fa بررسی میزان بیان miRNA جهت تشخیص زودهنگام سرطان با استفاده از دروازه‌های منطقی DNA علوم پایه Basic Sciences پژوهشي اصیل Original Atricle <div style="text-align: justify;"><strong><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:12.0pt;">چکیده</span></span></strong><br> <strong><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:12.0pt;">زمینه و هدف:</span></span></strong><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:12.0pt;"> محاسبات مبتنی بر </span></span><span dir="LTR"><span style="font-family:times new roman,serif;"><span style="font-size:12.0pt;">DNA</span></span></span><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:12.0pt;"> زمینه تحقیقاتی نوینی است که امکان محاسبه و تصمیم&rlm;گیری درون بافت زنده را با دقت بسیار بالا فراهم می&rlm;کند. پژوهش&rlm;های نوین گویای آن است که میزان بیان بیومارکرهایی نظیر </span></span><span dir="LTR"><span style="font-family:times new roman,serif;"><span style="font-size:12.0pt;">miRNA</span></span></span><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:12.0pt;"> با وقوع شرایط رخداد بیماری‌هایی مانند انواع سرطان‌&rlm;ها رابطه معناداری دارد. محاسبات </span></span><span dir="LTR"><span style="font-family:times new roman,serif;"><span style="font-size:12.0pt;">DNA</span></span></span><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:12.0pt;"> به عنوان روشی کم&rlm;هزینه&rlm;، سریع و دقیق برای تشخیص این بیومارکرها معرفی شده است. در این پژوهش روند آزمایشگاهی ساخت گیت&rlm;های منطقی مبتنی بر </span></span><span dir="LTR"><span style="font-family:times new roman,serif;"><span style="font-size:12.0pt;">DNA</span></span></span><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:12.0pt;"> با هدف تشخیص میزان بیان </span></span><span dir="LTR"><span style="font-family:times new roman,serif;"><span style="font-size:12.0pt;">miR-21</span></span></span><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:12.0pt;"> به عنوان بیومارکر سرطان ریه بررسی ‌شده است.</span></span><br> <strong><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:12.0pt;">مواد و روش&shy; ها:</span></span></strong><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:12.0pt;"> ابتدا رشته&shy; مورد نیاز برای طراحی گیت </span></span><span dir="LTR"><span style="font-family:times new roman,serif;"><span style="font-size:12.0pt;">DNA</span></span></span><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:12.0pt;"> سنتز گردید. سپس دو رشته&rlm;ای گیت منطقی با انجام یک گرادیان دمایی ایجاد شده و در یک پروسه دقیق با استفاده از الکتروفورز تخلیص شده است. این دو رشته به عنوان ماشین محاسبه منطقی برای تشخیص سطح بیان </span></span><span dir="LTR"><span style="font-family:times new roman,serif;"><span style="font-size:12.0pt;">miR-21</span></span></span><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:12.0pt;"> استفاده می&shy;شود. ورودی گیت طراحی‌شده، رشته </span></span><span dir="LTR"><span style="font-family:times new roman,serif;"><span style="font-size:12.0pt;">miR-21</span></span></span><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:12.0pt;"> است و پس از انجام محاسبه، میزان بیان </span></span><span dir="LTR"><span style="font-family:times new roman,serif;"><span style="font-size:12.0pt;">miR-21</span></span></span><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:12.0pt;"> با اندازه&rlm;گیری مقدار فلورسنت آزاد شده، مشخص می&rlm;شود.</span></span><br> <strong><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:12.0pt;">یافته &shy;ها:</span></span></strong><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:12.0pt;"> گیت منطقی طراحی‌شده در ابتدا روی رشته&rlm;های ورودی سنتز شده سپس روی بافت توموری واقعی تست شده است. نتایج آزمایش&rlm;های انجام‌شده نشان&rlm;دهنده آن است که میزان قدرت تفکیک به دست آمده، حدود 5/2 برابر بهتر از روش‌های مشابه می&rlm;باشد. </span></span><br> <strong><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:12.0pt;">نتیجه&shy; گیری:</span></span></strong><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:12.0pt;"> نتایج آزمایش گیت منطقی روی بافت توموری نیز موفقیت‌آمیز بوده و قابلیت&rlm;های روش ارائه‌شده را تأیید می&rlm;نماید. نتایج گویای آن است که این روش از نظر زمان انجام و هزینه در حد قابل‌توجهی از روش&rlm; </span></span><span dir="LTR"><span style="font-family:times new roman,serif;"><span style="font-size:12.0pt;">Real time PCR</span></span></span><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:12.0pt;"> مناسب&rlm;تر می&rlm;باشد.</span></span><br> &nbsp;</div> <div style="text-align: justify;"><span style="font-size:14px;"><span style="font-family: times new roman;"><strong>Abstract</strong><br> <strong><em>Background:</em></strong> DNA-based computing is an emerging research aspect that enables the in-vivo computation and decision making with significant correctness. Recent papers show that the expression level of miRNAs are related to the progress status of some diseases such as cancers and DNA computing is introduced as a low cost and concise technique for detection of these biomarkers. In this paper, DNA-based logic gates are implemented in the laboratory to detect the level of miR-21 as the biomarker of cancer.<br> <strong><em>Materials and Methods:</em></strong> At the first, required strands for designing DNA gates are synthesized. Then, double stranded gate is generated in laboratory using a temperature gradient that followed by electrophoresis process. This double strand is the computation engine for detecting the miR-21 biomarker. miR-21 is as input in designed gate. At the end, the expression level of miR-21 is identified by measuring the generated fluorescent.<br> <strong><em>Results:</em></strong> at the first stage, the proposed DNA-based logic gate is evaluated by using the synthesized input strands and then it is experimented on a tumor tissue. Experimental results on synthesized strands show that its detection quality/correctness is 2.5x better than conventional methods.<br> <strong><em>Conclusion:</em></strong> Experimental results on the tumor tissues are successful and are matched with those are extracted from real time PCR results. Also, the results show that this method is significantly more suitable than real time PCR in view of time and cost.</span></span><br> &nbsp;</div> محاسبات DNA, گیت‌های منطقی DNA, miRNA, تشخیص زودهنگام, سرطان Cancer, DNA computing, DNA logic gates, Early Detection, miRNA 96 109 http://jams.arakmu.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-4991-1&slc_lang=fa&sid=1 Tahereh Yahya طاهره یحیی tahereh_yahya_2007@yahoo.com 4600319475328460057980 4600319475328460057980 No Department of Biology, Faculty of Basic Sciences, Varamin-Pishva Branch, Islamic Azad University, Varamin, Iran گروه زیست شناسی، دانشکده علوم پایه، واحد ورامین-پیشوا، دانشگاه آزاد اسلامی، ورامین، ایران. Shohreh Zare Karizi شهره زارع کاریزی shohrehzare@yahoo.com 4600319475328460057981 4600319475328460057981 Yes Department of Biology, Faculty of Basic Sciences, Varamin-Pishva Branch, Islamic Azad University, Varamin, Iran گروه زیست شناسی، دانشکده علوم پایه، واحد ورامین-پیشوا، دانشگاه آزاد اسلامی، ورامین، ایران. Ali Jahanian علی جهانیان jahanian@sbu.ac.ir 4600319475328460057982 4600319475328460057982 No Department of Computer Architecture, Faculty of Computer Science and Engineering, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran گروه معماری کامپیوتر، دانشکده مهندسی و علوم کامپیوتر، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران.