دوره 15، شماره 3 - ( تابستان 1405 1405 )
جلد 15 شماره 3 صفحات 0-0 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Research code: 815 - 847 - 4003899
Ethics code: عدم نیاز به کد اخلاق
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Kiani A, Minaeian S, Bambai B, Zolfaghari Emameh R. Investigation of carbonic anhydrase-encoding genes and introduction of β-carbonic anhydrase as a molecular target for the detection of Escherichia coli. aumj 2026; 15 (3) : 8
URL: http://aums.abzums.ac.ir/article-1-1974-fa.html
URL: http://aums.abzums.ac.ir/article-1-1974-fa.html
کیانی آفاق، مینائیان سارا، بمبئی بیژن، ذوالفقاری امامه رضا. بررسی ژنهای کدکننده کربنیکانهیدراز و معرفی بتا-کربنیکانهیدراز بهعنوان هدف مولکولی برای شناسایی اشریشیا کلی. نشریه علمی پژوهشی دانشگاه علوم پزشکی البرز. 1405; 15 (3)
آفاق کیانی1 
، سارا مینائیان2 ، بیژن بمبئی3 ، رضا ذوالفقاری امامه*4 
، سارا مینائیان2 ، بیژن بمبئی3 ، رضا ذوالفقاری امامه*4
1- گروه زیست فناوری انرژی و محیط زیست، پژوهشگاه ملی مهندسی ژنتیک و زیست فناوری، تهران، ایران
2- مرکز تحقیقات مقاومت های میکروبی، پژوهشکده ایمونولوژی و بیماری های عفونی، دانشگاه علوم پزشکی و خدمات بهداشتی درمانی ایران، تهران، ایران
3- گروه زیست فناوری سامانه ای، پژوهشگاه ملی مهندسی ژنتیک و زیست فناوری، تهران، ایران
4- گروه زیست فناوری انرژی و محیط زیست، پژوهشگاه ملی مهندسی ژنتیک و زیست فناوری، تهران، ایران ،zolfaghari@nigeb.ac.ir
2- مرکز تحقیقات مقاومت های میکروبی، پژوهشکده ایمونولوژی و بیماری های عفونی، دانشگاه علوم پزشکی و خدمات بهداشتی درمانی ایران، تهران، ایران
3- گروه زیست فناوری سامانه ای، پژوهشگاه ملی مهندسی ژنتیک و زیست فناوری، تهران، ایران
4- گروه زیست فناوری انرژی و محیط زیست، پژوهشگاه ملی مهندسی ژنتیک و زیست فناوری، تهران، ایران ،
چکیده: (23 مشاهده)
مقدمه: باکتری اشریشیا کلی (Escherichia coli) از جمله باکتری های آلوده کننده منابع آبی خصوصا آب آشامیدنی است. تست کیفی آب آشامیدنی از نظر عدم وجود آلودگی به باکتری اشریشیا کلی، به یک آزمون کنترل کیفی در دسترس نیازمند است که تست مولکولی یکی از این روشهاست. باکتری ها دارای ژن های کد کننده کربنیک انهیدراز آلفا، بتا و گاما (α-CA, β-CA, γ-CA) می باشند که برای تشخیص مولکولی و دقیق آلودگی منابع آبی آلوده به باکتری های بیماریزا بسیار مناسب می باشند. یکی از روش های مولکولی رایج، واکنش زنجیره ای پلیمراز یا PCR (Polymerase Chain Reaction) است.
روش کار: برای شناسایی آنزیم های کربنیک انهیدراز اشریشیا کلی از روش بیوانفورماتیک و PCR استفاده شد. کشت میکروبی و آزمون های بیوشیمیایی میکروبی از قبیل محیط سه قندی آهن دار (Triple Sugar Iron Agar یا TSI)، استفاده از تست VP (وگس پروسکوئر)، ایندول، تولید سیترات و اوره آز نیز برای شناسایی اشریشیا کلی انجام شدند. سپس، طراحی پرایمر، استخراج DNA، سنجش غظت DNA، آماده سازی میکس واکنش برای انجام آزمون PCR، و مشاهده نتیجه بر روی ژل الکتروفورز انجام شد.
یافته ها: این تحقیق نشان داد که باکتری اشریشیا کلی دارای 19 آنزیم کربنیک انهیدراز مختلف است که عبارتند از یک آنزیم کربنیک انهیدراز آلفا، 12 آنزیم کربنیک انهیدراز بتا و 6 آنزیم کربنیک انهیدراز گاما. نتیجه این مطالعه نشان داد که از بین سه ژن کد کننده α-CA, β-CA, γ-CA، تشخیص ژن کد کننده β-CA در باکتری اشریشیا کلی با موفقیت و طی مدت زمان 2 تا 3 ساعت انجام شد.
نتیجه گیری: توالی کدکننده β-CA دارای این پتانسیل می باشد که بهعنوان یک هدف نوین و اختصاصی برای شناسایی مولکولی اشریشیا کلی در منابع آبی و بدون نتایج مثبت کاذب مورد استفاده قرار گیرد. از آنجایی که β-CA در مهرهداران وجود ندارد، میتواند بهعنوان یک نشانگر زیستی اختصاصی در شناسایی اشریشیا کلی کاربرد داشته باشد.
روش کار: برای شناسایی آنزیم های کربنیک انهیدراز اشریشیا کلی از روش بیوانفورماتیک و PCR استفاده شد. کشت میکروبی و آزمون های بیوشیمیایی میکروبی از قبیل محیط سه قندی آهن دار (Triple Sugar Iron Agar یا TSI)، استفاده از تست VP (وگس پروسکوئر)، ایندول، تولید سیترات و اوره آز نیز برای شناسایی اشریشیا کلی انجام شدند. سپس، طراحی پرایمر، استخراج DNA، سنجش غظت DNA، آماده سازی میکس واکنش برای انجام آزمون PCR، و مشاهده نتیجه بر روی ژل الکتروفورز انجام شد.
یافته ها: این تحقیق نشان داد که باکتری اشریشیا کلی دارای 19 آنزیم کربنیک انهیدراز مختلف است که عبارتند از یک آنزیم کربنیک انهیدراز آلفا، 12 آنزیم کربنیک انهیدراز بتا و 6 آنزیم کربنیک انهیدراز گاما. نتیجه این مطالعه نشان داد که از بین سه ژن کد کننده α-CA, β-CA, γ-CA، تشخیص ژن کد کننده β-CA در باکتری اشریشیا کلی با موفقیت و طی مدت زمان 2 تا 3 ساعت انجام شد.
نتیجه گیری: توالی کدکننده β-CA دارای این پتانسیل می باشد که بهعنوان یک هدف نوین و اختصاصی برای شناسایی مولکولی اشریشیا کلی در منابع آبی و بدون نتایج مثبت کاذب مورد استفاده قرار گیرد. از آنجایی که β-CA در مهرهداران وجود ندارد، میتواند بهعنوان یک نشانگر زیستی اختصاصی در شناسایی اشریشیا کلی کاربرد داشته باشد.
شمارهی مقاله: 8
فهرست منابع
1. Xue J, Zhang B, Lamori J, Shah K, Zabaleta J, Garai J, et al. Molecular detection of opportunistic pathogens and insights into microbial diversity in private well water and premise plumbing. J Water Health. 2020;18(5):820-34. [DOI:10.2166/wh.2020.271]
2. Ding T, Suo Y, Xiang Q, Zhao X, Chen S, Ye X, et al. Significance of Viable but Nonculturable Escherichia coli: Induction, Detection, and Control. J Microbiol Biotechnol. 2017;27(3):417-28. [DOI:10.4014/jmb.1609.09063]
3. Kaur H, Wang B, Ruehling K, Collins SM, Ghorbani Tajani A, Bisha B. Identification and characterization of Escherichia coli isolated from the surface water of the Laramie River, Wyoming. J Water Health. 2026;24(2):93-108. [DOI:10.2166/wh.2026.091]
4. Kumari R, Ghosh C, Kumar R, Shakya R, Kumar S, Saini AK. Assessment of water quality and microbial contamination in institutional water resources: a necessity to understand health risks. Sci Rep. 2026. [DOI:10.1038/s41598-026-53672-4]
5. Abada E, Al-Fifi Z, Al-Rajab AJ, Mahdhi M, Sharma M. Molecular identification of biological contaminants in different drinking water resources of the Jazan region, Saudi Arabia. J Water Health. 2019;17(4):622-32. [DOI:10.2166/wh.2019.019]
6. Wang YC, Tsai YH, Shen CF, He MY, Fu YC, Sang CY, et al. Turntable Paper-Based Device to Detect Escherichia coli. Micromachines (Basel). 2021;12(2). [DOI:10.3390/mi12020194]
7. Lasch P, Beyer W, Bosch A, Borriss R, Drevinek M, Dupke S, et al. A MALDI-ToF mass spectrometry database for identification and classification of highly pathogenic bacteria. Sci Data. 2025;12(1):187. [DOI:10.1038/s41597-025-04504-z]
8. Hu B, Cui C, Bo J, Li Q, Wang S. Recent advances in PCR-based detection of Escherichia coli. Lett Appl Microbiol. 2026;79(5). [DOI:10.1093/lambio/ovag045]
9. Zolfaghari Emameh R, Kuuslahti M, Nareaho A, Sukura A, Parkkila S. Innovative molecular diagnosis of Trichinella species based on beta-carbonic anhydrase genomic sequence. Microb Biotechnol. 2016;9(2):172-9. [DOI:10.1111/1751-7915.12327]
10. Zolfaghari Emameh R, Kuuslahti M, Nosrati H, Lohi H, Parkkila S. Assessment of databases to determine the validity of beta- and gamma-carbonic anhydrase sequences from vertebrates. BMC Genomics. 2020;21(1):352. [DOI:10.1186/s12864-020-6762-2]
11. Zolfaghari Emameh R, Hosseini SN, Parkkila S. Application of beta and gamma carbonic anhydrase sequences as tools for identification of bacterial contamination in the whole genome sequence of inbred Wuzhishan minipig (Sus scrofa) annotated in databases. Database (Oxford). 2021;2021. [DOI:10.1093/database/baab029]
12. Capasso C, Supuran CT. Bacterial, fungal and protozoan carbonic anhydrases as drug targets. Expert Opin Ther Targets. 2015;19(12):1689-704. [DOI:10.1517/14728222.2015.1067685]
13. UniProt C. UniProt: the Universal Protein Knowledgebase in 2025. Nucleic Acids Res. 2025;53(D1):D609-D17.
14. Ye J, Coulouris G, Zaretskaya I, Cutcutache I, Rozen S, Madden TL. Primer-BLAST: a tool to design target-specific primers for polymerase chain reaction. BMC Bioinformatics. 2012;13:134. [DOI:10.1186/1471-2105-13-134]
15. Hao R, Li X, Wang N, Zhang M, Li M, Xu Y, et al. Optimized plasmid extraction through controlled temperature, prolonged alkaline lysis, and gentle mixing. J Chromatogr B Analyt Technol Biomed Life Sci. 2025;1262:124646. [DOI:10.1016/j.jchromb.2025.124646]
16. Hariri S. Detection of Escherichia coli in Food Samples Using Culture and Polymerase Chain Reaction Methods. Cureus. 2022;14(12):e32808. [DOI:10.7759/cureus.32808]
17. Garcia-Alegria AM, Anduro-Corona I, Perez-Martinez CJ, Guadalupe Corella-Madueno MA, Rascon-Duran ML, Astiazaran-Garcia H. Quantification of DNA through the NanoDrop Spectrophotometer: Methodological Validation Using Standard Reference Material and Sprague Dawley Rat and Human DNA. Int J Anal Chem. 2020;2020:8896738. [DOI:10.1155/2020/8896738]
18. Li Z, Yang X, Yang B, Yang J, Tao C, Zhang D, et al. A comprehensive review of methodological and technological advancement in PCR during the last 15 years. Biotechnol Adv. 2025;85:108719. [DOI:10.1016/j.biotechadv.2025.108719]
19. Sebastian D. Evaluation of sensitivity and cost-effectiveness of molecular methods for the co-detection of waterborne pathogens in India. Marine Biotechnology. 2021;23(6):955-63. [DOI:10.1007/s10126-021-10078-9]
20. Gao M, Tan F, Shen Y, Peng Y. Rapid detection method of bacterial pathogens in surface waters and a new risk indicator for water pathogenic pollution. Sci Rep. 2024;14(1):1614. [DOI:10.1038/s41598-023-49774-y]
21. Oon YL, Oon YS, Ayaz M, Deng M, Li L, Song K. Waterborne pathogens detection technologies: advances, challenges, and future perspectives. Front Microbiol. 2023;14:1286923. [DOI:10.3389/fmicb.2023.1286923]
22. Jikumaru A, Ishii S, Fukudome T, Kawahara Y, Iguchi A, Masago Y, et al. Fast, sensitive, and reliable detection of waterborne pathogens by digital PCR after coagulation and foam concentration. J Biosci Bioeng. 2020;130(1):76-81. [DOI:10.1016/j.jbiosc.2020.02.004]
23. Rainbow J, Sedlackova E, Jiang S, Maxted G, Moschou D, Richtera L, et al. Integrated Electrochemical Biosensors for Detection of Waterborne Pathogens in Low-Resource Settings. Biosensors (Basel). 2020;10(4). [DOI:10.3390/bios10040036]
24. Feleni U, Morare R, Masunga GS, Magwaza N, Saasa V, Madito MJ, et al. Recent developments in waterborne pathogen detection technologies. Environ Monit Assess. 2025;197(3):233. [DOI:10.1007/s10661-025-13644-z]
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
