بیان هم زمان ژن كدكننده ArsR از باكتری كورینه باكتریوم گلوتامیكوم و ژن pprI (irrE) از داینوكوكوس رادیودورانس در باكتری اشریشیاكلا به منظور افزایش تجمع زیستی آرسنیك
تاریخ دفاع
مقطع تحصیلی
كارشناسی ارشد
گروه آموزشی
بیوتكنولوژی كشاورزی
استاد
آذر شاه پیری
از فلزات سنگین بهعنوان آلاینده¬های بسیار سمی غیرقابلتجزیه (ترکیبات و نمک¬های فلزات سنگین) یاد می¬شود. این فلزات در غلظت¬های بالا میتوانند به عوامل سمی تبدیل شوند. همچنین در این دسته، فلزاتی مانند آرسنیک، کادمیوم، سرب، تالیم و جیوه وجود دارند که تحت عنوان نیمه فلزات یا متالوئیدها شناخته می¬شوند و می¬توانند اثرات مضر مشابهی داشته باشند. آرسنیک متالوئید بسیار خطرناکی است که از زمان کشف آن در سال 1250 مسئول بسیاری از مسمومیت¬های تصادفی، شغلی، عمدی و درمانی بوده است، زیرا تمایل به تجمع زیستی دارد. میکروارگانیسم¬ها برای مقابله با آرسنیک استراتژی¬های مختلفی دارند. یکی از مهم¬ترین مکانیسم¬های سم¬زدایی آرسنیک در باکتری¬ها وجود اپرون ars پلاسمیدی و کروموزومی است. پروتئین ArsR تنظیمکنندهای است که بهعنوان بازدارنده اپرون ars عمل می¬کند. همچنین، این پروتئین توانایی اتصال به آرسنیت را دارد. ژن irrE (pprI) از باکتری Deinococcus radiodurans که یک باکتری گرم مثبت غیر بیماری¬زا است، بهعنوان یک باکتری مقاوم به بسیاری از تنش¬های معرفی شده است. در پژوهش¬های قبلی بررسی و تأیید گردید که این ژن باعث ایجاد مقاومت در برابر اشعه رادیواکتیو، اتانول، بوتانول و استات می¬شود. ژن کدکننده irrE از D.radiodurans در پلاسمید بیانی pCDFduet همسان¬سازی و سازه حاصل به coli Escherichia سویه¬های Rosetta-gami2 انتقال داده شد. پروتئین¬های His-CgArsR و His-irrE در فاز محلول سویه¬های 834، 835 و 836 تولید شد، لذا دو پروتئین His-irrE و His-CgArsR به طور هم زمان بیان شدند. در محیط حاوی آرسنیک (5/0 میلیمولار) سویه¬های c832، c833 و 836 به ترتیب توانستند 260،1250 و 5/2126 میکروگرم As+3 بر گرم وزن خشک سلولی را تجمع دهند. سویه 836 به دلیل بیان هم زمان ژن¬های کدکننده irrE و ArsR میزان تجمع بسیار بالاتری نسبت به دوسویه کنترل داشت. بر اساس نتایج این پژوهش، ژن کدکننده irrE علاوه بر مقاومت در برابر اشعه رادیواکتیو بهعنوان یک ژن مفید و کارآمد برای ایجاد مقاومت در برابر تنش¬های خارجی تعیین گردید. همچنین بیان هم زمان ژن¬های کدکننده irrE و ArsR، برای اصلاح باکتری¬ها و پالایش زیستی آرسنیک مؤثر واقع شدند.
کلمات کلیدی: فلزات سنگین، آرسنیک، متالوئیدها، Ars operon، پروتئین ArsR، ژن irrE، دینوکوکوس رادیودوران، اشریشیا کلی، زیست پالایی

