همسانه سازی و بیان یک پپتید ضد میکروبی امیگانان در توتون و سیب زمینی برای مقابله با میکروب های بیماری زای انسانی

مقدمه: پپتیدهای ضد میکروبی یکی از اجزاء مهم سیستم ایمنی ذاتی گیاهان و جانوران محسوب می شوند. شناسایی، انتقال و بیان پپتیدهای ضد میکروبی جدید با استفاده از فن آوری های dna نوترکیب در گیاهان، یک راهکار مقرون به صرفه برای تولید ترکیبات ضد میکروبی با مصارف دارویی است.مواد و روش ها: در این مطالعه تجربی، یک سامانه ی ژنی حاوی یک ژن پپتید ضد میکروبی امیگانان به کمک اگروباکتریویوم تومفاشینز به دو گیاه توتون و سیب زمینی انتقال داده شد. پس از کشت بافت، حضور ژن کد کننده ی پپتید ضد میکروبی به کمک pcr اثبات و تعدادی گیاه تراریخت از هر دو گیاه انتخاب شدند. پروتئین کل از گیاهان تراریخت انتخابی استخراج و تاثیر آن بر برخی میکروب های مهم انسانی؛escherchia coli ، staphylococcus epidermis ، pseudomonas aeruginosa salmonella typhi ، staphylococcus aureus، bacillus cereus و candida albicans به روش انتشار در دیسک بررسی شد.یافتهها: پروتئین کل گیاهان تراریخت در مقایسه با گیاه غیر تراریخت، به طور معنی داری (p<0.01) مانع رشد بیشتر میکروب ها شد. تفاوت معنی داری (p<0.01) بین گیاهان تراریخت از نظر میزان بازدارندگی از رشد میکروب ها مشاهد شد. برخلاف باکتری های گرم منفی، حضور پپتید امیگانان در عصاره گیاهان تراریخت تاثیر معنی داری (p<0.05) روی باکتر های گرم مثبت نداشت.بحث و نتیجه گیری: عصاره پروتئینی گیاهان بیان کننده ی پپتید امیگانان از رشد میکروب های بیماریزای انسانی جلوگیری کرد. با خالص سازی پپتید می توان از این پپتید به عنوان یک پپتید با توانایی ضد میکروبی استفاده کرد. این روش فرصتی را فراهم می آورد تا پپتیدهای ضد میکروبی را در گیاهان برای مصرف در صنایع داروسازی تولید نمود.

Cloning and in planta expression of an omiganan antimicrobial peptide in tobacco and potato plants to control the growth of human bacterial pathogens

Background: Antimicrobial peptides are one of the vital components of innate immunity in plants and animals. The identification and introduction of novel and effective peptide molecules to plants is a costeffective way both to improve the resistance of crop plant species to pathogens, and to produce peptides for pharmaceutical applications by using recombinant DNA technology.Material and Methods: An expression construct containing the omiganan (MBI226) antimicrobial gene sequence was cloned and used for tobacco and potato Agrobacterium tumefaciensmediated transformation. Following tissue culture, Polymerase chain reaction analysis (PCR) confirmed that some kanamycin resistant plants are transgenic. A number of transgenic plants, along with a nontransgenic control, were selected. Total protein was extracted from the transgenic plants, and the nontransgenic control, and was used for antimicrobial activity assay against some human pathogens, including; Escherchia coli, Staphylococcus epidermis, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella typh, Staphylococcus aureus, Bacillus cereus, Candida albicans using the disc diffusion method.Results: Total protein extract from transgenic plants was significantly (P<0.05) able to inhibit the majority of bacteria growth, whereas nontransgenic total protein extract did not inhibit human pathogens growth. There was a significant difference (P<0.05) between transgenic lines with respect to omiganan peptide activity. In contrary to gramnegative bacteria, omiganan peptide did not have a significant effect (P>0.05) on human grampositive pathogenic bacteria.Conclusion: The total protein from the omigananexpressing peptide had a strong antibacterial activity against some human bacterial pathogens. By expression and purification of the omiganan peptide, the peptide could be used as an antibiotic to destroy pathogenic bacteria. This approach could open an opportunity to produce antibacterial peptides in plants for pharmaceutical applications.