ابتكارهاي جالب در دنياي زيست شناسي !!

[Borna66]

>> برگردان توالي هاي آمينواسيد به موسيقي !!

زيست شناسان مولكولي موفق شده اند توالي هاي پروتئيني را به موزيك كلاسيك برگردانند!
اين مطلب كه در سايت تازه هاي علمي Science Daily آورده شده است بيان مي دارد كه زيست شناسان مولكولي سازمان UCLA توالي هاي پروتئيني پروتئين هاي گياهي و جانوري را به ترتيب اصلي آنها در موسيقي كلاسيك بازگرداني كرده اند.
پژوهشگران اين پروژه خانم تاكاهاشي و آقاي ميلر هستند كه در بخش ايمني شناسي و ژنتيك مولكولي UCLA مشغول به كار مي باشند.

ميلر مي گويد: "ما توالي هاي پروتئيني را به موسيقي تبديل كرده ايم و مي توانيم براي هر پروتئين يك سيگنال صوتي تعريف كنيم". وي كه پروفسور ميكروبيولوژي، ايمني شناسي و ژنتيكي مولكولي UCLA است همچنين اظهار مي دارد "هر پروتئين داراي شاخصه ي صوتي منحصز به فردي استبه اين دليل كه هر پروتئين توالي ويژه ي خود را دارد".

تاكاهاشي عضو ديگر UCLA و دستيار پروژه هاي پژوهشي اين موسسه كه يك پيانيست نيز هست مي گويد: "ما براي هر آمينو اسيد يك تار در موسيقي تعريف كرده ايم و مي خواهيم ببينيم آيا مي توان الگوهاي موسيقي نهاده شده در توالي
آمينواسيد ها را به فرم شنيداري تبديل كرد. در واقع با اين پروژه در نظر داريم به آهنگ پروتئين ها با نگاه كردن به توالي هاي آنها پي ببريم !"

ساختمان پروتئين ها در واقع توالي هاي خطي از از 20 اسيدآمينه ي مختلف هستند كه در نظر گرفتن يك نت موسيقي براي هر يك از آنها در نهايت يك مقياس 20 نتي به دست مي دهد.
بنا به گفته ي تاكاهاشي "يك مقياس 20 نتي محدوده ي بزرگي را در بر مي گيرد در حالي كه ما به مقياس كوچكتري نياز داريم به همين دليل آمينو اسيدهاي مشابه را در جفت مي كنيم و تنوع نت هاي موسيقي را براي هر يك جفت آمينواسيد مشابه به كار مي بريم. همچنين هر جز موسيقي را براي نشان دادن شاخصه ي ويژه اي از پروتئين به كار مي بريم و در همين حال به اصل تبديل توالي هاي پروتئيني به موسيقي نيز همچنان پايبند هستيم و ريتم موسيقي را به صورت ديكته شده از توالي پروتئيني بر مي داريم".

**‌در انتهاي اين متن شما مي توانيد به چند نمونه از موسيقي برگرفته شده از تواليهاي پروتئيني استخراج شده از گياه يا جانور گوش كنيد.

ميلر در مورد اين پروژه مي گويد: "انجام اين ابتكار سالها در نظرم بود ولي مي دانستم بايد فردي را در اختيار داشته باشم كه در عين زيست شناس مولكولي بودن يك موسيقي دان حرفه اي نيز باشد كه در نهايت خانم تاكاهاشي را ملاقات كردم و متوجه شدم ايشان همان فردي هستند كه به دنبال آن بودم".

همچنين تاكاهاشي مي گويد: "تا قبل از آشنايي با آقاي ميلر و شروع اين پروژه، موسيقي و زيست شناسي مولكولي دو دنياي جدا در ذهن من بودند ولي با انجام اين ابتكار اكنون من مي توانم توالي هاي پروتئيني را حتي به معلم موسيقي خودم كه هيچ پيش زمينه ي زيست شناسي ندارد با استفاده از نت هاي موسيقي معرفي كنم!"

ميلر و تاكاهاشي اولين افرادي نيستند كه سعي در تبديل توالي هاي پروتئيني به نتهاي موسيقي داشته اند ولي موسيقي آنها از نظر بسياري، ملوديك تر و هماهنگ تر و داراي از هم گسيختگي بسيار كمتري نسبت به نسخه هاي پيشين است.

در ابتدا اين دو نفر شروع به تبديل آمينو اسيدها به نتهاي موسيقي كردند و سپس تاكاهاشي اين نتها را با توجه به ترتيب قرارگيري آنها در توالي پروتئيني مرتب كرده و با پيانو مي نواخت. سپس با كمك فرانك پتي برنامه نويس كامپيوتر شروع به طراحي برنامه اي كردند كه به طور خودكار نتهاي تعريف شده توسط ميلر و تاكاهاشي را بر اساس توالي هاي پروتئيني مختلف مرتب كند تا كار استخراج موسيقي تواليهاي بسيار بزرگ سريعتر انجام شود.

تاكاهاشي ابتدا توالي پروتئين ThA انساني را به موسيقي برگرداند. اين پروتئين تيميدين را در ساختار DNA‌جاسازي مي كند.

سپس نوبت پروتئين هانتينگتون بود كه نقش مهمي در بيماري هانتينگتون دارد. اين بيماري در نتيجه ي تكرار غيرعادي گلوتامين در توالي يك پروتئين عصبي اتفاق مي افتد كه باعث مي شود پروتئين ساختار طبيعي خود را از دست داده و نتواند پيام رساني عصبي رو درست انجام دهد و در نتيجه عارضه ي عصبي گريبانگير شخص مي شود.

خانم تاكاهاشي و آقاي ميلر در صدد هستند يك سي دي حاوي آهنگهاي مربوط با توالي هاي مختلف پروتئيني را منتشر كنند.

اين اقدام در كل براي دانشجويان زيست شناسي مولكولي كه در پي يادگيري سريع و جذاب تواليهاي پروتئيني هستند بسيار مفيد مي باشد.

<< لينك دانلود آهنگ ها با حجم بسيار كم >>

برگردان توالي سيتوكروم سي انساني به آهنگ
http://www.parsaspace.com/dianella/cytchuman.mid
=-=-=-=-=-=-=-=
برگردان سيتوكروم سي ماهي به آهنگ
http://www.parsaspace.com/dianella/cytcVcarp.mid
=-=-=-=-=-=-= =
برگردان هموگلوبين اسب به آهنگ
http://www.parsaspace.com/dianella/hemoglobinalphahorse.mid
=-=-=-=-=-=-= =

منبع: Science Daily

[Borna66]

>> سرولوژی - بخش اول

سرولوژی بر پايه ی اصول ايمنی شناسی پستانداران نهاده شده است. بدن پستانداران قادر است در هنگام مورد حمله قرار گرفتن توسط پروتئينهای بيگانه (آنتی ژنها) آنتی بادی يا پروتئينهای دفاعی توليد کند. اين عمل بسيار اختصاصی است به طوری که هر آنتی ژن فقط مولد توليد آنتی بادی مربوط به خود است و آنتی باديهای توليد شده قادرند پروتئينهای بيگانه را منعقد کنند.

برای مشخص کردن قرابت تاکسون A با تاکسونهای B,C,D پروتئينهای استخراج شده از يک فرد از تاکسون A به يک پستاندار که معمولاً خرگوش است، تزريق می شود که در نتيجه آنتی باديهايی توسط بدن خرگوش توليد می شود. سپس اين آنتی باديها توسط يک آنتی سرم از خون خرگوش جدا می شوند. مقدار کلی انعقاد A مشخص خواهد کرد که آيا آنتی سرم مجاز به واکنش مجدد با پروتئين اصلی جدا شده از تاکسون A خواهد بود يا خير. درجه ی انعقاد مشخص خواهد کرد که چه موقع آنتی سرم به واکنش دوباره با استخراجهای پروتئين دار جدا شده از B,C,D مجبور می شود.

درجه ی انعقاد که در نتيجه ی عمل بالا انجام می شود به طور مستقيم با قرابت دو تاکسون مورد مطالعه و مقايسه ارتباط دارد. پيشرفتهايی که در سالهای اخيردر زمينه ی تکنيکهای مختلف زيست شناسی به وجود آمده است، حتی به ما اجازه می دهد که که واکنشهای تکی آنتی ژن- آنتی بادی را با روش سرولوژی تقسيم دوتايی يا الکتروفورز ايمنی مشاهده کنيم.

اولين کسی که خصوصيات ايمنوشيميايی پروتئينهای سرم را برای اهداف رده بندی بررسی کرد Nuttle (1901) بود. قبل از کار Dunber (1910) در مورد خصوصيات پايه ای پروتئينها اطلاعات بسيار کمی در دسترس بود ولی کار اين دانشمند نشان داد که پروتئينهای برگها، دانه و دانه های گرده ی برنج از لحاظ سرولوژی با هم متفاوتند.

از اين ديدگاه برای مطالعات رده بندی فقط پروتئينهای جدا شده از قسمتهايی که در مرحله ی يکسانی از لحاظ تغييرات Ontogenetic هستند و از يک اندام جدا شده اند، حائز اهميت می باشد.


همچنين اطلاعات مشابهی که در اين مورد مفيدند در خانواده های Cornaceae و Nyssaceae توسط برادران Fair و Jonson (1964) به دست آمده اند.

بر اساس تجزيه ی متناوب پروتئينها مشخص گرديده است که بسياری از آنزيمها قادر به شکستن انتخابی پيوندهای پپتيدی بين ذرات آمينواسيدی هستند.

Vomberg و Mortiz اثبات کرده اند که خصوصيت پروتئينی به طور ژنتيکی پايه گذاری می شود و پروتئينها مثـل اجزای Mendelian عمل می کنند. دانشمندی به نام Jensen (1968) شواهد کافی سرولوژيکی مبنی بر رده بندی در سطوح قبيله ای در خانواده ی آلاله جمع آوری کرده است. در حالی که سطوح فبلی رده بندی اين خانواده بر پايه ی اطلاعات کلاسيک و مطالعات کروموزومی به دست آمده است.

Zode (1914) ديدگاه هايی در مورد خصوصصيات پروتئينی طرح کرد و نشان داد که پروتئينهای Trifolium hybridium در واکنش قويتری با آنتی سرمها در مقابل هر دو گونه ی والدين مفروض برای خود قرار می گيرند. تا آنچه که در بين خود گونه های والد وجود دارد.
Lester و Hawkes روابط بين اعضای تاکسون Solanum را به همين ترتيب مشخص کرده اند.

ادامه دارد ...

[Borna66]

>> سرولوژي - بخش دوم و پاياني

بطـور مثـال آنزيـم تريپسيـن پيوند بين ليزيـن و آرژنين را می شکند. سپس واحدهای پپتيدی به دست آمده می توانند با کروماتوگرافی و الکتروفورز از هم جدا شوند.
اين روش بر اساس اثر انگشت است. چنين الگوهايی ممکن است به عنوان منبع اطلاعات رده بندی مورد استفاده قرار گيرند به اين صورت که الگوهای مشابه توسط گياهان تاکسونهای نزديک به هم توليد می شوند.
اين پپتيدها می توانند به طور انتخابی با پشتيبانی معرفهايی از يک انتهای آمين يا کربوکسيل هيدروليز شوند. بنابراين اسيدهای آمينه از انتهای ترمينال آزاد می شوند و سپس توسط روش کروماتوگرافی مشخص می گردند.
توسط اين روش توالی اسيدآمينه های موجود در رشته ی پلی پپتيدی مشخص می شود. جکسون و همکارانش (1967) الگوهای اثر انگشتی را در گونه های Vicia, Lathyrus, Lens, Pisum و Cicar بررسی کرده اند و مشخص شده است که پپتيدهای Tryptic موجود در Viciaو Lathyrus بسيار شبيه هم بودند. همچنين تفاوتهای بسيار زياد بين الگوهای Pisum , Lens, Cicar روابط تاکسونوميک بسياری را مشخص ساختند.
اين مشاهدات حمايت بيشتری را با مطالعات Thurman (1971) به دست آورد. وی الگوهای آنزيمهای شبيه هم گلوتاميک دِهيدروژناز را در Cicar مشخص کرد که به طور کامل از نمونه های جدا شده از Vicia, Pisum, Lens, Lathyrus متفاوتند. چنين مقايسه هايی از آنزيمهای خاص در تاکسونهای مختلف در واقع مقايسه ای بين پروتئينهای همولوگ می باشند. به هر حال بيشترين مطالعات از الگوهای هم آنزيمی هنوز قادر به نظم دادن به اطلاعات تاکسونوميک نيستند و به نظر می رسد هيچ نتيجه گيری رده بندی نمی تواند از روی الگوهای هم آنزيمی تکی برداشته شود. به خصوص از لحاظ تاکسونوميکی اين مسئله بی معنی است اگر مطالعات و مشاهدات تنها بر مبنای مجموعه ی واحدی از گونه ها پايه گذاری شوند. جداييهای فيلوژنتيک ممکن است توسط تناوب اسيدآمينه های همولوگ در محـدوده ای از تاکسونـها به وجود آينـد. بهترين نمونه و بيشترين حالت اين موضوع در مولکول سيتوکروم C ديده می شود که به طور عموم در ارگانيسمهای هوازی وجود دارد.
از بين 113 اسيدآمينه مقايسه در سيتوکرومـهای C اعضای تاکسونـهای مختلف، 79 اسيدآمينه از گونه ای به گونه ی ديگر تغيير می کنند و اگر اختلالی در روند تناوب 34 اسيدآمينه ی باقيمانده ايجاد شود، عملکرد مولکول نيز مختل خواهد شد.
روند تناوبی مذکور که اختلال در آن موجب عدم کارکرد صحيح مولکول سيتوکروم C است، در 25 گونه از گياهان آوندی شناخته شده است.
تناوبهای اسيدآمينه برای اولين بار توسط روش وابستگی متقاطع (cross-association method) و يا روش کريستالوگرافی با اشعه ی ايکس تشخيص داده و تعريف شده اند.
تفاوتهای مشاهده شده در بيشتر اسيد آمينه ها به يک حالت جهش يافته تغيير شکل پيدا کرده اند که دلالت بر حداقلِ تعداد جانشينی های نوکلئوتيدی مورد نياز برای تغيير رمز يک پروتئين به رمز پروتئين ديگر دارد.
يک درخت فيلوژنتيک می تواند توسط اطلاعات حاصل از جهش های صورت پذيرفته بنا شود و برای اين کار از هر دو روش محيط های متعدد قابل انعطاف (flexible numerical matrix method) يا روش تناوب اجدادی (ancestral sequence method) استفاده می شود. هر دو اين روشها بر اين فرض بنا می شوند که تعداد کم جانشينی های نوکلئوتيدی در طول تکامل سيتوکروم C اتفاق افتاده اند و هيچ جهش ناشناخته ای را در بر ندارند. تفاوت اصلی بين اين دو روش نيز به سرعت تکامل تاکسون بستگی دارد.
به توجه به اين که اطلاعات در مورد همه ی تاکسونها توسط روش اول ارائه شده است، تناوب اسيدآمينه های اين اطلاعات به دست آمده در روش دوم مورد استفاده قرار نمی گيرد.
درختهای فيلوژنتيک دقيق بر اساس تفاوتهای پروتئينی که به تنهايی برخاسته از مجموع جهشهای مستقل در طول زمان است، ساخته می شوند.
به طور کلی پروتئينهای مختلف با سرعتهای مختلف و متغيری تکامل و تحول می يابند. تعيين تناوب پروتئينها به تنهايی، به ندرت می تواند اطلاعات مورد نظر را برای ساختن يک درخت فيلوژنتيک فراهم سازد. به هر حال تعداد تفاوتها اطلاعات و نشانی هايی از جدايی ها در بين موجودات زنده را فراهم می سازد. بيشترين تعداد چنين تفاوتهايی به موازات جداييهای منعکس شده در رده بنديهای سنتی هستند.
با وجود اين هنوز برخی تلاشها در جهت ارائه ی اطلاعات دقيق از ارتباط بين دو تاکسون به شکست انجاميده است. به طور مثال مجموعه ی بزرگتری از تفاوتها بين گندم و ذرت مشاهده شده است که مقدار آن بيشتر از تفاوتهای ذرت با بعضی دو لپه ايها می باشد.

منبع: Experimental Methods

[Borna66]

>> قرص لاغري: قرص هاي جديد رژيمي به سلولها دستور مي دهند كه چربي بيشتري بسوزانند.

دكتر اوانس در آزمايشگاه هاي اصلاح ژنتيكي خود موفق به اصلاح ژن سازنده ي پروتئنيي شده است كه در تنظيم ميزان مصرف چربي سلولها نقش دارد.

اين پروتئين تنظيم كننده كه خود محصول ژن اصلاح شده است، با قرار گرفتن بر روي توالي هاي سازنده ي آنزيم هايي كه چربي مي سوزانند، سبب افزايش يا كاهش فعاليت آنها مي شود كه اين پديده خود سبب تنظيم مقدار چربي سوزانده شده در سلولها و در نتيجه تنظيم وزن بدن مي گردد.

ژن اصلاح شده PPAR-d نام دارد كه عامل اصلاح و تنظيم آن در قالب قرص هاي لاغري آماده شده است و هنوز در مرحله ي آزمايشي بر روي موش قرار دارد.

همچنين آزمايشگاه هاي دكتر اوانس موفق شده اند با استفاده از اصلاح نژادي نوعي موش به نام "موش ماراتن" ايجاد كنند كه ژن هاي مرتبط با افزايش تنفس و فعاليت سلولي همچنين ژن هاي سوزاننده ي چربي در سلولهاي چربي آنها به نحوي دستكاري شده اند كه ميزان نياز موش به فعاليت را دو برابر مي كند در نتيجه اين موش ها در مقايسه با موشهاي معمولي توان دو برابر دويدن در هر نوبت را دارند.

اين آزمايشگاه اميدوار است با استفاده از اين روش ابتكاري و يافته هاي جديد قرص هاي لاغري توليد كند كه ميزان مصرف چربي سلولها را حتي در حالت استراحت به اندازه ي حالت انجام تمرينات ورزشي برساند تا اشخاصي كه از عارضه ي فربه بودن و ناراحتي هاي جانبي آن مانند فشار خون و مشكلات قلبي عروقي رنج مي برند و در عين حال انجام تمرينات ورزشي نيز براي آنها مشكل است، بتوانند چربي اضافه بدن خود را سريعتر و اسانتر بسوزانند تا پس از رسيدن به وزن معقول تمرينات ورزشي واقعا را دنبال كنند.

منبع: science daily