نویسنده: نرمین وطنی

نوشته شده در از — دیدگاه‌تان را بنویسید

Astaxanthin استرس اکسیداتیو را کاهش و پاسخ ایمنی را افزایش می‌دهد

astaxanthin ساختارهای سلولی خاصی در دریا هستند که به رنگ صورتی مشاهده شده و در رژیم غذایی موجودات دریایی وجود دارند ، این ماده به کاهش استرس اکسیداتیو، افزایش پاسخ ایمنی، مهار التهاب کمک کرده و حتی مانع رشد و گسترش سلول‌های سرطانی می‌شود.
مطالعات نشان می‌دهد این ماده می‌تواند به عنوان یک نوع کرم ضد آفتاب طبیعی در محافظت از پوست و بدن در برابر استرس اکسیداتیو ناشی از اشعه ماوراء بنفش عمل کند اما این کاروتنوئید شگفت‌انگیز عملکردهای بیشتری در جهت سلامتی بدن داراست. محققان دانشکده علوم غذایی دانشگاه واشنگتن، اثرات Astaxanthin را بر روی یک گروه از زنان شرکت‌کننده بررسی کردند که همگی آن‌ها 2 تا 8 میلی‌گرم Astaxanthin به مدت هشت هفته دریافت کردند. در پایان هشت هفته، بر روی همگی زنان آزمایش توبرکولین انجام شد.
نتایج نشان دادند که مکمل Astaxanthin می‌تواند به جلوگیری از آسیب DNA در بدن کمک کند، به ویژه هنگامی‌که در دوزهای بالاتر مصرف شود. رژیم غذایی دارای Astaxanthin با كاهش غلظت پروتئین C-reactive در پلاسما همراه است، كه سطح بالای آن به طور معمول نشان‌دهنده آترواسكلروز یا ضخیم شدن دیواره شریانی است.

علاوه براین محققان متوجه شدند که Astaxanthin می‌تواند به طور طبیعی از تولید بیش از حد لنفوسیت‌ها جلوگیری کند. این شرایط یک بیماری شناخته شده به عنوان لنفوپرولیفراسیون است که منجر به افزایش فعالیت سیتوتوکسیک سلول‌های قاتل طبیعی در بدن شده که جزء کلیدی ایمنی ذاتی است. رژیم غذایی Astaxanthin بیومارکرهای آسیب DNA را کاهش می‌دهد و پاسخ ایمنی را در زنان جوان سالم افزایش می‌دهد. Astaxanthin هم‌چنین یک آنتی‌اکسیدان قوی است که می‌تواند از ایجاد زخم جلوگیری کند.

یک مطالعه در نشریه اروپایی فارماکولوژی نشان داد مصرف Astaxanthin برای سلامت دستگاه گوارش نیز مفید است. از آن‌جایی که Astaxanthin یک آنتی‌اکسیدان شناخته شده است که رادیکال‌های آزاد مضر را از بدن دفع می‌کند، محققان بخش Biotechnology Cell موسسه تحقیقات تکنولوژی مواد غذایی مرکزی هند به مطالعه این مساله پرداختند که آیا Astaxanthin ممکن است به جلوگیری از زخم کمک کند یا خیر؟
پس از تجویز مقدار متفاوت از Astaxanthin برای آزمایش موش، آن‌ها دریافتند که این مواد مغذی قدرتمند حفاظت قوی برای موسین معده فراهم می‌کند که به نظر می‌رسد برای محافظت از دستگاه گوارش از آسیب اسید، میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا و سایر مواد مهاجم دیگر بسیار مفید است. Astaxanthin هم‌چنین به میزان قابل توجهی منجر به تولید آنزیم آنتی‌اکسیدانی در روده، از جمله آنتی‌اکسیدان اصلی گلوتاتیون پروکسیداز می‌شود.
افزایش توانایی آنتی‌اکسیدانی مانند تخریب رادیکال آزاد نشان می دهد که Astaxanthin ممکن است از آسیب‌های مخاطی معده از طریق مکانیزم آنتی‌اکسیدانی محافظت کند. این فرم Astaxanthin به مراتب بهتر از ضدزخم و داروی PPI مانند امپرازول در محافظت از دستگاه گوارش در برابر آسیب‌ها می‌باشد.

منبع:

Park, J.S., Chyun, J.H., Kim, Y.K., Line, L.L. and Chew, B.P., 2010. Astaxanthin decreased oxidative stress and inflammation and enhanced immune response in humans. Nutrition & metabolism, 7(1), p.18.

نوشته شده در از — دیدگاه‌تان را بنویسید

آنتی‌اکسیدان thioredoxin و درمان سرطان

محققان دانشگاه پزشکی کارولینای جنوبی (MUSC) کشف کرده‌اند که استفاده از thioredoxin – یک آنتی‌اکسیدان طبیعی برای تثبیت سلول‌های T در سیستم ایمنی بدن – ممکن است یک گام بزرگ در جهت بهبود درمان‌های سیستم ایمنی مانند درمان سلول‌های AST و پیوند سلول‌های بنیادی خونساز (HSCT) باشد.
این مطالعات توسط موسسه ملی سلامت تحت نظر Shikhar Mehrotra انجام شده که نتیجه این تحقیقات در Biological Chemistry و Clinical Investigation منتشر شده است. اولین مطالعه ای که توسط Shikhar Mehrotra انجام شد در ماه نوامبر سال 2018 تحت عنوان “تيرودوکسين-1 فنوتيپ ايمني و متابوليک سلول‌هاي T آنتی‌تومور را بهبود مي بخشد” منتشر شد.

دومین مورد در ماه می سال جاری و تحت عنوان “Thioredoxin-1 confines T cell alloresponse and pathogenicity in graft-versus-host disease.” منتشر شد.
تیم محققان توضیح دادند که ACT نوعی از درمان ایمنی است که در سرطان‌های مربوط به سلول‌های T کاربرد دارد که در این نوع درمان، سلول‌های T خود را ویرایش می‌کنند تا بتوانند نشانگرهای خاصی از سرطان را به هم متصل کنند و سلول‌های سرطانی را هدف قرار دهند تا آن‌ها را به طور انتخابی بکشند و سلول‌های سالم مورد حمله سیستم ایمنی قرار نگیرد. برای این منظور، سلول‌های T بیمار از بدن خارج می‌شود و برای تشخیص نشانگرهای سرطانی خاص قبل از بازگشت به بیمار به شکل ACT طراحی می‌شوند. این نوع درمان در لوسمی و لنفوم‌ها کاربرد داشته و با این حال، سلول‌های تجمع یافته هنوز طول عمر کوتاهی دارند و اغلب از بین می‌روند و موجب سرطان می‌شوند.

یکی دیگر از رایج‌ترین روش‌های ایمن سازی، HSCT است که در آن سلول‌های بنیادی اهداکننده به بیمار تزریق می‌شوند. این سلول‌های بنیادی به شکل سلول‌های ایمنی بدن تبدیل شده که می‌توانند از سرطان جلوگیری کنند . HSCT روش بسیار پیچیده است و سلول‌های اهدا کننده قادر به تشخیص سلول‌های بیمار نیستند و به جای سلول‌های سرطانی به سلول‌های سالم میزبان حمله می‌کنند .
این مطالعه جدید نشان داده است که آنتی‌اکسیدان thioredoxin قادر به افزایش طول عمر سلول‌های T گیرنده با خنثی کردن مولکول‌های اکسیژن فعال(ROS) است. محققان توضیح دادند این مسئله مهم‌ترین مشکل در ACT را حل می‌کند که در آن طول عمر کوتاه سلول‌های T یکی از مشکلات اصلی بوده است.

سرطان‌ها و تومورها اغلب سطح بسیار بالایی از ROS در اطراف خود دارند که منجر به آسیب و مرگ سلول می‌شود. درمان سلول‌هایT تومور با thioredoxin نوترکیب، قبل از انتقال به پذیرنده، ظرفیت آنتی‌اکسیدان بالا را تحمیل می‌کند. هم‌چنین این سلول‌ها به صورت متابولیکی برای جلوگیری از رقابت مواد مغذی با تومور برنامه ریزی شده است که در نتیجه کنترل تومور را بهتر می‌کند. بیان thioredoxin در انسان‌ها و موش‌ها 90 درصد به طور یکسان است و به همین دلیل مدل‌های موش برای این آزمایش مناسب هستند.

برای مطالعه ، یک سویه ویژه‌ای از موش‌هایی که می‌توانند thioredoxin بیشتری تولید کنند ، انتخاب شدند. در این موش‌ها عمر طولانی‌تری از سلولهای T وجود دارد و بنابراین فعالیت ضد تومور نیز بیشتر است. به عنوان یک گام بعدی، در حال حاضر سلول‌های گیرنده T را به گونه‌‌ای تغییر داده و طراحی کرده‌اند تا بتوانند thioredoxin را بیش از حد بیان کنند در نتیجه این سلول‌های T اثرات ضدتومور بیشتری نشان دادند.
محققان بر روی بیان thioredoxin در سلول‌های اهداکننده T و HSCT و با استفاده از مدل‌های موش مطالعه کردند و به بررسی این‌که طول عمر در میان سلول‌های اهداکننده T به چه شکل است،‌ پرداختند. هنگامی‌که بیان thioredoxin در این سلول‌های اهدا‌کننده افزایش یافت، کاهش ROS در آن‌ها وجود داشت. این بدان معنی است که این سلول‌های اهدا‌کننده کمتر احتمال حمله به سلول‌های سالم فرد بیمار را دارند و بنابراین از شروع GVHD جلوگیری می‌شود. thioredoxin یک محصول طبیعی بدون سمیت است که از آن برای تثبیت فعال‌سازی سلول‌های T در جهت کاهش بیماری پروستات استفاده می‌شود، هم‌چنین اثر ضد‌تومور را نیز حفظ می‌کند.
کاهش بیان CD98 در سلول‌های T با thioredoxin بیشتر رخ می‌دهد . CD98 یک اسید آمینه اسیدی است که در سلول‌های T فعال دیده می‌شود. هنگامی که سطح CD98 سقوط می‌کند، جذب گلوتامین کمتری از سلول‌های T وجود دارد و احتمال GVHD کاهش می‌یابد.

 

منابع:

Chakraborty, P., Chatterjee, S., Kesarwani, P., Thyagarajan, K., Iamsawat, S., Dalheim, A., Nguyen, H., Selvam, S.P., Nasarre, P., Scurti, G. and Hardiman, G., 2019. Thioredoxin-1 improves the immunometabolic phenotype of antitumor T cells. Journal of Biological Chemistry, 294(23), pp.9198-9212.

Sofi, M.H., Wu, Y., Schutt, S.D., Dai, M., Daenthanasanmak, A., Voss, J.H., Nguyen, H., Bastian, D., Iamsawat, S., Selvam, S.P. and Liu, C., 2019. Thioredoxin-1 confines T cell alloresponse and pathogenicity in graft-versus-host disease. The Journal of clinical investigation.

نوشته شده در از — دیدگاه‌تان را بنویسید

آیا آنتی‌اکسیدان‌ها سرعت پیشرفت سرطان را افزایش می‌دهند؟

مطالعات جدید نشان می‌دهد که افراد سیگاری و سایر افراد مبتلا به بیماری ریه، خطر پیشرفت بیماری را در صورت مصرف مکمل‌های آنتی‌اکسیدانی نشان می‌دهند.

محققان در سوئد گزارش دادند که آنتی‌اکسیدان‌ها به سرعت پیشرفت سرطان را با کوتاه شدن یکی از پاسخ های کلیدی ایمنی بدن به سلول‌های بدخیم نشان می‌دهند. دوزهای نرمال ویتامین E و دوزهای کمتر از آنتی‌اکسیدان استیل‌سیستئین باعث افزایش رشد تومورها در موش‌های مبتلا به سرطان ریه می‌شوند.

دکتر مارتین برگو در یک کنفرانس مطبوعاتی بیان کرد: “ما دریافتیم که آنتی‌اکسیدان‌ها باعث افزایش سه برابر تعداد تومور‌ها شده و رشد تومورها را تشدید می‌کنند.” آنتی‌اکسیدان‌ها، موش‌های مبتلا به سرطان را دو برابر سریع‌تر می‌کشند و تأثیر آن به صورت وابسته به دوز است. اگر دوز کمتری به موش‌ها تزریق کنیم، تومورها رشد کمی نشان میدهند و اگر دوز بالاتری از آنتی‌اکسیدان تزریق کنیم، تومورها رشد بیشتری را نشان می‌دهند.

برگو مدیر مرکز سرطان در دانشگاه گوتنبرگ گفت که یافته‌های مربوط به این موضوع بسیار با اهمیت هستند زیرا استیل‌سیستئین برای بهبود تنفس در بیماران مبتلا به بیماری مزمن انسدادی ریوی یا COPD مورد استفاده قرار می‌گیرد. اکثر افراد مبتلا به COPD را افراد سیگاری تشکیل می‌دهند.

آنتی‌اکسیدان‌ها از طریق جلوگیری از آسیب سلولی ناشی از مولکول‌هایی به نام رادیکال‌های آزاد، بدن را از بیماری محافظت می‌کنند. این رادیکال‌ها می‌توانند به تقریبا هر چیزی در داخل سلول، از جمله DNA، آسیب برسانند و آسیب DNA می‌تواند منجر به سرطان شود.

هنگامی که بدن تشخیص می‌دهد آسیب DNA سلولی رخ داده است که می‌تواند منجر به سرطان شود، پروتئین مهار‌کننده تومور به نام p53 آزاد می‌شود. محققان در آزمایشات بالینی بر روی سلول‌های سرطانی موش و انسان، متوجه شدند که آنتی‌‌اکسیدان‌ها، آزاد شدن p53 را متوقف می‌کنند و باعث آسیب DNA در سلول‌های سرطانی توسط رادیکال‌های آزاد می‌شوند. در اثر کاهش آسیب  DNA، آنتی‌اکسیدان در حقیقت به سلول‌های سرطانی کمک می‌کند تا از تشخیص جلوگیری کنند.

یافته‌های این تحقیق نشان می‌دهد که افرادی که تومور‌های ناشناخته در ریه خود دارند، باید از مصرف آنتی‌اکسیدان‌های اضافی جلوگیری کنند.

برگو گفت: “اگر سرطان ریه دارید یا خطر ابتلا به سرطان ریه نشان می‌هید، آنتی‌اکسیدان‌های اضافی ممکن است مضر باشند و باعث رشد سریع تومور شوند.” آزمایشات انسانی در دهه های 1980 و 1990 نشان می‌دهد که آنتی‌اکسیدان‌های بتا کاروتن، ویتامین A و ویتامین E، میزان بروز سرطان ریه را در افراد سیگاری افزایش می‌دهد.

بدن انسان، آنتی‌اکسیدان‌های مورد نیاز خود را تولید می‌کند، و با مصرف مکمل‌های آنتی‌اکسیدانی که از مواد غذایی تامین می‌شوند ، توانایی بدن برای مبارزه با سرطان و بیماری افزایش می‌یابد. این یک باور قدیمی در زمینه تاثیر آنتی‌اکسیدان‌ها بر سرطان است که امروزه با تحقیقات بیشتر زیر سوال می‌رود.

مسیرهای پیچیده و چرخه‌های فراوانی در بدن وجود دارد که باید در جهت تشخیص صحیح تاثیر آنتی‌اکسیدان‌ها در بیماری سرطان مطالعه شوند. با این حال،در سوئد تا زمان مطالعات بیشتر، مصرف مکمل‌های آنتی‌اکسیدانی در بیماران مبتلا به سرطان ریه ممنوع شده است.

 

منابع:

Emfietzoglou, R., Spyrou, N., Mantzoros, C.S. and Dalamaga, M., 2019. Could the endocrine disruptor bisphenol-A be implicated in the pathogenesis of oral and oropharyngeal cancer? Metabolic considerations and future directions. Metabolism, 91, pp.61-69.

Cipolletti, M., Solar Fernandez, V., Montalesi, E., Marino, M. and Fiocchetti, M., 2018. Beyond the antioxidant activity of dietary polyphenols in cancer: the modulation of estrogen receptors (ers) signaling. International journal of molecular sciences, 19(9), p.2624.

 

نوشته شده در از — دیدگاه‌تان را بنویسید

آیا آنتی‌اکسیدان‌های شکلات می‌توانند عملکرد مغز را افزایش دهند؟

به گفته محققان ایتالیایی، یک نوشیدنی کاکائو غنی از فلاونول‌ها که همان آنتی‌اکسیدان موجود در شکلات است، ممکن است به افرادی که مشکلات حافظه دارند، کمک کرده و عملکرد مغزشان را بهبود بخشد. محققان بیان می‌کنند که فلاونول‌ها در چای، انگور، شراب قرمز، سیب و به خصوص در گیاهان کاکائو یافت می‌شوند و با کاهش خطر ابتلا به زوال عقل همراه هستند.

دانشمند برجسته دکتر Giovambattista Desideri گفت: پیش‌گیری از زوال عقل باید در اوایل زندگی از طریق یک شیوه زندگی سالم از جمله کنترل فاکتورهای خطرناک قلبی عروقی، فعالیت بدنی منظم، کنترل وزن و یک رژیم غذایی کنترل شده با کالری و رژیم غذایی متعادل شود. در این زمینه، مصرف منظم فلاونول کاکائو نشان دهنده یک استراتژی موثر برای حفظ سلامت و عملکرد مغز و قلب و عروق است.

محققان گفتند که توانایی فلاونول برای کمک به حفظ عملکرد مغز از طریق محافظت از سلول‌های مغز، بهبود سوخت‌و‌ساز بدن مغزی و کمک به جریان خون انجام می‌گیرد.

محققان بر روی 90 سالمند مبتلا به اختلال حافظه مطالعه انجام دادند که مقادیر مختلف 990 میلی‌گرم، 520 میلی‌گرم و 45 میلی‌گرم فلاونول کاکائو را هر روز برای هشت هفته مصرف کردند. سپس عملکرد مغز شرکت‌کنندگان را با تست‌های مختلف بررسی کردند. یافته‌های این تحقیق نشان می‌دهد افرادی که مقدار بالای ویتامین و فلاونول را مصرف می‌کنند، در برخی از آزمایشات بهبود چشم‌گیری داشته اند. آن‌ها در واکنش‌هایی از جمله هماهنگی دست و چشم، حافظه کاری و کلامی و سرگیجه نسبت به گروه با مصرف کم فلاونول، بهتر عمل کردند. این مطالعه در ادامه بیان می‌کند که حدود 40 درصد وضعیت بهبود در کاهش مقاومت به انسولین در گروه‌های با مصرف بالای فلاونول دیده می‌شود. این شرکت کنندگان هم‌چنین کاهش قند خون و فشار خون و سطوح پایین‌تر آسیب اکسیداتیو به سلول‌ها را نشان می‌دهند.

براساس این تحقیق، این داده‌ها با مطالعات‌پیشین هم‌سو بوده‌اند که نشان می‌دهد مصرف غذاهای غنی از فلاونوئیدها، از جمله شکلات تلخ، با کاهش میزان مقاومت به انسولین همراه است. به عبارت دیگر، فلاونول‌های کاکائو قادر به کنترل قند خون می‌باشند. با توجه به افزایش جهانی اختلالات شناختی مغز به علت افزایش جمعیت در کشورهای غربی، یافته ها شواهد دلگرم‌کننده‌ای نشان می‌دهند که مصرف فلاونول‌های کاکائو می‌تواند تاثیر مفیدی در حفظ سلامت روانی داشته باشد.

البته باید توجه داشت که این مطالعه با شکلات انجام نشده است، اما با نوشیدنی‌هایی با مقادیر کم کالری، غنی از فلاونول‌های کاکائو حاوی مقادیر زیادی از مواد مغذی صورت گرفته است. بر‌اساس افزایش چاقی که به طور خاص در کودکان مشهود است، باید در هنگام توصیه به مصرف شکلات به بیماران احتیاط کرد.

محققات معتقدند جهت بهبود شرایط زندگی و تاثیر دادن شیوه زندگی با علم، ورزش بااهمیت‌ترین مساله است. قبل از مصرف و توصیه شکلات تلخ در رژیم غذایی، باید ورزش در برنامه هر فرد قرار بگیرد.

در حالی که این تحقیق ارتباط بین فلاونول‌های کاکائو و عملکرد روانی را به اثبات رسانده است اما این ارتباط علت و معلول را اثبات نمی‌کند.

 

منابع:

Silver, S., Al-Tikriti, R. and Jin, N., 2018. Dark Chocolate (70% Cacao) Modulates Gamma Wave Frequencies in Vigorously Active Individuals.

Pawar, P.G., Darekar, A.B. and Saudagar, R.B., 2018. MEDICATED CHOCOLATE AND LOLLIPOPS: A NOVEL DRUG DELIVERY SYSTEM FOR PEDIATRIC PATIENT. Pharma Science Monitor, 9(1).

Decroix, L., De Pauw, K., Van Cutsem, J., Pattyn, N., Heyman, E. and Meeusen, R., 2018. Acute cocoa flavanols intake improves cerebral hemodynamics while maintaining brain activity and cognitive performance in moderate hypoxia. Psychopharmacology, 235(9), pp.2597-2608.

نوشته شده در از — دیدگاه‌تان را بنویسید

آنتی‌اکسیدان محافظ مغز در برابر آلزایمر

تحقیقات جدید نشان می‌دهند که چطور یک آنتی‌اکسیدان محافظ مغز می‌تواند از زوال عقل و آلزایمر جلوگیری کند.

آنتی‌اکسیدان سوپراکسید دیسموتاز یا  SOD1 با رادیکال‌های آزاد که باعث آسیب اکسیداتیو در مغز می‌شود، مبارزه می‌کند با این حال، یک تیم تحقیقاتی دانشگاه ایالتی آیووا، مزایای محافظتی SOD1 را به طور چشمگیری ضعیف می‌داند. درحالی که سطح پروتئین‌های tau در  بیماری آلزایمر افزایش می‌یابد اما بر اساس نتایج، محققان معتقدند SOD1 برای مقابله با اثرات مضر پروتئین tau مبارزه می‌کند اما در نهایت نبرد را از دست می‌دهد.

در افراد مبتلا به اختلال شناختی ضعیف و آلزایمر، SOD1  بیشتر به بخش خاکستری مغز مربوط می‌شود که نقش مهمی در حافظه دارد. با این حال، نتایج نشان می‌دهد 90 درصد از این تاثیر مثبت توسط tau از بین می‌رود. این مساله باعث نمی‌شود که سوپراکسیددیسموتاز به عنوان عامل منفی در آلزایمر شناخته شود، بلکه اثر پروتئین tau را در تشدید آسیب اکسیداتیو بیان می‌کند.

مکلیمانز، فارغ التحصیل PhD و دستیار تحقیق، علوم غذایی و تغذیه انسانی و بریجت کلارک، کارشناس تحقیقاتی دانشنامۀ سیکلون تابستان، این مطالعه را منتشر کردند که توسط مجله Antioxidants & Redox Signaling منتشر شده است. علاقه آن‌ها به آنتی‌اکسیدان‌ها که به طور طبیعی در بدن و در غذاها وجود دارد، منجر به بررسی این مساله شد که چگونه SOD1 پیری را تحت تاثیر قرار می‌دهد.

کلارک گفت: “این مطالعه می‌تواند بیشتر به بررسی نحوه کاهش میزان تغذیه و جلوگیری از تولید عصبی و پیری در مغز مربوط شود. Auriel Willett  استادیار علوم غذایی و تغذیه انسان، که به تحقیق نظارت داشت بیان می‌کند که میزان پروتئین SOD1 و tau در افراد با درجه‌های مختلف بیماری آلزایمر متفاوت است. محققان آزمایش‌های بالینی را بر روی بزرگسالان محدوده سنی 65 تا 90 ساله مبتلا به آلزایمر در زمینه ابتلا به بیماری‌های عصبی، مورد مطالعه قرار دادند. از 287 نفر در این مطالعه، 86 نفر اختلال شناختی داشتند، 135 نفر اختلال خفیف داشتند و 66 نفر مبتلا به بیماری آلزایمر بودند.

مک ليمانس گفت، بسياری از محققان آزمایشات خود را در زمینهSOD1  و مغز بر اساس تحليل مغز پس از مرگ مبتلایان به آلزايمر انجام می‌دهند. طبق همین بررسی‌ها تاثیر SOD1  در آلزایمر و تاثیر بیومارکرها در مغز و مایع مغزی نخاعی در بزرگسالان مشخص شده بود. امروزه تحقیقات بیشتر، نقش پروتئین tau را در توسعه آلزایمر نشان می‌دهد. Willette  گفت: “بیماری ممکن است تا حدی شروع شود یا پیشرفت کند، زیرا آنتی‌اکسیدان‌ها در مغز ما کارآیی خود را هنگام افزایش آسیب اکسیداتیو، افزایش می‌دهند.”

محققان در ایالت آیووا می‌گویند مطالعات بیشتری نیاز است تا تعیین کند آیا افزایش تولید SOD1 احتمالا از طریق رژیم یا دارو ممکن است به پیشرفت بیماری آلزایمر تاثیر داشته باشد یا خیر؟

 

منابع:

McLimans, K.E., Clark, B.E., Plagman, A., Pappas, C., Klinedinst, B., Anantharam, V., Kanthasamy, A. and Willette, A.A., 2019. Is CSF SOD1 a Biomarker of Tau but not Amyloid Induced Neurodegeneration in Alzheimer’s Disease?. Antioxidants and Redox Signaling,

نوشته شده در از — دیدگاه‌تان را بنویسید

ژن‌های مرتبط با طول عمر در بیماری کلستاز نوزادی

محققان ژن‌های مرتبط با بقا را در کودکان مبتلا به کلستاز نوزادی شناسایی می‌کنند.

دانشمندان در مرکز پزشکی بیمارستان کودکان یک الگوی بیانی برای ۱۴ ژن  دخیل در طول عمر نوزادان مبتلا به کلستازی نوزادان را شناسایی کردند. این بیماری در کودکان با پیوند کبد بسیار رایج است.

این پژوهشگران هم‌چنین دریافتند که آنتی‌اکسیدان N استیل سیستئین (NAC) منجر به کاهش آسیب کبدی و فیبروز (بافت پیوندی رشته‌ای) در موش مبتلا به کلستازی و افزایش زمان بقا می‌شود.

کلستازی نوزادی همچنین به نام  extrahepatic ductopenia ، یک بیماری کبدی در کودکان است که در آن یک یا چند مجرای صفرا، به طور غیر طبیعی باریک و یا مسدود می‌شوند. این بیماری می‌تواند مادرزادی یا اکتسابی باشد. کلستازی به عنوان یک نقص مادرزادی بیشتر در آسیای شرقی با مقدار 1 در 5000 تولد، رایج است. علائم این بیماری در حدود دو تا هشت هفته پس از زایمان ظاهر می‌شود. هنگامی که یک کودک مبتلا به کلستازی باشد، جریان صفراوی از کبد به کیسه صفرا مسدود شده و این باعث می‌شود که صفرا در داخل کبد به دام افتاده و در نهایت باعث نارسایی کبد شود.

در ابتدا، علائم کلستازی مانند علائم زردی نوزادان، یک بیماری معمولی بی‌ضرر که معمولا در نوزادان دیده می‌شود، قابل تشخیص نیستند. علائم متفاوتی از کلستازی معمولا بین دو تا هشت هفته پس از تولد مشخص می‌شود. نوزادان و كودكان مبتلا به کلستازی پیشرفته، وضعیتی است كه در آن صفرا نمی‌تواند كبد را ترک كند و در داخل آن جمع می‌شود. هنگامی که کبد، بیلی‌روبین را از طریق مجاری صفراوی به صورت صفرا خارج نمی‌کند، بیلی روبین شروع به جمع شدن در خون کرده و علایم ایجاد می‌شوند. این علائم عبارتند از زرد شدن پوست، خارش، جذب کم مواد مغذی (باعث تاخیر در رشد)، مدفوع کمرنگ، ادرار تیره و شکم تحریک شده. این بیماری اگر بدون درمان باقی بماند، ماده صفراوی می‌تواند منجر به نارسایی کبدی شود. بر خلاف دیگر انواع زردی،  کلستاز وابسته به صفراوی آپریزی اغلب باعث کریستال شدن، یک نوع آسیب مغزی ناشی از اختلال عملکرد کبدی می‌شود. این به این دلیل است که در کلستازی صفراوی، کبد بیمار هنوز قادر به ساخت بیلی‌روبین است اما قادر به عبور از مانع خون مغزی نیست.

بررسی رابطه بین تاثیر 14 ژن در این بیماری، تشخیص و توسعه درمان‌های جدید را فراهم می‌کند. یک روش بررسی بسیار قوی، طراحی یک آزمایش بالینی برای فعال کردن مسیر گلوتاتیون است. گلوتاتیون مولکولی است که در نوزادان با کلستازی صفراوی بسیار بیان شده است. فعال‌سازی مسیر، توسط آنتی‌اکسیدان NAC در جهت بهبود جریان صفراوی و جلوگیری از پیشرفت فیبروز صورت می‌گیرد.

محققان بیوپسی‌های کبدی و داده‌های بالینی از نوزادان مبتلا به کلستازی که جریان صفراوی در آن‌ها کاهش یا متوقف شده بود را دریافت کردند. نوزادان در مرکز تحقیقات بیماری‌های کبد کودکان مطالعه شدند. بیوپسی‌های کبدی در زمان تشخیص بیماری به دست آمده است.  دانشمندان NAC را به موش‌های نوزاد مبتلا به کلستازی و فیبروز، که بیلی‌روبین و فیبروز کبدی را کاهش می‌دهد، تجویز کردند. بیلی‌روبین یک ماده زرد نارنجی است که در طول تجزیه عادی گلبول‌های قرمز ساخته می‌شود. بیلی‌روبین از طریق کبد عبور و در نهایت از بدن دفع می‌شود. با این حال، سطوح بالاتر این ماده می‌تواند مشکلات کبدی ایجاد کند.

دکتر Bezerra بیان می‌کند: “ما هنوز نمی‌دانیم که آیا NAC در نوزادان مبتلا به کلستازی ایمن و موثر است یا خیر. آزمایشات بالینی آینده قطعا تاثیر این ماده را در این بیماری مشخص خواهد کرد.”

 

منابع:

Bezerra, J.A., Wells, R.G., Mack, C.L., Karpen, S.J., Hoofnagle, J.H., Doo, E. and Sokol, R.J., 2018. Biliary Atresia: Clinical and Research Challenges for the Twenty‐First Century. Hepatology, 68(3), pp.1163-1173.

Berauer, J.P., Mezina, A.I., Okou, D.T., Sabo, A., Muzny, D.M., Gibbs, R.A., Hegde, M.R., Chopra, P., Cutler, D.J., Perlmutter, D.H. and Bull, L.N., 2019. Identification of Polycystic Kidney Disease 1 Like 1 Gene Variants in Children With Biliary Atresia Splenic Malformation Syndrome. Hepatology.

Mack, C.L., Spino, C., Alonso, E.M., Bezerra, J.A., Moore, J., Goodhue, C., Ng, V.L., Karpen, S.J., Venkat, V., Loomes, K.M. and Wang, K., 2019. A Phase I/IIa trial of intravenous immunoglobulin following portoenterostomy in biliary atresia. Journal of pediatric gastroenterology and nutrition, 68(4), pp.495-501.

نوشته شده در از — دیدگاه‌تان را بنویسید

استرس اکسیداتیو در سندروم ولفرام

سندروم ولفرام  WFS یک بیماری ارثی است که به طور معمول با ابتلا به دیابت نوع اول وابسته به انسولین و آتروفی اپتیکی پیشرونده همراه است. علاوه بر این، بسیاری از افراد مبتلا به سندرم ولفرام هم‌چنین از اختلالات شنوایی ناشی از دیابت و کاهش حس شنوایی برخوردارند. یک نام قدیمی برای این سندرم DIDMOAD است که به دیابت نوع یک، آتروفی بینایی و ناشنوایی اشاره دارد. برخی افراد جهش در ژن یکسان دارند که موجب سندروم ولفرام می‌شود، اما آن‌ها ویژگی‌های این سندروم را نشان نمی‌دهند، بنابراین با نام اختلالات مرتبط با WFS1 شناخته می‌شوند. به عنوان مثال، این نام برای توصیف فردی با شدت شنوایی حساس ناشی از جهش‌های ژن WFS1، بدون دیابت یا سایر ویژگی‌ها استفاده می‌شود.

مطالعات جدید بر نقش استرس اکسیداتیو در سندرم ولفرام و هیپوترمی تمرکز دارد

در دانشکده پزشکی دانشگاه تارتو، اولین تست‌های حیوانی با استفاده از پپتیدهای آنتی‌اکسیدانی سنتری، انجام شده که ممکن است استرس اکسیداتیو را کاهش دهد. استرس اکسیداتیو یک بیماری ژنتیکی غیر قابل علاج به نام سندرم ولفرام ایجاد می‌کند و به طور گسترده توسط دانشمندان در سراسر جهان مورد مطالعه قرار گرفته است. استرس اکسیداتیو شرایطی است که گونه‌های فعال مانند رادیکال‌های آزاد بر سیستم دفاعی تأثیر می‌گذارند و این ممکن است به آسیب بافت منجر شود.

در پژوهش با عنوان نقش استرس اکسیداتیو در سندرم ولفرام و هیپوترمی، نقش استرس اکسیداتیو در مورد هیپوترمی خفیف یا کاهش دمای بدن و نیز سندرم ولفرام نادر مورد مطالعه قرار گرفت. بیماری ولفرام ناشی از نقص ژن وولفرمین است که هم‌چنین باعث ایجاد دیابت، آتروفی عصب اپتیکال و اختلالات نوروژنیک می‌شود. فرد مبتلا به این سندروم دارای دیابت است و کور و ناشنوا می‌شود.

کمبود ولفرامین که علت سندرم ولفرام است، در اثر استرس اندوپلاسمی داخل سلولی و هم‌چنین استرس اکسیداتیو اتفاق می‌افتد. سطح استرس اکسیداتیو شدیدتر از هر زمان دیگری در مدل موش‌هایی که مبتلا به سندرم ولفرام هستند، دیده می‌شود و پپتید‌های آنتی‌اکسیدانی  UPFباعث کاهش استرس اکسیداتیو در بافت‌های مختلف می‌شوند.

مدل‌های حیوانی اکنون می‌توانند برای توصیف سندرم ولفرام در تحقیقات بیشتری مورد استفاده قرار گیرند. توصیف دقیق متابولیسم، اطلاعاتی را برای مطالعات بیشتر بر روی یک پروتئین با عملکرد بیوفیزیکی ناشناخته ارائه می‌دهد که همچنین تاکید بر ایم مساله دارد که ولفرامین است که باعث سندروم ولفرام می‌شود. به این ترتیب، عملکرد دقیق و بیوشیمیایی آن و نقش استرس اکسیداتیو در این بیماری، بیشتر می‌تواند توصیف شود.

هیپوترمی خفیف در عمل بالینی برای اجتناب از آسیب بافت بسیار کاربرد دارد. در حال حاضر، دقیقا مشخص نیست که چه چیزی از مکانیسم هیپوترمی محافظت می‌کند. تحقیقات نشان داد که هیپوترمی خفیف باعث پاسخ استرس در سلول‌های مختلف سلولی می‌گردد.

 

منابع:

AMO-SHIINOKI, K.I.K.U.K.O., TANABE, K., HATANAKA, M. and TANIZAWA, Y., 2018. Metabolic Insufficiency Caused By Cellular Stresses Is Implicated in Beta-Cell Dedifferentiation in the Mouse Model of Wolfram Syndrome.

Kondo, M., Tanabe, K., Amo-Shiinoki, K., Hatanaka, M., Morii, T., Takahashi, H., Seino, S., Yamada, Y. and Tanizawa, Y., 2018. Activation of GLP-1 receptor signalling alleviates cellular stresses and improves beta cell function in a mouse model of Wolfram syndrome. Diabetologia, 61(10), pp.2189-2201.

Sakakibara, Y., Sekiya, M., Fujisaki, N., Quan, X. and Iijima, K.M., 2018. Knockdown of wfs1, a fly homolog of Wolfram syndrome 1, in the nervous system increases susceptibility to age-and stress-induced neuronal dysfunction and degeneration in Drosophila. PLoS genetics, 14(1), p.e1007196.

نوشته شده در از — دیدگاه‌تان را بنویسید

سرکوب لیستریا بدون مرگ سلول میزبان

پروتئین‌های مرگ سلولی باعث سرکوب ليستریا بدون کشتن سلول‌های میزبان می‌شوند

تحقیقات جدید دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی نشان می‌دهد که پروتئین‌های کلیدی شناخته شده جهت جلوگیری از عفونت‌های ویروسی با القای مرگ سلولی می‌توانند برخی از عفونت‌های باکتریایی را بدون ایجاد مرگ سلول‌های میزبان مسدود کنند.

پروتئین RIPK3 و MLKL به جای کشتن سلول‌های میزبان آلوده به لیستریا در دستگاه گوارش، ترکیب شیمیایی باکتری‌ها را تشخیص می‌دهند و MLKL به آن متصل می‌شود، در نتیجه از گسترش لیستریا جلوگیری می‌شود، در حالی که سلول‌های میزبان زنده می‌ماند.

Jun Ninomiya-Tsuji استاد علوم زیست‌شناسی و نویسنده مسئول مقاله‌ای که این پژوهش را توصیف می‌کند، بیان می‌کند که: “در حالی‌که ما نشان داده‌ایم که این پروتئین‌ها در سلول‌های اپیتلیال روده‌ای نسبت به سلول‌های ایمنی متفاوت عمل می‌کنند اما هنوز مطمئن نیستیم که چرا و چگونه این تمایز رخ می‌دهد”.

محققان متخصص تحقیقات سم‌شناسی ابتدا از سلول‌های روده انسان استفاده کردند تا نشان دهند که سلول‌های با کمبود RIPK3  توسط لیستریا آلوده شده بودند، در حالی که سلول‌های دارای RIPK3 دارای چنین عفونت‌هایی نبودند. محققان سپس از موش استفاده کردند تا ببینند که آیا لیستریا می‌تواند با عبور از سلول‌های روده به مجاری موش برسد. آن‌ها آلودگی لیستریا را در موش‌های با کمبود RIPK3 یافتند، اما آلودگی لیستریا کمتری در موش‌های نرمال مشاهده شد.

سپس محققان نشان دادند که RIPK3 و یک پروتئین  دیگر به نام MLKL که با آن کار می‌کند، با حضور لیستریا فعال می‌شود. فعال‌سازی پروتئین این مسیر، تکرار ليستریا را مهار می‌کند، که نشان می‌دهد که پروتئین‌ها به طور موثر ليستریا را از بین می‌برند. سپس به طرز شگفت‌آوری محققان نشان دادند که فعال شدن RIPK3 و MLKL توسط لیستریا باعث مرگ سلول نمی‌شود. در عوض، پروتئین MLKL خود را به لیستریا متصل می‌کند، و گسترش آن را متوقف می‌کند.

پروتئین‌های دیگر موجب مرگ سلول برای جلوگیری از عفونت‌های خاص، به ویژه در سلول‌های ایمنی بدن می‌شود. مرگ سلول‌های اپیتلیال در دستگاه گوارش ممکن است باعث برداشتن مانع مهمی برای بیماری‌های ویروسی و باکتری‌ شود، بنابراین ممکن است این پروتئین‌ها منجر به بهبود شرایط زنده‌مانی سلول در زمان آلودگی گردد.

محققان معتقدند که تحقیقات آینده تلاش خواهد کرد تا بدانند که چگونه و به چه علت این پروتئین‌ها روش متفاوتی ( به روش مرگ سلول یا عدم مرگ سلولی ) جهت جلوگیری از ایجاد باکتری در دستگاه گوارش دارند.

 

منابع:

Sai, K., Parsons, C., House, J.S., Kathariou, S. and Ninomiya-Tsuji, J., 2019. Necroptosis mediators RIPK3 and MLKL suppress intracellular Listeria replication independently of host cell killing. The Journal of cell biology, 218(6), pp.1994-2005

McDougal, C. and Sauer, J.D., 2018. Listeria monocytogenes: the impact of cell death on infection and immunity. Pathogens, 7(1), p.8

نوشته شده در از — دیدگاه‌تان را بنویسید

CRISPR به طور تصادفی باعث ایجاد موتاسیون RNA می‌شود

CRISPR در زمان ویرایش DNA به طور تصادفی باعث ایجاد جهش در RNA می‌شود. محققان چندین سال پیش گزارش دادند که  سیستم ویرایش قدرتمند ژنوم به نام CRISPR را ایجاد کرده‌اند که می‌تواند با دقت بالا تغییرات مورد نیاز در ژنوم را ایجاد کند. اما نقاط ضعف ویرایش‌گرهای باز به طور فزاینده‌ای ظاهر می‌شوند. مطالعه جدید نشان می‌دهد که ویرایش‌گرها می‌توانند به طور تصادفی رشته‌های RNA را تغییر دهند که به ساخت پروتئین‌ها و یا انجام سایر وظایف سلولی کلیدی کمک می‌کند. محققان می‌گویند این مساله می‌تواند درمان‌های ایمنی را پیچیده‌تر کند و سایر برنامه‌های تحقیقاتی را مختل نماید.

بیماری‌ انسانی سلول داسی شکل به وسیله یک جهش نقطه‌ای در یکی از بازهای DNA، آدنین، گوانین، سیتوزین و تیمین ایجاد شده است و CRISPR  اغلب دچار مشکل در ویرایش باز اشتباه، شده است. این به این دلیل است که CRISPR رشته DNA را در مکان‌های هدف برش می‌دهد و پس از آن مکانیسم‌های ویرایش سلول را به کار می‌گیرد تا ساخت توالی اصلاح شده DNA را برای تصحیح جهش انجام دهد. در مقابل ویرایش به طور شیمیایی یک نقطه DNA را توسط آنزیم‌هایی که deaminases نامیده می‌شوند تغییر می‌دهند و نیازی به برش یا کمک از سلول نیست.

 CRISPR  مکان‌های هدف در ژنوم را شناسایی می‌کند و این مکان‌ها را ویرایش می‌کند اما تاثیراتی نیز بر روی نقاط غیر هدف RNA ( دارای سه باز مشابه با DNA ) دارد. بنابراین جی. کیت جونگ، پاتولوژیست و زیست‌شناس مولکولی در بیمارستان عمومی ماساچوست در بوستون، تیمی را هدایت کرد که ویرایش CRISPR را در سلول‌های کبدی و کلیه بدن انسان بررسی می‌کند. یافته‌های آن‌ها نشان می‌دهد که این نوع ویرایش می‌تواند RNA را تغییر دهد. نتایج این بررسی در مجله Nature چاپ شده است.

جونگ بیان می‌کند که آن‌ها قبلا deaminases را طراحی کرده‌اند که به طور قابل ملاحظه‌ای تعدادی از ویرایش‌های غلط RNA را کاهش می‌دهد. جونگ می‌گوید “این برای ما خیلی دلگرم‌کننده بود.” “ما در نهایت مهندسان پروتئین هستیم، و می‌خواهیم بدانیم که آیا می‌توانیم سیستمی را مهندسی کنیم تا جهش‌ها از بین بروند.”

دیوید لیو، شیمیدان دانشگاه هاروارد که نخستین ویرایشگر باز را ایجاد کرد یادآور می‌شود که deaminases به طور طبیعی سلول‌های RNA را ویرایش می‌کند و تأکید می‌کند که پیامدهای بیولوژیکی چنین ویرایشی نامشخص است. او اضافه می‌کند که در مطالعات آزمایشگاهی خود راجع به ویرایش باز نیز رونوشت‌های غیر هدف را پیدا کرده‌اند، اما این مساله در مقادیر پایین‌تری رخ داده است.

هر دو لیو و جونگ تأکید می‌کنند که در نتیجه پژوهش‌های خود موفق به دست‌یابی به  deaminasesهایی شده اند که فقط بر روی DNA یا RNA عمل ویرایش را انجام می‌دهد و این باعث می‌شود تا آن‌ها اطمینان حاصل کنند که می‌توانند اثرات غیر هدف که توسط ویرایش ژنومی ایجاد می‌شد را از بین ببرند. ویرایش باز هنوز هم ابزار قدرتمندی برای از بین بردن جهش‌ها و از بین بردن اشتباهات رونویسی است که برخی تشخیص‌های غیر هدف باید بیشتر مورد مطالعه قرار بگیرند.

 

منابع:

Grünewald, J., Zhou, R., Garcia, S.P., Iyer, S., Lareau, C.A., Aryee, M.J. and Joung, J.K., 2019. Transcriptome-wide off-target RNA editing induced by CRISPR-guided DNA base editors. Nature, 569(7756), p.433.

Listgarten, J., Weinstein, M., Kleinstiver, B.P., Sousa, A.A., Joung, J.K., Crawford, J., Gao, K., Hoang, L., Elibol, M., Doench, J.G. and Fusi, N., 2018. Prediction of off-target activities for the end-to-end design of CRISPR guide RNAs. Nature biomedical engineering, 2(1), p.38.

 

نوشته شده در از — دیدگاه‌تان را بنویسید

لومینسانس یا فلوروسنس؟

به نظر می‌رسد لومینسانس و فلورسنس یک معنی دارند مخصوصا هنگام استفاده از این مفاهیم به عنوان راهکارهای ردیابی مغناطیسی در آزمایشگاه‌های بیوسنسور یا آزمایشات تشخیصی in-vitro.  اما آن‌ها یکسان نیستند. بله، این مفاهیم هر دو یک فوتون را به عنوان الکترون می‌گیرند و الکترون از حالت انرژی بالاتر به حالت انرژی پایین‌تر می‌رود، اما تفاوت در روش متداولی است که در ابتدا موجب جذب الکترون به حالت انرژی بالا می‌شود. در فلورسنس، الکترون با اضافه کردن یک فوتون به حالت انرژی بالاتر برمی‌گردد. در لومینسانس، الکترون در حالت انرژی بالا به علت ایجاد نیتروژن متوسط ​​در یک واکنش شیمیایی است. نور در هنگام تجزیه محصولات نهایی واکنش تولید می‌شود.

انتشار نور در فلورسنس به دلیل یک الکترون برانگیخته است که به حالت انرژی پایین رسیده است.

برانگیختگی:

اولین گام در جهت ایجاد یک مولکول فلورسنت، انتشار نور است که الکترون را به یک سطح انرژی بالاتر تحریک می‌کند با قرار دادن مولکول در نور با طول موج مناسب ( این طیف تحریک نامیده می‌شود ) پروب‌های مختلف فلورسنت با طول موج‌های مختلفی از نور مرئی جذب می‌شوند. به عنوان مثال، الکترون‌های valence در AlexaFluor 594  با ورودی فوتون‌های نور 590 نانومتر به حالت انرژی بالاتر باز می‌گردند، در حالی که AlexaFluor488   با نور 496 نانومتری برانگیخته می‌شود.

انتشار:

در این حالت انرژی بالا الکترون‌ها پایدار نیستند و به حالت انرژی پایین‌تر می‌روند به این معنی که الکترون‌ها به صورت مرحله‌ای از سطح انرژی بالاتر به سطح انرژی پایین‌تر آمده و همیشه انرژی اضافی را به‌عنوان فوتون‌های یک رنگ خاص منتشر می‌کنند. اگر AlexaFluor 594 با طول موج مناسب برانگیخته شود، همیشه نور قرمز را با طول موج 617 نانومتر منتشر می‌کند و AlexaFluor 488 همیشه نور سبز را با طول موج 519 نانومتر منتشر می‌کند. این نور می‌تواند به صورت کیفی توسط چشم اندازه‌گیری شود و هم‌چنین می‌تواند به صورت کمی با طیف سنجی فلورسانس اندازه‌گیری شود.

نمونه دیگری از فلورسنس، نقطه‌های کوانتومی است. نقاط کوانتومی نانوبلورهای فلورسنت هستند که بسیار کوچک بوده و محدود به کوانتوم می‌باشند. این به این معنی است که طول موج انتشار، عملکرد مستقیمی از اندازه نقطه کوانتومی است. طیف تحریک از نقاط کوانتومی بسیار گسترده است، اما طیف انتشار بسیار باریک است. نقطه کوانتومی، کریستال‌های غیر معدنی هستند در حالی که پروب‌های فلورسنت، مولکول‌ها می‌باشند.

لومینسانس انتشار یک فوتون به علت واکنش شیمیایی است

برای تولید نور در یک واکنش شیمیایی هیچ نوری نیازی نیست که به واکنش اضافه شود. واکنش شیمیایی خود را در یک حالت برانگیخته تولید می‌کند. واسطه‌های با انرژی بالا اغلب گونه‌های اکسید شده‌ای هستند که نور را آزاد می‌کنند زیرا آن‌ها به محصولات نهایی با انرژی کمتری تبدیل می‌شوند. گاهی اوقات این گونه‌های واسطه تنها مقدار کمی نور آزاد می‌کنند. آنزیم‌هایی مانند هورس‌ردیش پراکسیداز (HRP) و آلکالین فسفاتاز (AP) وجود دارند که برای نورپردازی در حضور بستر‌‌های مناسب مورد استفاده قرار می‌گیرند.

واکنش‌های شیمیایی در IVD مغناطیسی

از طریق تکنیک‌های ترکیبی، یک آنزیم لومینسانس مانند HRP یا AP می‌تواند به مولکول اسیدنوکلئیک و یک ذره مغناطیسی متصل شود. پس از جداسازی مغناطیسی، حضور یا عدم وجود هدف را می‌توان با افزودن مستقیم ماده شیمیایی و اندازه‌گیری میزان نور تولید شده مورد ارزیابی قرار داد. اگر مولکول هدف در نمونه وجود داشته باشد، به دلیل واکنش شیمیایی مولکولی، نور وجود خواهد داشت. اگر مولکول هدف در نمونه وجود نداشته باشد، هیچ واکنش رخ نمی‌دهد و هیچ نوری تولید نمی‌شود. اگر منحنی استاندارد استفاده شود، این اندازه‌گیری می‌تواند کمی باشد.

 

منابع:

Wang, G., Cong, W., Wang, C. and Liu, F., Rensselaer Polytechnic Institute, 2019. Stored luminescence computed tomography. U.S. Patent Application 10/285,659.

Puttock, E.V., Walden, M.T. and Williams, J.G., 2018. The luminescence properties of multinuclear platinum complexes. Coordination Chemistry Reviews, 367, pp.127-162.

Josephson, L., Medchem Imaging, 2018. Sequence Specific Fluorescence for Peptide-Fluorochrome Interactions. U.S. Patent Application 15/728,502.

نوشته شده در از — دیدگاه‌تان را بنویسید

استخراج DNA چیست؟

استخراج DNA خارج‌کردن و جداسازی داکسی‌ریبونوکلئیک‌اسید (DNA) از سلول‌ها یا ویروس‌هایی است که دارای DNA به عنوان ماده ژنتیکی هستند.

DNA استخراج شده برای چه کاری استفاده می‌شود؟

استخراج DNA غالبا گام اولیه در بسیاری از فرایندهای تشخیصی است که برای تشخیص باکتری و ویروس‌ها در محیط زیست و نیز تشخیص بیماری‌ها و اختلالات ژنتیکی استفاده می‌شود. این تکنیک‌ها شامل روش‌های زیر می‌شوند:

فلورسانس در حالت هیبریداسیون ( FISH ) :  یک روش مولکولی است که اکثرا برای شناسایی و شمارش گروه‌های باکتری خاص است.

پلی‌مورفیسم قطعه انتهایی هضم‌شده  ( T-RFLP ) : برای شناسایی، مشخص نمودن و تعیین الگوهای مکانی و زمانی در جوامع باکتری اپی‌پلانکتون دریایی استفاده می‌شود.

توالی‌یابی: بخش‌هایی از ژنوم یا کل آن ممکن است دارای توالی و هم‌چنین عناصر کروموزومی اضافی برای مقایسه با توالی موجود در بانک ژن باشد.

DNA چگونه استخراج می‌شود؟

مرحله 1. شکستن سلول برای آزاد کردن DNA

سلول‌های نمونه از یکدیگر جدا می‌شوند، اغلب به وسیله یک وسیله فیزیکی مانند ورتکس کردن و در محلول حاوی نمک قرار می‌گیرند. یون‌های سدیم مثبت با نمک در محافظت از گروه‌های فسفات منفی که در امتداد ستون فقرات DNA قرار دارند شرکت می‌کنند. سپس مواد شوینده اضافه می‌شود. مواد شوینده لیپید‌ها را در غشای سلولی و هسته تجزیه می‌کند. DNA آزاد شده است چون این غشاها مختل می‌شوند.

مرحله 2: جداسازی DNA از پروتئین‌ها و سایر باقی مانده‌های سلولی

برای به دست آوردن یک نمونه تمیز از DNA، لازم است تا حد زیادی از باقی مانده‌های سلولی حذف شود. این کار را می‌توان با روش‌های مختلف انجام داد. اغلب یک پروتئاز (آنزیم پروتئینی) برای تخریب پروتئین‌های مرتبط با DNA و دیگر پروتئین‌های سلولی اضافه می‌شود. به صورت متناوب، برخی از باقی‌مانده‌های سلولی را می‌توان با فیلتر کردن نمونه حذف کرد.

مرحله 3. رسوب DNA با الکل

در نهایت، الکل یخ زده (یا اتانول یا ایزوپروپانول) به دقت به نمونه DNA اضافه می‌شود. DNA محلول در آب است، اما در حضور نمک و الکل، نامحلول است. در این مرحله رسوب ظاهر می‌شود. اگر مقدار زیادی از DNA وجود داشته باشد، ممکن است یک رسوب سفید ببینید.

مرحله 4. تمیز کردن DNA

نمونه DNA اکنون می‌تواند بیشتر تمیز شود. سپس آن را در یک بافر کمی قلیایی دوباره آماده کرده و آماده استفاده می‌شود.

مرحله 5. تأیید حضور و کیفیت DNA

برای انجام آزمایشات بیشتر، مهم است که غلظت و کیفیت DNA را بدانید. برای تعیین غلظت و خلوص DNA در یک نمونه، می‌توان از خواص چگالی نوری گرفته شده توسط یک اسپکتروفتومتر استفاده کرد. به جای آن، الکتروفورز ژل را می‌توان برای نشان دادن حضور DNA در نمونه خود و نشان دادن کیفیت آن به کار برد.

DNA استخراج شده در چه مواردی بررسی می‌شوند؟

DNA استخراج شده برای تجزیه و تحلیل مولکولی از جمله PCR، الکتروفورز، توالی یابی، اثر انگشت و کلونینگ استفاده می‌شود.

 

منابع:

Rohland, N., Glocke, I., Aximu-Petri, A. and Meyer, M., 2018. Extraction of highly degraded DNA from ancient bones, teeth and sediments for high-throughput sequencing. Nature protocols, 13(11), p.2447.

Guevara, E.E., Frankel, D.C., Ranaivonasy, J., Richard, A.F., Ratsirarson, J., Lawler, R.R. and Bradley, B.J., 2018. A simple, economical protocol for DNA extraction and amplification where there is no lab. Conservation genetics resources, 10(1), pp.119-125.

Fiedorova, K., Radvansky, M., Nemcova, E., Grombirikova, H., Bosak, J., Cernochova, M., Lexa, M., Smajs, D. and Freiberger, T., 2019. The impact of DNA extraction methods on stool bacterial and fungal microbiota community recovery. Frontiers in microbiology, 10, p.821.

Zinger, L., Chave, J., Coissac, E., Iribar, A., Louisanna, E., Manzi, S., Schilling, V., Schimann, H., Sommeria-Klein, G. and Taberlet, P., 2016. Extracellular DNA extraction is a fast, cheap and reliable alternative for multi-taxa surveys based on soil DNA. Soil Biology and Biochemistry, 96, pp.16-19.

نوشته شده در از — دیدگاه‌تان را بنویسید

الکتروفورز ژل پلی‌آکریل‌آمید (PAGE) چیست؟

تکنیک‌ الکتروفورز، مولکول‌ها را بر اساس بار الکتریکی در میدان الکتریکی جدا می‌کند. تحرک یک مولکول به شکل معکوس متناسب با اندازه آن است و به طور مستقیم با شارژ آن متناسب است. در طول الکتروفورز، پروتئین‌ها به سمت یک الکترود متناسب با بار الکتریکی در میدان الکتریکی حرکت می‌کنند. سرعت حرکت مولکول‌ها در یک سیستم الکتروفورز علاوه بر خواص ذاتی مانند اندازه، شارژ و شکل پروتئین‌ها، بر اساس عوامل متعددی نظیر دما، pH  و غلظت بافر نیز کنترل می‌شود. جداسازی الکتروفورز پروتئین به طور دقیق براساس وزن مولکولی آن‌ها امکان‌پذیر است، اگر بار الکتریکی تمام مولکول‌های پروتئین طبق روش مشخص یکسان باشد، در چنین مواردی تحرک مولکول‌های پروتئینی تنها بر اندازه آن‌ها متکی خواهد بود.

الکتروفورز ژل پلی‌آکریل آمید (PAGE) روش مبتنی بر این ایده است و برای جدا‌سازی پروتئین‌ها بر اساس اندازه آن‌ها استفاده می‌شود.

اصول PAGE

در PAGE، مواد شوینده آنیونی به نام سدیم دودسیل سولفات (SDS) برای اتصال به پروتئین‌ها استفاده می‌شود و به آن‌ها بار منفی می‌دهد. سپس پروتئین‌ها با توجه به اندازه پروتئین، در یک ماتریس ژل ساخته شده از پلی‌اکریل‌آمید در میدان الکتریکی به وسیله الکتروفورز جدا می‌شوند.

پلی‌اکریل‌آمید به عنوان فرآورده واکنش پلیمریزاسیون بین اکریل‌آمید و متیلن‌بیس‌اکریل‌آمید ( BIS )  و با استفاده از کاتالیزور تولید می‌شود. درجه پلیمریزاسیون یا اتصال متقاطع را می‌توان با تنظیم غلظت آکریل‌آمید و BIS کنترل کرد. ماده بیشتر منجر به ژل سخت‌تر می‌شود. سختی ژل، به نوبه خود، اصطکاک ماکرومولکول‌هارا در ژل افزایش داده و در زمان عبور از طول ژل، بر جداسازی آن‌ها تاثیر می‌گذارد.

ژل‌های با درصد پایین (4-8٪ آکریل‌آمید) اجازه می‌دهند مولکول‌های با وزن مولکولی بالاتر بتوانند از طریق ژل سریع حرکت کنند، در حالی که ژل‌های سخت و با درصد بالا (12-20٪ آکریل‌آمید) انتقال مولکول‌های بزرگ را محدود می‌کنند و به طور انتخابی به مولکول‌های کوچک اجازه می‌دهند که از طریق ژل حرکت کنند.

پروتکل SDS-PAGE
  1. آماده‌سازی نمونه:

نمونه‌های پروتئین با گرم کردن آنها با SDS مواد شوینده و مرکاپتواتانول دناتوره می‌شوند. این ماده محکم به پروتئین‌ها متصل شده و موجب افزایش بار منفی می‌شود، هم‌چنین گروه‌های سولفیدریل را آزاد می‌کند و به همین دلیل زنجیره‌های پلی‌پپتیدی دارای بار منفی نسبت به وزن می‌شوند. این فرایند به حرکت پروتئین‌ها بر اساس اندازه آن‌ها در الکتروفورز ژل کمک می‌کند.

  1. آماده‌سازی ژل:

ژل الکتروفورز معمولا دارای چندین جزء شامل آکریل‌امید، BIS  و بافر است. پرسولفات‌آمونیوم، یک منبع رادیکال آزاد و یک تثبیت‌کننده برای شروع پلیمریزاسیون به مخلوط اکریل‌آمید اضافه شده است.  BIS نیز برای تشکیل پیوندهای بین مولکول‌های اکریل‌آمید افزوده می‌شود تا زمانی که ژل در نهایت تشکیل شود.

  1. الکتروفورز:

به عنوان یک جریان الکتریکی پروتئین اعمال می‌شود که دارای یک الکترود مثبت و یک الکترود منفی است. هر مولکول با سرعت متفاوت بر اساس وزن مولکولی آن حرکت می‌کند. مولکول‌های کوچک به سرعت از طریق ژل حرکت می‌کنند و مولکول با وزن بالا دارای سرعت حرکت کم‌تر در طول ژل هستند. حرکت معمولا در ولتاژ‌های بالاتر سریع‌تر است. بعد از چند ساعت، مولکول‌های پروتئینی بر اساس اندازه از هم جدا می‌شوند.

  1. رنگ‌آمیزی :

پس از تکمیل شدن الکتروفورز، ژل می‌تواند با استفاده از موادی رنگی مانند Coomassie Brilliant Blue یا اتیدیم بروماید رنگ شود تا پروتئین‌های جدا شده به عنوان نوارهای متمایز رنگ بر روی ژل ظاهر شوند.

پس از رنگ‌آمیزی، رنگ از ژل شسته شده سپس رنگ‌بری می‌شوند تا شدت رنگ باند‌های پروتئینی اندازه‌گیری شود. گروه‌های پروتئین‌های رادیواکتیو با autoradiography می‌توانند شناسایی شوند.

برخی از سیستم‌های ژل یکرنگ مانند رنگ آمیزی بروموفنول همراه با نمونه پروتئین را معرفی می‌کنند – فاصله قابل مشاهده توسط رنگ بر روی ژل کمک می‌کند تا طول مدت الکتروفورز تعیین شود. بروموفنول آبی همراه با مولکول‌های نمونه حرکت می‌کند تا زمانی که در نهایت به پایین ژل برسد. الکتروفورز نیاز به توقف در این مرحله دارد تا هیچ مولکول پروتئینی الکتروفورز از ژل خارج و بافر منتقل نشود.

 

منابع:

Kinoshita, E., Kinoshita-Kikuta, E. and Koike, T., 2009. Separation and detection of large phosphoproteins using Phos-tag SDS-PAGE. Nature protocols, 4(10), p.1513.

Wittig, I., Braun, H.P. and Schägger, H., 2006. Blue native PAGE. Nature protocols, 1(1), p.418.