توالی حفاظت شده  و ساختاری مشابه دارند اما بطور يکسانی به يک ليگاند بخصوص متصل نمی شوند. اگرچه تعداد اندکی از برهمکنش های ويژه ايزوتيپی برای اتصال بخوبی مشخص شده اند اما با توجه به اهميت بسيار زيستی آنها شايسته است تحقيقات بيشتری در اين خصوص انجام شود.

تعدادی از اعضا خانواده 14-3-3 ازجمله β و ζ  می توانند به کنترل های پس ترجمه ای با فسفريلاسيون پاسخ دهند. آيتکن و همکارانش و نيز دوبيس و همکارانش معين کردند در سيستم های درشيشه و در مجود زنده  پس از فسفرِلاسيون چندين مکان از پروتئين های 14-3-3 بعنوان هدفی برای کينازهای ابتدايی يا ساير کينازها هستند. مدل سازی ساختاری و تحقيقات تجربی مستقيم با استفاده از Raf اين نظريه را مطرح می کند که فسفريلاسيون اين محل ها می تواند توانائی اتصال فسفری 14-3-3 را تغيير دهد. ابسيلوا و همکارانش گزارش نمودند که فسفريلاسيون تيروزين 233 در  14-3-3ζ با کازئين کيناز Ι سبب تغيير کنفورميشنی در C ترمينال  و در نتيجه کاهش اتصال ليگاندی وابسته به فسفر و سرکوب فعاليت سروتونين N استيل ترانسفراز 14-3-3 تحريک شده در محيط درشيشه می شود. پاول و همکارانش کشف کردند که در سيستم درشيشه  MAPKAP کيناز 2 می تواند با  14-3-3ζ در سرين58 برهمکنش داشته و البته آنرا فسفريله نمايد .  بررسی مدل رايانه ای در تحقيقاتی که با استفاده از موتان  14-3-3  S58D انجام شد اثر فسفريلاسيون در توانائی ديمری شدن  14-3-3 را تائيد کرد.

در سری آزمايشات مهمی شان و همکارانش نشان دادند که تنظيم  14-3-3 بواسطه فسفريلاسيون در شکل منومری بيش ازشکل  ديمری انجام می شود. علاوه براين آنها اتصال فرم ديمری(شکل وحشی) و منومری(جهش يافته) پروتئين های 14-3-3 به پروتئين های اندوژن فسفريله و غيرفسفريله را در سلول های COS-7 و HEK  با استفاده از آنتی بادی برعليه يکی از موتيف های اتصالی فسفری  14-3-3 (RSXpSXP) و عصاره های پروتئين های مارکدار شده  [35]-S  مطالعه کردند. هرچند بسياری از پروتئين های مارکدارشده [35]-S  به شکل مو.تان GST (منومری)   14-3-3 متصل هستند اين برهمکنش مستقل از فسغر است،  در حاليکه فقط پروتئين هايی که به GST- 14-3-3  ديمری(شکل وحشی)  متصل می شوند  بوسيله آنتی بادی ويژه  موتيف  14-3-3 شناسايی می شوند. از اين نتايج  می توان چنين استنباط نمود که مهار القاشده فسفريلاسيون ديمری شدن 14-3-3 مستقيما زير مجموعه ليگاندهای اتصالی در محيط زنده را تغيير می دهد و بطور غيرمستقيم اتصال ليگاندها به پروتئين های 14-3-3 باقی مانده را با کاهش مقدار ایزوتيپ های مشخص 14-3-3 در مخزن ديمری تحت تاثير قرار می دهد.

مکانيسم ديگر تنظيم کمپلکس ليگاند:14-3-3 تنظيم ترجمه خانواده 14-3-3 است. منطقه پروموتر و قطعات ´5 ترجمه نشده ايزوفرم های متفاوت 14-3-3 متنوع است که مستلزم وجود مکانيسم های تنظيم ترجمه ای متفاوتی است. آيتکن نشان داد که ايزوفرم های 14-3-3 در ويژگی های خود برای همو و هتروديمری شدن متفاوتند. ازينرو  هتروديمرهای متفاوت احتمالا به ليگاندهای هدف متفاوتی متصل شده و يا به يک ليگاند هدف مشابه اما با ميل ترکيبی متفاوت متصل می شوند، اين تغييرات در تجلی ايزوفرم های ويژه 14-3-3به احتمال زياد به تغييرات مفصل بلندتری در سيگنال دهی سلولی می انجامد. بعلاوه تجلی سطح بالای يک ايزوفرم احتمالا تجلی ايزوفرم ديگری را متوقف کرده و از ديمر شدن آن با ايزوتيپ کمتر شايع سوم جلوگيری می نمايد، اين پديده را تداخل ايزوتيپی می نامند. برای فهم ارتباطات مجزای هتروديمر ها و نيز تداخل ايزوتيپی در سيگنال دهی وابسته به 14-3-3 مطالعات وسيعتری لازم است.

طبيعت ديمری پروتئين 14-3-3 به آن اجازه اتصال همزمان به بيش از يک مکان روی ليگاند هدف را می دهد. يک مدل برای عمل 14-3-3 شامل اتصال يک باقيمانده نگهبان دروازه غالب است که محل های دومی با ميل ترکيبی کمتر برای  14-3-3 فراهم می آورد. دراين مسير احتمالا ساختار پايدار  14-3-3 بعنوان ملکولی سندانی شکل برای تثبيت شکل فضايی ليگاندهای متصل عمل می کند. اين کنفورميشن های اتصالی  14-3-3 می تواند فعاليت کاتاليتيکی پروتئين متصل به آن (Raf ، استيل سروتونين ترانسفراز، Chk1 و Wee1 ) را افزايش دهد و پروتئين های فسفريله شده (Cdc25c و NUDEL) را جداکرده و یا ساير وقايع فسفريلاسيون ديگر (BAD) را تسهيل می نمايد. علاوه بر اين اتصال  14-3-3 احتمالا توالی های هدف سلول را پوشانده يا از بين می برد، در نتيجه تغيير در صادرات و واردات هسته يا ساير اندامک ها با تداخل ملکولی بوجود می آيد.

 نکته جالب آنست که هرچند پروتئين های  14-3-3 در تمام سلولهای يوکاريوت ازجمله گياهان، مخمر و پروتئوزوآها تجلی می يابند اما يک جد پروکاريوتی مشخص معلوم نيست. عليرغم همولژی زياد توالی ها و ساختار سوم پروتئين های  14-3-3 مسيرهايی که اين پروتئين ها در آن عمل می کنند بطور قابل توجهی متنوع است. از اين نکته می توان نتيجه گرفت که تکامل يوکاريوتيک ترکيبات سيگنال دهی جديد و مسيرهای متنوعی را برای کسب سود از عملکرد  14-3-3 بوجود آورده تنوع تعداد ايزوفرم های  14-3-3 در موجودات عالی تر لزوم وجود تنظيم مناسب برهمکنش ها برای کسب عملکردهای مجزا در شبکه کمپلکس سيگنال دهی را خاطر نشان می سازد. تغيير برخی از اين پيچيدگی ها  و ويژگی های ايزوفرم ها در سيگنال دهی  14-3-3 در گزارشات اخير بيماری های انسانی تائيد شده است.

تغييرات تجلی بسياری از پروتئين های 14-3-3 با چندين سرطان انسانی مرتبط است. تنظيم کاهشی 14-3-3δ با تعدادی از سرطانهای اپيتليالی انسان مرتبط است. ورکوتر- ادوارت (Vercoutter-Edouart) و همکارانشان  نشاندادند که  14-3-3δ براحتی در ژل دوبعدی رنگ آميزی شده با کماسی از سلولهای اپيتليالی نرمال سينه قابل تشخيص است ، اما در نمونه پروتئين های سرطان سينه که پس از هضم تريپسين  بوسيله MALDI-TOF و MS/MS تيمار شده اند قابل تشخيص نيستند.  فرگوسن ( Ferguson) و همکارانش نيز از طريق آناليز  SAGE  معلوم  کردند که سطح RNA  پيامبر 14-3-3δ در 45 مورد از 48 کارسينومای ابتدائی سينه تا سطوح بسيار پائين کاهش می يابد و بررسی های بيشتر مشخص نمود که در اين سلولها بشدت هيپرمتيلاسيون  اتفاق افتاده بطوری که در 75 مورد از 82 کارسينومای سينه مورد بررسی در جزاير CpG  مکان ژنی (لوکوس) 14-3-3δ هيپرمتيلاسيون شديد رخ داده و سبب خاموشی ژن مذکور می گردد. علاوه براين ، کشت  اين سلولها با 5آزا 2́ داکسی سيتيدين  سبب می شود متيلاسيون زايی در ژن انجام شده و سنتز 14-3-3δ  mRNA افزايش يابد. آمبريخت (Umbricht)  و همکارانش گزارش کردند که در بيماران با سرطان سينه ناحيه پروموتور 14-3-3δ حتی در بافت نرمال احاطه کننده مجاور تومور ( منطقه سرطانی ) هيپرمتيله شده اند. اين اطللاعات در حاليکه هيچکدام از بافت های کنترلی افراد نرمال اين پديده را نشان نداده اند بيانگر آنست که خاموشی ژن 14-3-3δ به احتمال زياد واقعه ای زود در سرطانزايی سينه است .

اخيرا" اورانو (Urano) و همکارانش مکانيسمی ديگر را تشخيص دادند که بواسطه آن سلولهای سرطان سينه سطح پروتئين 14-3-3δ را کاهش می دهند، دراين حالت اين سلولها از طريق تنظيم افزايشی پروتئين Efp ( نوعی ليگاز اوبی کوئيتينی وابسته به انگشت حلقه ای موسوم به  E3 ) که 14-3-3δ را بوسيله پروتئوزوم از بين ميبرد عمل می کنند. زمانی که  سلولهای MCF7 که با Efp آنتی سنس کشت شده بودند به موش های آتيميک پيوند شوند در مقدار 14-3-3δ افزايش نشانداده و سبب کاهش اندازه تومور می شوند.  از آنجايی که موارد مشابه تنظيم کاهشی 14-3-3δ در کارسينومای ريه، نئوپلازی فرج فلسی شکل، کارسينومای مثانه، کارسينومای سلولهای جگر، کارسينوماهای دهانی و کارسينوما های سلول های فلسی  شکل سر وگردن  ديده می شود نقشی عمومی برای 14-3-3δ بعنوان ژن مهارکننده تومور محتمل بنظر می آيد.

با توجه به داده هايی که از آزمايشات منظم در لابراتوار وگلستين (Vogelstein) بدست آمده اينگونه بنظر می آيد که در سلولهای اپيتليالی 14-3-3δ نقش مهمی را در پديده تقويت چک پوينت G2/M پس از آسيب  DNA  برعهده دارد. هرم کينگ (Hermeking) و همکارانش اعلام کردند که 14-3-3δ پاسخ اصلی ژن p53 در سلولهای HCT116 است که در معرض عوامل مخرب DNA قرار گرفته اند و  نقش حفظ چک پوينت G2/M را برای 14-3-3δ در نظر گرفتند. و اين در حالی بود تصور می شد  14-3-3δ با تجزيه کردن Cdc25C در چک پوينت G2/M  دخالت دارد. بهر حال 14-3-3δ نقشی منحصربفرد در اين پديده دارد هرچند که اکنون مشخص گرديده  برهمکنشی با Cdc25C ندارد.

چان(Chan) و همکارانش نشان دادند در سلولهای HCT116 همولوگ و نوترکيب که 14-3-3δ  هدف قرارگرفته، 14-3-3δ نقشی اساسی در برقراری چک پوينت G2/M پس ازقرار گرفتن در معرض آدرياميسين (adriamycin) ايفا می نمايد. سلولهای ابتدايی 14-3-3δ-/-HCT116  که فاقد توانايی برقراری چک پوينت G2/M می باشند پس از قرار گرفتن در معرض آدرياميسين  مرگ سلولی پس از آن را تجربه می نمايند که اين واقعه فاجعه ميتوزی خوانده می شود. چان و همکارانش اعلام کردند که سلولهای  14-3-3δ-/-HCT116 قادر نيستند در سيتو پلاسمی که با آدرياميسين تيمار شده Cdc2/cyclin B1 را تجزيه کرده و اين پديده سبب می شود منجر به افزايش چک پوينت G2/M می شود. بر همکنش بين 14-3-3δ و Cdc2 در چندين بقررسی ديگر نيز گزارش شده است، اما بسياری از سئوالات با توجه به وسعتی که اين برهمکنش وابسته به صدمه DNA  ونيز مدوله شدن آن  بوسيله  سيگنال سلولی  دارد باقی مانده است.

بسياری ازمنابع تاکيد می کنند که فعال شدن p53 پس از صدمه  DNA مستقيما سطح 14-3-3δ را افزوده و اين افزايش تنظيم شده برای برقراری چک پوينت G2/M ضروری است. بر همکنش بين p53  و 14-3-3 پيچيده است و بنظر می آيد که حداقل تا حدودی وابسته به نوع سلول باشد. بعنوان مثال 14-3-3δ و ساير ايزوتيپ های 14-3-3 احتمالا  مستقيما به خود p53 متصل شده که سبب می شود عمل اتصال به DNA و فعاليت p53 بعنوان يک فاکتور رونويسی زياد شود. وترمن(Waterman) و همکارانش گزارش کرده اند که اين برهمکنش ها  در سلولهای قرارگرفته در معرض عوامل آسيب رسان به DNA بين محل نامناسبی از بايندينگ سايت 14-3-3 به p53  یعنی (Ser-378) بود و منجر به ديفسفوريلاسيون همزمان Ser-378 برای ساخت بايندينگ سايت 14-3-3 می شد. استارويدی(Stavridi) و همکارانش گزارش کردند که در سلولهای موتان p53 که قادر به اتصال  14-3-3 به Ser-378 نيستند فعاليت رونويسی کمتر از حالت عادی است. علاوه بر اين اين نويسندگان اعلام کردند که در سلولهای غير اپيتليالی در زمان صدمه DNA  ايزوفرم های ε ، γ و τ  بيش از 14-3-3δ با p53  برهمکنش دارند. در حاليکه اکثر پروتئين های 14-3-3 در بسياری از انواع سلولها بيان می شوند،  14-3-3δ اصولا در سلولهای اپيتليالی بيان می شوند. بعدا يانگ(Yang)  و همکارانش توانستند برهمکنش های وابسته به صدمه DNA بين  14-3-3δ و p53 را در سلولهای اپيتليالی ريه انسان کشف کنند. همانطدر که انتظار می رفت برهمکنش بين 14-3-3δ و p53  سبب پايداری p53 و افزايش فعاليت رونويسی آن می شود. بطور کلی سطح عمومی MDM2 (ليگاز E3 اوبی کوئيتينی که بر p53 اثر تنظيمی منفی دارد) زمانی که سطح  14-3-3δ افزايش يابد دچار کاهش می گردد.

عليرغم اهميت  p53 در بيان 14-3-3δ سلولهای اپيتليالی p53-/- سطح بيان پايه 14-3-3δ را حفظ می نمايند. در اين مورد p63 ( وشايد p73) نيز می توانند به پروموتر سيگما متصل شوند که يادآور وجود اشکال مختلفی از تنظيم می شود. وبر (Weber) و همکارانش نشان دادند که سلولهای p53-/-HCT116 هنوز پروتئين 14-3-3δ را در حد پايه بيان می کنند، و سطح آن احتمالا در پاسخ به قرارگرفتن در معرض آدرياميسين (همانند سلولهای طبيعی HCT116) افزايش می يابد. بر عکس چان و همکارانش اعلام کردند که در سلول های HCT116 با قرار گرفتن در معرض آدرياميسين  سطح پروتئين 14-3-3δ در سلول بشدت افزايش می يابد. در سلولهای اپيتليالی در غياب فعاليت تحريکی 14-3-3δ بر فعاليت p53 نيز شاهد فعاليت p53 در کنترل چک پوينت خواهيم بود که نشاندهنده  چند مقصدی بودن p53 است. مثلا درحاليکه سلولهای p53-/-HCT116 نمی توانند سطح p21 را بيافزايند سلولهای HCT116 14-3-3δ-/- دارای اين توانايی هستند، و اين بيانگر انست که تنظيم رونويسی p21 توسط p53 کاملا وابسته به حضور 14-3-3δ نيست. دو لورنزی(De Laurenzi) و همکارانش نشان دادند که p63 وp73 می توانند در تنظيم سطح p21 از طريق تنظيم رونويسی نقش داشته باشند، اما بهرحال نقش دقيق آنها در وقايع  صدمه DNA هنوز نا مشخص باقی مانده است. از آنجايی که تحقيقات بونز(Bunz) و همکارانش و چان و همکارانش نشان داد که سلولهای p53-/- ،  سلولهای 14-3-3δ-/- و سلولهای p21-/- همگی قادرند چک پوينت G2/M را آغاز کنند(البته قادر به حفظ آن نيستند) لذا بنظر می رسد 14-3-3δ و p21   در مسيرهای موازی ای که برای بقای توقفG2/M عمل می کنند، هردو p53 را مورد هدف قرار می دهند.

بررسي مقايسه‌اي يافته‌هاي سيتوژنتيك در لنفوسيت‌هاي خون محيطي

بررسي مقايسه‌اي يافته‌هاي سيتوژنتيك در لنفوسيت‌هاي خون محيطي در بيماران مبتلا به سرط ان پروستات و هيپرپلازي خوش‌خيم پروستات (BFH) با استفاده از G - banding, / حميدرضا وزيري؛ به راهنمايي: محبوبه راعي.

 

وزيري، حميدرضا

 

 

150 صفحه، تصوير، جدول، نمودار، كتابنامه

پايان نامه (كارشناسي ارشد) -- دانشگاه تهران، 1376

h t t p : / / d a t a b a s e . i r a n d o c . a c . i r

بررسي مقايسه‌اي يافته‌هاي سيتوژنتيكي در لنفوسيتهاي خون محيطي بيماران مبتلا به سرطان پروستات و هيپرپلازي خوش‌خيم پروستات (BPH) با استفاده از G-banding: سرطان پروستات اكنون شايع‌ترين سرطان تشخيص داده شده در كشورهاي غربي است و همچنين دومين علت منجر به مرگ از سرطان در مردان مي‌باشد. سن متوسط تشخيص براي اين بيماري در حدود 70 سال است . تغييرات كروموزومي (ساختاري و ˆ يا عددي) در نئوپلاسمهاي انساني مي‌تواند در تشخيص ، پيش آگهي، جنبه‌هاي مولكول و دسته‌بندي تعداد زيادي از تومورهاي بدخيم مفيد باشد. دو هدف در بررسي كروموزومي تومورهاي بدخيم مفيد باشد. دو هدف در بررسي كروموزومي تومورهاي بدخيم وجود دارد. اول 0 كدام بازآرايي‌هاي كروموزومي در ايجاد سرطان ضروري‌اند و كدام تغييرات در طي پيشرفت تومور به وقوع مي‌پيوندند. وقتي اطلاعات سيتوژنتيكي با جزئيات كامل و ثابت بدست آمد، استراتژي بعدي پيدا كردن اين است كه ناهنجاريهاي در سطح كروموزومي با چه ناهنجاريها در سطح مولكولي مطابقت دارد يعني مشخص كردن تغييرات ژني كه رشد نئوپلاسم را باعث مي‌شود. دوم - حتي قبل از اينكه چنين فهم اساسي از فرآيندهاي پاتوژنيك بدست آمد الگوي كاريوتايپي مشخص انواع تومورهاي مختلف بايستي با پارمترهاي پاتولوژيك و باليني مطابقت داشته باشد تا دقت تشخيص را افزايش دهد و منجر به بهبود پيش‌آگهي شود. سرطان پروستات يكي از مشكلترين سرطانها براي بررسي كردن ا نظر سيتوژنتيكي است . مشكلات متعددي در بررسي اين سرطان به وسيله تكنيك مستقيم وجود دارد. مشكلات اصلي عبارتند از: عدم دستيابي به ميتوز قابل تجزيه و تحلل در تهيه مستقيم و در بيشتر موارد دستيابي بخ تعداد ميتوز كم از تومورهاي اصلي و رشد زياد سلولهاي سرطاني در كشت به كمك سلولهاي طبيعي (ديپلوئيد). هدف اصلي در اين بررسي تعيين مقدار ناهنجاريهاي كروموزومي و كاريوتايپي در بيماران مبتلا به سرطان پروستات و بيماران مبتلا به BPH و مقايسه آن با گروه شاهد است . مزيت مشخص استفاده از نمونه خون قابليت دسترسي آسان و كشت آسان آن است ، خصوصا اينكه تهيه نمونه‌هاي شاهد از غده پروستات مشكل مي‌باشد. بعلاوه امكان دارد سطح آسيب مشاهده شده در لنفوسيتهاي كشت شده يك نشانگر عمومي خوبي از استعداد ژنتيكي فرد به آسيب ژنتيكي و ˆ يا در معرض عوامل جهش‌زا قرار گرفتن باشد، زيرا 90 درصد لنفوسيتها تقريبا نيمه عمري حدود 3 سال دارند. بنابراين ناهنجاريهاي كروموزومي و تغييرات كاريوتايپي در لنفوسيتهاي خون محيطي 12 بيمار مبتلا به سرطان پروستات و 30 بيمار مبتلا به BPH و 30 فرد سالم بعنوان گروه شاهد مشخص شدند. بيماران مبتلا به سرطان پروستات همگي در مرحله اوليه تشخيص باليني بيماري بودند و هيچ درمان داروئي يا شيميائي دريافت نكرده بودند. 1 ناهنجاريهاي كروموزمي در 100 سلول هر فرد شمارش شدند. ناهنجاريها به صورت جداگانه بصورت tetraploids, minutes, dicentrics, breaks, gaps و others ثبت شدند. مجموع اين ناهنجاريها نشانه آسيب ژنتيكي وارد بر فرد مي‌باشند. مشخص شد كه ميزان كليه ناهنجاريهاي كروموزومي در گروه شاهد در مقايسه با بيماران مبتلا به سرطان پروستات و بيماران مبتلا به BPH كمتر است . تعداد gaps، breaks، dicentrics، minutes و others و كل ناهنجاريهاي كروموزومي براي بيماران مبتلا به سرطان پروستات از همه بيشتر بود. بالاترين و پايين‌ترين تعداد ناهنجاريهاي اشاره شده در فوق به ترتيب 7/58 + - 0/9 و 2/4 + - 0/37، 4 + - 0/43 و 1/07 + - 0/24، 4/58 + - 1/3 و 1/33 + - 0/27، 0/66 + - 0/35 و 0/1 + - 0/056، بالاخره 18/75 + - 1/46 و 5/8 + - 0/66 بودند. در حاليكه براي ناهنجاري تتراپلوئيدي بالاترين مقدار در لنفوسيت‌هاي خون بيماران مبتلا به BPH (0/8 + - 0/242) و كمترين مقدار براي گروه شاهد (0/4 + - 0/156) بدست آمد. يك خصوصيت مشتك در هر دو گروه بيمار حضور كروموزومهاي ريز دوتائي متعدد در مقايسه با شاهد بود، يافته‌هاي مشابهي براي بافت سرطان پروستات اوليه به وسيله Limon و همكاران در كشت كوتاه مدت پيدا شد. ژن يا ژن‌هايي كه ممكن است در كروموزومهاي ريز دوتايي از دو گروه تكثير شوند ناشناخته است ، ولي تصور مي‌شود كه انكوژنها در ان نقش داشته باشند از اينرو تكثير انكوژن ممكن است يك مشخصه هيپرپلازي پروستات باشد. در بررسي كاريوتايپ 5 بيمار مبتلا به سرطان پروستات ، كاريوتايپ طبيعي در يك نفر، del12p در 2 نفر، كروموزوم ماركر در 3 نفر، 12ps+ در يك نفر و بالاخره مونوزومي كروموزم 10 در يك نفر مشاهده شد. هيچ تغيير كروموزومي اختصاصي و منحصر بفردي كه با اطمينان منجر به سرطان پروستات شود، مشاهده نشد. بررسي كاريوتايپي 11 بيمار مبتلا به BPH حاكي از حذف كروموزوم Y در 45 درصد افراد، كروموزم ماركر در 3 نفر، del Y(p-terminal) در يك نفر. del (9) (p-terminal) در يك نفر، و 21ps+ در يك نفر مي‌باشد.

 

مقاله

برآورد همبستگی­های ژنتیکی و فنوتیپی وزن بدن و صفات کیفی و کمی تخم مرغ

ندا فرزین¹, رسول واعظ ترشیزی², ناصر امام جمعه کاشان³ و ابوالقاسم سراج⁴

¹ دانش آموخته کارشناسی ارشد دانشگاه تربیت مدرس

 ² استادیار گروه علوم دامی دانشکده کشاورزی دانشگاه تربیت مدرس 

³ استاد گروه علوم دامی مجتمع عالی ابوریحان دانشگاه تهران

⁴ دانش آموخته گروه علوم دامی دانشکده کشاورزی دانشگاه تربیت مدرس

 

هدف اصلی تحقیق حاضر برآورد همبستگی­های ژنتیکی و فنوتیپی وزن بدن با صفات کیفی و کمی تخم مرغ بود. در ابتدا وزن شش هفتگی 110 مرغ با شجره معلوم ثبت و از هر یک از آنها در سن 32 هفتگی تعداد دو عدد تخم جمع‌آوری شد. وزن و خصوصیات کمی وکیفی تخم مرغ ها (ضخامت و استحکام پوسته تخم مرغ، وزن تخم مرغ، وزن زرده، وزن آلبومین، ارتفاع آلبومین، واحد‌ هاو) و نوع و مقدار اسیدهای چرب زرده (اسیدهای چرب پالمتیک، پالمیتولئیک، استئاریک، اولئیک و لینولئیک) اندازه گیری شد. برای تعیین نوع و مقدار اسیدهای چرب از دستگاه کروماتوگراف گازی استفاده گردید. مولفه های کوواریانس ژنتیکی افزایشی، باقیمانده و فنوتیپی و پارامترهای حاصل از آنها براساس تجزیه و تحلیل چند متغیره با استفاده از نرم افزار DFREML برآورد شد. همبستگی­های ژنتیکی افزایشی وزن شش هفتگی با صفات ضخامت پوسته و وزن آلبومین مثبت (به ترتیب 65/0 و 25/0) و با صفات وزن زرده, ارتفاع آلبومین و واحد هاو منفی (به ترتیب78/0- , 91/0- و 96/0-) بود. همبستگی­های ژنتیکی افزایشی بین وزن شش هفتگی و صفات استحکام پوسته و وزن تخم مرغ نیز کم (به ترتیب 06/0- و 01/0) برآورد شد. دامنه همبستگی­های فنوتیپی بین وزن شش هفتگی و صفات تخم مرغ از 05/0- (بین وزن شش هفتگی و وزن زرده) تا 14/0 (بین وزن شش هفتگی و ضخامت پوسته) متغیر بود. این نتایج نشان داد که با انتخاب در جهت افزایش وزن بدن، وزن زرده، ارتفاع آلبومین و واحد هاو کم می شود. همبستگی­های ژنتیکی افزایشی وزن شش هفتگی با اسیدهای چرب پالمتیک، استئاریک، اولئیک و لینولئیک منفی (به ترتیب 01/0- , 26/0- , 66/0- و 04/0-) و با اسید چرب پالمیتولئیک مثبت (96/0) بود. دامنه تغییرات همبستگی های فنوتیپی بین وزن شش هفتگی و اسیدهای چرب زرده از 14/0- (بین وزن شش هفتگی و اسید استئاریک) تا 07/0 (بین وزن شش هفتگی و اسید پالمتیک) بود. این نتایج نشان داد که با انتخاب در جهت افزایش وزن بدن مقدار اسیدهای چرب زرده تخم مرغ کاهش می­یابد.

واژه های کلیدی: همبستگی ژنتیکی, وزن بدن, صفات کمی و کیفی تخم مرغ و اسیدهای چرب زرده

استفاده‌هاي نظامي از بيوتكنولوژي و مهندسي ژنتيك

استفاده‌هاي نظامي از بيوتكنولوژي و مهندسي ژنتيك

در تحولات نظامي قرن گذشته كه ريشه در فناوري داشتند، شاخه­هاي مختلف علمي از جمله شيمي و فيزيك نوين عامل اصلي بوده­اند. روندهاي كنوني حاكي از آن است كه تحول بعدي، ريشه در علم بيولوژي خواهد داشت. انقلاب بيوتكنولوژي تكامل سلاح­هاي بيولوژيك را تسهيل نموده و سومين موج بزرگ فناوري در تاريخ توسعه جنگ­افزارهاي شيميايي و بيولوژيك خواهد بود. در سرشت بيوتكنولوژي امكان استفادة دوگانه نظامي و غيرنظامي نهفته است. به تعبير ديگر، بيوتكنولوژي تيغ دولبه­اي است كه هم مي­تواند مفيد و هم مضر باشد. در اين مقاله روندهاي مؤثر بر جنگ­هاي بيولوژيك آينده تصوير شده و سپس نتايج محتمل اين روندها معرفي شده­اند.

بايد خاطر نشان ساخت كه مباحث مطرح شده در اين مقاله به هيچ وجه سعي در بزرگنمايي خطرات احتمالي تكنولوژي زيستي ندارد چرا كه چنين احتمالي در مورد هر تكنولوژي ديگر نيز وجود دارد؛ چه آنها كه امروزه كاربرد گسترده­اي در جوامع يافته­اند (مثل IT و مخابرات) و چه آنهايي كه در آينده مجال بروز خواهند يافت. اين مقاله مي­تواند توانمندي­هاي بالقوه بيوتكنولوژي در پيشبرد قابليت­هاي دفاعي نوين را نيز نشان دهد؛ به­طوريكه متوليان دفاعي كشور، به پتانسيل­هاي بالقوة اين فناوري در جهت اهداف دفاعي (همچون واكسن­ها و آنتي­بيوتيك­ها) توجه خاصي مبذول نمايند

 

 

ادامه نوشته

مهندسي بافت

مهندسي بافت

 

بدن انسان علي‌رغم استحكام و توانايي بالا، بسيار آسيب پذير است. به نظر مي‌رسد که در سنين جواني، ترميم و يا درمان بيماري‌ها، نياز به تلاش جدي ندارد و بافت‌هاي آسيب ديده به مرور خود را ترميم مي‌کنند. اما با افزايش سن قابليت مبتلا شدن به بيماري و تاثير آن بر بدن انسان افزايش مي‌يابد. روياي بسياري از افراد مسن، امكان ترميم و يا تعويض بافت آسيب ديده است که تا چندي پيش تصور آن‌هم حتي مشکل بود. ولي اكنون با رشد دانش پزشکي و علوم مهندسي مواد امکان دستيابي به اين مهم فراهم شده است.

بهترين پيشرفت‌ها در پزشكي مواردي است كه با روش‌هاي ساده بتوان به نتايج خوبي رسيد. ايده اصلي در پشت مهندسي بيومتريال رسيدن به چنين منظوري است. بدين معني كه در صورت آسيب ديدن يك بافت، به‌سادگي بتوان بافتي با قابليت عملکرد طبيعي براي آن جايگزين نمود.

به نظر مي‌رسد اولين بار در سال 1900 الكسي كارل درباره مهندسي بافت بحث نموده است. او به همراه ليندربرگ در انستيتوRockefeller در نيويورك با هدف نگهداري بافت‌هاي جديد در شرايط آزمايشگاهي (برون‌تن) براي جايگزيني در شرايط بدن موجود زنده (درون‌تن) آزمايش‌هايي را شروع نمود. پس از آن كارهاي زيادي انجام گرفت تا اينكه در سال 1980 پوست مصنوعي بر روي بيماري آزمايش شد. به تدريج مهندسي بافت به عنوان يك زمينه و شاخه شروع به گسترش نمود.

مهندسي بافت بطور عام به معني توسعه و تغيير در زمينه رشد آزمايشگاهي مولکول‌ها و سلول‌ها در بافت و يا عضو، براي جايگزيني يا ترميم قسمت آسيب ديده بدن است. دانشمندان از سال‌ها قبل قادر به کشت سلول‌ها در خارج از بدن بودند، ولي فناوري رشد شبکه‌هاي پيچيده و سه‌بعدي سلولي براي جايگزيني بافت آسيب ديده اخيراً توسعه يافته است.

در مهندسي بافت ابتدا يک ماده متخلخل به عنوان ماتريس خارج سلولي يا داربست براي رشد سلول‌ها تهيه شده و سپس عوامل رشد بر روي آن قرار مي‌گيرد. پس از رشد مناسب سلول‌ها در فضاي تخلخل‌ها، داربست از محيط آزمايشگاه به درون بدن موجود زنده منتقل مي‌شود. به تدريج رگ‌ها به داربست نفوذ مي‌کنند تا بتوانند سلول‌ها را تغذيه نمايند. در بافت‌هاي نرم بدن الزاماً داربست تخريب‌ شده و بافت جديد جايگزين آن مي‌شود ولي در بافت‌هاي سخت، مي‌توان از موادي بهره‌ گرفت، كه لزوماً تخريب‌پذير نباشند.

در مهندسي بافت از بسياري از علوم مهندسي براي نيل به اين هدف استفاده مي‌شود. بيولوژيست‌هاي سلولي و مولکولي، مهندسين مواد پزشکي، طراحان شبيه ساز کامپيوتر، متخصصان تصوير برداري ميکروسکوپي و مهندسين رباتيک و نيز بسياري تجهيزات پيشرفته نظير بيو راکتورها که بافت‌ها در آنجا رشد نموده و تغذيه مي‌شوند، همگي به نوعي در تحقيقات مهندسي بافت سهيم هستند. بافت‌هاي مصنوعي انساني نظير پوست، کبد، استخوان، ماهيچه، غضروف، تاندون، رگ‌هاي خوني از جمله مواردي هستند که تاکنون بررسي شده‌اند. هدف اوليه کاشتني‌هاي مهندسي بافت، شناسايي،‌ ترميم و بازسازي عيوب و نارسايي‌هاي بافتي است که براي آن اصول مهندسي و اصول بيولوژيك با هدف توليد جايگزين‌هاي كامل بافت‌هاي انساني تركيب مي‌شوند .

روش‌هاي مختلفي براي دستيابي به يک بافت مصنوعي مورد استفاده قرار مي‌گيرد که از آن جمله مي‌توان به موارد ذيل اشاره کرد:

1. طراحي و رشد بافت‌هاي انساني مصنوعي در خارج از بدن براي کاشت بعدي جهت جايگزيني بافت‌هاي ناسالم. بارزترين مثال در اين مورد پيوند پوست است که در درمان سوختگي زخم‌هاي ديابتي بکار مي‌رود.

2. کاشت محفظه‌هاي محتوي سلول که باعث ترغيب و القاء رشد و ترميم بافت مي‌گردند. اين روش جهت تکثير و توليد مقادير زياد مولکول‌هاي مورد نياز براي رشد سلولي نظير عوامل رشد بکار مي‌رود. براي اين کار پليمرهاي جديدي به صورت سه بعدي توليد شده تا چسبندگي و رشد سلول‌هاي بافت آسيب ديده امکان پذير شود. در اين مورد مي‌توان به ساخت يک زمينه براي ترميم ضريع دنداني اشاره کرد.

3. تهيه داربست‌هايي از بافت‌هاي طبيعي انساني جهت جايگزيني بافت‌هاي آسيب ديده داخلي. ابتدا جداسازي سلول‌ها از بدن صورت گرفته و در ساختار ماتريسي قرار مي‌گيرند و در انتها درون بدن کاشته مي‌شوند. مثالي از اين روش ترميم استخوان، تاندون و غضروف است.

در حال حاضر جايگزين‌هاي قابل جذب مناسبي از سوي پژوهشگران ارائه شده است و بسياري از آنها خواصي بسيار نزديك با بافت‌هاي طبيعي دارند. با وجود اين در مورد تركيبي كه بتوان از آن به عنوان يک بافت مصنوعي استفاده نمود همچنان بحث وجود دارد.

به عنوان مثال تحقيقات در زمينه مهندسي بافت استخوان بيشتر بر پايه روش‌هاي دوم و سوم است. در اين مورد ترميم و جايگزيني استخوان‌هاي کوچک، پيوند استخوان و هدايت رشد استخوان از موفقيت نسبي برخوردار است، هر چند محققان اعتقاد دارند که سلول‌هاي بنيادي و سلول‌هاي استئوبلاست با وجود داربست تخريب پذير به همراه فاکتورهاي رشد، مي‌توانند در اين راه به آنها کمک کنند. پيوند سلولي اتوژنيك (شكل ژني مشابه)، از بسياري از مشكلات نظير پس زدن عضو بيگانه جلوگيري مي‌كند. سلول‌هاي جداسازي شده تزريق شده به بدن، به تنهايي قادر به شكل دادن بافت نيستند. اين سلول‌ها نياز به يك محيط مناسب دارند كه در آن ماده حمايت كننده مشابه يك زمينه براي كشت سلولي در شرايطin vitro عمل مي‌كند.

بر اساس تعريف براي ساخت يك بافت به شيوه‌هاي مهندسي، نياز به طراحي يك داربست با ساختار فيزيكي مناسب با امكان چسبندگي سلول‌ها به آن، مهاجرت سلولي، تكثير سلولي و تمايز سلولي و در نهايت رشد و جايگزيني بافت جديد است.

محققان ژنی راکه درافزایش قندخون نقش داردشناسایی کردند

محققان آمریکایی ژنی را که با فشار خون بالا در ارتباط است، کشف کرده و اعلام کردند که با این کشف درمان های بهتری در مورد این نوع بیماری صورت خواهد گرفت
به گزارش خبرنگار سایت پزشکان بدون مرز به نقل از خبرگزاری فرانسه  ،  این ژن که STK۳۹ نامیده می شود پروتئینی را تولید کرده که نقش مهمی را در کمک به تنظیم مقدار نمک واقع در کلیه هر شخص ایفا می کند.
محققان آمریکایی اعلام کردند: فشار خون با شرایط ژنتیکی، عامل های محیطی و شیوه زندگی درگیر است. سکته مغزی ، حمله قلبی ، نارسایی قلب و ورم‌ ریه ، نارسایی‌ کلیه و آسیب چشمی و مشکل بینایی از عوارض اصلی فشار خون بالا هستند.
اگر فشار خون بالا به مدت طولانی بدون درمان باقی بماند، ممکن است نارسایی کلیوی رخ دهد و یا حتی به بینایی آسیب وارد شود.
در ضمن امکان دارد که قلب بطور غیر طبیعی بزرگ شده و کارایی آن کم شود که چنین وضعیتی می تواند منجر به نارسایی قلبی و اختلال در پمپاژ خون توسط قلب شود

اصول مشاوره ژنتیک

اصول مشاوره ژنتیک  - دکتر سیدرمضان محسن پور

-مشاور ژنتيك مثل همه مشاوره‎هاي پزشكي يك فرآيند ارتباطي شامل تشخيص، توضيح وراهنمائي، براي انتخاب بهترين گزينش است. -نتيجه مشاوره ژنتيك ممكن است بجز شخص مشورت جو بر سلامت ساير افراد خانواده نيز تاثير بگذارد. -مشاور ژنتيك مثل همه مشاوره‎هاي پزشكي يك فرآيند ارتباطي شامل تشخيص، توضيح وراهنمائي، براي انتخاب بهترين گزينش است. -نتيجه مشاوره ژنتيك ممكن است بجز شخص مشورت جو بر سلامت ساير افراد خانواده نيز تاثير بگذارد. -اساس مشاوره، بحث درباره يك اختلال ژنتيكي خاص است كه به درك اطلاعات وروياروئي با مشكل كمك ميكند. -پزشك مشاور ژنتيك مي‎تواند براي حل مشكل يا مشكلات شايع به بهترين نحو مشاوره را انجام دهد. -مراجعات مكرر بيماران واعضاي خانواده آنها بااين دسته از پزشكان، همبستگي، آشنائي واحترام متقابل بين آنها ايجاد ميكند، اين پزشكان از آرزوها، اميال ونيازهاي بيماران خود بخوبي آگاهند لذا تشريح مشكل ودرك آن بوسيله آنها وخانواده‎هايشان وانتقال اطلاعات واطمينان از، حمايت‎هاي بعدي براحتي صورت ميگيرد. روند مشاوره ژنتيك چگونه است؟ اصولاً سير مشاوره ژنتيك شامل چهار بخش اصلي است: 1-مشاوره تشخيص 2-مشاوره آگاهي بخشي 3-مشاوره حمايتي 4-پيگيري توجه ! علم ژنتيك برخلاف ساير تخصصها اغلب به پيشگيري بيشتر از درمان مي پردازد وهدف آن دربيشتر موارد نه تنها خود فرد مبتلا به بيماري ژنتيك ، بلكه تمام افراد خانواده است. دكتر سيد رمضان محسن پور

تغییر ژنتیکی در سلول های روده به منظور تولید انسولین

نوشته:علی مخدومی
دانشجوی کارشناسی ارشد میکروبیولوژی، دانشگاه تهران
-----------------------------------------------------------------------------------------------------

تغییر سلولهای غیرپانکراسی با استفاده از مهندسی ژنتیک ، به منظور تولید انسولین در پاسخ به مصرف گلوکز ممکن است زمانی به صورت عملکردی موفق، در درمان دیابت در آید . اکنون پژوهشگران کانادایی نشان داده اند که می توان سلولهایی به غیر از سلولهای بتای پانکراس را وادار کرد تا در پاسخ به صرف غذا سطوح مناسبی از انسولین را ترشح کنند. دکتر آنتونی چونگ از دانشکده پزشکی آلبرتا در کانادا، بر این باور است که؛ تولید داخلی انسولین که به طریقه فیزیولوژیک تنظیم شده باشد، حالت طبیعی را بهتر از هر رژیم تزریقی انسولین تقلید خواهد کرد. اما بزرگترین چالش در چنین عملکردی ، توانایی یافتن راهی است که بتوان آزاد سازی انسولین را به موازات صرف غذا تنظیم نمود.
انسولین طبیعی بدن در عرض چند ساعت توسط پانکراس ساخته می شود. سلولهای بتای پانکراس علاوه بر تولید هورمون ، قابلیت ذخیره انسولین و ترشح آن درهنگام مواجهه با گلوکز را نیز دارند . تلاشهای گذشته در ژن درمانی تاحد زیادی روی دستکاری سلولهای کبدی متمرکز شده بود. اما سلولهای کبدی توانایی ذخیره نمودن هورمون را ندارند، بنابراین آزاد سازی انسولین در این صورت همواره با تأخیر صورت خواهد گرفت. دکتر چونگ و همکارانش نشان داده اند که می توان با دستکاری ژنتیکی ، سلولهای K دوازدهه موش را وادار به ترشح انسولین انسانی نمود . سلولهای K معمولاً پلی پپتید تحریک کننده ترشح انسولین وابسته به گلوکز GIP)) را تولید می کنند . پس این سلولها نسبت به سلولهای کبدی برتری دارند. این برتری عبارت است از اینکه، اساساً سلولهای درون ریز، حساس به گلوکز می باشند وهمچنین امکانات لازم جهت ذخیره هورمونها را در اختیار دارند.
نقش فیزیولوژیک GIPفرستادن علامت آگاهی دهنده به سلولهای بتای پانکراس برای افزایش ترشح انسولین است. دراین مطالعات دکترچونگ نشان داد که، بادستکاری ژنتیکی سلولهای K دوازدهه می توان در حیواناتی که سلولهای بتای لوازالمعده آنها از بین رفته، تحمل طبیعی گلوکز را ایجاد نمود. این سلولهای K تغییر یافته از نظر ژنتیکی قادرند انسولین کافی برای جلوگیری از بروز دیابت در این حیوانات تولید کنند .

کرموزوم مصنوعی پستانداران MAC

کروموزومهای مصنوعی پستانداران ( MAC ) ، کروموزومهای مصنوعی هستند که به عنوان وکتور برای پستانداران بکار می روند . برای تهیه این کروموزومهای مصنوعی ، ابتدا یکی از کروموزوهای سلولهای پستانداران انتخاب شده (معمولا کروموزومی انتخاب می شود که دارای کمترین تعداد ژن باشد) ، و بوسیله روش ریز برشی کروموزوم (chromosome microdisectin) ، یکی از بازوهای کروموزوم جدا شده و یک کروموزوم تلوسنتریک ایجاد می شود . سپس توالی های بین تلومر و سانترومر حذف می شود . به این ترتیب یک مینی کروموزوم مصنوعی ساخته می شود . به علت اینکه در مینی کروموزومهای مصنوعی ، جایگاه های شناسایی آنزیمهای محدود کننده بصورت تصادفی پراکنده اند ، برای وارد کردن ژن خارجی به آنها ، از آنزیمهای محدود کنند ه استفاده نمی شود . در مورد این وکتورها ازسیستم وکتورهای دوتایی و روش نوترکیبی همولوگ استفاده می شود . برای این منظور ابتدا ژن مورد نظر وارد یک وکتور حدواسط ، که با مینی کروموزوم دارای یک توالی همولوگ می باشد ، شده و سپس این وکتور به همراه مینی کروموزوم مصنوعی وارد یک میزبان حد واسط می شود . معمولا برای این منظور از میزبان هایی استفاده می شود که میزان نوترکیبی در آنها بالا باشد . در سلولهای لنفوسیت (به علت اینکه برای ایجاد ژنهای جدید آنتی بادی ها از نوترکیبی DNA استفاده می کنند ) میزان نوترکیبی بالا است و به همین دلیل از دودمان سلولی DT40 ،که از سلولهای مولد لنفوسیتهای B جوجه بدست آمده اند ، برای این منظور استفاده می شود . در میزبان حد واسط بین مینی کروموزوم مصنوعی و وکتور حد واسط نوترکیبی همولوگ انجام می شود و کل توالی وکنور حد واسط در مینی کروموزوم مصنوعی قرار می گیرد به به این ترتیب MAC حاوی ژن مورد نظر ایجاد می شود . این وکتور را می توان از سلول میزبان حدواسط استخراج کرد و از آن برای کلون سازی در دیگر میزبانهای سلولی استفاده کرد

پاکس ژنها

پريسا محمدی نژاد

دانشگاه شيراز

مقدمه

در هنگام  development هزاران ژن بیان می شوند تا الگوی رشد جنین را کنترل کنند. در فاز اولیه  development تکثیر و تمایزخیلی سریع رخ میدهد اما همین رشد سریع تحت کنترل ژنهایdevelopmental  است.  Pax geneها یکی از gene familyهای نسبتآً کوچک از ژنهای  developmental هستند که در تنظیم برنامه های  development  ( در دوران جنینی و در بزرگسالی) نقش دارد  و حاصل coding آنها  Pax proteinهاست که در همه یوکاریوتهای عالی از نماتودها تا مهره داران به عنوان ( regulatiory  transcriptional) در development بافتها و ارگانهای مختلف در دوران   embryogenesis نقش مهمی ایفا می کنند. همچنین برای عملکرد بعضی از انواع سلولهای تمایز یافته بعد از تولد ضروری است. برای مثال: Pax 5 در هنگام  haematopoiesis در بافتهای بالغ یافت می شود، همچنین  Pax geneها در بافت بالغ لنز چشم، تیموس، تیروئید و ... بیان می شوند. بعضی از Pax geneها به عنوان master regulatory gene عمل می کنند که در سرنوشت سلول مؤثرند و باعث به وجود آوردن یک ساختار پیچیده می شوند.

نام این خانواده از یک  DNA seq. motif حفاظت شده به نام  Paired box گرفته شده که در N-terminal آنها وجود دارد و اولین بار این  domain در(Drosophila paired protein)  شناخته شد.

 

ساختار

مشخصه اصلی این پروتئین ها حضور یک   DNA-binding motif به نام    (Paired domain) است که در همه  Pax proteinها وجود دارد و دارای 128 اسید آمینه است که در ستاره دریایی تا انسان حفاظت شده می باشد و شامل دو   subdomain مجزا است که به وسیله short linker به هم متصل می شوند:

PA1 domain ( N-terminal domain)

RED domain (C-terminal domain)

PA1 +RED = PD

که هر subdomain شامل یک Helix-Turn-Helix (HTH) است که پتانسیل   DNA binding دارد و نسبتاً مستقل عمل می کنند به طوریکه موتاسیون های یکی در اتصال دیگری به  DNA نقشی ندارد.

 تقریباً در حدود نیمی از  Pax protein ها دارای   DNA-binding domain دیگری به نام  HD هستند که به صورت  HTH motif است. این  domain حامل یک  S50 است که در بیان همه این    subgroup از  Pax proteinها حفاظت شده است و در      (Pax 3,4,6,7)  به طور کامل و در ( (Pax 2,5,8  فقط قسمتی از آن وجود دارد.

مشخصه دیگر Pax proteinها وجود یک  protein-protein interaction motif حفاظت شده به نام  octapeptide است که شامل ناحیه ای غنی ازاسید آمینه های پرولین، سرین، ترئونین و تیروزین (PSTY) می باشد  و در همه  Pax proteinها به جزء (Pax 4,6) وجود دارد.

 

 

 

 

 

در پستاندارانی مثل موش و انسان 9  Pax gene شناخته شده است که همگی بر روی کروموزوم های آتوزوم قرار داشته و( Pax 1,9) در بافتهای مزودرمی و    (Pax 2,3,4,5,6,7,8)  در بافتهای اکتودرمی بیان می شود.

 

 

بر اساس اختلاف ساختاری  Pax geneها را در پستانداران به 4 subgroup طبقه بندی می کنند که وجود تشابهات زیاد بین آنها نشان دهنده وجود یک مبدإ مشترک، و اشتقاق آنها در طی تکامل است.

 

نقش    Pax gene ها در ارگانوژنز در جدول صفحه بعد خلاصه شده است.

عملکرد  Pax geneها به عنوان  transcriptional regulator به عملکرد صحیح  PDها بستگی دارد. از طرفی همه اسید های آمینه PAI domain ها که با DNA،  contact دارد، در همه  PDها حفاظت شده است و به  core recognition تعبیر می شود.

همچنین با وجود اینکه optimal binding site برای  PDsهای مختلف متفاوت است، اما    consensus seq. درهمه یکسان است که تحت عنوان  core motif آنرا می شناسیم:

 

 

اینکه چگونه  Pax geneها نقش های تنظیمی متفاوتی اعمال می کنند و عملکردهای متنوعی دارند، در حالیکه ساختارهای مشابهی دارند و به  DNA-binding siteهای یکسانی متصل می شوند، خود یک سوال مهم است.

در حقیقت Pax pro. ها با استفاده از combination های مختلفی از DNA binding domain انواع   target siteها را شناسایی کرده و عملکردهای متفاوتی انجام می دهند. در حقیقت interaction بین  DNA-binding domain ها، با هم و با  DNA ، می تواند سبب شناسایی  seq.های مختلف DNA شود. این  interaction ها به دو صورت است:

 

   1- Intramolecular interaction

Combination های متفاوتی از) DNA binding domains شامل:  RED PAI,HD,)  باDNA  وبا یکدیگر، باعث تغییر specific DNA recognition آنها شده و سبب شناخت توالی های مختلف DNA می شود.به این ترتیب که قادرند با استفاده از:

(PAI +HD) or (PAI +RED) or (RED+HD) or (PAI+RED+HD)

برای تشخیص توالی های مجزا استفاده کنند.

2- Intermolecular interaction

استراتژی دیگر برای ایجاد تنوع در میان Pax proteinها،interaction  با دیگر پروتئین DNA bindingهای مثل:

bHLH, bZIP, nuclear receptor protein

است که اینinteraction  نیزمنجر به شناسایی توالی های مختلفی ازDNA می شود. برای مثال می توان به موارد زیر اشاره کرد:

چنین واکنشی می تواند در Pax proteinهایی که شامل  HDهستند به صورت تشکیلhetero-domain  یاhomo-domain  رخ بدهد.

همچنینinteraction  بینPD وHD از ملکولهای مختلف وinteraction بینPD  وHD از subgroupهای Pax proteinها باعث وسیع شدن دامنه عملکرد آنها می شود.

حتی وجود cofactorهای مختلف در این interactionها می تواند باعث ایجاد تنوع شود.

 

نقش ها Pax gene ها در سرطان

بیان تنظیم نشده Pax geneها در چندین تومور انسانی دیده شده است و نظریه هایی وجود دارد که نشان می دهد Pax geneها در سرطان زایی دخیل هستند.

برای مثال: Pax2  و Pax 8  در Wilms tumor بیان شده و می توانند از تمایز سلولی در این سرطان جلوگیری کنند.

Pax2, Pax5 & Pax8 قادرند که به طور مستقیم رونویسی تومور سوپرسور ژنP53  را مهار کنند. ارتباط معکوس بین سطح  P53 و Pax5 در astrocytomas tumor  و نیز درمدولابلاستوما دیده شده است.

بعلاوه مشاهده شده که در non-Hodgkin lymphoma  ، t(9;14)(p13;q32)

 منجر به قرار گرفتنIgH Eµ enhancer  (بر روی کروموزوم 14) درupstream پروموتورPax 5 (بر روی کروموزوم 9) می شود، با over expression ژن Pax 5 و کاهش سطحP53  همراه است. اینکه چگونه Pax 5 باعث تومورزایی می شود نامعلوم است اما ممکن است که در تنظیم تکثیر سلولی دخیل باشد. البته هنوز معلوم نیست که افزایش بیان Pax gene ها برای سرطان زایی کافی است یا نه، اما بیان ممتدPax gene ها  در  cell lineهای مشتق شده از تومور حداقل برای حفظ حالتtransform  لازم می باشد.

در Alveolar rhabdomyo sarcoma ،  t(2;13)(q35;q14) سبب اتصال دوDNA-binding domain درPax 3 به یکtransactivation domain  در فاکتور رونویسیFKHR  می شود و یک پروتئین کایمر تشکیل می شود. این پروتئین کایمر در موارد بسیار نادر از الحاقFKHR وPax 7 t(1;3) ,  نیز به وجود می آید. پروتئینی که به این ترتیب حاصل می شود خواص فعال کنندگی بسیار بیشتر ازPax 3  یاPax 7  به تنهایی دارد و حتی خواص مجزایی از خود نشان می دهد.

با توجه به مواردی که ذکر شد، می توان نتیجه گرفت که مقدار Pax proteinها برای عملکرد نرمال آنها مهم است.