دوره 22، شماره 1 - ( دو ماهنامه فروردین و اردیبهشت 1398 )
جلد 22 شماره 1 صفحات 107-96 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Roghanian P, Amani J, Zare S, Nour Mohammadi Z. Design, Construction, Expression and Purification of the Gene Encoding Chimeric Cfae, Cotd Protein, from Enterotoxigenic Escherichia Coli. J Arak Uni Med Sci 2019; 22 (1) :96-107
URL: http://jams.arakmu.ac.ir/article-1-5831-fa.html
URL: http://jams.arakmu.ac.ir/article-1-5831-fa.html
روغنیان پونه، امانی جعفر، زارع شهره، نورمحمدی زهرا. طراحی، ساخت، بیان و تخلیص ژن کدکننده پروتئین کایمر CfaE, CotD از باکتری Enterotoxigenic Escherichia coli. مجله دانشگاه علوم پزشكي اراك. 1398; 22 (1) :96-107
پونه روغنیان1 
، جعفر امانی 2، شهره زارع3 ، زهرا نورمحمدی1
، جعفر امانی 2، شهره زارع3 ، زهرا نورمحمدی1
1- گروه ژنتیک، دانشکده علوم پایه، واحد علوم تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.
2- مرکز تحقیقات میکروبیولوژی کاربردی، انستیتو سیستم بیولوژی و مسمومیت‌ها، دانشگاه علوم پزشکی بقیه الله (عج)، تهران، ایران. ،jafar.amani@gmail.com
3- گروه ژنتیک و بیوتکنولوژی، دانشکده علوم زیستی، واحد ورامین-پیشوا، دانشگاه آزاد اسلامی، ورامین، ایران.
2- مرکز تحقیقات میکروبیولوژی کاربردی، انستیتو سیستم بیولوژی و مسمومیت‌ها، دانشگاه علوم پزشکی بقیه الله (عج)، تهران، ایران. ،
3- گروه ژنتیک و بیوتکنولوژی، دانشکده علوم زیستی، واحد ورامین-پیشوا، دانشگاه آزاد اسلامی، ورامین، ایران.
چکیده: (3465 مشاهده)
زمینه و هدف: اشرشیاکلی انتروتوکسیژنیک (ETEC) یکی از رایج‌ترین علل باکتریایی مرگ و میر ناشی از اسهال در کودکان و مسافران کشورهای در حال توسعه می‌باشد. فاکتورهای کلونیزاسیون ETEC مانند CFA / I و CS2 نقش مهمی در ایجاد بیماری دارند. در این مطالعه برای ساخت پروتئین نوترکیب از همجوش زیرواحد راسی CFA / I (CfaE) و زیر واحد ساختاری CS2 (CotD) از ETEC استفاده شده است. از آن‌جایی که پاسخ‌های ایمنی مخاطی روده علیه CFها می‌تواند مانع از ایجاد بیماری شود، مطالعه حاضر با هدف تولید آنتی‌ژن کایمریک به جهت ساخت واکسن موثر علیه باکتری ETEC انجام شد.
مواد و روش‌ها: به منظور تکثیر ژن cfae-cotd، از ساختار ژنی دوگانه متشکل از cfae و cotd، واکنش PCR توسط پرایمرهای طراحی‌شده انجام شد. ژن تکثیر شده در وکتور بیانی pET28a همسانه‌سازی شد. در پی القای سازه ژنی نوترکیب با ماده‌ی IPTG، پروتئین نوترکیب بیان و با ستون کروماتوگرافی میل ترکیبی، خالص‌سازی و به وسیله وسترن بلاتینگ توسط Anti-Histag تایید شد.
ملاحظات اخلاقی: این مطالعه با کد IR.IAU.SRB.REC.1397.066 در کمیته اخلاق پژوهشی دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران به تصویب رسیده است.
یافته‌ها: صحت همسانه سازی با استفاده از کلونی PCR و واکنش هضم آنزیمی تایید شد. حضور باند در ژل SDS-PAGE 10% در محدوده‌ی 68 کیلو دالتونی، بیان پروتئین نوترکیب و هم‌چنین حضور باند بر کاغذ نیتروسلولز در محدوده مذکور در آزمون وسترن بلاتینگ، تاییدی بر تولید پروتئین نوترکیب بود.
نتیجه‌گیری: بهینه سازی کدون و بیان در میزبان‌‌‌های هترولوگ یک روش مفید در تولید پروتئین‌های نوترکیب است. هم‌چنین تولید آنتی ژن‌‌های ETEC به عنوان کاندید واکسیناسیون بر علیه این باکتری مطرح می‌باشد.
مواد و روش‌ها: به منظور تکثیر ژن cfae-cotd، از ساختار ژنی دوگانه متشکل از cfae و cotd، واکنش PCR توسط پرایمرهای طراحی‌شده انجام شد. ژن تکثیر شده در وکتور بیانی pET28a همسانه‌سازی شد. در پی القای سازه ژنی نوترکیب با ماده‌ی IPTG، پروتئین نوترکیب بیان و با ستون کروماتوگرافی میل ترکیبی، خالص‌سازی و به وسیله وسترن بلاتینگ توسط Anti-Histag تایید شد.
ملاحظات اخلاقی: این مطالعه با کد IR.IAU.SRB.REC.1397.066 در کمیته اخلاق پژوهشی دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران به تصویب رسیده است.
یافته‌ها: صحت همسانه سازی با استفاده از کلونی PCR و واکنش هضم آنزیمی تایید شد. حضور باند در ژل SDS-PAGE 10% در محدوده‌ی 68 کیلو دالتونی، بیان پروتئین نوترکیب و هم‌چنین حضور باند بر کاغذ نیتروسلولز در محدوده مذکور در آزمون وسترن بلاتینگ، تاییدی بر تولید پروتئین نوترکیب بود.
نتیجه‌گیری: بهینه سازی کدون و بیان در میزبان‌‌‌های هترولوگ یک روش مفید در تولید پروتئین‌های نوترکیب است. هم‌چنین تولید آنتی ژن‌‌های ETEC به عنوان کاندید واکسیناسیون بر علیه این باکتری مطرح می‌باشد.
فهرست منابع
1. Croxen MA, Law RJ, Scholz R, Keeney KM, Wlodarska M, Finlay BB. Recent advances in understanding enteric pathogenic Escherichia coli. Clinical microbiology reviews. 2013; 26(4):822-80.
2. Fleckenstein JM, Hardwidge PR, Munson GP, Rasko DA, Sommerfelt H, Steinsland H. Molecular mechanisms of enterotoxigenic Escherichia coli infection. Microbes and Infection. 2010; 12(2):89-98.
3. Svennerholm A-M, Tobias J. Vaccines against enterotoxigenic Escherichia coli. Expert review of vaccines. 2008;7(6):795-804.
4. Qadri F, Svennerholm A-M, Faruque A, Sack RB. Enterotoxigenic Escherichia coli in developing countries: epidemiology, microbiology, clinical features, treatment, and prevention. Clinical microbiology reviews. 2005; 18(3):465-83.
5. Svennerholm A-M, Lundgren A. Recent progress toward an enterotoxigenic Escherichia coli vaccine. Expert review of vaccines. 2012; 11(4):495-507.
6. Ahmed T, Bhuiyan TR, Zaman K, Sinclair D, Qadri F. Vaccines for preventing enterotoxigenic Escherichia coli (ETEC) diarrhoea. The Cochrane database of systematic reviews. 2013(7):Cd009029.
7. Mortezaei N, Singh B, Zakrisson J, Bullitt E, Andersson M. Biomechanical and structural features of CS2 fimbriae of enterotoxigenic Escherichia coli. Biophysical journal. 2015;109(1):49-56.
8. Knutton S, Lloyd DR, Candy D, McNEISH AS. Adhesion of enterotoxigenic Escherichia coli to human small intestinal enterocytes. Infection and immunity. 1985;48(3):824-31.
9. Levine M, Ristaino P, Marley G, Smyth C, Knutton S, Boedeker E, et al. Coli surface antigens 1 and 3 of colonization factor antigen II-positive enterotoxigenic Escherichia coli: morphology, purification, and immune responses in humans. Infection and immunity. 1984;44(2):409-20.
10. Baker K, Levine M, Morison J, Phillips A, Barry E. CfaE tip mutations in enterotoxigenic Escherichia coli CFA/I fimbriae define critical human intestinal binding sites. Cellular microbiology. 2009;11(5):742-54.
11. Liaqat I. Biofilm formation and binding specificities of CFA/I, CFA/II and CS2 adhesions of enterotoxigenic Escherichia coli and Cfae-R181A mutant. Brazilian Journal of Microbiology. 2012; 43(3):969-80.
12. Hayat S-MG, Gargari S-LM, Nazarian S. Construction and immunogenic properties of a chimeric protein comprising CfaE, CfaB and LTB against Enterotoxigenic Escherichia coli. Biologicals. 2016; 44(6):503-10.
13. Mansouri M, Mousavy SJ, Ehsaei Z, Nazarian S, Zali MR, Moazzeni SM. The codon-optimization of cfaE gene and evaluating its high expression capacity and conserved immunogenicity in Escherichia coli. Biologicals. 2013; 41(3):169-75.
14. Svennerholm A, Wennerås C, Holmgren J, McConnell M, Rowe B. Roles of different coli surface antigens of colonization factor antigen II in colonization by and protective immunogenicity of enterotoxigenic Escherichia coli in rabbits. Infection and immunity. 1990; 58(2):341-6.
15. Savelkoul PH, Willshaw GA, McConnell MM, Smith HR, Hamers AM, van der Zeijst BA, et al. Expression of CFA/I fimbriae is positively regulated. Microbial pathogenesis. 1990; 8(2):91-9.
16. Altboum Z, Barry EM, Losonsky G, Galen JE, Levine MM. Attenuated Shigella flexneri 2a ΔguaBA Strain CVD 1204 Expressing EnterotoxigenicEscherichia coli (ETEC) CS2 and CS3 Fimbriae as a Live Mucosal Vaccine against Shigella and ETEC Infection. Infection and immunity. 2001; 69(5):3150-8.
17. Zeinalzadeh N, Salmanian AH, Goujani G, Amani J, Ahangari G, Akhavian A, et al. A Chimeric protein of CFA/I, CS6 subunits and LTB/STa toxoid could protect immunized mice against enterotoxigenic Escherichia coli. Microbiology and Immunology. 2017; 61(7):272-9.
18. Fleckenstein JM, Sheikh A. Designing vaccines to neutralize effective toxin delivery by enterotoxigenic Escherichia coli. Toxins. 2014; 6(6):1799-812.
19. Ahmed T, Bhuiyan TR, Zaman K, Qadri F. Vaccines for preventing enterotoxigenic Escherichia coli (ETEC) diarrhoea. The Cochrane Library. 2011; (7).
20. ehsaei z, salimian j, nazrian s, mansouri m, amani j. Expression of optimized gene of Enterotoxigenic Escherichia coli CFA/I major subunit. Pathobiology Research. 2011; 13(4):0-.
21. Nazarian S, Gargari SLM, Rasooli I, Hasannia S, Pirooznia N. A PLGA-encapsulated chimeric protein protects against adherence and toxicity of enterotoxigenic Escherichia coli. Microbiological research. 2014; 169(2):205-12.
22. Tobias J, Svennerholm A-M, Holmgren J, Lebens M. Construction and expression of immunogenic hybrid enterotoxigenic Escherichia coli CFA/I and CS2 colonization fimbriae for use in vaccines. Applied microbiology and biotechnology. 2010; 87(4):1355-65.
23. Sakellaris H, Munson GP, Scott JR. A conserved residue in the tip proteins of CS1 and CFA/I pili of enterotoxigenic Escherichia coli that is essential for adherence. Proceedings of the National Academy of Sciences. 1999; 96(22):12828-32.
24. Anantha RP, McVeigh AL, Lee LH, Agnew MK, Cassels FJ, Scott DA, et al. Evolutionary and functional relationships of colonization factor antigen i and other class 5 adhesive fimbriae of enterotoxigenic Escherichia coli. Infection and immunity. 2004; 72(12):7190-201.
25. Ahsaee z, salimian j, nazarian s, khalesi r, olad g. Cloning, bioinformatics study and evaluation expression of gene of enterotoxigenic Escherichia coli CFA/I major subunit (CfaB). J Shahrekord Univ Med Sci. 2011; 13(5):72‐82.
26. Li Y-F, Poole S, Rasulova F, McVeigh AL, Savarino SJ, Xia D. Crystallization and preliminary X-ray diffraction analyses of several forms of the CfaB major subunit of enterotoxigenic Escherichia coli CFA/I fimbriae. Acta Crystallographica Section F: Structural Biology and Crystallization Communications. 2009; 65(3):242-7.
27. Favre D, Lüdi S, Stoffel M, Frey J, Horn MP, Dietrich G, et al. Expression of enterotoxigenic Escherichia coli colonization factors in Vibrio cholerae. Vaccine. 2006; 24(20):4354-68.
28. Khalesi R, J S, S M, Jalilian A. Review of Enterotoxigenic Escherichia coli bacteria vaccines. Scientific Journal of Ilam University of Medical Sciences. 2013; 20(4):252-71.
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
