Journal of Mazandaran University of Medical Sciences
مجله دانشگاه علوم پزشکی مازندران
J Mazandaran Univ Med Sci
Medical Sciences
http://jmums.mazums.ac.ir
1
admin
1735-9260
1735-9279
fa
jalali
1398
6
1
gregorian
2019
9
1
29
176
online
1
fulltext
fa
همسانه سازی و بیان دو پپتید ضدمیکروبی نوترکیب جدید Dermaseptin B1 در گیاه توتون برای مقابله
با میکروب های بیماری زای انسانی
Cloning and Expression of Two New Recombinant Antimicrobial Dermaseptin B1 Peptides in Tobacco to Control the Growth of Human Bacterial Pathogens
بیوتکنولوژی
Biotechnology
پژوهشي-کامل
Research(Original)
<span dir="LTR"></span><span style="letter-spacing:-.1pt;"><span style="color:black;"><span style="font-family:b koodak;">سابقه</span></span></span><span style="letter-spacing:-.1pt;"><span style="color:black;"><span style="font-family:b koodak;"> و هدف:</span></span></span><span style="font-family:b zar;"> بیمارگرهای مقاوم به آنتی</span><span style="color:#0D0D0D;"><span style="font-family:b zar;"></span></span><span style="font-family:b zar;">بیوتیک</span><span style="color:#0D0D0D;"><span style="font-family:b zar;"></span></span><span style="font-family:b zar;">های رایج، یکی از مهم</span><span style="color:#0D0D0D;"><span style="font-family:b zar;"></span></span><span style="font-family:b zar;">ترین چالش</span><span style="color:#0D0D0D;"><span style="font-family:b zar;"></span></span><span style="font-family:b zar;">های جهانی در علوم پزشکی است. یکی از راه کارهای مناسب در این زمینه، جایگزینی پپتیدهای ضدمیکروبی قوی به جای آنتی</span><span style="color:#0D0D0D;"><span style="font-family:b zar;"></span></span><span style="font-family:b zar;">بیوتیک</span><span style="color:#0D0D0D;"><span style="font-family:b zar;"></span></span><span style="font-family:b zar;">ها در کنترل بیمارگرهای مهم است.</span><br>
<span style="letter-spacing:-.1pt;"><span style="color:black;"><span style="font-family:b koodak;">مواد و روش</span></span></span><span style="letter-spacing:-.1pt;"><span style="color:black;"><span style="font-family:b zar;"></span></span></span><span style="letter-spacing:-.1pt;"><span style="color:black;"><span style="font-family:b koodak;">ها:</span></span></span><span style="font-family:b zar;"> در این مطالعه تجربی، </span><span style="font-family:b zar;">توالی </span><span dir="LTR"><span style="font-size:10.0pt;">DNA</span></span><span style="font-family:b zar;"> کد کننده </span><span style="font-family:b zar;">پپتید ضدمیکروبی</span><span dir="LTR"><span style="font-size:10.0pt;">Dermaseptin B1 (DrsB1)</span></span><span style="font-family:b zar;"> از قورباغه جداسازی و به توالی کدکننده </span><span style="font-family:b zar;">دمین مسئول اتصال به کیتین پروتئین قارچی </span><span dir="LTR"><span style="font-size:10.0pt;">Avr4</span></span><span style="font-family:b zar;"> به صورت دو سامانه ژنی متصل شد.</span> <span style="font-family:b zar;">ناقل</span><span style="color:#0D0D0D;"><span style="font-family:b zar;"></span></span><span style="font-family:b zar;">های نوترکیب به صورت جداگانه به کمک باکتری </span><em><span dir="LTR"><span style="font-size:10.0pt;">Agrobacterium rhizogenes</span></span></em><span style="font-family:b zar;"> جهت تولید ریشه</span><span style="color:#0D0D0D;"><span style="font-family:b zar;"></span></span><span style="font-family:b zar;">های مویین به ریزنمونه</span><span style="color:#0D0D0D;"><span style="font-family:b zar;"></span></span><span style="font-family:b zar;">های برگی توتون منتقل شدند. استخراج پپتیدهای نوترکیب از ریشه</span><span style="color:#0D0D0D;"><span style="font-family:b zar;"></span></span><span style="font-family:b zar;">های مویین توتون انجام شد و فعالیت ضدمیکروبی آن</span><span style="color:#0D0D0D;"><span style="font-family:b zar;"></span></span><span style="font-family:b zar;">ها علیه تعدادی از بیمارگرهای انسانی مهم</span> <span style="font-family:b zar;">مورد ارزیابی قرار گرفت.</span><br>
<span style="letter-spacing:-.2pt;"><span style="color:black;"><span style="font-family:b koodak;">یافته</span></span></span><span style="letter-spacing:-.2pt;"><span style="color:black;"><span style="font-family:b zar;"></span></span></span><span style="letter-spacing:-.2pt;"><span style="color:black;"><span style="font-family:b koodak;">ها:</span></span></span> <span style="font-family:b zar;">آنالیزهای </span><span dir="LTR"><span style="font-size:10.0pt;">PCR</span></span><span style="font-family:b zar;"> و </span><span dir="LTR"><span style="font-size:10.0pt;">RT-PCR</span></span><span style="font-family:b zar;"> نیمه کمی به ترتیب انتقال ترانس ژن</span><span style="color:#0D0D0D;"><span style="font-family:b zar;"></span></span><span style="font-family:b zar;">ها و بیان آن</span><span style="color:#0D0D0D;"><span style="font-family:b zar;"></span></span><span style="font-family:b zar;">ها را در ریشه</span><span style="color:#0D0D0D;"><span style="font-family:b zar;"></span></span><span style="font-family:b zar;">های مویین </span><span style="font-family:b zar;">توتون </span><span style="font-family:b zar;">مورد تائید قرار دادند. بررسی اثرات ضدمیکروبی پپتیدهای نوترکیب نشان داد که هر دو پپتید نوترکیب دارای<br>
اثرات بازدارندگی معنی</span><span style="color:#0D0D0D;"><span style="font-family:b zar;"></span></span><span style="font-family:b zar;">داری (01/0</span><span dir="LTR"><span style="font-size:10.0pt;"><</span></span> <span dir="LTR"><span style="font-size:10.0pt;">P</span></span><span style="font-family:b zar;">) در جلوگیری از رشد بیمارگرهای باکتریایی بودند. بیش ترین اثر مهارکنندگی مربوط به پپتید نوترکیب </span><span dir="LTR"><span style="font-size:10.0pt;">CBD-DrsB1</span></span><span style="font-family:b zar;"> بود و علیه باکتری</span><span style="color:#0D0D0D;"><span style="font-family:b zar;"></span></span><span style="font-family:b zar;">های </span><em><span dir="LTR"><span style="font-size:10.0pt;">Enterococcus faecalis</span></span></em><span style="font-family:b zar;"> و </span><em><span dir="LTR"><span style="font-size:10.0pt;">Bacillus subtilis</span></span></em><span style="font-family:b zar;"> مشاهده شد، در صورتی که پپتید نوترکیب </span><span dir="LTR"><span style="font-size:10.0pt;">DrsB1-CBD</span></span><span style="font-family:b zar;"> علیه باکتری</span><span style="color:#0D0D0D;"><span style="font-family:b zar;"></span></span><span style="font-family:b zar;">های </span><em><span dir="LTR"><span style="font-size:10.0pt;">Escherichia coli, Staphylococcus aureus</span></span></em> <span style="font-family:b zar;">و </span><em><span dir="LTR"><span style="font-size:10.0pt;">Pseudomonas aeruginosa</span></span></em><span style="font-family:b zar;"> دارای کمترین اثر ضدمیکروبی بود.</span><br>
<span style="letter-spacing:-.2pt;"><span style="color:black;"><span style="font-family:b koodak;">استنتاج:</span></span></span><span style="font-family:b zar;"> نتایج این مطالعه برای اولین بار نشان داد که پپتیدهای نوترکیب دارای فعالیت ضدباکتریایی بالایی هستند. از آن جایی که ظهور مقاومت علیه پپتیدهای ضدمیکروبی در باکتری</span><span style="color:#0D0D0D;"><span style="font-family:b zar;"></span></span><span style="font-family:b zar;">ها به سهولت امکان</span><span style="color:#0D0D0D;"><span style="font-family:b zar;"></span></span><span style="font-family:b zar;">پذیر نیست، احتمالاً راه کار این مطالعه بتواند جایگزین مناسبی برای داروهای شیمیایی با خواص آنتی</span><span style="color:#0D0D0D;"><span style="font-family:b zar;"></span></span><span style="font-family:b zar;">بیوتیکی پیشنهاد کند.</span><br>
<strong>Background and purpose:</strong> Rapid emergence of traditional antibiotic-resistant pathogens is one of the most important global challenges in medical sciences. To this end, substitution of current antibiotics with strong antimicrobial peptides could be of great benefit.<br>
<strong>Materials and methods:</strong> In this study, the DNA sequence encoding dermaseptin B1 (DrsB1) antimicrobial peptide derived from <em>Phyllomedusa bicolor</em> frog species was fused to either N or C terminal end of the sequence encoding the chitin-binding domain of the Avr4 gene from <em>Cladosporium fulvum</em>. The recombinant expression vectors containing two separate structures were transferred to <em>Agrobacterium rhizogenes</em> bacterium and then used to produce Hairy Roots (HRs) in tobacco plants. Recombinant dermaseptin B1 peptides were extracted from HRs and their antimicrobial activity was evaluated against some important human pathogens.<br>
<strong>Results:</strong> Transgene integration and expression of recombinant DrsB1 in hairy roots were confirmed by PCR and semi-quantitative RT-PCR analysis, respectively. Antimicrobial activity of the protein extracts from transgenic HRs showed that both recombinant proteins had significant inhibitory effects on the bacterial pathogens growth (P<span dir="RTL">></span>0.01). CBD-DrsB1 recombinant protein had the highest inhibitory activity against <em>Enterococcus faecalis</em> and <em>Bacillus subtilis</em>, whereas DrsB1-CBD recombinant protein showed the least antimicrobial activity against <em>Escherichia coli</em>, <em>Staphylococcus aureus</em>, and <em>Pseudomonas aeruginosa.</em><br>
<strong>Conclusion:</strong> To the best of our knowledge, this study for the first time showed that the new recombinant peptides possess a high antibacterial activity. Acquiring resistance to antimicrobial peptides in bacteria is not readily feasible, therefore, present findings may find application as suitable alternative for current antibiotic drugs.<br>
اگروباکتریوم رایزوژنز, بیان ژن, Dermaseptin B1, خاصیت ضد میکروبی
Agrobacterium rhizogenes, gene expression, dermaseptin B1, antimicrobial
47
60
http://jmums.mazums.ac.ir/browse.php?a_code=A-11-6838-2&slc_lang=fa&sid=1
Mitra
Khademi
میترا
خادمی
1003194753284600109923
1003194753284600109923
No
PhD Student in Plant Breeding, Department of Agronomy and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, Lorestan University, Khorramabad, Iran
دانشجوی دکتری اصلاح نباتات، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان، خرمآباد، ایران
Farhad
Nazarian-Firouzabadi
فرهاد
نظریان فیرزآبادی
Nazarian.f@lu.ac.ir
1003194753284600109924
1003194753284600109924
Yes
Professor, Department of Agronomy and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, Lorestan University, Khorramabad, Iran
استاد بیوتکنولوژی، گروه زراعت و اصلاح نباتات ، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان، خرمآباد، ایران
Ahmad
Ismaili
احمد
اسماعیلی
1003194753284600109925
1003194753284600109925
No
Associate Professor, Department of Agronomy and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, Lorestan University, Khorramabad, Iran
دانشیار مهندسی ژنتیک و ژنتیک مولکولی، گروه زراعت و اصلاح نباتات ، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان، خرمآباد، ایران