بيوتكنولوژی ميكروبی

بيوتكنولوژی ميكروبی یعنی استفاده از ويژگيهاي انواع ميكروبها در توليد و تجزيه مواد مختلف نظير هورمون هاي انساني . این کار به روش نوتركيبي، از تولید حشره كش هاي ميكروبي، توليد انواع ماكرو مولكولها و استخراج كاني ها تا زدودن مواد زايد سمي در شرايط متعارف، انجام مي شود.دانشجويان‌ گرايش‌ “بيوتکنولوژي‌ ميکروبي” در زمينه‌ بيوتکنولوژي‌ غذايي‌ و دارويي‌، توليد آنزيم‌ها، پروتئين‌ها، پلي‌ ساکاريدها، قارچ‌ها و مخمرها اطلاعات‌ لازم‌ را به‌ دست‌ مي‌آورند. دروس تخصصی ارائه شده برای این گرایش عبارتند از: میکروبیولوژی محیطی، فیزیولوژی میکروارگانیسم ها، پدیده های تخمیری، پروتئین ها و پلی ساکاریدهای میکروبی، بیوتکنولوژی غذایی، بیوتکنولوژی آرکی باکترها، آنتی بیوتیکها، بیوتکنولوژی قارچ ها.

میکروب ها (یا میکروارگانیسم ها) ارگانیسم هایی هستند که بسیار کوچک هستند و توسط چشم غیرمشخص دیده می شوند. آنها شامل باکتری ها ، قارچ ها ، تک یاخته ها ، میکرو جلبک ها و ویروس ها هستند. میکروب ها در محیط های آشنا مانند خاک ، آب ، مواد غذایی و روده حیوانات زندگی می کنند و همچنین در محیط های شدیدتری مانند سنگ ها ، یخچال های طبیعی ، چشمه های آب گرم و منافذ عمیق دریا قرار دارند. طیف گسترده ای از زیستگاه های میکروبی نشان دهنده تنوع عظیمی از صفات بیوشیمیایی و متابولیکی است که در اثر تنوع ژنتیکی و انتخاب طبیعی در جمعیت میکروبی بوجود آمده است.

بیوتکنولوژی میکروبی ، که با مطالعات ژنوم امکان پذیر است ، منجر به پیشرفت هایی از جمله واکسنهای بهتر و ابزارهای تشخیصی بهتر بیماری ، بهبود عوامل میکروبی برای کنترل بیولوژیکی آفات گیاهی و جانوری ، اصلاح پاتوژنهای گیاهی و حیوانات برای کاهش حدت ، توسعه کاتالیزورهای جدید صنعتی موجودات زنده و تخمیر ، و توسعه عوامل جدید میکروبی برای تجمع خاک و آب آلوده به رواناب کشاورزی.

ژنومیک میکروبی و تحقیقات بیوتکنولوژی میکروبی برای پیشرفت در ایمنی مواد غذایی ، امنیت غذایی ، بیوتکنولوژی ، محصولات با ارزش افزوده ، تغذیه انسان و غذاهای کاربردی ، حفاظت از گیاهان و حیوانات و ادامه تحقیقات اساسی در علوم کشاورزی بسیار مهم است.

بیوسنتز 3-هیدروکسی-پروپیونیک اسید (3-HP) در باکتری اکلای بوسیله ی مسیر سنتز بتا آلانین ، بیوتکنولوژی ، زیست فناوری

لاکتیک اسید، 3-هیدروکسی پروپیونیک اسید (3-HP)

ساختار و ویژگی های لاکتیک اسید، 3-هیدروکسی پروپیونیک اسید (3-HP)

در سال 2013، در حدود 300،000 تن لاکتیک اسید، عمدتا” توسط تخمیر، تولید شد. به علت طعم اسیدی خوشایند و ویژگی نگهدارندگی این ماده شیمیایی، بیشترین کاربرد آن در غذا و نوشیدنی ها می باشد. محصول با خالص کمتر آن در صنعت نساجی و چرم استفاده می شود. کاربرد در حال رشد D-لاکتیک اسید و B-لاکتیک اسید به عنوان ماده شیمیایی واحد ساختمانی در سنتز پلی استر های زیست تجزیه پذیر است. 3-هیدروکسی پروپیونیک اسید (3-HP) یک هیدروکسی اسید غیر طبیعی است که می تواند به طور متابولیکی از ای کلای مهندسی شده تهیه شود و همانند لاکتیک اسید، نه تنها یک واحد ساختمانی برای پلیمرها هست، بلکه یک سطح شیمیایی برای سنتز مواد شیمیایی دیگری همچون اکریلیک اسید (از دهیدراته شدن 3-HP بدست می آید) نیز می باشد. پلیمرهای با پایه اکریلیک اسید در پوشاک، نساجی، چسب ها، تصفیه آب و … استفاده می شود.

ساختار و ویژگی های لاکتیک اسید، 3-هیدروکسی-پروپیونیک اسید (3-HP) ، بیوتکنولوژی ، زیست فناوری

ساختار و ویژگی های لاکتیک اسید، 3-هیدروکسی-پروپیونیک اسید (3-HP)

بیوسنتز L-لاکتیک اسید توسط ارگانیسم ها :

از لحاظ فنی L-لاکتیک اسید توسط لاکتوباسیل های گوناگون تولید می شود. انتخاب میکروارگانیسم ها بسته به نوع منبع کربنی است که استفاده می کنند. به منظور ترنسفورماسیون کامل یک سوبسترا، لاکتوباسیل های تخمیر کننده باید استفاده گردد به علت اینکه آنها در طی گلیکولیز، به ازای هر مولکول D-گلوکز دو مولکول L-گلوکز تولید می کنند. D-لاکتیک اسید توسط اسپورولاکتوباسیلوس لاوولاکتیکوس ( Sporolactobacillus laevolacticus ) تولید می شود. همچنین به صورت متابولیکی می توان قارچ و مخمر نان را مهندسی کرده تا لاکتیک اسید بیشتری تولید کنند، اما به لحاظ عملکرد در زمان، قابل مقایسه با فرآیندهای بر اساس لاکتوباسیل نخواهند بود.

بیوسنتز L-لاکتیک اسید لاکتوباسیلوس دلبروکی (Lactobacillus delbrueckii) ، بیوتکنولوژی ، زیست فناوری

بیوسنتز L-لاکتیک اسید لاکتوباسیلوس دلبروکی (Lactobacillus delbrueckii)

تخمیر و بازیافت لاکتیک اسید :

لاکتیک اسید را می توان از دو طریق سنتز شیمیایی و یا تخمیر تولید کرد. سنتز شیمیایی با افزودن H2O به اکریلیک اسید و یا افزودن HCN به استالدهید به سمت تولید راسمیک اسید هدایت می شود. در تخمیر، انتخاب میکروارگانیسم بسته به نوع منبع کربن تعیین می شود. لاکتوباسیلوس دلبروکی (Lactobacillus delbrueckii) یا لاکتوباسیلوس لیشمانی ( L. leichmannii، دکستروز یا دیگر محلول های شکر را ترجیح می دهند، درحالیکه لاکتوباسیلوس بولگاریکوس ( L. bulgaricus ) تنها از آب پنیر به عنوان منبع کربن استفاده می کند. محیط تخمیر حاوی 12-18% شکر، یک منبع نیتروژن، فسفات و ویتامین B است.

به علت از دست رفتن فعالیت لاکتوباسیل ها در pH کمتر از 5/4، فرآیند تخمیر در pH با بازه ی بین 5/5 تا 6 و دمای 45-50 درجه سانتی گراد، تحت شرایط فقر O2 و در حضور CaCO3 (جهت حفظ پایداری pH) به عنوان بافر تنظیم می گردد. فرآیند پس از 2 تا 6 روز بسته به غلظت سوبسترا، کامل می شود. پس از حذف توده ی سلول، کلسیم-لاکتات با افزودن H2SO4 تبدیل به اسید آزاد می شود که در ادامه توسط کروماتوگرافی تعویض یونی خالص می گردد. از سوی دیگر استری شدن با متانول، تولید لاکتیک اسید متیل استر می کند که به کمک تقطیر خالص می شود. استفاده از غشاهای مایع و استفاده مستقیم از تبادل کننده یون در محیط تخمیر، بدون ته نشینی نمک کلسیم در حال پیشرفت است. برای کاربردهای پلی استری نیز، یک لاکتید در طی تغلیظ و تخلیص از طریق تقطیر در خلاء شکل می گیرد.

بیوسنتز 3-هیدروکسی-پروپیونیک اسید (3-HP) در باکتری اکلای بوسیله ی مسیر سنتز بتا آلانین ، بیوتکنولوژی ، زیست فناوری

بیوسنتز 3-هیدروکسی-پروپیونیک اسید (3-HP) در باکتری اکلای بوسیله ی مسیر سنتز بتا آلانین

3-هیدروکسی-پروپیونیک اسید (3-HP) :

به منظور تولید این ترکیب غیر طبیعی از گلوکز یا  به عنوان ماده خام در یک میکروارگانیسم مسیر های متابولیکی مصنوعی بسیاری ساخته و مورد بررسی قرار می گیرد. یکی از مسیرهای ارجح، استفاده از میزبان ای کلای و شروع با گلوکز آزاد است، که از طریق پیرووات و L-آلانین به تولید β-آلانین منجر می شود که خود می تواند در دو مرحله آنزیمی از مالونیل سمی آلدهید به 3-HP تبدیل گردد. این مسیر تا حدی مورد توجه است اما آنزیمی که ایزومر L- را به β-آلانین (آلانین-3،2-آمینوموتاز) تبدیل می کند تا به حال در طبیعت یافت نشده بود.

در نتیجه، فعالیت آنزیم آلانین-3،2-آمینوموتاز بر اساس پروتئین مربوطه آن توسط ترکیبی از طراحی پروتئین و تغییر آنزیم مهندسی شده است، و یافت شد که L-آلانین پس از بیان در ای کلای آن را فعال می کند. در مسیر دیگر گلیسرول به عنوان منبع C ، به 3-هیدروکسی-پروپیونالدهید هیدراته می شود، (با استفاده از ژن گلیسرول دهیدراتاز از باکتری کلبسیلا پنومونی ( Klebsiella pneumonia ))، سپس تحت اثر آلفا کتوگلوتریک سمی آلدهید دهیدروژناز (از باکتری آزوسپیریلوم برازیلنس ( Azospirillum brasiliense )) به 3-HP تبدیل می شود، در این فرآیند افزودن ویتامین B12 به محیط لازم است، به علت تشکیل ویتامین B12 در سیتوپلاسم باکتری کلبسیلا پنومونی، تلاش بر این است که تمامی مسیر در این باکتری به عنوان میزبان انجام پذیرد. با این حال میزان محصولات هنوز رضایت بخش نبوده و در حدود g/l 40 است. پیشرفت های گفته شده، نمونه هایی جدید از بیولوژی سنتتیک هستند که دیگر بر اساس مسیرهای طبیعی و آنزیمی نیستند اما تلاش ها برای طراحی هر دو مسیر و آنزیم های مورد نیاز ادامه خواهد داشت.

تخمیر و ریکاوری لاکتیک اسید، 3-هیدروکسی پروپیونیک اسید (3-HP) ، بیوتکنولوژی ، زیست فناوری

تخمیر و ریکاوری لاکتیک اسید، 3-هیدروکسی پروپیونیک اسید (3-HP)

 

نویسنده : مرضیه بصیرنژاد _ کارشناس ارشد رشته علوم سلولی و مولکولی

کانال تلگرامی بیوتکنولوژی

 

 

 

ترکیب و خصوصیات انواع نشاسته ها - کاساوا - دکسترین - مالتودکسترین - آمیلوز - آمیلوپکتین- آلفا-آمیلازها - اگزو-آمیلازها - بتا-آمیلازها- اندو-آمیلازها - گلوکوآمیلاز - آمیلوگلوکوزیداز- پولولانازها- ایزوآمیلاز - آسپارتیلی - آسپرژیلوس اوریزه - Aspergillus oryzae - باسیلوس آمیلوﻟﯿﮑﻮﯾﯽ ﻓﺎﺷﯿﻨﺰ ب- Bacillus amyloliquefaciens- باسیلوس لیکنی فرمیس- باسیلوس استئاروترموفیلوس - Bacillus stearothermophilus - آسپرژیلوس نایجر - Aspergillus niger - Klebsiella pneumoniae - کلبسیلا پنومونیه - باسیلوس سرئوس- Bacillus cereus- GRAS

فرآیند تولید آنزیم های هیدرولیزکننده نشاسته – آلفا-آمیلازها

هیدرولیز نشاسته

کلیات هیدرولیز نشاسته :

یکی از مهمترین پلی ساکارید هایی که در طبیعت بعد از گلوکز تولید می شود، نشاسته می باشد. در کنار گلوکز، نشاسته نیز یکی از مهمترین منابع کربن به منظور فرآیند تخمیر می باشد. در سال 2012، 75 میلیون تن نشاسته تولید شد، که 75% آن از ذرت، سیب زمینی و کاساوا تامین شد. در این بین فقط 20% از نشاسته استخراج شده مستقیما استفاده می شود، 30% آن به طریق شیمیایی اصلاح می شود، و 50% باقی مانده به محصولاتی مانند گلوکز، یا الیگومرهای آن دکسترین و مالتودکسترین تبدیل می شود. روش ارجح به منظور هیدرولیز نشاسته، استفاده از آنزیم ها می باشد که واکنش های جانبی کمتری نسبت به استفاده از اسید های هیدرولیزکننده در پی دارد.

ترکیب و خصوصیات انواع نشاسته ها - کاساوا - دکسترین - مالتودکسترین - آمیلوز - آمیلوپکتین- آلفا-آمیلازها - اگزو-آمیلازها - بتا-آمیلازها- اندو-آمیلازها - گلوکوآمیلاز - آمیلوگلوکوزیداز- پولولانازها- ایزوآمیلاز - آسپارتیلی - آسپرژیلوس اوریزه - Aspergillus oryzae - باسیلوس آمیلوﻟﯿﮑﻮﯾﯽ ﻓﺎﺷﯿﻨﺰ ب- Bacillus amyloliquefaciens- باسیلوس لیکنی فرمیس- باسیلوس استئاروترموفیلوس - Bacillus stearothermophilus - آسپرژیلوس نایجر - Aspergillus niger - Klebsiella pneumoniae - کلبسیلا پنومونیه - باسیلوس سرئوس- Bacillus cereus- GRAS

ترکیب و خصوصیات انواع نشاسته ها

نشاسته :

پلیمیری متشکل از آمیلوز خطی (poly-α-1,4-D-glucose) و آمیلوپکتین شاخه دار می باشد.آمیلوز ساختار شبه کریستالین دارد و میزان آن در نشاسته توسط واکنش ید-نشاسته تعیین می گردد. در ترکیب آمیلوپکتین، زنجیره ایی از آمیلوزهای خطی در بین هر 20 رزیدوی گلوکز با فرمول D-1،6-گلیکوزیدی به صورت یک شاخه است. نسبت آمیلوز به آمیلوپکتین براساس منبع نشاسته متغیر می باشد که در واقع این نسبت ویژگی های فیزیکی و شیمیایی نشاسته را مشخص می کند. نشاسته در آب سرد غیر محلول است اما زمانی که حرارت ببیند به حدی حل می شود که پل های ترامولکول های هیدروژن را تخریب می کند. همچنین نشاسته با جذب آب و افزایش ویسکوزیته توانایی تبدیل به حالت ژلاتینی را دارد. که در این حالت می تواند از نظر شیمیایی اصلاح شود و یا توسط آنزیم تجزیه گردد. اگر نشاسته ژلاتینه سرد شود آمیلوز به سرعت با تشکیل باندهای هیدروژنی بین مولکولی دوباره کریستالیزه می شود. نشاسته ماده خام بسیاری از مواد غذایی پایه مانند نان است. به تدریج فرآیند تولید سنتی نشاسته جای خود را با پروتوکل فرآیند آنزیمی عوض کرده است.

ساختار آمیلوز و آمیلوپکتین . کاساوا - دکسترین - مالتودکسترین - آمیلوز - آمیلوپکتین- آلفا-آمیلازها - اگزو-آمیلازها - بتا-آمیلازها- اندو-آمیلازها - گلوکوآمیلاز - آمیلوگلوکوزیداز- پولولانازها- ایزوآمیلاز - آسپارتیلی - آسپرژیلوس اوریزه - Aspergillus oryzae - باسیلوس آمیلوﻟﯿﮑﻮﯾﯽ ﻓﺎﺷﯿﻨﺰ ب- Bacillus amyloliquefaciens- باسیلوس لیکنی فرمیس- باسیلوس استئاروترموفیلوس - Bacillus stearothermophilus - آسپرژیلوس نایجر - Aspergillus niger - Klebsiella pneumoniae - کلبسیلا پنومونیه - باسیلوس سرئوس- Bacillus cereus- GRAS

ساختار آمیلوز و آمیلوپکتین

آنزیم های هیدرولیز کننده نشاسته :

 آنزیم های بسیاری برای تجزیه نشاسته در دسترس هستند، از جمله آنها:

1) آلفا-آمیلازها یا اگزو-آمیلازها، که نشاسته را در موقعیت α-1,4 زنجیره پلیمیری تجزیه می کند.

2) بتا-آمیلازها یا اندو-آمیلازها: مالتوز یا مالتوتریوز را از انتهای غیراحیا کننده تجزیه می کنند.

3) گلوکوآمیلاز یا آمیلوگلوکوزیداز: که مالتوز را به دو مولکول گلوکوز تقسیم می کنند

4) پولولانازها: که باندهای α-1,6 ترجیحا” پولولان و همچنین آمیلوپکتین را تجزیه می کنند و

5) ایزوآمیلازها: نیز باندهای α-1,6 آمیلوپکتین را با سرعت بالاتری نسبت به پولولان تجزیه می کنند.

آنزیم های تجزیه کننده ی انواع نشاسته - کاساوا - دکسترین - مالتودکسترین - آمیلوز - آمیلوپکتین- آلفا-آمیلازها - اگزو-آمیلازها - بتا-آمیلازها- اندو-آمیلازها - گلوکوآمیلاز - آمیلوگلوکوزیداز- پولولانازها- ایزوآمیلاز - آسپارتیلی - آسپرژیلوس اوریزه - Aspergillus oryzae - باسیلوس آمیلوﻟﯿﮑﻮﯾﯽ ﻓﺎﺷﯿﻨﺰ ب- Bacillus amyloliquefaciens- باسیلوس لیکنی فرمیس- باسیلوس استئاروترموفیلوس - Bacillus stearothermophilus - آسپرژیلوس نایجر - Aspergillus niger - Klebsiella pneumoniae - کلبسیلا پنومونیه - باسیلوس سرئوس- Bacillus cereus- GRAS

آنزیم های تجزیه کننده ی انواع نشاسته

آلفا-آمیلازها :

آنزیم های آسپارتیلی هستند که در بسیاری ارگانسیم ها وجود دارد و از مالت، پانکراس و آسپرژیلوس اوریزه (Aspergillus oryzae) کریستالیزه شده اند. ساختارهای کریستالی آلفا-آمیلاز از باکتری باسیلوس آمیلوﻟﯿﮑﻮﯾﯽ ﻓﺎﺷﯿﻨﺰ (Bacillus amyloliquefaciens) و ارگانیسم های دیگر به دست آمده است. آلفا-آمیلازها در میزبان های گوناگونی کلون و به میزان بالا بیان شده اند. آلفا-آمیلازهای باکتریایی در مقایسه با آلفا-آمیلازهای نوع قارچی دمای بهینه بالاتری (باسیلوس لیکنی فرمیس (Bacillus licheniformis) : 78 درجه سانتی گراد) را نشان می دهند و همچنین در برابر شرایط قلیایی پایدارتر هستند. در نتیجه، رنج وسیعی از آلفا-آمیلازها با پایداری متفاوت در برابر pH و حرارت در دسترس هستند.

بتا-آمیلازها. یک آنزیم سولفیدریلی است که از مالت گندم و هچنین باکتری باسیلوس استئاروترموفیلوس (Bacillus stearothermophilus) گرفته می شود و مهمترین آنزیم در تهیه شربت مالتوز می باشد.

آمیلازها باند α-6،1 را تجزیه می کنند. مهمترین آنزیم این گروه گلوکوآمیلاز از باکتری آسپرژیلوس نایجر (Aspergillus niger) است. پولولاناز به صورت صنعتی توسط سویه های کلبسیلا پنومونیه (Klebsiella pneumoniae) و باسیلوس سرئوس (Bacillus cereus) تولید می شود.

منشا و ویژگی آنزیم ها - کاساوا - دکسترین - مالتودکسترین - آمیلوز - آمیلوپکتین- آلفا-آمیلازها - اگزو-آمیلازها - بتا-آمیلازها- اندو-آمیلازها - گلوکوآمیلاز - آمیلوگلوکوزیداز- پولولانازها- ایزوآمیلاز - آسپارتیلی - آسپرژیلوس اوریزه - Aspergillus oryzae - باسیلوس آمیلوﻟﯿﮑﻮﯾﯽ ﻓﺎﺷﯿﻨﺰ ب- Bacillus amyloliquefaciens- باسیلوس لیکنی فرمیس- باسیلوس استئاروترموفیلوس - Bacillus stearothermophilus - آسپرژیلوس نایجر - Aspergillus niger - Klebsiella pneumoniae - کلبسیلا پنومونیه - باسیلوس سرئوس- Bacillus cereus- GRAS

منشا و ویژگی آنزیم ها

فرآیند تولید آنزیم های هیدرولیزکننده نشاسته :

 به منظور استفاده در محصولات غذایی، آمیلازها توسط اصل GRAS و گاها تخمیر جامد تولید می شوند. آمیلازها در حوزه کاربردهای فنی (بیواتانل، سیروپ ها، دترجنت ها و منسوجات) که به آنزیم های مقاوم در برابر دما نیازمند است، معمولا درون باکتری های مهندسی شده ی پایدار باسیلوس آمیلو ﻟﯿﮑﻮﯾﯽ ﻓﺎﺷﯿﻨﺰ (Bacillus amyloliquefaciens) یا باسیلوس لیکنی فرمیس (Bacillus licheniformis) کلون می  شوند. برای تولید، از مخزن هوادهی فرمانتور با ظرفیت 30-200 مترمکعب استفاده می شود. محصول پس از 36 الی 48 ساعت تولید و غلظت آمیلازg/l 15-30 است. آنزیم ها داخل محیط کشت اضافه می شوند (محلول آنزیم رقیق شده). به علت اینکه محصول آنزیم به طور نسبی ارزش کمی دارد، فرآیند ایزوله سازی همراه با حذف حجم سلول به وسیله جداکننده یا فیلترهای چرخشی همراه است و با مراحل الترافیلتراسیون، ته نشینی و پایان در حضور افزودنی های پایدارکننده ادامه می یابد. قیمت مناسب آلفا-آمیلازهای پایدار در برابر دما و گلوکوآمیلازها برای تولید بیواتانول چیزی در حدود 400 میلیون دلار آمریکا تخمین زده شده است.

نویسنده : مرضیه بصیرنژاد _ کارشناس ارشد رشته علوم سلولی و مولکولی

کانال تلگرامی بیوتکنولوژی

هیدرولیز نشاسته

هیدرولیز نشاسته

فرمنتاسیون و بازیافت استیک اسید - بیوتکنولوژی

بیوسنتز استیک اسید (سرکه) بوسیله گلوکونوباکتر ، استوباکتر

استیک اسید/ سرکه :

سرکه در فرهنگ های متعددی برای اسیدی کردن و نگهداری سبزیجات، سالادها، برنج و سایر محصولات غذایی استفاده می شود. استفاده از سرکه در این غذاها و نوشیدنی ها به دوران باستان بر می گردد. سرکه قبلا و درحال حاضر از عصاره ی میوه های تخمیر شده مانند شراب تهیه شده و می شود. در قرن نوزدهم، یک پروسه ی تثبیت در فرانسه توسعه داده شد که در این پروسه شراب رقیق شده به صورت قطره قطره روی صفحات چوبی آغشته به باکتری های استیک اسید چکیده می شد. لوئیس پاستور در سال 1868 موفق به تعیین شرایط انتخابی رشد باکتری های استیک اسید شد و اساس تولید تکنولوژیکی مدرن سرکه را پایه گذاری کرد.

مشخصات و ویژگی های استیک اسید - بیوتکنولوژی

مشخصات و ویژگی های استیک اسید

امروزه، سرکه را از طریق فرمنتاسیون اتانول توسط Acetobacter تولید می کنند. اگر شراب به عنوان ماده ی اولیه استفاده شود محصول سرکه ی شراب یک محلول 6% استیک اسید در آب با 8/4=pH می باشد و اگر از اتانول اصلاح شده استفاده شود، غلظت سرکه 5% می باشد. تولید سالانه ی سرکه در ایالات متحده ی آمریکا حدود 750 میلیون لیتر یا 750000 تن می باشد. استیک اسید گلاسیال (با خلوص 99.7 %) یک ماده ی شیمیایی مهم است که از طریق اکسیداسیون کاتالیتیکی اتیلن تولید می شود و pKa آن 6/5 است. در ایالات متحده، کلسیم منیزیم استات با نام تجاری Cryotech CMA (نقطه ذوب °C 7/7-) برای باندهای فرودگاه استفاده می شود به دلیل اینکه در مقایسه با سدیم کلراید خورندگی کمتری دارد. CMA ی تولید شده از نشاسته ی ذرت به عنوان ضدیخ سبز (green antifreeze) مطرح می باشد (Nicer De-Icer).

ارگانیسم های بیوسنتز کننده ی استیک اسید :

تنها تعداد کمی از گونه های گلوکونوباکتر و استوباکتر می توانند از طریق اکسیداسیون نیمه نهایی، استیک اسید را به اتانول اکسید کنند. طبقه بندی تاکسونومیک این گونه ها به دلیل تغییر سریع فنوتیپ حین رشد، کامل شده است و معمولا از طریق 16S RNA تایپینگ انجام می شود، اخیرا از آنالیز پروفایل پلاسمید ها نیز برای طبقه بندی استفاده می شود. اکسیداسیون اتانول از طریق یک سلسله واکنش متوالی الکل دهیدروژناز و آلدئید دهیدروژناز صورت می گیرد که هر دو آنزیم از آنزیم های متصل به غشا هستند و دارای پیرولوکوئینولین کوئینون به عنوان گروه های پروستتیک می باشند. آلدئید دهیدروژناز یک رزیدوی هم نیز دارد. این آنزیم ها الکترون های حاصل از اکسیداسیون اتانول را از طریق یوبیکوئینون به یک اکسیداز متصل به غشا انتقال می دهند. این باکتری ها حین رشد از طریق گلیکولیز، مسیر KDPG و همینطور از طریق سیکل سیتریک اسید، گلوکز را به پیروات متابولیزه می کنند. هر دو سویه شدیدا حساس به فقدان اکسیژن هستند. یک وقفه ی چند دقیقه ای در تامین اکسیژن منجر به کاهش شدید اکسیداسیون اتانول می شود. اگر اتانول تمام می شود، استیک اسید در حضور اکسیژن به دی اکسید کربن اکسید می شود.

ارگانیسم های بیوسنتز کننده ی استیک اسید - بیوتکنولوژی

ارگانیسم های بیوسنتز کننده ی استیک اسید

فرمنتاسیون و بازیافت استیک اسید :

برای تولید تکنیکی استیک اسید Acetobacter.sp به کار گرفته می شود. این میکروارگانیسم در مخلوطی از شراب رقیق شده یا اتانول اصلاح شده و سایر مواد مغذی کشت داده می شود و بیش از 60gL-1 استیک اسید تحت شرایط هوادهی قوی تولید می شود البته هوادهی به گونه ای باید باشد که مانع از اکسیداسیون بیشتر استیک اسید شود. این پروسه به صورت فرمنتاسیون نیمه خوراک دهی مکرر انجام می شود زمانیکه غلظت اتانول به حدود 2/0% کاهش یافت (از طریق سنسور اتانول غلظت آن اندازه گیری می شود) مقدار معینی از مایع فرمانتور خارج می شود و با ماده اولیه ی تازه جایگزین می گردد. از آن جایی که هوادهی بسیار هموژن ضروری است، استیررهای بسیار کارا استفاده می شوند. تولید اسید به سرعت آغاز می شود که همراه با تولید حرارت می باشد و توسط تهویه کننده، حرارت مازاد خارج می شود.

فرمنتاسیون و بازیافت استیک اسید - بیوتکنولوژی

فرمنتاسیون و بازیافت استیک اسید

متوسط تولید در یک راکتور  100m3 با استفاده از این پروسه حدود 6.1gL-1h-1  می باشد. با استفاده از محیط های استارتر خاص و ردیابی و کنترل مناسب پروسه محلول 17.5% سرکه طی  70-50 به دست می آید. محلول غلیظ تر (تا 21%) که در صنایع کنسروسازی استفاده می شود از طریق ادامه دار کردن پروسه تا 45-55 ساعت به دست می آید. زمانیکه غلظت استیک اسید به 20% رسید باکتری های استیک اسید می میرند و فرمنتاسیون به پایان می رسد. سرکه ی خام فیلتر می شود و با استفاده از پروسه ی غشایی خالص سازی می شود، پاستوریزه می گردد و به محلول 6-5% سرکه رقیق سازی و روانه ی بازار می شود. در میان طرح های رایج تولید سرکه مدل Frings Acetator رایج تر است.

سایر پروسه ها، مانند فرمنتاسیون پیوسته با بازیافت سلول یا استفاده از باکتری های استیک اسید تثبیت شده در یک بیوراکتور هوابالابر، گاها تولید بیشتری نشان می دهند ( بیشتر از 100gL-1h-1) اما هنوز جایگاه وسیعی در سطح بازار پیدا نکرده اند. تولید سنتی سرکه ها از طریق فرمنتاسیون آهسته ی انواعی از میوه ها از جمله انگور، شراب ها، آب نارگیل و … طی هفته ها یا ماه ها انجام می شود. یک رایحه ی دلپذیر طی به عمل آمدن سرکه به وجود می آید که ممکن است سال ها طول بکشد مانند سرکه های بالزامیک ایتالیا. معمولا، استوباکتر به صورت یک لایه در سرکه باقی می ماند.

سایر پروسه های تولید استیک اسید - بیوتکنولوژی

سایر پروسه های تولید استیک اسید

 

 

نویسنده : طاهره صادقیان _ دانشجوی دکتری بیوتکنولوژی دارویی _ علوم پزشکی اصفهان

کانال تلگرامی بیوتکنولوژی

تولید آسپارتام ، L- فنیل آلانین و L- آسپارتیک اسید - بیوتکنولوژی - شیرین کننده های مصنوعی

تولید آسپارتام ، L- فنیل آلانین و L- آسپارتیک اسید – بیوتکنولوژی – شیرین کننده های مصنوعی

آسپارتام ، L- فنیل آلانین و L- آسپارتیک اسید

کلیات : آسپارتام (L- α- آسپارتیل-L- فنیل آلانین- متیل استر) یک شیرین کننده ی مصنوعی کم کالری می باشد که حدودا دویست مرتبه شیرین تر از سوکروز است. این شیرین کننده در سال 1965 توسط کمپانی G. D. Searle کشف شد و در سال 1981، FDA آن را به عنوان افزودنی غذایی مجاز تائید کرد. سالانه 20000 تن آسپارتام تولید می شود (آمار مربوط به سال 2009) و غالب بازار آسپارتام در اختیار کمپانی Ajinomoto می باشد. آسپارتام از L- آسپارتیک اسید و L- فنیل آلانین تولید می شود. سنتز شیمیایی آن نیازمند استفاده از چندین گروه حفاظتی می باشد به همین دلیل قابل رقابت با سنتز آنزیمی نیست.

آسپارتام، L- فنیل آلانین و L- آسپارتیک اسید - بیوتکنولوژی

آسپارتام، L- فنیل آلانین و L- آسپارتیک اسید

L- آسپارتیک اسید :

L- آسپارتیک اسید را می توان از هیدرولیزات های پروتئینی استخراج نمود. اگرچه، از افزودن آمونیاک به فوماریک اسید توسط آنزیم آسپارتاز موجود در سلول های E. coli به عنوان سنتز ترجیحی آن استفاده می شود. در این نوع سنتز باکتری های تثبیت شده در κ-کاراجینان یا پلی آکریل آمید به عنوان راکتور سلولی به کار گرفته می شوند. بازده تولید این سیستم حدود gL-1h-1 40 می باشد و پایداری عملکردی آن (نیمه عمر کاتالیست) نهایتا 2 سال است. با استفاده از سلول های لیوفیلیزه ی القا شده، بازده به gL-1 166 رسیده است. بکارگیری پلاسمید حامل ژن کد کننده ی آسپارتاز، باعث افزایش 30 برابری بیان آنزیم آسپارتاز در سلول های E. coli K12 شده است. پروسه های فرمنتاسیون (تخمیر) قابل رقابت با راکتورهای سلولی نیستند حتی اگر در این پروسه ها از سویه های موتانت با کارایی بالا استفاده شود.

تولید L- آسپارتیک اسید بیوتکنولوژی

تولید L- آسپارتیک اسید

L- فنیل آلانین :

در گذشته معمولا برای تولید صنعتی این اسیدآمینه از راکتورهای آنزیمی و مواد اولیه ی شیمیایی در دسترس استفاده می شد. اخیرا، پروسه های فرمنتاسیون مبتنی بر موتانت های با کارایی بالا ترجیح داده می شوند. در دسترس بودن و هزینه ی تهیه ی پیش سازهای سنتتیک در مقایسه با بازده پروسه ی فرمنتاسیون از جمله عوامل مهم و تعیین کننده ی ارجحیت اقتصادی این پروسه ها است. بهترین نتایج راکتورهای آنزیمی مربوط به افزودن آمونیاک به ترانس- سینامیک اسید با استفاده از آنزیم فنیل آلانین آمونیوم لیاز باکتری Rhodotorula glutinis می باشد. در یک راکتور سلولی حاوی میکروارگانیسم های تثبیت شده، میزان بازده تولید gL-1 50 با درصد بازیابی بیوکاتالیست 83% است.

تولید L- فنیل آلانین بیوتکنولوژی

تولید L- فنیل آلانین

تجزیه ی D,L- 5- بنزیل هیدانتوئین توسط آنزیم های L- هیدانتوئیناز و L-N- کرباموئیلاز باکتری Flavobacterium ammoniagenes هم نتایج امیدبخشی داشته است. در حال حاضر، از موتانت های با کارایی بالای E. coli برای تولید این اسیدآمینه استفاده می شود. بیوسنتز L- فنیل آلانین از پیش سازهای اریتروز-4-فسفات و فسفو انول پیروات از طریق حد واسط های شیکیمیک اسید، کوریسمیک اسید و پرفنیک اسید انجام می شود. این مسیر بیوسنتزی انشعابات فرعی هم دارد که منجر به تولید L- تیروزین و L- تریپتوفان می شود و بسیاری از آنزیم های مسیر به شدت تنظیم شونده می باشند.

به همین دلیل، برای تولید L- فنیل آلانین از موتانت های اکسوتروف استفاده می شود. از آن جایی که تمامی سویه های مولد از نظر L- تیروزین هم اکسوتروف هستند می توان با افزودن L- تیروزین به محیط کشت رشد را هم کنترل نمود و این یک مزیت محسوب می شود. اغلب ژن های این مسیر کلون شده اند و روش های ژنتیکی هم برای ایجاد سویه های با تولید دائمی بکار گرفته شده اند. بازدهی معادل gL-1 50 بعد از h 60 توسط سویه های E. coli گزارش شده است. فرمنتاسیون به روش نیمه خوراک دهی (fed-batch) انجام می شود، سلول ها با فیلتراسیون حذف می شوند و معمولا محصول نهایی با استفاده از تغلیظ توسط اولترافیلتراسیون به همراه کروماتوگرافی جذبی و کریستالیزاسیون بازیافت می گردد.

آسپارتام :

سنتز شیمیایی آسپارتام از دو اسید آمینه ی سازنده اش، مستلزم استفاده از گروه های محافظتی و سپس حذف آن ها می باشد. در حال حاضر استفاده از پروسه ی تولید آنزیمی در مقایسه با این پروسه ی چند مرحله ای، ساده تر می باشد. در پروسه ی آنزیمی، تنها گروه آمینوی L- آسپارتیک اسید است که باید محافظت شود و یک آنزیم هم برای کاتالیز آمیداسیون گروه α- کربوکسی L-Z آسپارتیک اسید (ایزومر تلخ مزه ی L- بتا- آسپارتیل- L- فنیل آلانین- متیل استر) با L- فنیل آلانیل متیل استر به کار گرفته می شود. با استفاده از این آنزیم حتی می توان از فنیل آلانین متیل استرهای راسمیک نیز در این پروسه استفاده نمود. آنزیم ترجیحی برای این واکنش آنزیم ترمولیزین باکتری Bacillus stearothermophilus می باشد و حلال مورد استفاده هم ایزو آمیل الکل است.

تولید آسپارتام

تولید آسپارتام

ترمولیزین مقاومت حرارتی بسیار بالایی دارد و امکان انجام پروسه در دمای °C 70 را فراهم می نماید و منجر به بازده بالای g L-1 h-1 30 می شود. محصول نهایی خلوص بالایی دارد و با کروماتوگرافی تعویض یونی خالص سازی می شود. آسپارتام تنها یکی از چندین شیرین کننده ی مصنوعی کم کالری است که اخیرا وارد بازار شده اند. از جمله این شیرین کننده ها می توان به سوکرالین (تری کلرو-گالاکتوسوکروز)، استویوسید (یک دی ترپن گلیکوزیله)، تائوماتین یا مونلین (به ترتیب پروتئین ها و پپتیدهای گلیکوزیله) و ادوانتام (یک دی پپتید تغییر یافته ی آسپارتیل-فنیل-آلانین که توسط کمپانی Ajinomoto توسعه یافته است) اشاره نمود.

نویسنده : طاهره صادقیان _ دانشجوی دکتری بیوتکنولوژی دارویی _ علوم پزشکی اصفهان

کانال تلگرامی بیوتکنولوژی

بیوسنتز ، فرمنتاسیون، بازیافت، جوانب اقتصادی تولید 1-بوتانول _ بیوتکنولوژی

بیوسنتز ، فرمنتاسیون، بازیافت، جوانب اقتصادی تولید 1-بوتانول

1- بوتانول

کلیات :

1-بوتانول (با تولید جهانی معادل 3 میلیون تن در سال 2011) یک حلال مهم برای نقاشی اتومبیل، یک ترکیب شیمیایی پایه برای تشکیل استر (به عنوان مثال برای تشکیل بوتیل سلولز) و سوخت زیستی می باشد. استون (با تولید جهانی معادل 7/6 میلیون تن در سال 2009)، محصول جانبی فرمنتاسیون 1-بوتانول هم به عنوان حلال استفاده می شود. در جنگ جهانی اول غالبا برای تولید ماده ی منفجره ی cordite (خرج یا باروت) توسط نیروی دریایی انگلیس مورد استفاده قرار می گرفت. هر دو ترکیب در حال حاضر از مواد خام پتروشیمی تهیه می شوند اما قبل از آن تا سال 1950 غالبا از طریق فرمنتاسیون توسط باکتری های Clostridium و نشاسته یا ملاس به عنوان منبع کربن تولید می شدند و اولین پروسه ی صنعتی تولید در سال 1915 توسط شیمیدان روسیه ای/انگلیسی Chaim Weizmann (که بعدا اولین رئیس جمهور اسرائیل شد) راه اندازی شد. به دلیل پیشرفت ژنتیک مولکولی و تکنولوژی پروسه، تولید هر دو حلال از طریق فرمنتاسیون مجددا از نظر اقتصادی مورد توجه واقع شد و در حال حاضر به عنوان تکنولوژی جایگزین تحت بررسی می باشد.

کلیات ویژگی های 1- بوتانول و استون _ بیوتکنولوژی

کلیات ویژگی های 1- بوتانول و استون

ارگانیسم و بیوسنتز 1-بوتانول :

در بین تعداد کمی از باکتری های بی هوازی که قادر به تولید استون و بوتانول هستند جنس Clostridium مهمترین مولد می باشد. طی فرمنتاسیون، در انتهای رشد سلولی یک تغییر مسیر از تشکیل بوتیریک اسید و استیک اسید به سمت تولید بوتانول اتفاق می افتد که همراه با کاهش pH به مقادیر کمتر از 5 می باشد. ترکیب محصول نهایی گونه به گونه متفاوت است. ارگانیسمی که بیشتر مورد مطالعه قرار گرفته است Clostridium acetobutylicum می باشد که بالاترین مقاومت نسبت به حلال های سمی تولید شده حین پروسه را هم نشان می دهد.

این ارگانیسم از g 100 گلوکز، g 38 بوتانول و استون با نسبت 3:1 تولید می کند. یکی از محصولات جانبی این پروسه اتانول می باشد (فرمنتاسیون ABE). بسیاری از کلستریدیوم ها آنزیم های آمیلاز، آمیلوگلوکوزیداز و سایر هیدرولازهای خارج سلولی تولید می کنند به همین دلیل می توانند منابع کربن ارزان قیمت مانند نشاسته را متابولیزه کنند. استفاده از گلوکز و پنتوز های مشتق از بیوماس همچنین استفاده از لاکتوز آب پنیر هم مطالعه شده اند. آنزیم های دخیل در بیوسنتز هر دو حلال به خوبی مطالعه شده اند و ژن های آن ها کلون گردیده است.

پیروات از گلوکز طی گلیکولیز تولید می شود. در حضور پیروات/فردوکسین اکسیدوردوکتاز، پیروات تحت دکربوکسیلاسیون اکسیداتیو قرار گرفته و به استیل کوآ تبدیل می شود که سپس این محصول طی فرایندهای احیایی و غالبا توسط NADH حاصل از گلیکولیز به چندین متابولیت دیگر شامل C2، C3 یا C4 احیا می شود. یک هیدروژناز هم که حضور دارد تعدادی از الکترون ها را به پروتون ها انتقال می دهد و هیدروژن تشکیل می شود. تنظیم این آنزیم ها با هدف تاثیر بر روی بازده و ترکیب حلال ها، همچنین بهینه سازی مسیر از طریق مهندسی متابولیک به طور وسیع مطالعه شده است. ژنوم C. acetobutylicum به طور کامل توالی یابی شده است و برای استفاده از این ارگانیسم در مهندسی ژنتیک جای امید واری وجود دارد چراکه شاتل وکتورهای E. coli و B. subtilis و فاژها و ترانسپوزون های خاص هم در دسترس می باشند. در حال حاضر توانستند با استفاده از مهندسی ژنتیک بازده بوتانول را به w/v 15% افزایش دهند در این پروسه استون به استوئین که عامل طعم کره هست تبدیل می شود.

ارگانیسم و بیوسنتز 1-بوتانول _ بیوتکنولوژی

ارگانیسم و بیوسنتز 1-بوتانول

فرمنتاسیون و بازیافت 1-بوتانول :

بیش از چهل سال است که تولید صنعتی استون و بوتانول توسط C. acetobutylicum در فرمانتورهای با حجم بالای m3 100 انجام می شود. در این پروسه هزینه ی سوبسترا جدود 60% هزینه ی انرژی برای تقطیر محصول 12% می باشد. پارامترهای تعیین کننده برای کاربرد مجدد فرمنتاسیون شامل بازده محصول نسبت به مواد خام مصرفی (کیلوگرم حلال تولید شده از هر کیلوگرم قند مصرفی) و بازده پروسه (گرم حلال تولید شده به ازای هر لیتر در هر ساعت) است. پروسه ی مدرنی طراحی شده است که در آن یک پروسه ی دو مرحله ای برای بازیافت محصول استفاده می شود ابتدا بیوفیلم ها بر روی رزین های با منافذ بزرگ اینتگره می شوند و به این ترتیب بازیافت حلال از طریق تبخیر بهبود می یابد.

فرمنتاسیون و بازیافت 1-بوتانول

فرمنتاسیون و بازیافت 1-بوتانول

جوانب اقتصادی تولید 1-بوتانول :

در حال حاضر، پروسه ی بسته (batch) مبتنی بر نشاسته ی ذرت یا ملاس به عنوان منبع کربن که بیش از 40 سال است در ایالات متحده ی آمریکا و آفریقای جنوبی استفاده می شود قابل رقابت با روش های سنتز مبتنی بر پتروشیمی نمی باشد. فقط چین است که کارخانجات بزرگتری دارد و پروسه ی صنعتی با حجم فرمنتاسیون بالغ بر m3 200 و تولید 30000 تن بوتانول مشغول به کار است. منبع کربن نشاسته ی ذرت و سویه ی مورد استفاده C. acetobutylicum EA2018 (سویه ای که از طریق مهندسی متابولیک بهینه سازی شده است به عنوان مثال در این سویه ژن adc کد کننده برای استواستیل دکربوکسیلاز حذف شده است) می باشد. بازده تولید g L-1 14 است و ترکیب محصول نهایی غالبا بوتانل می باشد (نسبت 2:7:1 به ترتیب استون:بوتانول:اتانول). پروسه های صنعتی در مقیاس کوچکتر با استفاده از کشت دائم C. acetobutylicum و گلوکز حاصل از بیوماس هیدرولیز شده در ایالات متحده ی آمریکا انجام می شود. بازده های بالایی با استفاده از E. coli تغییر یافته از طریق مهندسی متابولیک هم گزارش شده است.

 

نویسنده : طاهره صادقیان _ دانشجوی دکتری بیوتکنولوژی دارویی _ علوم پزشکی اصفهان

کانال تلگرامی بیوتکنولوژی

تولید پروتئین های نوترکیب در سیستم های یوکاریوتی

تولید پروتئین های نوترکیب در سیستم های یوکاریوتی

سیستم های بیان پروکاریوتی :

سیستم های بیان پروکاریوتی در تولید پروتئین های متعدد به خوبی عمل می کند، ولی برخی از پروتئین ها به پردازش های پس از ترجمه از قبیل گلیکوزیله شدن، فسفریله شدن و استیله شدن احتیاج دارند که باکتری ها قادر به انجام آن نمی باشند. به منظور حل این مشکل، برای بیان ژن های کلون شده از سلول های یوکاریوتی استفاده می شود.

سیستم های بیان های یوکاریوتی :

حامل های بیان یوکاریوتی با همان اهداف حامل های بیان پروکاریوتی طراحی می شود. از مخمر ساکارومایسز سرویزیه برای تولید چندین پروتئین مختلف از ژن های کلون شده استفاده شده است. این مخمر از نظر ژنتیکی کاملاً شناخته شده است و می تواند در فرمانتورهای بزرگ کشت داده شود. همچنین به منظور تسهیل در مرحله خالص سازی، حامل های ساکارومایسز سرویزیه ابداع شده است که به ترشح پروتئین های هترولوگ کمک می کنند.
پروتئین های واقعی متعددی در ساکارومایسز سرویزیه ساخته شده است. با این وجود زمانی که بخواهیم از ساکارومایسز به عنوان سلول میزبان استفاده کنیم، تعدادی از پروتئین های نوترکیب به خوبی پردازش نشده و مقدار پروتئین به دست آمده، اغلب کم است. این بود که سیستم های مخمر دیگری برای تولید پروتئین های نوترکیب ابداع شده است. به دنبال جستجو برای سایر سیستم های یوکاریوتی غیرقارچی که پروتئین هایی با فعالیت بیولوژیکی تولید کند، توجه دانشمندان به حامل های بیان باکلوویروس جلب شد.

تصویر میکروسکوپ الکترونی از باکلوویروس - ٬ بازار کار بیوتکنولوژی ٬ بیوتکنولوژی دانشگاه تهران ٬ بیوتکنولوژی ارشد ٬ تعریف بیوتکنولوژی ٬ بیوتکنولوژی چیست ٬ رتبه لازم برای بیوتکنولوژی ٬ بیوتکنولوژی پزشکی ٬ بیوتکنولوژی میکروبی ٬ زیست فناوری به زبان ساده ٬ کاربرد زیست فناوری ٬ رشته زیست فناوری ٬ داروهای زیست فناوری ٬ جشنواره زیست فناوری ٬ زیست فناوری کشاورزی ٬ الفبای زیست فناوری چیست ٬ زیست فناوری پزشکی چیست ٬ زیست شناسی چیست ٬ تحقیق زیست شناسی ٬ معنی زیست شناسی ٬ نام دیگر زیست شناسی ٬ زیست شناسی کنکور ٬ زیست شناسی دبیرستان ٬ روز جهانی زیست شناسی ٬ رشته زیست شناسی ٬ بیوتکنولوژی دارویی ٬ مقاله بیوتکنولوژی دارویی ٬ منابع دکتری بیوتکنولوژی دارویی وزارت بهداشت ٬ بازار کار بیوتکنولوژی دارویی ٬ بیوتکنولوژی دارویی دانشگاه تهران ٬ منابع آزمون دکتری بیوتکنولوژی دارویی ٬ ارشد زیست فناوری دارویی ٬ بیوتکنولوژی دارویی انستیتو پاستور ٬ - سعید کارگر

تصویر میکروسکوپ الکترونی از باکلوویروس

سیستم بیانی باکلوویروس :

مثلاً باکلوویروس AcMNPV که سلولهای حشره را آلوده می کند، به عنوان یک حامل بیان یوکاریوتی ساخته شد که امیدهای زیادی را برانگیخت. روش اولیه از این قرار بود که یک سلول حشره آلوده شده با AcMNPV توسط یک حامل ناقل دارای ژن کلون شده و محصور شده با توالی های مختص به AcMNPV آلوده می شد. آنگاه طی یک کراس اور مضاعف بین حامل انتقال و ژنوم AcMNP۷ ژن کلون شده در ژنوم AcMNP۷ وارد شده و تحت کنترل راه انداز نیرومندی قرار می گرفت که طی مراحل نهایی چرخه لیز کننده فعال بود.

فنوتیپ های باکلوویروس - تصویر میکروسکوپ الکترونی از باکلوویروس - ٬ بازار کار بیوتکنولوژی ٬ بیوتکنولوژی دانشگاه تهران ٬ بیوتکنولوژی ارشد ٬ تعریف بیوتکنولوژی ٬ بیوتکنولوژی چیست ٬ رتبه لازم برای بیوتکنولوژی ٬ بیوتکنولوژی پزشکی ٬ بیوتکنولوژی میکروبی ٬ زیست فناوری به زبان ساده ٬ کاربرد زیست فناوری ٬ رشته زیست فناوری ٬ داروهای زیست فناوری ٬ جشنواره زیست فناوری ٬ زیست فناوری کشاورزی ٬ الفبای زیست فناوری چیست ٬ زیست فناوری پزشکی چیست ٬ زیست شناسی چیست ٬ تحقیق زیست شناسی ٬ معنی زیست شناسی ٬ نام دیگر زیست شناسی ٬ زیست شناسی کنکور ٬ زیست شناسی دبیرستان ٬ روز جهانی زیست شناسی ٬ رشته زیست شناسی ٬ بیوتکنولوژی دارویی ٬ مقاله بیوتکنولوژی دارویی ٬ منابع دکتری بیوتکنولوژی دارویی وزارت بهداشت ٬ بازار کار بیوتکنولوژی دارویی ٬ بیوتکنولوژی دارویی دانشگاه تهران ٬ منابع آزمون دکتری بیوتکنولوژی دارویی ٬ ارشد زیست فناوری دارویی ٬ بیوتکنولوژی دارویی انستیتو پاستور ٬ - سعید کارگر

فنوتیپ های باکلوویروس

در چنین شرایطی با آلوده شدن سلولهای حشره توسط باکولوویروس نوترکیب، پروتئین هترولوگ ساخته می شد. میزان تولید باکولوویروس نوترکیب که با پروتکل اصلی کمتر از ۱٪ بود به حدود ۹۹٪ رسیده است. ACMNPV DNA تحت اثر اندونوکلئاز محدود کننده ای قرار می گیرد که DNA را در دو محل بخصوص برش داده و قسمتی از ژنوم را که شامل بخشی از یک ژن حیاتی برای چرخه لیز کننده است، بر می دارد. آنگاه سلول های حشره توسط DNA ویروسی تیمار شده آلوده می شود. سپس این سلول هاى آلوده را با یک حامل انتقالی آلوده می کنیم. در برخی سلول ها طی یک کراس آور مضاعف، ژنوم ACMNP۷ دوباره حلقوی می شود، در حالی که ژن کلون شده در شکل سالم و بازیابی شده ژن حیاتی در آن جای گرفته است. در نتیجه با تمام محدودیت هایی که در این تکنیک وجود دارد، تقریباً تمام باکولوویروس های ویروسی، نوترکیب هستند.

نوکلئوپلی هیدرین باکلوویروس

نوکلئوپلی هیدرین باکلوویروس

باسمید :

پیشرفت بعدی در سیستم بیان باکولوویروس، تولید حامل چندگانه «سلول حشره – E.coli (باسمید) بود که با این تکنیک می توان از E.coli به عنوان سلول میزبان برای انجام تمام دستکاری های ژنتیکی استفاده کرد. با این روش سلول های حشره تنها زمانی با باسمید نوترکیب آلوده می شوند که به پروتئين هترولوگ نیاز است. حدود ۹۵٪ از مجموع پروتئین های ساخته شده سیستم بیان باکولوویروس، تحت پردازش های پس از ترجمه مناسب قرار گرفت. از حامل های بیان خارج کروموزومی در پستانداران عموماً در پروژه های تحقیقاتی و آزمایشات بالینی استفاده می شود. حامل های بیان پستانداران، حامل هایی چندگانه هستند که منشأهای همانندسازی آنها از یک ویروس انسانی و یک پلاسمید بر مبنای پلاسمیدهای E. coli ساخته شده است. همچنین عناصر تنظیم کننده واحدهای رونویسی از ویروس های حیوانی یا ژن های پستانداران گرفته شده است.

شاتل وکتور باسمید یا باکمید (bacmid)

شاتل وکتور باسمید یا باکمید (bacmid)

سیستم های ژن نشانگر انتخابی غالب، در انتخاب سلول های آلایش شده کاربرد دارد. در برخی از این سیستم ها، مثل سیستم DHFR-MTX میتوان با افزایش مقدار ترکیبات دارای سمیت سلولی در محیط کشت، سلول هایی را انتخاب کرد که تعداد نسخه های بیشتری از حامل دارد و در نتیجه، مقدار پروتئین هترولوگ به دست آمده را افزایش داد.

سیستم های بیانی در سلول های پستانداران :

دو سیستم بیان درون سلولی در پستانداران به منظور تولید پروتئین های دارای دو زیر واحد مختلف، ابداع شده می باشد. با آلوده کردن همزمان سلول میزبان با دو حامل که هر یک، ژن مربوط به یکی از زیر واحدها را حمل می کند، میتوان پروتئین های دو زنجیره ای و چهار زنجیره ای را ساخته و سرهم نمود. دستاوردهای جدید بر استفاده از یک حامل مبتنی است که دو ژن را به عنوان دو واحد رونویسی جداگانه حمل می کند (حامل دو کاسته) و يا واحد رونويسی منفردى كه شامل دوژن (حامل دی سیسترونیک) می شود که یکی از پروتئین ها از انتهای5 مولکول mRNA و دیگری از یک IRES ترجمه می شود.

 

نویسنده : سعید کارگر

کانال تلگرامی بیوتکنولوژی

تولید پروتئین های نوترکیب در سیستم های یوکاریوتی

تولید پروتئین های نوترکیب در سیستم های یوکاریوتی

تولید پروتئین های نوترکیب در سیستم های یوکاریوتی

تولید پروتئین های نوترکیب در سیستم های یوکاریوتی

بیوسنتز تتراسایکلین

بیوسنتز تتراسایکلین

تولید تتراسایکلین :

بیوسنتز تتراسایکلین ها، آنتی بیوتیک های حاوی حلقه نفتاسن چهارتایی، مراحل آنزیمی بسیار زیادی را می طلبد. برای مثال در سنتز کلرتتراسایکلین بیش از 72 حدواسط وجود دارد. مطالعات ژنتیکی Streptomyces aureofaciens ارگانیسم تولید کننده در تخمیر تتراسایکلین ، بیش از ۳۰۰ ژن درگیر را نشان می دهد. واضح است که با چنین تعداد زیاد ژن ها، تنظیم بیوسنتز این آنتی بیوتیک، کاملا پیچیده است.
با این حال برخی علامت های تنظیمی کلیدی شناخته شده اند که در تولید مسئول هستند. سنتز کلرتتراسایکلین توسط فسفات و گلوکز مهار می شود. سرکوب فسفاته به ویژه دارای اهمیت است و به همین دلیل محیط کشت مورد استفاده در تولیدات تجاری دارای غلظت های نسبتاً پایینی از فسفات است. شکلی ۱۵-۱۷ طرحی از تولید تتراسایکلین و مراحل مختلف افزایشی مقیاسی منتهی به فرمانتور تجاری را نشان می دهد. همانند تولید پنی سیلین، در اینجا نیز پساب خیسانده ذرت مورد استفاده قرار میگیرد اما به جای لاکتوز ساکارز به کاربرده می شود. علت ممنوعیت گلوکز، سرکوب کردن تولید آنتی بیوتک از طریق مکانیسم کنترل رونویسی به نام سرکوب کاتابولیکی است.

مکانیسم تولید تتراسایکلین:

طرح تولید کلرتتراسایکلین با استفاده از Streptomyces aureofaciens . ساختار کلر تتراسایکلین در پایین سمت راست نشان داده شده است. گلوکز جهت رشد مایه ی تلقیح به کار برده می شود، اما در تولید تجاری مورد استفاده قرار نمی گیرد.

طرح تولید کلرتتراسایکلین با استفاده از Streptomyces aureofaciens . ساختار کلر تتراسایکلین در پایین سمت راست نشان داده شده است. گلوکز جهت رشد مایه ی تلقیح به کار برده می شود، اما در تولید تجاری مورد استفاده قرار نمی گیرد.

طرح تولید کلرتتراسایکلین با استفاده از Streptomyces aureofaciens . ساختار کلرتتراسایکلین در پایین سمت راست نشان داده شده است. گلوکز جهت رشد مایه ی تلقیح به کار برده می شود، اما در تولید تجاری مورد استفاده قرار نمی گیرد.

لینک مقاله

 

نویسنده : سعید کارگر

کانال تلگرامی بیوتکنولوژی

کپک بدون مغزی که تصمیم می گیرد! ٬ انجمن بیوتکنولوژی ٬ بیوتکنولوژی ٬ ارشد بیوتکنولوژی ٬ دکترای بیوتکنولوژی ٬ بازار کار بیوتکنولوژی ٬ بیوتکنولوژی حیوانات ٬ بیوتکنولوژی دارویی ٬ رتبه لازم برای بیوتکنولوژی ٬ بیوتکنولوژی دانشگاه تهران ٬ بیوتکنولوژی مهندسی شیمی ٬ بیوتکنولوژی میکروبی ٬ بیوتکنولوژی پزشکی ٬ بیوتکنولوژی چیست ٬ بیوتکنولوژی گیاهی٬ زیست فناوری ٬ زیست فن آوری ٬ مهندسی علوم زیستی ٬ دانشگاه تهران ٬ کارنامه ارشد بیوتکنولوژی پزشکی ٬ کریسپر ٬ متاژنومیکس ٬ بیومارکر ٬ تراریخته ٬ ترانس ژنیک ٬ ترانسژنیک٬ اینستاگرام بیوتکنولوژی٬ کانال تلگرامی بیوتکنولوژی٬ گروه تلگرامی بیوتکنولوژی ٬ کانال بیوتکنولوژی دانشگاه تهران ٬ فلورسنس ٬ فلوسایتومتری ٬ مهندسی ژنتیک ٬ میکروارگانیسم ٬ میکروبیوم ٬ پیگمنت ٬ ژن درمانی ٬ ژن گزارشگر ٬ فلورسنت ٬ باکتری٬ آنتی بادی منوکلونال ٬ آلزایمر٬ سرطان ٬ ترانسژنیک ٬ ابریشم ٬ پروموتور ٬ حشرات سایبورگ ٬ بیونیک سنتتیک بیولوژی ٬ CRISPR، crispr چیست؟، pre-crRNA، spacer، تکنیک کریسپر، روش crispr، ساختار ژنی کریسپر، سیستم CRISPR/Cas، سیستم ویرایش ژنومی کریسپر/Cas، فناوری کریسپر، کریسپر، کریسپر pdf، کریسپر چیست؟، کریسپر+ppt، کمپلکس Cas، مکانیسم کریسپر، نقش سیستم کریسپر/Casدر باکتری ٬ بیوتکنولوژی دانش آموزی

کپک بدون مغزی که تصمیم می گیرد!

کپک بدون مغزی که تصمیم می گیرد!

قارچ بدون مغزی که خاطرات خود را از طریق فیوژن به اشتراک می گذارد.

این ارگانیسم زرد هیچ عصبی ندارد، اما می تواند مارپیچ رو حل بکند، تصمیم بگیرد و از طریق ادغام شدن با هم یاد بگیرند.

کپک زرد Physarum polycephalum مانند آمیب در زباله های فرسوده و مناطق مرطوب یافت می شوند. آن ها هیچ مغزی ندارند، هیچ عصبی ندارند و هرکدام فقط یک سلول بزرگ می باشند. اما آن ها قادرند که رفتارهای پیچیده و هوشمندانه ای از خود نشان بدهند. می توانند تصمیم بگیرند، از تله ها فرار بکنند، از ظروف پتری دیش خارج بشوند. در حالی که یک جانور تک سلولی هستند اما هوشمند هستند.
این سلول ها به یکدیگر جذب می شوند و هنگامی که با هم روبرو می شوند می توانند با همدیگر ادغام بشوند. که نتیجه آن ایجاد یک سلول بزرگ به طول چندین متر می باشد که به آن پلامودیوم می گویند. که می تواند با سرعت 4 سانتی متر بر ساعت از طریق گسترده کردن ریشه هایش در هر جهتی حرکت بکند.

[fvplayer src=”https://biotecher.ir/wp-content/uploads/2017/10/Slime-Mold-Physarum-Finds-the-Shortest-Path-in-a-Maze.mp4″ width=”320″ height=”240″]کپکی که مارپیچ را حل می کند.

اگر قسمتی از این پلاسمودیوم یک چیز جذابی مانند غذا را لمس کند، پالس ها بیشتر سریعتر و گسترده می شوند. اگر قسمتی از آن به یک چیز رنج آور مانند نور برسد پالس ها آهسته تر و کمتر می شوند. با این اثرات، پلاسمودیوم بدون هیچ فکر آگاهانه ای بهترین مسیر را انتخاب می کند.
این رفتار خیلی ساده می تواند اثر خیلی گسترده ای را به همراه داشته باشد. این کپک تصمیم کارآمدی می گیرد، در رژیم غذایی خود تعادل ایجاد می کند، مارپیچ را حل می کند و از دام ها فرار می کند.

 

 

نویسنده : سعید کارگر

عضویت در کانال تلگرامی بیوتکنولوژی

تولید برق از جلبک ها ٬ انجمن بیوتکنولوژی ٬ بیوتکنولوژی ٬ ارشد بیوتکنولوژی ٬ دکترای بیوتکنولوژی ٬ بازار کار بیوتکنولوژی ٬ بیوتکنولوژی حیوانات ٬ بیوتکنولوژی دارویی ٬ رتبه لازم برای بیوتکنولوژی ٬ بیوتکنولوژی دانشگاه تهران ٬ بیوتکنولوژی مهندسی شیمی ٬ بیوتکنولوژی میکروبی ٬ بیوتکنولوژی پزشکی ٬ بیوتکنولوژی چیست ٬ بیوتکنولوژی گیاهی٬ زیست فناوری ٬ زیست فن آوری ٬ مهندسی علوم زیستی ٬ دانشگاه تهران ٬ کارنامه ارشد بیوتکنولوژی پزشکی ٬ کریسپر ٬ متاژنومیکس ٬ بیومارکر ٬ تراریخته ٬ ترانس ژنیک ٬ ترانسژنیک٬ اینستاگرام بیوتکنولوژی٬ کانال تلگرامی بیوتکنولوژی٬ گروه تلگرامی بیوتکنولوژی ٬ کانال بیوتکنولوژی دانشگاه تهران ٬ فلورسنس ٬ فلوسایتومتری ٬ مهندسی ژنتیک ٬ میکروارگانیسم ٬ میکروبیوم ٬ پیگمنت ٬ ژن درمانی ٬ ژن گزارشگر ٬ فلورسنت ٬ باکتری٬ آنتی بادی منوکلونال ٬ آلزایمر٬ سرطان ٬ ترانسژنیک ٬ ابریشم ٬ پروموتور ٬ حشرات سایبورگ ٬ بیونیک سنتتیک بیولوژی ٬ CRISPR، crispr چیست؟، pre-crRNA، spacer، تکنیک کریسپر، روش crispr، ساختار ژنی کریسپر، سیستم CRISPR/Cas، سیستم ویرایش ژنومی کریسپر/Cas، فناوری کریسپر، کریسپر، کریسپر pdf، کریسپر چیست؟، کریسپر+ppt، کمپلکس Cas، مکانیسم کریسپر، نقش سیستم کریسپر/Casدر باکتری ٬ بیوتکنولوژی دانش آموزی

تولید برق از جلبک ها – سیانوباکتر

دانشمندان سیستم مولدی ساخته‎اند که از سیانوباکتر ، برق می‎گیرد:

 دانشمندان در کانادا از جلبک های سبز-آبی برای تامین انرژی از نوع جدیدی سلول‎های برقی استفاده کرده‎اند که بار الکتریکی را از فوتوسنتز و تنفس سیانوباکتر ها (جلبک‎های سبز-آبی) بدست می‎آورند. ماتوکوماران پاکیریزامی، از محققان دانشگاه کنکوردیا :فتوسنتز و تنفس در سلول‎های گیاهی اتفاق می‎افتند و در هر دو فرآیند، انتقال الکترون‎ اتفاق می‎افتد. با به دام انداختن الکترون‎های آزاد شده از جلبک‎های سبز-آبی طی فتوسنتز و تنفس، می‎توانیم انرژی الکتریکی را که آنها به طور طبیعی تولید می‎کنند به دام بیندازیم.”

اجزای اصلی سازنده دستگاه تولید انرژی میکروفتوسنتتیک ٬ انجمن بیوتکنولوژی ٬ بیوتکنولوژی ٬ ارشد بیوتکنولوژی ٬ دکترای بیوتکنولوژی ٬ بازار کار بیوتکنولوژی ٬ بیوتکنولوژی حیوانات ٬ بیوتکنولوژی دارویی ٬ رتبه لازم برای بیوتکنولوژی ٬ بیوتکنولوژی دانشگاه تهران ٬ بیوتکنولوژی مهندسی شیمی ٬ بیوتکنولوژی میکروبی ٬ بیوتکنولوژی پزشکی ٬ بیوتکنولوژی چیست ٬ بیوتکنولوژی گیاهی٬ زیست فناوری ٬ زیست فن آوری ٬ مهندسی علوم زیستی ٬ دانشگاه تهران ٬ کارنامه ارشد بیوتکنولوژی پزشکی ٬ کریسپر ٬ متاژنومیکس ٬ بیومارکر ٬ تراریخته ٬ ترانس ژنیک ٬ ترانسژنیک٬ اینستاگرام بیوتکنولوژی٬ کانال تلگرامی بیوتکنولوژی٬ گروه تلگرامی بیوتکنولوژی ٬ کانال بیوتکنولوژی دانشگاه تهران ٬ فلورسنس ٬ فلوسایتومتری ٬ مهندسی ژنتیک ٬ میکروارگانیسم ٬ میکروبیوم ٬ پیگمنت ٬ ژن درمانی ٬ ژن گزارشگر ٬ فلورسنت ٬ باکتری٬ آنتی بادی منوکلونال ٬ آلزایمر٬ سرطان ٬ ترانسژنیک ٬ ابریشم ٬ پروموتور ٬ حشرات سایبورگ ٬ بیونیک سنتتیک بیولوژی ٬ CRISPR، crispr چیست؟، pre-crRNA، spacer، تکنیک کریسپر، روش crispr، ساختار ژنی کریسپر، سیستم CRISPR/Cas، سیستم ویرایش ژنومی کریسپر/Cas، فناوری کریسپر، کریسپر، کریسپر pdf، کریسپر چیست؟، کریسپر+ppt، کمپلکس Cas، مکانیسم کریسپر، نقش سیستم کریسپر/Casدر باکتری ٬ بیوتکنولوژی دانش آموزی ٬ سیانوباکتر

اجزای اصلی سازنده دستگاه تولید انرژی میکروفتوسنتتیک – سیانوباکتر

سیانوباکتر

سلول برق فتوسنتزی شامل یک آنود، کاتود و غشای تبادل پروتون است. جلبک‎های سبز-آبی در محفظه آنود قرار می‎گیرند و با رخ دادن فتوسنتز، الکترون‎ها را به سطح الکترود آزاد می‎کنند. با یک دستگاه خارجی متصل به سلول، امکان خارج کردن الکترون‎ها و گرفتن برق از این دستگاه فراهم می‎شود.

جلبک‎های سبز-آبی گزینه‎ فوق‎العاده‎ای برای کمک به کاهش استفاده از سوخت‎های فسیلی‎ و توسعه انرژی‎های تجدید پذیرند. جالبتر اینکه برخلاف انرژی خورشیدی و بادی، کارآیی این میکروارگانیسم‎ها با نوسانات آب و هوا تغییری نمی‎کند.

لینک مقاله

دانلود مقاله

27 NOV 2015

 

نویسنده : علی جلیلیان

عضویت در کانال تلگرامی بیوتکنولوژی

نمای شماتیکی از جداسازی DNA ژنومی از سلول‌های باکتریایی ، ٬ انجمن بیوتکنولوژی ٬ بیوتکنولوژی ٬ ارشد بیوتکنولوژی ٬ دکترای بیوتکنولوژی ٬ بازار کار بیوتکنولوژی ٬ بیوتکنولوژی حیوانات ٬ بیوتکنولوژی دارویی ٬ رتبه لازم برای بیوتکنولوژی ٬ بیوتکنولوژی دانشگاه تهران ٬ بیوتکنولوژی مهندسی شیمی ٬ بیوتکنولوژی میکروبی ٬ بیوتکنولوژی پزشکی ٬ بیوتکنولوژی چیست ٬ بیوتکنولوژی گیاهی٬ زیست فناوری ٬ زیست فن آوری ٬ مهندسی علوم زیستی ٬ دانشگاه تهران ٬ کارنامه ارشد بیوتکنولوژی پزشکی ٬ کریسپر ٬ متاژنومیکس ٬ بیومارکر ٬ تراریخته ٬ ترانس ژنیک ٬ ترانسژنیک٬ اینستاگرام بیوتکنولوژی٬ کانال تلگرامی بیوتکنولوژی٬ گروه تلگرامی بیوتکنولوژی ٬ کانال بیوتکنولوژی دانشگاه تهران ٬ فلورسنس ٬ فلوسایتومتری ٬ مهندسی ژنتیک ٬ میکروارگانیسم ٬ میکروبیوم ٬ پیگمنت ٬ ژن درمانی ٬ ژن گزارشگر ٬ فلورسنت ٬ باکتری٬ آنتی بادی منوکلونال ٬ آلزایمر٬ سرطان ٬ ترانسژنیک ٬ ابریشم ٬ پروموتور ٬ حشرات سایبورگ ٬ بیونیک سنتتیک بیولوژی ٬ CRISPR، crispr چیست؟، pre-crRNA، spacer، تکنیک کریسپر، روش crispr، ساختار ژنی کریسپر، سیستم CRISPR/Cas، سیستم ویرایش ژنومی کریسپر/Cas، فناوری کریسپر، کریسپر، کریسپر pdf، کریسپر چیست؟، کریسپر+ppt، کمپلکس Cas، مکانیسم کریسپر، نقش سیستم کریسپر/Casدر باکتری ٬ بیوتکنولوژی دانش آموزی

جداسازی DNA ژنومی از سلول باکتریایی

جداسازی DNA ژنومی از سلول باکتریایی :

تکنیک های زیادی برای جداسازی DNA ژنومی از سلول‌های باکتریایی در دسترس می باشد، اگرچه همه‌ی آن‌ها از گام‌های مشترکی مانند شکستن سلول، حذف پروتئین به دنبال آزادسازی ماده ژنتیکی پیروی می‌کنند. اولین هدف این آزمایش دستیابی به محصول DNA با کیفیت بالا می باشد که می‌توان آن را چندین سال تحت شرایط مناسب ذخیره کرد.

گام‌های مشترکی در استخراج DNA وجود دارد مانند: لیز‌کردن سلول و به دنبال آن حذف پروتئین، کربوهیدرات، RNA و غیره. تخریب دیواره سلولی و غشا معمولا با ترکیبی از آنزیم‌های مناسب (معمولا لیزوزیم) به منظور هضم دیواره سلولی و دترجنت‌ها برای تخریب غشا صورت می‌گیرد.

نمای شماتیکی از جداسازی DNA ژنومی از سلول‌های باکتریایی ، ٬ انجمن بیوتکنولوژی ٬ بیوتکنولوژی ٬ ارشد بیوتکنولوژی ٬ دکترای بیوتکنولوژی ٬ بازار کار بیوتکنولوژی ٬ بیوتکنولوژی حیوانات ٬ بیوتکنولوژی دارویی ٬ رتبه لازم برای بیوتکنولوژی ٬ بیوتکنولوژی دانشگاه تهران ٬ بیوتکنولوژی مهندسی شیمی ٬ بیوتکنولوژی میکروبی ٬ بیوتکنولوژی پزشکی ٬ بیوتکنولوژی چیست ٬ بیوتکنولوژی گیاهی٬ زیست فناوری ٬ زیست فن آوری ٬ مهندسی علوم زیستی ٬ دانشگاه تهران ٬ کارنامه ارشد بیوتکنولوژی پزشکی ٬ کریسپر ٬ متاژنومیکس ٬ بیومارکر ٬ تراریخته ٬ ترانس ژنیک ٬ ترانسژنیک٬ اینستاگرام بیوتکنولوژی٬ کانال تلگرامی بیوتکنولوژی٬ گروه تلگرامی بیوتکنولوژی ٬ کانال بیوتکنولوژی دانشگاه تهران ٬ فلورسنس ٬ فلوسایتومتری ٬ مهندسی ژنتیک ٬ میکروارگانیسم ٬ میکروبیوم ٬ پیگمنت ٬ ژن درمانی ٬ ژن گزارشگر ٬ فلورسنت ٬ باکتری٬ آنتی بادی منوکلونال ٬ آلزایمر٬ سرطان ٬ ترانسژنیک ٬ ابریشم ٬ پروموتور ٬ حشرات سایبورگ ٬ بیونیک سنتتیک بیولوژی ٬ CRISPR، crispr چیست؟، pre-crRNA، spacer، تکنیک کریسپر، روش crispr، ساختار ژنی کریسپر، سیستم CRISPR/Cas، سیستم ویرایش ژنومی کریسپر/Cas، فناوری کریسپر، کریسپر، کریسپر pdf، کریسپر چیست؟، کریسپر+ppt، کمپلکس Cas، مکانیسم کریسپر، نقش سیستم کریسپر/Casدر باکتری ٬ بیوتکنولوژی دانش آموزی

نمای شماتیکی از جداسازی DNA ژنومی از سلول‌های باکتریایی

 

دترجنت یونی بسیار رایجی که در این مرحله استفاده می شود سدیم دودسیل سولفات (SDS) می باشد. RNA معمولا به وسیله اضافه کردن RNase تجزیه می شود. نتیجه ی آن ایجاد الیگوریبونوکلئوتیدهایی می‌باشد که از DNA با وزن مولکولی بالا براساس محلولیت بیشتر آن در محلول ناقطبی (معمولا الکل\آب) جداسازی می‌شود. پروتئین ها با اضافه شدن پروتئیناز-K در معرض دناتوره شدن شیمیایی یا تجزیه آنزیماتیکی قرار می گیرند.  متدوالترین تکنیکی حذف پروتئین از جمله دناتوراسیون و استخراج آن به فاز آلی به وسیله فنول و کلروفرم انجام می شود.

برای اطلاعات کامل در مورد جداسازی DNA ژنومی از سلول باکتریایی به جزوه زیر مراجعه کنید:

جداسازی DNA ژنومی از سلول باکتریایی ٬ جداسازی ژنوم از باکتری ٬ استخراج dna باکتری به روش جوشاندن ٬ استخراج dna از باکتری ٬ پروتکل استخراج dna از باکتری ٬ انواع روش های استخراج dna ٬ گزارش کار استخراج dna از باکتری ٬ استخراج dna به روش فنل کلروفرم ٬ پروتکل استخراج dna از خون ٬ استخراج dna به روش salting out ٬ جداسازی پلاسمید از باکتری ٬ استخراج پلاسمید از باکتری ٬ پروتکل استخراج پلاسمید ٬ مراحل استخراج پلاسمید ٬ استخراج پلاسمید به روش دستی ٬ پلاسمید چیست ٬ انواع پلاسمید ٬ کاربرد پلاسمید ٬ پلاسمید f

جداسازی DNA ژنومی از سلول باکتریایی

 

 

نویسنده : سعید کارگر

تولید روغن های میکروبی به وسیله مخمر Yarrowia lipolytica می باشد که روغن های درون سلول به رنگ سبز و دیواره سلولی به رنگ آبی نشان داده شده است.

تکنیکی جدید برای کاهش هزینه ی تولید سوخت های زیستی

سوخت زیستی :

یکی از مشکلات اصلی تولید سوخت زیستی آلودگی فرمانتور مورد نظر با میکروب های ناخاسته می باشد که از مواد غذایی موجود در فرمانتور استفاده می کنند در نتیجه بازده تولید و محصول را کاهش می دهند. به همین دلیل کمپانی ها مجبورند برای رفع آلودگی از استریلیزاسیون به وسیله بخار استفاده کنند برای همین باید دیوار فرمانتور از استیل ضد زنگ گران قیمت ساخته شود یا از آنتی بیوتیک های پر هزینه برای رفع آلودگی استفاده کنند که در معرض قرار دادن مقدار انبوهی باکتری در برابر آنتی بیوتیک امکان ظهور باکتری های مقاوم را افزایش می دهد.

راه حل محققین دانشگاه  MIT و کمبریج :

در تحقیق جدیدی که به وسیله محققین دانشگاه MIT و کمبریج صورت گرفته است، گونه ای از باکتری را مهندسی ژنتیکی کرده اند که توانایی استفاده از مواد غذایی غیر متعارف برای رشد را دارا می باشد. به این ترتیب میکروب های مهاجم توانایی استفاده از این مواد را ندارند و همچنین اگر این گونه های مهندسی شده به طریقی به محیط راه یابند ، امکان زنده ماندن آن ها پایین می باشد.

 

تولید روغن های میکروبی به وسیله مخمر Yarrowia lipolytica می باشد که روغن های درون سلول به رنگ سبز و دیواره سلولی به رنگ آبی نشان داده شده است.

تولید روغن های میکروبی به وسیله مخمر Yarrowia lipolytica می باشد که روغن های درون سلول به رنگ سبز و دیواره سلولی به رنگ آبی نشان داده شده است.

 

 

Source: https://www.sciencedaily.com/releases/2016/08/160804152725.htm

data: August 4, 2016

نویسنده : سعید کارگر

عضویت در کانال تلگرامی بیوتکنولوژی

عضویت در کانال تلگرامی بیوتکنولوژی

 

زیست معدنی کردن (biomineralisation) سلنیت

زیست معدنی کردن (biomineralisation) سلنیت

زیست پالایی:

مواد معدنی مختلفی می توانند در تنفس بی هوازی باکتری ها، الکترون گیرنده باشند، از جمله منگنز، ترکیبات سلنیوم و آرسنیک…
ترکیبات سلنیوم و آرسنیک معمولا در طبیعت فراوان نیستند ولی آلوده کننده هایی هستند که می توانند رشد بدون اکسیژن باکتری های مختلف فرصت طلب را حمایت کنند. احیای سلنات به سلنیت و در نهایت به فلز سلنیوم ، روشی مهم برای حذف سلنیوم از آب است که به عنوان وسیله ای برای پاکسازی خاک های حاوی سلنیوم به وسیله فرآیندی بنام زیست پالایی بکار برده شده است. برعکس احیای آرسنات به آرسنیت می تواند مشکل سمیت ایجاد کند.

برخی از آب های زیر زمینی از میان صخره های حاوی آرسنات معدنی نامحلول عبور می کنند. با وجود این، اگر آرسنات توسط باکتری ها به آرسنیت احیا شود، آرسنیت متحرک تر می شود و می تواند آب های زیر زمینی را آلوده کند. این پدیده در برخی از کشورهای در حال توسعه مانند بنگلادش در سال های اخیر مشکلات جدی در آب های آلوده به آرسنیک ایجاد کرده است.

اشکال دیگر احیای آرسنات مفید هستند. برای مثال باکتری احیاکننده ی سولفات Desulfotomaculum به همراه احیای سولفات به سولفید می تواند AsO را احیا کند. طی این فرایند یک کانی حاوی آرسنیک و سولفید به طور خود به خود رسوب می کند.

 

نویسنده : سعید کارگر

عضویت در کانال تلگرامی بیوتکنولوژی

عضویت در کانال تلگرامی بیوتکنولوژی

پاکسازی آلودگی نفتی به وسیله مخمر مهندسی ژنتیکی شده

پاکسازی آلودگی به وسیله مخمر مهندسی ژنتیکی شده

شما می توانید آلودگی های سمی را با برخی ارگانیسم های موجود در نان تصفیه بکنید!

آلودگی محیط زیست با فلزات سنگین نتیجه انواع مختلفی از فرآیندهای صنعتی می باشد. چون فلزات سنگین برای انشان و حیات وحش خطرناک می باشند ناحیه ی آلوده شده باید پاکسازی شود.  برای همین دانشمندان به دنبال تکنیکی در بیوتکنولوژی می باشند تا با مهندسی ژنتیکی بتوانند این آلودگی ها محیطی را رفع بکنند. بیوریمیدیشن به استفاده بیولوژیکی به منظور رفع آلودگی های حیطی گفته می شود. این کار مربوط به یک تیم نروژی و رومانی می باشد که نتایج تحقیقات آن در مجله Applied Microbiology and Biotechnology چاپ شده است. دانشمندان به این منظور مخمر نان را مهندسی ژنتیکی کرده اند.

ساختار پروتئین مهندسی شده:

این محققین پروتئین جدیدی کد کردند که از سه قسمت تشکیل شده است: 1) لنگرگاه غشای سلولی 2) پروتئین فلورسنت 3) پروتئین متصل شونده به فلز. وقتی این ژن در مخمر ساکارومایسزسرویزیه بیان می شود، پروتئین جدید به غشای سلولی متصل می شود و شروع به درخشیدن می کند (وجود پروتئین فلورسنت برای تایید محل پروتئین در سلول ضروری می باشد.)

سپس از این مخمر مهندسی ژنتیکی شده به منظور توانایی آن در جذب انواع مختلف فلزات سنگین مورد آزمایش قرار گرفت. مخمری که با پروتئین متصل شونده به فلز ساخته شده از آسپارتات و گلوتامات بهترین جذب کننده ی یون های منگنر و مس بود، پروتئین های سیستئینی بهترین جذب کننده ی کادمیوم و یون نقره بودند و پروتئین هیستیدینی بهترین جذب کننده ی یون های نیکل و کبالت بود.

نتیجه؟

بهترین گونه های مخمر می توانند 80 درصد از یون های فلزی بدون اثرات نامطبوع حذف بکنند. شما فقط باید بعد از پایان عملیات پاکسازی ، مخمرها را از عملیات تمیز کنید. در حال حاضر مخمر سازگار با محیط زیست محدود به آزمایشگاه می باشد. محققین به دنبال بهترین راه برای جمع آوری و حذف مخمر از محیط می باشند و آن ها همچنین باید آن در دنیای واقعی، یک محل آلوده شده  آزمایش بکنند تا توانایی آن را در دنیای واقعی نشان بدهند.

Source: https://link.springer.com/article/10.1007/s00253-017-8335

data: 03 June 2017

نویسنده : سعید کارگر

عضویت در کانال تلگرامی بیوتکنولوژی

عضویت در کانال تلگرامی بیوتکنولوژی

اثر امواج الکترومغناطیسی بر باکتری ها

اثر امواج الکترومغناطیسی بر باکتری ها

اثر منفی امواج الکترومغناطیسی بر رشد باکتری ها

در یک مطالعه محققین اثر موج الکترومغناطیسی 2450Mhz را بر روی رشد باکتری مورد بررسی قرار دادند. در این مطالعه باکتری ها به دو گروه تقسیم شدند و هر دو در دمای ثابت 37 درجه سانتیگراد نگهداری شدند.
سپس یکی از این گروه ها در معرض امواج الکترومغناطیسی قرار گرفت و گروه دیگر بدون وجود اومواج الکترومغناطیسی انکوبه گذاری شد. هر یک ساعت نمونه ای از باکتری E.Coli گرفته شد که بعد از اندازه گیری غلظت نوری نمونه ها ، متوجه شدند که امواج الکترومغناطیسی اثر منفی بر روی رشد باکتری ها داشته است.

http://www.scientific.net/JBBBE.29.68

اثر امواج الکترومغناطیسی همزمان با آنتی بیوتیک ها

در مطالعه دیگری محققین اثر امواج الکترومغناطیسی را همزمان با آنتی بیوتیک های مختلف روی E.Coli مورد برسی قرار دادند که نتایج نشان از تغییر کردن حساسیت باکتری ها به آنتی بیوتیک ها را دارد. در این مطالعه از آنتی بیوتیک های مختلفی مانند : تتراسایکلین ،کانامایسین،کلرامفنیکول، سفتریاکسون استفاده شد.
که ویژگی های رشد باکتری مانند زمان فاز lag و نرخ رشد خاص باکتری به طور قابل توجهی تغییر کرد و همچنین موجب افزایش حساسیت باکتری ها به آنتی بیوتیک شد که شبیه اثرات آنتی بیتیک در غلظت های بالاتر بود.

http://link.springer.com/article/10.1007/s12013-014-0215-y

 

نویسنده : سعید کارگر

عضویت در کانال تلگرامی بیوتکنولوژی