| تعداد نشریات | 284 |
| تعداد نشریات سازمان | 82 |
| تعداد شماره‌ها | 3,057 |
| تعداد مقالات | 34,145 |
| تعداد مشاهده مقاله | 46,702,040 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 77,703,730 |
بررسی تغییر بیان ژن‌های toxA و algD در باکتری Pseudomonas aeruginosa تحت تأثیر عصاره و نانو امولسیون نقره حاوی عصاره گونه انحصاری ایران پونه‌سای بینالودی Nepeta binaludensis Jamzad.)) | ||
| تحقیقات گیاهان دارویی و معطر ایران | ||
| مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 31 شهریور 1404 | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22092/ijmapr.2025.367505.3492 | ||
| نویسندگان | ||
| بنیامین علیمردانی پور؛ گلاله مصطفوی؛ سیده مهدخت مداح* | ||
| گروه علوم و فنون زیستی، واحد یادگار امام خمینی (ره) شهرری، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران | ||
| چکیده | ||
| سابقه و هدف: گونهNepeta binaludensis گیاهی کمیاب، معطر و انحصاری است که به واسطه محتوای فنلی و فلاونوئیدی دارای فعالیت ضد باکتریایی است. با توجه به گسترش مقاومت آنتی‌بیوتیکی، بررسی روش‌های درمانی نوآورانه مانند استفاده از ترکیبات مشتق شده از گیاهان همراه نانوذرات لازم به نظر می‌رسد؛ زیرا این روش ها اغلب ضمن افزایش خواص ضد باکتریایی گیاهان دارویی، مقدار مصرف این گیاهان ارزشمند را کاهش داده و در حفظ آنها موثر است. در پژوهش حاضر، خواص ضد میکروبی نانوامولسیون نقره حاوی عصاره گیاه پونه‌سای بینالودی و تأثیر آن بر بیان ژن toxA، که در ترشح توکسین A، و ژن algD، که در تشکیل لایه نازک زیستی در باکتری سودوموناس آئروژینوزا نقش دارند، مورد مطالعه قرار گرفت. مواد و روش ها: سرشاخه‌های گلدار پونه‌سای بینالودی از ارتفاع 2517 متری کوه بینالود واقع در شمال شرق استان خراسان رضوی جمع‌آوری شد. عصاره اتانولی این گیاه با روش خیساندن، از 40 گرم پودر گیاه خشک شده بدست آمد. مقادیر ترکیبات فلاونوئیدی و فنلی عصاره به کمک دستگاه HPLC مورد سنجش قرار گرفت. در این مطالعه، نانوامولسیون نقره حاوی عصاره که پیش از این با روش انرژی بالا ساخته شده بود مورد استفاده قرار گرفت. با استفاده از روش‌های FTIR، SEM، DLS، پتانسیل زتا و XRD صحت سنتز نانوامولسیون مورد ارزیابی قرار گرفت. خواص آنتی باکتریال غلظت‌های مختلف نانو ذره نقره، عصاره تام و نانوامولسیون نقره حاوی عصاره بر روی سویه استاندارد باکتری سودوموناس آئروژینوزا با تست انتشار دیسک کربی- بائر و با روش رقت سریالی میکرودایلوشن ضمن تعیین MIC و MBC مورد بررسی قرار گرفت. استخراج RNA ها از باکتری‌های تحت تیمار با غلظت های MIC و subMIC از نانوذره نقره، عصاره تام، و نانوامولسیون نقره عصاره به طور جداگانه انجام شد. پس از سنتز cDNA تغییرات بیان ژن‌های toxA و algD با استفاده از Real-Time PCR مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج حاصل از آزمایشReal-Time PCR به وسیله نرم افزار REST مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج با آزمون تجزیه واریانس یک طرفه با استفاده از نرم افزارهای Microsoft Excel 2016 وGraphPad Prism 9.5.1 در سطح معناداری (P value < 0.05) مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج: سنجش مقدار برخی ترکیبات عصاره با HPLC نشان داد که، عصاره این گیاه فاقد گالیک اسید، کاتکین، روتین و کوئرستین است. در بین ترکیبات فنلی مانند کلروژنیک اسید، کافئیک اسید، سالیسیلیک اسید و رزمارینیک اسید بیشترین مقدار مربوط به رزمارینیک اسید به میزان 82/20 میلی گرم بر گرم بود. ارزیابی‌های نانوامولسیون سنتز شده تایید کرد که ذرات این نانوامولسیون کروی و به قطر حدود 270 نانومتر بوده و بار سطحی آن منفی و غیر کریستالی است. حضور آب و پیوندهای استری نیز مشخص گردید. یافته‌های بدست آمده از تست انتشار دیسک کربی- بائر نشان داد کمترین قطر به مقدار 12 میلی‌متر مربوط به تیمار با نانو ذره نقره بود. بیشترین قطر هاله عدم رشد با مقدار 21 میلی‌متر مربوط به تیمار با نانوامولسیون عصاره بود که تقریباً مشابه میزان هاله عدم رشد القا شده توسط آنتی بیوتیک سفتازیدیم (CAZ 30µg) بود. کمترین مقدار MBC، MIC و subMIC به ترتیب به میزان 80، 40 و 20 µg/ml مربوط به تیمارهای نانوامولسیون عصاره بود. میزان بیان ژن algD، فقط تحت تیمار با غلظت MICی نانوامولسیون حاوی عصاره گیاه (µg/ml 40)، 87/0 برابر کاهش نسبت به کنترل نشان داد (P < 0.01). تحت تیمار با نانوامولسیون نقره حاوی عصاره گیاه، بیان ژن toxA به میزان 78/0 برابر کنترل، کاهش معنی‌دار در سطح 5 درصد نشان داد. تغییر بیان این ژن تحت تأثیر مقادیر MIC عصاره تام گیاه و نانوذره نقره در مقایسه با کنترل تفاوت معنی‌داری نداشت. نتیجه گیری: نانوامولسیون عصاره گیاه قدرت ممانعت از رشد و باکتری‌کشی بیشتری دارد. با توجه به اینکه ژن algD در تشکیل بیوفیلم موثر است و ژن toxA مسئول ترشح پروتئین سمی اندوتوکسینA می‌باشد، این احتمال وجود دارد نانوامولسیون نقره عصاره گیاه از طریق تأثیر بر بیان این ژن‌ها در باکتری سودوموناس آئروژینوزا بتواند موجب مهار رشد در این باکتری گردد. کاهش اندازه قطرات عصاره درون نانوامولسیون، غلظت ترکیبات فعال زیستی و پتانسیل ضد باکتریایی را در مقایسه با عصاره خالص افزایش داد؛ بنابراین می‌توان از آن در صنایع داروسازی و غذایی استفاده نمود. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| سودوموناس آئروژینوزا؛ ضد میکروبی؛ نانو امولسیون نقره؛ Nepeta binaludensis؛ toxA؛ algD | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Investigation of algD and toxA gene expression changes in Pseudomonas aeruginosa under the influence of extract and silver nanoemulsion containing the endemic Iranian species Nepeta binaludensis Jamzad | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Benyamin Alimardanipur؛ Golaleh Mostafavi؛ Seyyedeh Mahdokht Maddah | ||
| Department of Biological Sciences and Technologies, Faculty of member, Yadegar-e-Imam Khomeini (RAH) Share Rey Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Background and objectives: Nepeta binaludensis is a rare, aromatic, and endemic species known for its antibacterial activity, attributed to its phenolic and flavonoid content. Given the rising issue of antibiotic resistance, exploring innovative therapeutic approaches, such as utilizing plant-derived components in conjunction with nanoparticles is essential. These methods enhance plants' antibacterial properties while reducing the quantity of these valuable resources needed, thereby contributing to their conservation. The current study investigated the antimicrobial properties of a silver nanoemulsion derived from Nepeta binaludensis extract. It also investigated its effect on the expression of the toxA gene, which is involved in Toxin A secretion, and the algD gene, which plays a role in biofilm formation, in Pseudomonas aeruginosa. Methodology: The Nepeta binaludensis flowering aerial parts were collected from Binaloud Mts in the northeast of Razavi Khorasan Province at an altitude of 2517 m. The ethanolic extract of the species was obtained from 40 g of the plant-dried powder using the maceration method. The extract's flavonoid and phenolic amounts were measured using HPLC apparatus. This study used a silver nano emulsion-loaded plant extract that was previously prepared by the high-energy method. The synthesis accuracy of nanoemulsion was evaluated using FTIR, SEM, DLS, Zeta potential, and XRD techniques. The antibacterial effects of varying concentrations of silver nanoparticles, crude extract, and silver nanoemulsion were assessed against the standard bacterial strain Pseudomonas aeruginosa using the Kirby-Bauer disk diffusion test and the microdilution plate technique. RNA extraction from the bacteria was performed utilizing treatments that included the minimum inhibitory concentration (MIC) and sub-minimum inhibitory concentration (subMIC) of silver nanoparticles, the crude extract, and the silver nanoemulsion containing the extract. Following cDNA synthesis, the expression changes of the toxA and algD genes were analyzed using Real-time PCR. The outcomes of the Real-time PCR were assessed with REST software. The results were analyzed using one-way ANOVA with Microsoft Excel 2016 and GraphPad Prism 9.5.1, considering a P value of less than 0.05. Results: The HPLC analysis of the extract composition indicated that the plant extract does not contain gallic acid, catechin, rutin, or quercetin. Among the phenolic constituents, including chlorogenic acid, caffeic acid, salicylic acid, and rosmarinic acid, rosmarinic acid exhibited the highest abundance, measuring 20.82 mg/g. The evaluation of the synthesized nanoemulsion confirmed that the particles are spherical, measuring 270 nm in diameter. The surface charge is negative, and the particles are non-crystalline, and the presence of water and ester bonds has been detected. The Kirby-Bauer disk diffusion test results indicated that the smallest inhibition zone (12 mm) was associated with silver nanoparticle treatment. In contrast, the largest inhibition zone, (21 mm) was observed with the treatment involving silver nanoemulsion of the extract which was approximately equivalent to the inhibition zone induced by the antibiotic ceftazidime (CAZ 30µg). The minimum values for MBC, MIC, and Sub MIC were 80, 40, and 20 µg/ml, respectively, corresponding to the silver nanoemulsion containing the extract. The algD gene expression level decreased by a factor of 0.87 when treated with silver nanoemulsion of the extract (40µg/ml), compared to the control group (P < 0.01). The toxA gene expression level was reduced by a factor of 0.78 following treatment with the silver nanoemulsion of the extract (P < 0.05). The changes in gene expression induced by varying concentrations of plant crude extract and silver nanoparticles did not show a significant difference when compared to the control group. Conclusion: The nanoemulsion of the plant extract exhibits a greater growth inhibitory effect and enhanced bactericidal activity. Given that the algD gene plays a crucial role in biofilm formation and the toxA gene is responsible for the secretion of the endotoxin A, it appears that the silver nanoemulsion may effectively inhibit growth by influencing the expression of genes in Pseudomonas aeruginosa. The reduction in droplet size within the nanoemulsion enhances the concentration of bioactive compounds and antibacterial properties compared to the crude extract. Consequently, this makes it suitable for applications in the pharmaceutical and food industries. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Pseudomonas aeruginosa, antimicrobial, silver nanoemulsion, Nepeta binaludensis، toxA، algD | ||
| مراجع | ||
|
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 1 |
||