تبلیغات
Create your flash banner online in 5 step سایت تخصصی رشته میکروبیولوژی - خبر ها(علوم سلولی مولکولی)
این سایت نمایندگی رسمی فروش لاینسس و دانلود انتی ویروس NETQINاست بر روی بنر کلیک کنید
خبر ها(علوم سلولی مولکولی)

- انگشت نگاری دی.ان.ا برای جلوگیری از تقلبات رستوران های لوکس
- مکان بازسازی و ترمیم حفرات استخوانی اطراف ایمپلنت‌های دندانی
- واکسن جدید آنفلوانزا؛ اختلاط تکنولوژی دی.ان.ا و تکنیک واکسیناسیون
- تولید سوخت خودرو از هوا با استفاده از میکروب
- بازآوری اطلاعات ژنتیکی گذشته توسط سلول های بنیادی برنامه ریزی مجدد شده
- 20 سال دیگر از داروخانه‌ها سلول بنیادین بخرید
- تعیین سریع توالی DNA با نانوحفره‌ها
- DNA، نسل بعدی تراشه ها


برگرفته از پژوهشکده ی بیوتکنولوژی دانشگاه صنعتی اصفهان
http://www2.wmin.ac.uk/~redwayk/lectures/images/DNA_fingerprinting_01.jpg    
انگشت نگاری دی.ان.ا برای جلوگیری از تقلبات رستوران های لوکس


بسیاری از ترکیبات به کار رفته در غذاهای لوکس گرانقیمت می باشد. وقتی برای کاهش هزینه تولید و افزایش سود از یک ترکیب جایگزین استفاده می شود، روی برچسب همچنان نام همان ترکیب اصلی ذکر می شود...

به عنوان مثال نوعی سوپ وجود دارد که از باله کوسه در آن استفاده شده است. از آنجاییکه باله کوسه کمیاب و گرانقیمت می باشد در این سوپ ها از ماده دیگری (گوشتی دیگر و یا گونه ای دیگر از کوسه) استفاده می شود ولی همچنان با نام "سوپ باله کوسه" به فروش می رسد.

بسیاری از کارخانجات تولید کننده این سوپ، به جای استفاده از کوسه اصلی از گونه های دیگری از کوسه استفاده می کنند و همچنین با توجه به افزایش تقاضا برای این گونه غذا ها، کوسه ها در معرض انقراض قرار می گیرند.

محققان اسپانیایی، ماریا بلانکو، ریکاردو پرز مارتین و کارمن جی سوتلو برای حل این مشکل از روش انگشت نگاری دی.ان.ا استفاده کردند. بدین ترتیب که توالی نوکلئوتیدهای نمونه مشکوک با توالی نوکلئوتیدهای گونه اصلی (ثبت شده در بانک های اطلاعاتی) مقایسه می گردد.

در تحقیق این افراد، دی.ان.ا نمونه های 9 غذای دریایی تجاری حاوی گوشت کوسه جمع آوری شد و با دی.ان.ا نمونه های موجود از 23 گونه کوسه مقایسه شد. در نهایت مشخص شد که از 9 نمونه جمع آوری شده 2 نمونه آن از گونه ای استفاده کرده بودند که نام دیگری به جای آن بر روی برچسب قید شده بود.

در صورت وجود یک پایگاه اطلاعاتی اولیه قوی، این روش می تواند روش سریع و مطمئنی برای شناسایی و جلوگیری از تقلبات موجود در صنایع مختلف خصوصا صنعت غذا باشد.


مکان بازسازی و ترمیم حفرات استخوانی اطراف ایمپلنت‌های دندانی

با استفاده از غشای قابل جذبی به نام «membrane barrier» امکان بازسازی و ترمیم حفرات استخوانی و سینوس‌های فکی در اطراف ایمپلنت‌های دندانی وجود دارد.

هم اکنون این محصول به فراوانی در کشور تهیه و به مصرف می‌رسد و استفاده از این محصول پس از طی مراحل گوناگون آزمایش‌های کلینیکی، انسانی و حیوانی و مراحل پاتولوژیک و میکروسکوپیک و دستیابی به نتایج موفقیت آمیز در کشور آغاز شد.

کاربرد این محصول استخوانی در افراد مبتلا به تحلیل استخوانی در ناحیه فک و اطراف ایمپلنت‌های دندانی است که تاکنون نتایج موفقی را به همراه داشته است. مکانیسم این محصول از طریق هدایت سلولهای اپیتلیالی (پوششی) است و دندانپزشکان، جراحان فک و صورت و متخصصان لثه می‌توانند از این فرآورده استفاده کنند.

غشای قابل جذب «membrane barrier» غشایی کلاژنی است و این غشا از پرده دور قلب (پریکارد) مبتلایان به مرگ مغزی تهیه می‌شود.

گفتنی است، ایران جزو معدود کشورهایی است که به توانایی تهیه این محصول استخوانی دست یافتند.
 

واکسن جدید آنفلوانزا؛ اختلاط تکنولوژی دی.ان.ا و تکنیک واکسیناسیون

اسپری کردن مستقیم ژن های ویروسی بر روی سطح پوست، میزان اندکی از دی.ان.ا را می تواند به یک واکسن موثر تبدیل کند. اگر این روش جدید مورد تایید قرار بگیرد، روشی جدید و سریع (باحذف مراحل فعلی تولید واکسن های تزریقی یعنی استفاده از تخم مرغ) در مقابله با همه گیری آنفلوانزا خواهد بود.

در روش کلاسیک تولید واکسن بین 6 ماه تا یکسال زمان لازم است تا یک واکسن تولید شود که این امری زمانبر و طولانی بوده و در زمان همه گیری موجب گسترش بیماری می شود.

درست است که ما تمامی علائم یک آنفلوانزا را می شناسیم ولی اگر گونه ای از آنفلوانزا شیوع پیدا کند که بسیار بیماریزاتر، کشنده تر و خطرناکتر از گونه های قبلی باشد، آنوقت چه باید کرد؟

به گفته دکتر جان بیدل، محققی از بخش بیماریهای عفونی و تومورشناسی شرکت پاودرمد در لندن، روش کلاسیک تولید واکسن دارای معایب زیادی است. بزگرترین عیب آن مدت زمان طولانی مورد نیاز برای فراوری دارو می باشد، که در صورت بروز یک همه گیری جان انسانهای زیادی به خطر خواهد افتاد در حالیکه واکسن جدید که از دی.ان.ا ویروس آنفلوآنزا در آن استفاده می شود، روش سریعتری برای مقابله با این بیماریست. این نوع واکسن، با سرعت بسیار بیشتر و در میزان بیشتر ولی در زمان کوتاهتری تولید می شود.

محققین بیماریهای عفونی، برای تهیه واکسن جدید مقدار کمی از ویروس آنفلوانزا را جداکرده، سپس آنها را پوشش دار کرده و روی سطح بدن به سرعت و بدون استفاده از سوزن پخش می کنند. به گفته دکتر بیدل، با این روش، دی.ان.ا وارد سلولهای پوست شده و یک پاسخ ایمنی طبیعی ایجاد می کند. این روش برای افراد سالخورده که واکنش سریع برای حفظ جان بیمار حیاتی است، بسیار مفید است. با روش جدید تولید واکسن می توان به جرات گفت که از آنجاییکه زمان تولید نسبت به روش کلاسیک به کمتر از نصف رسیده است، در زمان ایجاد همه گیری، جان افراد بیشتری را می توان نجات داد.

این واکسن و نحوه استفاده آن هنوز توسط اداره غذا و داروی آمریکا مورد تایید قرار نگرفته است ولی در سال جاری میلادی آزمایشهای بالینی انسانی آن برای آنفلوانزای مرغی انجام خواهد شد.

واکسنهای دی.ان.ا در حقیقت نوعی ژن درمانی است که در آن تنها چند ژن از ویروس آنفلوانزا جدا شده و با وسیله خاصی روی پوست اسپری می شود. برخلاف روش کلاسیک تولید واکسن، تولید این نوع واکسن کمتر از 3 ماه به طول می انجامد.


تولید سوخت خودرو از هوا با استفاده از میکروب

با استفاده از آنزیمی که از باکتری‌های معمولی خاک گرفته می‌شود می‌توان از هوا سوخت خودرو تولید کرد. دانشمند‌ان امیدوارند که این کشف به روشی ارزان برای تولید سوخت سبز سازگار با محیط زیست و عاری از کربن بدون نیاز به طراحی‌های مجدد اصلی در موتور خودروها منجر شود.

گونه ای از ازتوباکتر در اطراف ریشه‌های گیاهان خوراکی مختلف یافت می‌شود که آنزیمی ترشح می‌کند که در طبیعت از گاز نیتروژن، آمونیاک تولید می‌کند، اما به تازگی در یک تحقیق جدید نشان داده شده است که این آنزیم همچنین می‌تواند پروپان تولید کند که سوخت معمول برای اجاق‌های گازی پیک نیکی است که عاری از منوکسید کربن هستند.

در نهایت این آنزیم را می‌توان به گونه‌ای دستکاری کرد که به جای تولید زنجیره ساده سه اتم کربنی از پروپان زنجیره‌های طویل‌تری را ایجاد کند که حاصل آن بنزین باشد. ظاهرا این شیوه به کشف روش‌های جدید برای تولید سوخت‌های مایع مصنوعی از زنجیره‌های بلندتر کربنی منجر خواهد شد.


بازآوری اطلاعات ژنتیکی گذشته توسط سلول های بنیادی برنامه ریزی مجدد شده

محققان در دو گروه تحقیقاتی مجزا کشف کرده اند که سلول های بنیادینی که به شیوه برنامه ریزی مجدد تولید می شوند، قادر به فراموش کردن گذشته خود نبوده و خاطرات خود را در زندگی جدید به همراه دارند.

با کمک کشف جدیدی که درباره اطلاعات به جا مانده در حافظه سلول های بنیادین برنامه ریزی شده انجام گرفته است اکنون می توان تفاوت های عجیب میان سلول های بنیادین iPs و سلول های بنیادین جنینی را توضیح داد.

دانشمندان با انجام دو مطالعه جدید توانستند نشانه های ژنتیکی سلول های iPS را که پس از فرایند برنامه ریزی مجدد سلولی، از گذشته در حافظه خود ذخیره کرده اند را تشخیص دهند.

برنامه ریزی مجدد سلول به منظور افزایش انعطاف پذیری و توانایی های سلولها به اندازه سلولهای بنیادین جنینی صورت می گیرد، سلولهایی که توانایی تبدیل شدن به هر نوع خاصی از سلولهای بدن را خواهند داشت. اما مطالعات جدید میزان تاثیرگذاری فرایند برنامه ریزی مجدد سلولی را زیر سئوال برده است.

طی یکی از تحقیقات محققان دریافتند سلولهای iPS (سلولهای بنیادین القایی پرتوان) برگرفته از موشهای بالغ طی فرایند برنامه ریزی مجدد و نسبت به سلولهای که به واسطه روش انتقال هسته ای سلولهای بدنی یا SCNT برنامه ریزی مجدد می شوند، شیوه ای که در آن هسته سلولهای بالغ در سلول تخم بارور نشده قرار می گیرد، اطلاعات ژنتیکی بیشتری از گذشته خود حفظ می کنند و از این رو سلولهای SCNT از شباهت بیشتری به سلولهای بنیادین جنینی برخوردارند.

"جورج دالی" مدیر پیوند سلولهای بنیادین در بیمارستان کودکان بوستون و مدیر این پروژه می گوید با وجود طاقت فرسا بودن شیوه SCNT، سلولهای به دست آمده توسط این شیوه نسبت به سلولهای iPS بیشتر به سلولهای جنینی شباهت دارند زیرا سلولهای iPS خاطرات بافتی که در گذشته به آن تعلق داشته اند را در حافظه خود حفظ می کنند و این خاطرات پس از برنامه ریزی مجدد در عملکرد آنها اختلال ایجاد می کند. این خاطرات به شکل نشانه هایی "اپی ژنتیکی" ظاهر می شوند که عملکرد ژنها در سلول را تغییر می دهند.

اطلاعات این مطالعات می تواند نتایج گیج کننده ای که از برخی تحقیقات سلولهای بنیادین به دست آمده است را توضیح دهد. در مطالعه ای دیگر گروهی از محققان ساختار ژنتیکی سلولهای iPS پوستی، ماهیچه و دو نوع مختلف از سلولهای بدن موش را مورد بررسی قرار دادند.

آنها دریافتند تفاوت میان iPS های متفاوت می تواند تفاوت موجود میان نسوجی که سلول از آنها برگرفته شده است را تعیین کند. چنین حافظه ای در کنار آثار منفی می تواند بر روی نتیجه برخی مطالعات اثر مثبت نیز داشته باشد، برای مثال با استفاده از حافظه سلولهای iPS برگرفته از خون فردی می توان در ساخت سلولهای خون مورد نیاز فردی دیگر استفاده کرد.

همچنین محققان دریافته اند با قرار دادن سلولهای برنامه ریزی شده در معرض داروهایی ویژه می توان حافظه سلولها را تا اندازه زیادی پاک کرد. همچنین گروه دوم محققان از مرکز پزشکی بیمارستان ماساچوست دریافتند قرار دادن سلولها در دوره هایی خاص از تقسیم سلولی می تواند حافظه آنها را از بین ببرد.


20 سال دیگر از داروخانه‌ها سلول بنیادین بخرید

تصور کنید روزی برسد که به داروخانه ای مراجعه کنید و از پزشک داروخانه به جای داروی ضد عفونی کننده مقداری سلول برای ترمیم خراشیدگی زانوی کودکتان درخواست کنید، رویایی که به گفته یکی از بزرگترین متخصصان سلول های بنیادین تا 20 سال دیگر به واقعیت تبدیل خواهد شد.

داروخانه های سلولهای بنیادین تا 20 سال دیگر به اندازه داروخانه های عرضه داروهای شیمیایی رواج خواهند یافت و نسوج و سلولهای مرتبط با بیماری افراد را در اختیار بیماران قرار خواهند داد.

" پروفسور "دیوید واربرتن" یکی از بزرگترین متخصصان سلولهای بنیادین و طب احیا شدنی در جهان با بیان این جملات در جلسه سالانه شبکه سلولهای بنیادین ملی انگلستان در ناتینگهام طی هفته جاری در این شهر برگزار شد، افزود: عصر فناوری سلولهای بنیادین تازه آغاز شده است.

وی انتظار دارد طی دو دهه آینده امکان استفاده و بهره برداری از شیوه های درمانی شخصی برای درمان بدنهای آسیب دیده و یا اندامهای تخریب شده بدن انسان فراهم شود.

"واربرتن" می گوید: "طی 20 سال آینده ما به بانکهایی از سلولهای بنیادین مجهز خواهیم بود که به داروخانه های کنونی شباهت دارند، ابتدا ابتلای افراد به بیماری های مختلف شناسایی خواهد شد و سپس افراد برای دریافت سلولهای بنیادین ویژه بیماری های خود به این بانکها مراجعه خواهند کرد."

سلولهای بنیادین سلولهای مادر هستند که امکان رشد آنها در آزمایشگاه وجود داشته و می توان از آنها به عنوان جایگزین بخشهایی از نسوج مختلف بدن از جمله نورونهای مغزی و یا سلولهای تولید کننده انسولین در پانکراس استفاده کرد.

سلولهایی که از مراحل اولیه جنینی به دست می آیند یعنی سلولهای بنیادین جنینی توانایی تبدیل شدن به تقریبا تمامی نسوج بدن انسان را در خود دارند.

استفاده از جنین انسان در مطالعات علمی انتقادات اخلاقی زیادی را بر می انگیزد با این حال به تازگی پیشرفتهای جدید منجر به ارائه شیوه هایی برای دستکاری های ژنتیکی و تبدیل سلولهای عادی به سلولهای بنیادینی مشابه سلولهای بنیادین جنینی شده است.

به اعتقاد "واربرتن" چنین مطالعات ترکیبی که از علم ژنتیک و طب احیا کننده به وجود خواهند آمد از توانایی بالایی برخوردار است.

وی می گوید: "اکنون زمان فوق العاده ای برای فعالیت در زمینه تحقیقات پزشکی است. تحقیقات ژنومیکی تحقیقات سلولهای بنیادین را نه تنها در مورد بیماری های خاص، بلکه در مورد فرد مبتلا به یک نوع از بیماریی خاص به کار گرفته است و به این شکل است که طب شخصی قابل احیا در حال تولد است."

"واتربرن" از موسسه تحقیقات Saban در بیمارستان کودکان در لس آنجلس، تحقیقات قابل توجهی را در زمینه استفاده از سلولهای بنیادین به دست آمده از "مایع آمنیوتیک" که جنین را در رحم مادر احاطه می کند، انجام داده است. وی در حال حاضر مشغول مطالعه و آزمایش بر روی درمانهای کلیوی با استفاده از این نوع از سلولهای بنیادین است. به گفته وی این نوع از سلولها در جریان خون حرکت کرده و آسیبهای را بو می کشند و ساختار محیط درونی کلیه را تغییر می دهند.

در عین حال دانشمندان حاضر در لابراتوار وی مشغول مطالعه برای بازسازی ریه با استفاده از سلولهای بنیادین هستند، فرایندی که تا کنون درمورد حیوانات عملی شده است.


تعیین سریع توالی DNA با نانوحفره‌ها

محققان دانشگاه بوستون یک روش ارزان‌ و بسیار سریع برای تعیین توالی DNA ابداع کرده اند که می‌تواند در آینده در تشخیص‌های بالینی به یک روش معمولی تبدیل شود.

پژوهشگران دانشگاه بوستون شرح داده‌اند که چگونه می‌توان از نانوحفره‌های حالت جامد برای تعیین هویت چهار نوکلئوتیدهایی که هر مولکول DNA را رمز‌گذاری می‌کنند، استفاده کرد. این نانوحفره‌ها، سوراخ‌های ریزی در تراشه‌های سیلیکونی هستند که مولکول‌های DNA را هنگامی که از درون حفره‌ها عبور می‌کنند، شناسایی می‌کنند.

آمیت میلر، یکی از این محققان گفت: ما برای اولین بار برای خواندن توالی DNA از یک روش مبتنی بر نور استفاده کرده‌ایم که به ما اجازه می‌دهد با استفاده از یک دوربین دیجیتالی سریع چندین حفره را به ‌طور همزمان کاوش کنیم. این روش ارزان و بسیار سریع تعیین توالی DNA ‌می‌تواند در هر دو زمینه سلامتی و تحقیقات زیست‌پزشکی انقلابی ایجاد کند و منجر به پیشرفت‌های مهمی در زمینه‌های توسعه دارو، پزشکی پیشگیری و پزشکی شخصی شود. با فراهم شدن امکان دسترسی به توالی کامل ژنوم یک بیمار، یک فیزیکدان می‌تواند عوامل احتمالی پیشرفت یک بیماری ژنتیکی ویژه را شناسایی کند.

یافته‌های این محققان نشان می‌دهد که این نانوحفره‌ها که می‌توانند مولکول‌های DNA بسیار طولانی را آنالیز کنند، از نظر هزینه، سرعت و دقت به طور بی‌نظیری قابل رقابت با روش‌های تعیین توالی نسل سوم کنونی هستند. برخلاف روش‌های کنونی، این روش نانوحفره‌ای متکی بر آنزیم‌ها نیست. فعالیت آنزیم‌ها، سرعتی که توالی‌های DNA می‌توانند خوانده شوند را محدود می‌کند.

میلر گفت: داشتن این مزایا ما را قادر می‌سازد که ادعا کنیم که سرعت روش تعیین توالی‌ ما همانند فناوری‌های عکاسی است که نتایج‌شان سریعاً قابل مشاهده هستند. ما توانسته‌ایم به سرعت خواندنی حدود 200 بار بر ثانیه برسیم که خیلی بیشتر از سرعت خواندن در دیگر روش‌های نسل سوم تجاری است. این برای ما فقط نقطه شروع است و ما انتظار داریم که در سال آینده سرعت خواندن را تا چهار برابر افزایش دهیم. این محققان هم‌اکنون با سرمایه‌گذاری شرکت نوبل‌ژِن بیوساینس به دنبال توسعه و تجاری‌سازی این روش جدید تعیین توالی مبتنی بر نانو حفره هستند.

میلر معتقد است که با داشتن یک برنامه منظم و فشرده‌ تحقیقاتی و توسعه‌ای می‌توان این روش را در مدت 3 تا 5 سال تجاری کرد.


DNA، نسل بعدی تراشه ها

دانشمندان از مزیت بی همتای DNA که حامل اطلاعات زیستی است به جای تراشه های سیلیکون برای هدایت جریان های الکتریکی، استفاده می کنند.

آزمایش ها نشان داده است که می توان از مخلوط ساده ای از قطعات DNA و دیگر مولکول ها میلیاردها ساختار یکسان، کوچک و وافل شکل (شبیه نوعی شیرینی) تهیه کرد. این نانوساختارها به خوبی و خود به خود آرایش می یابند و هنگامی که مولکول هایی با حساسیت نوری متفاوت به مخلوط اضافه شوند، وافل ها خواص منحصر به فرد و قابل برنامه ریزی را که می تواند به سرعت عمل نمایند، پیدا می کنند.

با استفاده از نور برای تحریک این مولکول ها (کروموفورها)، می توان قطعات یا کلیدهای ساده ای را ایجاد کرد. این نانوساختارها می توانند به عنوان قطعات ساختاری برای کاربردهای متنوع از زیست سنجی تا فرایندهای محاسباتی مورد استفاده قرار گیرند.

هنگامی که نور به سطح کروموفورها تابانده می شود آن را جذب می کنند و الکترون ها تحریک می شوند. انرژی رها شده توسط نوع دیگر کروموفور جذب شده و پس از آن، نور در طول موج متفاوتی ساطع می شود.

در این حالت، به جای مدارهای مرسوم که از صفر و یک یا بله و خیر با جریان الکتریکی استفاده می کنند، نور می تواند برای القای پاسخ های مشابه و سریعتر مورد استفاده قرار گیرد. DNA مولکول شناخته شده ای است که از جفت نوکلئوتیدهای مکمل ساخته شده است که به یکدیگر پیوستگی دارند. قطعات DNA با قیمت ارزان تر با قرار دادن جفت نوکلئوتیدها در کنار یکدیگر قابل ساخت می باشند.

محققان این توانایی طبیعی DNA را که به نواحی مکمل و خاص دیگر قطعات DNA قفل می شود، را مورد توجه قرار دادند.

هنگامی که تمامی این اجزا وافل مانند در یک ظرف با هم مخلوط می شوند چه اتفاقی می افتد؟ این حالت مانند قطعات یک پازل است که آنها در یک جعبه انداخته شود و سپس جعبه تکان داده شود. قطعات به تدریج همسایه های خود را پیدا می کنند تا پازل شکل گیرد. حال ما برای ساخت میلیاردها قطعه پازل، باید آنها را کنار هم بریزیم تا میلیارها کپی از پازلی مشابه داشته باشیم.

وافل مورد نظر در این تحقیق 16 قسمت به همراه کروموفورهایی که در راس لبه وافل ها واقع شده بودند، داشت. بیشتر مدارهای مرکب با ساخت ساختارهایی شامل تعداد زیادی از چنین ترکیبات کوچک یا توسط ساخت وافل های بزرگتر قابل تولید می باشند.

از آنجایی که این نانوساختارها حسگر هستند، بسیاری از فعالیت های زیست سنجی با آنها ممکن می شود. این نانو حسگرهای کوچک چون می توانند با پروتئین های متفاوتی واکنش دهند، از آنها می توان برای آزمایش خون استفاده کرد.