1404/11/19
مجید کمیجانی

مجید کمیجانی

مرتبه علمی: دانشیار
ارکید: https://orcid.org/0000-0001-6206-5190
تحصیلات: دکترای تخصصی
شاخص H:
دانشکده: دانشکده علوم پایه
اسکولار:
پست الکترونیکی: m-komijani [at] araku.ac.ir
اسکاپوس: مشاهده
تلفن:
ریسرچ گیت:

مشخصات پژوهش

عنوان
جداسازی، شناسایی و توالی یابی ژنوم باکتریوفاژ لایتیک علیه سالمونلا گالیناروم
نوع پژوهش
پایان نامه های تقاضا محور و غیر تقاضا محور
کلیدواژه‌ها
باکتریوفاژ لایتیک ، سالمونلا گالیناروم ، توالی یابی کامل ژنوم ، باکتریوفاژ سالمونلا گالیناروم ، فاژدرمانی ، ایزوله سازی فاژ
سال 1404
پژوهشگران احمد همتا(استاد راهنما)، مجید کمیجانی(استاد راهنما)، علی جعفری(دانشجو)

چکیده

سالمونلا گالیناروم یک پاتوژن اختصاصی طیور و عامل بیماری تیفوئید مرغی است که منجر به تلفات اقتصادی قابل‌توجه در صنعت طیور می‌شود. این باکتری گرم‌منفی، بدون تاژک و دارای توانایی زنده‌مانی بالا در محیط‌های مختلف بوده و به‌طور عمده از طریق انتقال عمودی و افقی در گله‌های طیور گسترش می‌یابد. بیماری ناشی از گالیناروم معمولاً با سپتی‌سمی شدید، لاغری، کاهش تولید تخم‌مرغ و افزایش مرگ‌ومیر همراه است. در موارد حاد، این باکتری موجب ناهنجاری‌های بافتی و آسیب‌های گسترده به کبد و طحال طیور می‌شود. درمان تیفوئید مرغی عمدتاً مبتنی بر استفاده از آنتی‌بیوتیک‌هایی مانند تتراسایکلین، فلوروکینولون‌ها و سفالوسپورین‌ها است. بااین‌حال، افزایش روزافزون مقاومت آنتی‌بیوتیکی در سویه‌های گالیناروم به یک چالش جدی در کنترل این بیماری تبدیل شده است. استفاده غیرمنطقی از آنتی‌بیوتیک‌ها در صنعت طیور منجر به بروز سویه‌های مقاوم شده که نه‌تنها درمان را دشوار می‌سازد، بلکه خطر انتقال ژن‌های مقاومت را به سایر باکتری‌های بیماری‌زا افزایش می‌دهد. این مشکلات، نیاز به جایگزین‌های ایمن و مؤثر، ازجمله باکتریوفاژها را بیش‌ازپیش ضروری ساخته است. از این رو در این پژوهش ابتدا از پساب و آب‌های آلوده جمع آوری شده از تهران و اراک باکتریوفاژ لایتیک علیه سالمونلا گالیناروم جداسازی شد. به‌منظور ارزیابی مقاومت و پایداری فاژ جداسازی‌شده، آزمایش‌هایی تحت شرایط فیزیکی و شیمیایی مختلف ازجمله دماهای متفاوت ، pH های اسیدی و قلیایی، تابش فرابنفش، شرایط خشکی، انجماد، قرارگیری در پسماند مرغداری(فضولات مرغ) و ضدعفونی کننده‌های رایج در صنعت طیور نظیر فنل و فرمالین انجام شد. نتایج نشان داد که فاژ در دامنه وسیعی از pH و دما پایدار بوده، اما کاهش محسوسی در کارایی آن در شرایط بسیار اسیدی یا قلیایی مشاهده شد. همچنین، فاژ توانایی مقاومت نسبی در برابر اشعه UV را نشان داد، اما در شرایط خشکی پایداری آن کاهش یافت همچنین در تماس با فضله مرغ مقدار آن کاهش یافت اما مقدار قابل قبولی برای فعالیت داشت. نهایتا ضد عفونی کننده‌های صنعتی موجب کاهش قابل توجه پایداری فاژ شدند. جهت بررسی اثربخشی فاژ در حامل‌های خوراکی غذایی، آزمایش‌هایی در محیط‌های طبیعی شامل شیر غیر پاستوریزه ، آب شرب ، آب‌میوه طبیعی و تخم‌مرغ انجام شد. نتایج نشان داد که فاژ در این محیط‌ها قادر به کاهش معنی‌دار بار باکتری هدف و در اکثر موارد از بین بردن کامل آن بوده است. در محیط‌های مایع مانند شیر و آب، فاژ عملکرد مؤثری نشان داده و توانست طی 24 ساعت تا بیش از 99٪ از جمعیت باکتری را کاهش دهد. همچنین، آزمایش‌های داخل تخم‌مرغ نشان داد که فاژ توانایی مهار رشد باکتری را در تخم‌مرغ داشته که بیانگر پتانسیل بالای آن در کاربردهای ایمنی غذایی است. بررسی مورفولوژیکی فاژ با استفاده از میکروسکوپ الکترونی عبوری نشان داد که این فاژ دارای کپسیدی به قطر حدود 77 نانومتر و دم بلند و غیرمنقبض‌شونده با طول 135 نانومتر است. این ویژگی‌ها نشان داد که فاژ جداسازی‌شده به خانواده Caudoviricetes و به جنس Jerseyvirus تعلق دارد. ساختار غیرمنقبض‌شونده دم که از ویژگی مشترک این گروه از فاژ ها است، نشان‌دهنده دوره نهفتگی طولانی‌تر و نرخ تکثیر پایین‌تر در مقایسه با فاژهای دم‌منقبض‌شونده است. توالی‌یابی کامل ژنوم فاژ نشان داد که این فاژ دارای یک ژنوم خطی دو رشته‌ای DNA با طول تقریبی 43 کیلوباز با 61 ناحیه کد کننده است. بررسی نواحی کدکننده نشان داد که این فاژ فاقد ژن‌های مرتبط با عوامل بیماری‌زای باکتریایی یا ژن‌های مقاومت آنتی‌بیوتیکی بوده که ایمنی آن را برای استفاده در فاژتراپی تأیید می‌کند. همچنین یک ژن ضدکریسپر در ژنوم این فاژ شناسایی شد که نشان‌دهنده تکامل آن در مقابل سیستم ایمنی باکتری است. علاوه بر این، 17 ترمیناتور رونویسی در ژنوم فاژ شناسایی شد که نشان‌دهنده تنظیم دقیق بیان ژن‌های ضروری در چرخه لیتیک این فاژ است. بررسی عملکرد اختصاصی فاژ هم در تحلیل توالی ژنوم و هم در برهمکنش آن با باکتری‌های متعدد نظیر ای‌کلای و کلبسیلا نیز نشان داد که این فاژ تنها علیه سالمونلا فعال بوده و بر سایر باکتری‌ها اثر گذاری ندارد.