دوره های مهارت آموزی آزمایشگاه ژنیران

دوره های مهارت آموزی آزمایشگاه ژنیران

آزمایشگاه ژنیران در راستای توانمندسازی و افزایش مهارت های عملی دانشجویان و محققان رشته های مختلف مانند زیست شناسی، پزشکی، داروسازی، مهندسی مواد زیستی و … دوره های کارآموزی و مهارت آموزی تخصصی برگزار می نماید. دوره های کارآموزی ژنیران شامل؛ ژنتیک مولکولی، مهندسی ژنتیک و کلونینگ، کشت سلول های جانوری، سیتوژنتیک و کاریوتایپ ، بیوانفورماتیک، کار با حیوانات آزمایشگاهی، ایمونواسی و میکروبیولوژی می باشد. این دوره ها با هدف پر کردن فاصله بین دانشگاه تا بازار کار ایجاد شده تا بتواند دانش بالقوه دانشجویان را تبدیل به بالفعل کند.

اهمیت مهارت داشتن و مهارت آموزی

یکی از اصلی ترین نیاز ها موفقیت یک محقق در مسیر پژوهشی و حتی کسب و کار داشتن ۳ عنصر دانش، تجربه و مهارت می باشد. دانش که زیرساخت دو عنصر دیگر می باشد، می تواند با مطالعه زیاد و کسب تحصیلات آکادمیک فراهم گردد. لذا برای کسب دانش فرد نیاز به خودپروری می باشد. همانطور که یک دانه زمانی رشد می کند و یک گیاه تنومند را می سازد که در محیطی غنی از مواد غذایی و مرطوب قرار گیرد؛ مهارت و تجربه هم زمانی در یک فرد بوجود می آید که پس از کسب دانش اولیه در محیطی مناسب قرار گیرد و در آن محیط رشد کند. لذا فاکتور محیطی نقش اساسی در مهارت ورزی یک محقق زیست شناسی دارد. کسب تجربه در حوزه تحقیقاتی خود نیاز به زمان زیادی دارد و عموماً با گذشت سال ها بدست می آید. به عبارتی می توان گفت برای کسب تجربه نباید عجله کرد و فقط با کار بیشتر می توان آن را افزایش داد. اما مهارت آموزی یک صفت اکتسابی می باشد که گاهاً توانایی های ذاتی نیز به کمک آن نیز می آید. همانطور که مشخص است در دنیای امروز، فقط داشتن دانش بالا کافی نیست و علاوه بر آن داشتن مهارت تخصصی (Hard) و غیر تخصصی (Soft) الزامیست. فردی می تواند در رشته هیا مختلف زیست شناسی موفق باشد که همراه با گذراندن تحصیلات دانشگاهی، به مهارت آموزی بپردازد. برای کسب مهارت های غیرتخصصی مانند روابط عمومی بالا، قدرت تفکر و تصمیم گیری، مدیریت و … می توان به مراکز متعددی که در این زمینه کار می کنند، مراجعه کرده و توانمندی های لازم را کسب نمود. اما مهارت تخصصی همانطور که از نامش پیداست، باید به درستی شکل بگیرد. شکل گیری ارتباط بین دانش کسب شده در دانشگاه با مهارت تخصصی، امر دشواریست و خود فرد باید بداند چه چیز هایی را لازم برای مهارت‌ورزی لازم دارد و آن ها را دنبال کند. از طرفی مرکزی که عنوان مهارت آموزی تخصصی در زمینه زیست شناسی را به دوش می کشد؛ باید بتواند تکنیک های جدید و به روز به متقاضی ارائه دهد. چه بسی افراد و مراکزی که به مهارت‌ورزی تخصصی در زمینه های زیست شناسی پرداخته و به این نکته توجه نمی کنند که باید آن چه که دانشجو به آن نیاز خواهد داشت را به او آموخت. آزمایشگاه ژنیران همیشه در تلاش بوده تا با شکل دهی چندین آزمایشگاه متمرکز در کنار هم، از طرفی مهارت های تخصصی حوزه زیست شناسی را به شکل گسترده آموزش داده و از طرفی دیگر با مجهز نمودن آزمایشگاه تکنیک هایی را آموزش دهد که به روز بوده و کاملا کاربردی باشد.

دوره های مهارت آموزی ژنیران

دوره های مهارت آموزی زیست شناسی ژنیران، می تواند برای طیف گسترده‌ای از دانشجویان زیست شناسی و رشته های مرتبط کاربردی باشد. دانشجویان رشته های سلولی مولکولی، ژنتیک، بیوتکنولوژی، بیوشیمی، بیوفیزیک، میکروبیولوژی، نانوزیست الهام، بیومواد، مهندسی پزشکی، رشته های مختلف وزارت بهداشت، تربیت بدنی و … جزء جامعه هدف دوره های کارآموزی ژنیران بوده و می توانند از این دوره ها استفاده نمایند. یکی از نکات بسیار مهم در هر دوره مهارت آموزی زیست شناسی، بلند مدت بودن آن دوره و تجربه کار توسط خود فرد می باشد. چرا که این امر می تواند در کنار توانمند سازی فرد موجب افزایش فاکتور تجربه نیز شود. دوره های کارآموزی و مهارت ورزی ژنیران شامل دوره های بلند مدتی می باشد که طی آن متقاضی تکنیک های خاصی را حول یک حوزه فراگرفته و تمامی تکنیک های مربوطه را خود به تنهایی انجام می دهد. همین امر موجب گشته تا فردی که در چند دوره شرکت می کند بتواند به خوبی دانش کسب کرده خود را به بار نشانده و مهارت های تخصصی حوزه زیست شناسی را فراگیرد.

دوره مهارت‌آموزی ژنتیک مولکولی

این دوره با هدف مهارت ورزی دانشجویان در زمینه تکنیک های ژنتیک مولکولی شکل گرفته است. علم ژنتیک علم گسترده‌ای می باشد که تا دانش آن به عمل تبدیل نشود، کاربرد نخواهد داشت. طی دوره مهارت اموزی ژنتیک مولکولی، دانشجویان و محققین، با یادگیری تکنیک های پی سی آر، ریل تایم پی سی آر و الکتروفورز فرامی گیرند که محتوای ژنتیکی یک ارگانیسم را ارزیابی کرده و فاکتور های مختلف در آن را مورد بررسی قرار دهند. برای کسب اطلاعات بیشتر در رابطه با دوره مهارت اموزی ژنتیک مولکولی بر روی کلمه لینک کلیک کنید.

دوره مهارت‌آموزی کشت سلول های جانوری

با توسعه سیستم های in-vitroیادگیری مهارت های پژوهشی برون تنی جایگاه ویژه‌ای در علم زیست شناسی پیدا کرده است. در دوره مهارت اموزی کشت سلول های جانوری، افراد نحوه‌ی کشت دادن سلول ها و همچنین دست ورزی های مختلف در این زمینه فرا می گیرند. با داشتن مهارت کشت سلول، یک محقق می تواند طبق استاندارد های جهانی، پروژه خود را ابتدا در یک سیستم برون تن بررسی کرده و سپس به سیستم های درون تن تعمیم دهد. برای کسب اطلاعات بیشتر از دوره کارآموزی کشت سلول بر روی کلمه لینک کلیک کنید.

دوره مهارت‌آموزی کار با حیوانات آزمایشگاهی

زمانی که نتایج معنی داری در یک پژوهش in-vitroحاصل گردد؛ برای اطمینان بیشتر و تعمیم آن به انسان باید در یک حیوان مدل همان تست را تکرار کرد. در دوره کارآموزی کار با حیوانات آزمایشگاهی ژنیران، فرد قادر خواهد بود تا پروژه های مختلف را در این زمینه به انجام رساند. برای کسب اطلاعات بیشتر از این دوره مهارت ورزی بر روی کلمه لینک کلیک کنید.

دوره مهارت‌آموزی مهندسی ژنتیک و کلونینگ

محتوای ژنتیکی هر موجود زنده ثابت می باشد. اگر یک جهش یا فقدان ژن باعث عدم تولید محصولات ژنی گردد در آن فرد می تواند موجب عارضه های غیر قابل جبران گردد. دوره مهارت اموزی مهندسی ژنتیک و کلونینگ که از شاخه های علم بیوتکنولوژی می باشد، فرد شرکت کننده را قادر خواهد ساخت تا بتواند یک توالی ویژه ژنی را در یک باکتری ترانسفورم کرده و به تولید پروتئین برسد. برای کسب اطلاعات بیشتر از دوره کارآموزی مهندسی ژنتیک بر روی کلمه لینک کلیک کنید.

دوره مهارت‌آموزی میکروبیولوژی

میکروارگانیسم ها موجودات ویژه‌ای هستند که حیات انسان به آن ها وابسته است. مهارت آموزی در رابطه با میکروب ها می تواند بدین جهت ارزشمند باشد که فرد با موجودات میکروسکوپی سر و کار خواهد داشت که زندگی و حیات بر روی کره زمین به آن ها بستگی دارد. طی این دوره کارآموزان فرا می گیرند تا انواع باکتری ها را کشت داده و مطالعات مختلف بر روی آن ها به انجام برسانند. برای کسب اطلاعات بیشتر از دوره مهارت اموزی میکروبیولوژی بر روی کلمه لینک کلیک کنید.

دوره مهارت‌آموزی سیتوژنتیک و کاریوتایپ

بررسی ساختار کروموزوم ها و آنالیزشان در راستای تشخیص بیماری های مختلف بسیار ارزشمند و روش کاربردی می باشد. آزمایشگاه ژنیران برای مهارت افزایی دانشجویان علاقه‌مند به این زمینه، دوره مهارت اموزی سیتوژنتیک را طی دو دوره عمومی و پیشرفته برگزار می کند. برای کسب اطلاعات بیشتر بر روی کلمه لینک کلیک کنید.

دوره مهارت‌آموزی ایمونولوژی

تمامی تکنیک هایی که منجر به بررسی فاکتور های پروتئینی سطح سلول ها می گردد تحت عنوان تکنیک های ایمونولوژی شناخته می شود. این تکنیک ها حساسیت بالایی داشته و برای انجام آن ها مهارت و تجربه زیادی لازم است. در دوره کارآموزی ایمونواسی ژنیران تکنیک های مهم در این زمینه اعم از الایزا، وسترن بلات و IHC‌ به شکل عملی و کامل آموزش داده می شود. برای کسب اطلاعات بیشتر از دوره مهارت آموزی ایمونولوژی بر روی کلمه لینک کلیک کنید.

دوره مهارت‌آموزی بیوانفورماتیک

با گسترش تکنیک های توالی یابی ژنوم – پروتئوم و پیش بینی های سه بعدی ساختاری در شیمی، علم بیوانفورماتیک توسعه یافته است. مهارت داشتن در علوم بیوانفورماتیک می تواند به یک پژوهشگر در زمینه انجام پیش بینی های قبل از یک آزمایش کمک های شایانی بکند. برای کسب اطلاعات بیشتر با دوره مهارت اموزی بیوانفورماتیک بر روی کلمه لینک کلیک کنید.

روش جدیدی برای هدف قرار دادن برخی سلولهای سرطانی که به سرعت و بدون آسیب به سلولهای سالم تقسیم می شوند

روش جدیدی برای هدف قرار دادن برخی سلولهای سرطانی که به سرعت و بدون  آسیب به سلولهای سالم تقسیم می شوند

دانشمندان دانشکده پزشکی جانز هاپکینز و دانشگاه آکسفورد اظهار داشتند که آنها با حمله انتخابی به هسته موتور تقسیم سلولی راهی جدید برای از بین بردن سلولهای سرطانی پستان در انسان در حال تکثیر یافته اند. این تکنیک که تاکنون فقط روی سلولهای سرطانی آزمایشگاهی و مشتق شده از بیمار آزمایش شده است ، می تواند تلاش برای یافتن داروهایی را که سلولهای سرطانی پستان را در زیرمجموعه ای از بیماران از بین می برد ، پیش ببرد و سلولهای سالم را بدون آسیب بگذارد.

اندرو هولند ، Ph.D. ، دانشیار زیست شناسی مولکولی و ژنتیک در دانشکده پزشکی دانشگاه جان هاپکینز می گوید: “برخی از داروهای پرکاربرد سرطان در حال حاضر سلولهای تقسیم کننده سریع را از بین می برند.” “با این حال ، بیشتر این داروها دارای اشکالات قابل توجهی هستند ، از جمله از بین بردن سلول های سالم ، مانند سلول های مغز استخوان با تکثیر سریع ، همراه با سلول های سرطانی.”

هولند ، كه تحقيقات وي بر روي تقسيم سلولي پستانداران – از جمله انسان – متمركز است ، همچنين خاطرنشان كرد كه اشتباهات كنترل نشده در تقسيم سلولي مي تواند باعث بروز خطاهاي ژنتيكي شود كه در بعضي موارد به سلول هاي سرطاني تبديل مي شوند.

از آنجا که تمام سلولهای پستانداران فرآیندهای مشابهی برای تقسیم سلولی دارند ، هالند و تیم او به دنبال مکانیزم تقسیم سلولی مخصوص سلولهای سرطانی در انواع سلولهای آزمایشگاهی رشد کرده اند.

وی گفت ، در طی جستجوی خود ، آنها با خطی از سلولهای سرطانی پستان انسان روبرو شدند كه برای تقسیم و زنده ماندن به ساختارهای سلولی به نام سانتریول بسیار وابسته هستند. سانتریول ها به عنوان هسته ساختاری سانتروزوم ها عمل می کنند که لوله های نازکی از پروتئین ها را تشکیل می دهند که به سلول ها شکل می دهند و هنگام تقسیم سلول به جدا شدن DNA کمک می کنند. با این حال ، بسیاری از سلول ها می توانند بدون سانتریول و سانتروزوم تقسیم شوند.

اگرچه سلولهای دیگر قادر به زندگی بدون سانتریول هستند ، تیم هلند دریافت که این سلولهای سرطانی پستان که در آزمایشگاه رشد کرده اند اینگونه نیستند.

تجزیه و تحلیل دقیق نشان داد که سلولهای سرطانی پستان وابسته به سانتریول دارای بخشی از ژنوم هستند که بارها به صورت غیرطبیعی کپی شده است ، تغییری که در حدود 9٪ سرطان های پستان مشاهده می شود. محققان ژن های رمزگذاری شده در منطقه بسیار کپی شده را مورد مطالعه قرار دادند و ژنی را یافتند که در تولید مقادیر بالای پروتئین TRIM37 نشان داده شده برای کنترل سانتروزوم ها است.

در مرحله بعدی ، محققان روشی را برای دخالت در روند تقسیم سلولی در سلولهای با سطح TRIM37 بالا آزمایش کردند. آنها از یک داروی تجربی به نام بازدارنده PLK4 استفاده کردند که پروتئین های ایجاد کننده سانتریول ها را مختل می کند. آنها این دارو را به سلولهای سرطانی پستان آزمایشگاهی با سطح طبیعی TRIM37 اضافه کردند و دریافتند که سلول ها می توانند با موفقیت تقسیم شوند ، حتی اگر این دارو سانتریول های سلول را از بین ببرد.

با این حال ، هنگامی که آنها این دارو را به سلولهای سرطانی پستان با سطح TRIM37 بالا اضافه کردند ، عکس این اتفاق افتاد – سلول ها دیگر نمی توانند تقسیم شوند و رشد بیشتر سلول ها متوقف شده یا از بین می روند.

تیم های جان هاپکینز و آکسفورد همچنین کشف کردند که چرا سطح بالای TRIM37 سلول ها را در برابر داروهای حذف کننده سانتریول ها آسیب پذیر می کند.

اندام های کوچک (Mini-Organ) می توانند امید درمانی را برای کودکان مبتلا به نارسایی روده ایجاد کنند

اندام های کوچک (Mini-Organ) می توانند امید درمانی را برای کودکان مبتلا به نارسایی روده ایجاد کنند

کودکان مبتلا به نارسایی روده نمی توانند مواد مغذی لازم برای سلامتی و رشد کلی آنها را جذب کنند. این ممکن است به دلیل بیماری یا آسیب به روده کوچک آنها باشد.

در این موارد ، کودکان می توانند از طریق فرایندی به نام تغذیه تزریقی به صورت داخل وریدی تغذیه شوند ، اما این امر با عوارض شدید مانند عفونت های خطی و نارسایی کبدی همراه است. در صورت بروز عوارض و یا در موارد شدید این کودکان ممکن است نیاز به پیوند داشته باشند. با این حال ، کمبود اندام اهدا کننده مناسب وجود دارد و می تواند بعد از جراحی مشکلاتی ایجاد شود ، مانند اینکه بدن پیوند را رد می کند.

در تحقیق اثبات مفهوم خود ، تیم تحقیق نشان داد که چگونه می توان از سلولهای بنیادی روده و بافت روده کوچک یا روده بزرگ گرفته شده از بیماران برای رشد لایه داخلی مهم روده کوچک در آزمایشگاه با قابلیت هضم و جذب پپتیدها و هضم ساکارز در غذا استفاده کرد.

این اولین گام در تلاش برای مهندسی تمام لایه های روده برای پیوند است. محققان امیدوارند که روزی اعضای بدن رشد یافته در آزمایشگاه بتوانند جایگزینی ایمن و با دوام بیشتر برای پیوند دهنده های سنتی داشته باشند.

دکتر ویویان لی ، نویسنده ارشد و رهبر گروه آزمایشگاه زیست شناسی سلول های بنیادی و سرطان می گوید “ما روشی را برای رشد یک لایه روده در آزمایشگاه تعیین کرده ایم ، و ما را یک قدم به این مرحله نزدیک می کند که بتوانیم به این بیماران نوعی داروی احیا کننده ارائه دهیم ، که از موادی که از بافت خودشان ایجاد شده است استفاده می کند. این باعث کاهش برخی از خطرات پیش روی بیماران پیوند مانند حمله سیستم ایمنی بدن به پیوند می شود”.

محققان نمونه برداری از روده را از 12 كودكی كه یا نارسایی روده ای داشتند یا در معرض خطر ابتلا به این بیماری بودند ، گرفتند. در آزمایشگاه ، آنها سلولهای بیوپسی را تحریک کرده و به “مینی روده” تبدیل می کنند ، همچنین به عنوان ارگانوئیدهای روده ای شناخته می شود و بیش از 10 میلیون سلول بنیادی روده از هر بیمار در طی 4 هفته تولید می کند.

محققان “مینی روده” ها را روی داربست ها قرار دادند ، جایی که آنها روی این ساختار رشد کردند و پیوند زنده را تشکیل دادند. به دلیل شرایط خاص کشت ، سلولهای بنیادی به بسیاری از انواع مختلف سلولهایی که در روده کوچک وجود دارند تبدیل شدند. پیوندها قادر به هضم و جذب پپتیدها ، عناصر سازنده پروتئین ها و همچنین هضم ساکارز به قندهای گلوکز بودند.

نویسنده ارشد NIHR ، پائولو د کوپی ، مشاور جراح کودکان در GOSH و رئیس بخش جراحی ، سلول های بنیادی و پزشکی احیا ، توضیح می دهد: “اگرچه این تحقیقات در حال حاضر در آزمایشگاه است ، ما در حال ساختن این گزینه درمانی واقع بینانه و ایمن هستیم.”

محققان ضمن اثبات اینکه از بیوپسی گرفته شده از کودکان می توان برای رشد پیوندهای روده ای مفید استفاده کرد ، محققان همچنین نشان دادند که پیوندها هنگام پیوند به موش زنده می مانند و بالغ می شوند.

استرس غیر مضر فرزندان را در برابر بیماری محافظت می کند

محققان از یک اندازه گیری عملکردی برای اثبات مقاومت در برابر صدمه به شبکیه چشم موش های بالغی که از والدینی که چندین ماه قبل از جفت گیری در معرض هیپوکسی سیستمیک متناوب (خفیف اکسیژن) بودند ، متولد شدند ، حتی اگر از آسیب محافظت شوند، موش ها خودشان هیچ درمانی دریافت نکردند. این روش درمانی ، مشابه قرار گرفتن در معرض کوتاه مدت هوا در ارتفاع زیاد ، “اپی ژنتیک” در نظر گرفته می شود زیرا ژن هایی را که در بافت های سراسر بدن از جمله سلول های زایا (اسپرم و تخمک) به پروتئین تبدیل می شوند اصلاح می کند.

نویسنده اول ، جارود هارمن ، دانشجوی دکترا در آزمایشگاه دکتر گیددی می گوید: “ما موش ها را در معرض هیپوکسی غیر مضر قرار دادیم تا این تغییرات سازگار را ایجاد کنیم.” “اما تحریکات اپی ژنتیکی زیادی وجود دارد که می تواند باعث این تغییرات نیز شود ، از جمله ورزش و سایر عوامل استرس زا” “همه استرس ها برای شما مضر نیستند”.

محققان همچنین شبکیه های مقاوم در برابر آسیب را به طور گسترده مورد تجزیه و تحلیل قرار دادند. آنها با مقایسه پروفیل های پروتئینی این شبکیه ها با موش های مشتق شده از والدین درمان نشده با استفاده از طیف سنجی جرمی ، بسیاری از پروتئین های بالقوه و مکانیسم های بیوشیمیایی مرتبط را که به وسیله آنها این حالت مقاوم در برابر نسلی ، آسیب ایجاد می شود ، شناسایی کردند. این پروتئین ها ، که در دو نقش عملکردی و ساختاری خدمت می کنند ، اهداف درمانی بالقوه ای را برای تولید دارو نشان می دهند تا از بیماری های شبکیه مرتبط با خون رسانی ناکافی (رتینوپاتی های ایسکمیک) محافظت کنند.

مطالعات دیگر نشان داده است که قرار گرفتن مکرر در معرض محرک های نامطلوب می تواند حساسیت فرزندان نسل اول را به بیماری افزایش دهد. اما گیددی ادعا می کند که ، برعکس ، این اولین مطالعه است که از استرس خفیف و غیر مضر مانند هیپوکسی سیستمیک متناوب برای محافظت در برابر بیماری در نسل اول استفاده می کند.

مطالعات همراه با توجه به مشخصات ایمنی درمان نشان داد که محرک اکسیژن به طور متناوب کاهش یافته برای ایجاد انعطاف پذیری در برابر آسیب در نسل ها باعث آسیب به اکسیژن حساس ترین سلول های مغز موش های تحت درمان نمی شود و ساختار طبیعی یا عملکرد آنها را تحت تأثیر قرار نمی دهد.

رتینوپاتی های ایسکمیک بیماری هایی هستند که در نتیجه درجاتی از جریان خون طولانی مدت و کمتر از حد نرمال به شبکیه ایجاد می شوند ، و رساندن اکسیژن و گلوکز مورد نیاز به این بافت بسیار فعال متابولیکی را به خطر می اندازند. مشهورترین نمونه ها گلوکوم و رتینوپاتی دیابتی است ، اما همچنین می تواند شبکیه را به طور حادی از جریان خون محروم کند ، همانطور که با حمله قلبی یا سکته مغزی اتفاق می افتد. در مجموع ، اختلال بینایی ناشی از آن که مبتلایان به این رتینوپاتی هستند ، حیرت آور است و در درصد زیادی از موارد ، نابینایی کامل می تواند ایجاد شود.

آزمایشگاه تحقیقاتی چیست؟

آزمایشگاه تحقیقاتی چیست؟

آزمایشگاه ، تأسیساتی است که شرایط کنترل شده ای را فراهم می کند که در آن تحقیقات علمی یا فناوری ، آزمایشات و اندازه گیری ها انجام شود.  خدمات آزمایشگاهی در شرایط مختلفی ارائه می شود: مطب پزشکان ، کلینیک ها ، بیمارستان ها و مراکز ارجاع منطقه ای و ملی.

بررسی اجمالی آزمایشگاه های تحقیقاتی

آزمایشگاه های مورد استفاده برای تحقیقات علمی به دلیل متفاوت بودن نیازهای متخصصان در زمینه های مختلف علمی و مهندسی اشکال مختلفی دارند. یک آزمایشگاه فیزیک ممکن است حاوی شتاب دهنده ذرات یا محفظه خلا باشد ، در حالی که یک آزمایشگاه متالورژی می تواند دستگاه هایی برای ریخته گری یا تصفیه فلزات یا آزمایش قدرت آنها باشد. یک شیمی دان یا زیست شناس ممکن است از یک آزمایشگاه مرطوب استفاده کند ، در حالی که آزمایشگاه روانشناس ممکن است اتاقی با آینه های یک طرفه و دوربین مخفی باشد که در آن رفتار را مشاهده کند. در بعضی از آزمایشگاه ها ، مانند آزمایشگاه هایی که معمولاً توسط دانشمندان کامپیوتر استفاده می شود ، از کامپیوترها (گاهی اوقات از ابر رایانه ها) برای شبیه سازی یا تجزیه و تحلیل داده ها استفاده می شود. دانشمندان در زمینه های دیگر هنوز از انواع دیگر آزمایشگاه استفاده می کنند. مهندسان از آزمایشگاه ها برای طراحی ، ساخت و آزمایش دستگاه های فن آوری نیز استفاده می کنند.

آزمایشگاه های علمی و تحقیقاتی را می توان به عنوان اتاق تحقیق و فضای یادگیری در مدارس و دانشگاه ها ، صنایع ، تاسیسات دولتی یا نظامی و حتی داخل کشتی ها و فضاپیماها یافت.

با وجود مفهوم اساسی این مطلب به عنوان یک فضای محدود برای متخصصان ، اصطلاح “آزمایشگاه” همچنین به طور فزاینده ای در فضاهای کارگاهی مانند آزمایشگاه های زندگی ، آزمایشگاه های Fab یا Hackerspaces ، که در آن افراد برای کار درمورد مشکلات اجتماعی یا ساخت نمونه های اولیه با یکدیگر ملاقات می کنند ، استفاده می شود ، همکاری مشترک یا اشتراک منابع این توسعه با الهام از رویکردهای جدید و مشارکتی در علم و نوآوری و متکی به روشها و مفاهیم طراحی کاربر محور مانند نوآوری باز یا نوآوری کاربر است. یکی از ویژگی های بارز کار در Open Labs پدیده های ترجمه است که با توجه به زمینه ها و سطح مختلف تخصص افراد درگیر انجام می شود.

تاریخچه

موارد اولیه “آزمایشگاه” های ثبت شده به انگلیسی شامل کیمیاگری و تهیه داروها بود.

ظهور دیدگاه علمی در طول جنگ جهانی دوم با معرفی شتاب دهنده های ذرات و دستگاه های مشابه ، اندازه آزمایشگاه ها و تجهیزات علمی را افزایش داد.

اولین آزمایشگاه طبق شواهد موجود ، آزمایشگاه خانگی فیثاغورث ساموس ، فیلسوف و دانشمند مشهور یونانی است. این آزمایشگاه زمانی ایجاد شد که فیثاغورس آزمایشی را درباره تن صدا و لرزش رشته انجام داد.

در نقاشی لوئیس پاستور که توسط آلبرت ادلفلت در سال 1885 کشیده شده، لوئیز پاستور را می توان با یک یادداشت در دست چپ خود و با یک بطری پر شده از یک ماده در دست راست خود مشاهده کرد که هیچ وسیله محافظتی شخصی بر تن ندارد.

کار در آزمایشگاه های تحقیقاتی در نیم قرن نوزدهم آغاز شد و انواع مختلفی از تجهیزات در قرن 20 تولید شدند.

یک آزمایشگاه شیمیایی زیرزمینی قرن شانزدهم به طور تصادفی در سال 2002 کشف شد. اعتقاد بر این بود که رودولف دوم ، امپراطور مقدس روم ، مالک آن است. این آزمایشگاه Speculum Alchemiae نام دارد و به عنوان موزه پراگ حفظ شده است.

تکنیک ها

تکنیک های آزمایشگاهی در آزمایشگاه های تحقیقاتی مجموعه روشهایی است که در علوم طبیعی مانند شیمی ، زیست شناسی ، فیزیک برای انجام آزمایش استفاده می شود ، همه آنها از روش علمی پیروی می کنند. در حالی که برخی از آنها شامل استفاده از تجهیزات آزمایشگاهی پیچیده از ظروف شیشه ای آزمایشگاه گرفته تا دستگاه های الکتریکی است و برخی دیگر به تجهیزات خاص یا گران قیمت تری نیاز دارند.

تجهیزات و ملزومات

تجهیزات آزمایشگاهی به ابزارها ی مختلفی گفته می شود که دانشمندان در آزمایشگاه های تحقیقاتی توسط آن ها بررسی ها را انجام می دهند.

این تجهیزات کلاسیک شامل ابزارهایی مانند شعله های بنزن و میکروسکوپ ها و همچنین تجهیزات ویژه ای مانند اتاق های تهویه مطبوع ، اسپکتروفتومتر و کالری سنج و … است.

آزمایشگاه های تحقیقاتی شیمیایی

  • ظروف شیشه ای آزمایشگاهی مانند لیوان یا بطری واکنش دهنده
  • دستگاه های تحلیلی به عنوان HPLC یا اسپکتروفتومتر

آزمایشگاه های زیست شناسی مولکولی + آزمایشگاه های علوم زندگی

  • سانتریفیوژ ها
  • شیکر و میکسر
  • پیپت
  • سیکلرهای حرارتی (PCR)
  • فتومتر
  • یخچال و فریزر
  • فریزرهای ULT
  • دستگاه های جوجه کشی (انکوباتور)
  • بیوراکتور
  • کابینت های ایمنی بیولوژیکی
  • ابزارهای توالی
  • هودهای بخار
  • اتاق محیط زیست
  • رطوبت ساز
  • ترازو

تجهیزات آزمایشگاه های تحقیقاتی معمولاً برای انجام آزمایش یا اندازه گیری و جمع آوری داده ها استفاده می شود.  تجهیزات پیشرفته یا بزرگتر را عموماً ابزاری علمی می نامند.

ایمنی

در بسیاری از آزمایشگاه ها خطراتی وجود دارد.  خطرات آزمایشگاهی ممکن است شامل سموم باشد. عوامل عفونی؛ مواد قابل اشتعال ، مواد منفجره یا رادیواکتیو ؛ ماشین آلات در حال حرکت دمای شدید لیزر ، میدان مغناطیسی قوی یا ولتاژ بالا. بنابراین ، اقدامات احتیاطی ایمنی از اهمیت حیاتی برخوردار هستند. قوانینی برای به حداقل رساندن خطر فرد وجود دارد و از تجهیزات ایمنی برای محافظت از کاربران آزمایشگاه در برابر آسیب یا کمک به واکنش در موارد اضطراری استفاده می شود.

اداره ایمنی و بهداشت شغلی (OSHA) در ایالات متحده ، با شناسایی ویژگی های منحصر به فرد محل کار آزمایشگاه ، استانداردی را برای قرار گرفتن در معرض شغل در معرض مواد شیمیایی خطرناک در آزمایشگاه ها تنظیم کرده است. از این استاندارد غالباً به عنوان “استاندارد آزمایشگاهی” یاد می شود. طبق این استاندارد ، به آزمایشگاه ملزم است كه یک طرح بهداشت شیمیایی (CHP) تهیه كند كه خطرات خاص موجود در محل آن و رویكرد آن با آنها را برطرف می كند.

آزمایشگاه تحقیقاتی چیست؟

در تعیین برنامه مناسب بهداشت شیمیایی برای یک کسب و کار یا آزمایشگاه تحقیقاتی خاص ، لازم است که الزامات استاندارد ، ارزیابی اقدامات ایمنی ، بهداشت و محیط زیست فعلی و ارزیابی خطرات را درک کنید. CHP باید سالانه بررسی شود. بسیاری از مدارس و مشاغل از متخصصان ایمنی ، بهداشت و محیط زیست مانند افسر بهداشت شیمی (CHO) برای توسعه ، مدیریت و ارزیابی CHP خود استفاده می کنند.

بازرسی ها و ممیزی ها نیز به طور منظم برای ارزیابی خطرات ناشی از جابجایی و نگهداری مواد شیمیایی ، تجهیزات الکتریکی ، آسیب های زیستی ، مدیریت پسماندهای خطرناک ، زباله های شیمیایی ، خانه داری و آمادگی اضطراری ، ایمنی در برابر اشعه ، تهویه و همچنین آزمایش تنفس و هوای داخلی انجام می شود. کیفیت عنصر مهم چنین ممیزی ها بررسی انطباق مقررات و آموزش افرادی است که به آزمایشگاه دسترسی دارند یا در آن کار می کنند. آموزش برای عملکرد ایمن آزمایشگاه ضروری است. مربیان ، کارمندان و مدیریت باید درگیر کار باشند تا احتمال حوادث ، جراحات و دعاوی احتمالی را کاهش دهند. تلاش می شود تا اطمینان حاصل شود که فیلم های ایمنی آزمایشگاه مرتبط و جذاب هستند.

تشکیلات

آزمایشگاه های تحقیقاتی حوزه ای در جامعه شناسی است. دانشمندان نحوه سازماندهی کار آنها را در نظر می گیرند که می تواند براساس مضامین ، تیم ها ، پروژه ها یا زمینه های تخصصی باشد. کار نه تنها بین مشاغل مختلف آزمایشگاه مانند محققان ، مهندسان و تکنسین ها بلکه از نظر خودمختاری نیز تقسیم شده است (باید کار بصورت فردی یا گروهی باشد). به عنوان مثال ، یک گروه تحقیقاتی برنامه ای دارد که در آن یک روز از هفته درباره موضوع مورد علاقه خود تحقیق می کنند ، اما برای بقیه آنها روی یک پروژه گروهی خاص کار می کنند. مدیریت مالی یکی دیگر از موضوعات سازمانی است.

این آزمایشگاه ها خود یک مدل سازمانی با تاریخ هستند. به دلیل مشاهده این نکته که کیفیت کار محققانی که همکاری می کنند به طور کلی از یک محقق جداگانه بیشتر است. از دهه 1950 ، آزمایشگاه به عنوان یک ابزار آموزشی که توسط معلمان برای جذب دانشجویان برتر به تحقیق استفاده می شود ، به یک مدل سازمانی که سطح بالایی از بهره وری علمی را به کار می برد ، تبدیل شده است.

برخی از اشکال سازمان در آزمایشگاه ها ی تحقیقاتی عبارتند از:

  • اندازه آنها
  • تقسیم کار
  • مکانیسم های هماهنگی

تغییرات اپی ژنتیکی مقدم بر شروع دیابت است

تغییرات اپی ژنتیکی مقدم بر شروع دیابت است
تغییرات اپی ژنتیکی مقدم بر شروع دیابت است

تغییرات اپی ژنتیکی * در جزایر لانگرهانس پانکراس در بیماران چندین سال قبل از تشخیص دیابت نوع 2 (T2D) قابل تشخیص است. این تغییرات مسئول فعالیت متیلاسیون تغییر یافته ژنهای خاص است که با آن در افراد سالم متفاوت است. در انسان 105 مورد از این تغییرات در سلولهای خونی کشف شده است. این در مطالعه محققان DZD / DIfE نشان داده شده است ، که اکنون در مجله Diabetes منتشر شده است. این یافته ها می تواند به ایجاد مارکرهای تشخیصی برای دیابت نوع 2 کمک کند.

دلایل مختلفی در ایجاد دیابت نوع 2 نقش دارد. این موارد شامل استعداد ژنتیکی ، عوامل اپی ژنتیکی و همچنین رژیم غذایی سرشار از چربی و قند ، اضافه وزن و کمبود ورزش است. به منظور جلوگیری از پیشرفت بیماری متابولیک ، شناسایی افراد با خطر ابتلا به بیماری متابولیک در مراحل اولیه مهم است. از آنجا که توسعه دیابت همچنین می تواند منجر به اختلالات عملکردی در جزایر لانگرهانس در پانکراس شود ، محققان موسسه تغذیه انسانی آلمان (DIfE) و مرکز تحقیقات دیابت آلمان (DZD) بررسی کرده اند که آیا تغییرات اپی ژنتیکی در جزایر لانگرهانس که مربوط به ایجاد دیابت هستند. دانشگاه لوند نیز در این مطالعه شرکت کرد.

پروفسور آنت شرمان، سخنگوی DZD و رئیس گروه دیابت شناسی تجربی در DIfE گفت: “هدف ما شناسایی تغییرات اولیه در متیلاسیون DNA و الگوی بیان در جزایر لانگرهانس در یک موش مستعد دیابت و سپس آزمایش این بود که کدام یک از این موارد نیز می تواند در خون انسان ها قبل از تشخیص دیابت تشخیص داده شود.” برای این منظور ، موشهای چاق به مدت پنج هفته با رژیم غذایی پرکالری تغذیه شدند و براساس معیارهای خاصی (به عنوان مثال محتوای چربی کبد) به حیوانات مستعد دیابت و مقاوم به دیابت تقسیم شدند. متیلاسیون DNA و الگوهای بیان در جزایر لانگرهانس برای هر دو گروه تعیین شد. دکتر مریم اونی ، نویسنده اول گفت: “ما توانستیم 497 نامزد را شناسایی کنیم که هم از نظر بیان و هم از نظر متیلاسیون DNA متفاوت هستند.”

گام بعدی جستجو برای تغییرات اپی ژنتیکی مشابه در سلولهای خونی شرکت کنندگان در مطالعه EPIC-Potsdam بود. محققان سطوح تغییر یافته متیلاسیون DNA را در 105 ژن یافتند که با تشخیص بعدی دیابت مرتبط بودند. بیشتر این تغییرات در جزایر لانگرهانس در بیماران دیابتی نوع 2 نیز مشاهده شد. محققان تصور می كنند كه بیشتر تغییرات در متیلاسیون DNA كه می تواند قبل از تشخیص در خون تشخیص داده شود ، در مراحل بعدی بیماری هنوز در جزایر لانگرهانس وجود دارد.

شرمان گفت: “رویکرد تحقیق گسترده و ترجمه ای ما تعدادی ژن جالب را شناسایی کرده است که بیان آنها و متیلاسیون تغییر یافته DNA با تشخیص بعدی دیابت ارتباط دارد. “

در مرحله بعدی ، محققان می خواهند بررسی کنند که آیا رژیم های غذایی یا داروهای خاص می توانند الگوهای نامطلوب متیلاسیون DNA را اصلاح کنند. آنها همچنین می خواهند تعیین کنند که آیا مارکرهای شناسایی شده در خوشه های مختلف دیابت متفاوت هستند.

کشف ارتباط بین رنگ مو و سرطان

کشف ارتباط بین رنگ مو و سرطان
کشف ارتباط بین رنگ مو و سرطان

مطالعه ای که امروز توسط BMJ منتشر شده است ، نشان می دهد زنانی که از محصولات دائمی رنگ مو برای رنگ آمیزی موهای خود استفاده می کنند ، بیشتر در معرض خطر سرطان یا مرگ و میر ناشی از سرطان نیستند.

اگرچه این اطمینان عمومی را برای استفاده کنندگان از رنگ موهای دائمی فراهم می کند ، نویسندگان می گویند که آنها افزایش کمی ابتلا به سرطان تخمدان و برخی سرطان های پستان و پوست را پیدا کردند.

استفاده از رنگ مو بسیار عمومی است ، به خصوص در گروه های سنی مسن تر که مایل به پوشاندن علائم خاکستری در آن هستند. به عنوان مثال ، تخمین زده می شود که 50-80٪ زنان و 10٪ مردان 40 ساله و بالاتر در ایالات متحده و اروپا از آن استفاده می کنند.

محبوب ترین رنگهای مو انواع دائمی آن هستند و تقریباً 80٪ رنگهای موی مورد استفاده در ایالات متحده و اروپا و حتی در آسیا نیز بیشتر است.

در حالی که آژانس بین المللی تحقیقات سرطان سازمان بهداشت جهانی ، قرارگیری شغلی در معرض رنگ مو را به عنوان ماده سرطان زای احتمالی طبقه بندی کرده است ، اما هیچ هشداری در مورد استفاده شخصی وجود ندارد.

محققان برای درک بهتر از خطر ابتلا به سرطان در استفاده از رنگ موی شخصی ، داده های 117200 زن را در مطالعه بهداشت پرستاران مستقر در بیمارستان بریگام (Brigham) و زنان در بوستون که شامل ارزیابی مو است ، تجزیه و تحلیل کردند.

این زنان در ابتدای مطالعه سرطان نداشتند و 36 سال تحت پیگیری و بررسی بودند.

نتایج نشان داد که خطر ابتلا به بیشتر سرطان ها یا مرگ سرطان در زنانی که گزارش کرده اند از رنگ موهای دائمی استفاده کرده اند در مقایسه با کسانی که هرگز از چنین رنگ هایی استفاده نکرده اند ، افزایش نیافته است.

استفاده از رنگ مو خطر سرطان های مثانه ، مغز ، روده بزرگ ، کلیه ، ریه ، خون و سیستم ایمنی بدن یا بیشتر سرطان های پوست یا پستان را افزایش نمی دهد.

استفاده مداوم از رنگهای دائمی با کمی افزایش خطر ابتلا به سرطان سلول پایه در پوست همراه بود و این خطر در زنان با موهای نازک طبیعی بیشتر است.

افزایش خطر ابتلا به دو نوع سرطان پستان و سرطان تخمدان نیز با استفاده از رنگهای دائمی مرتبط است ، با توجه به مقدار تجمعی رنگ زنان در معرض خطر افزایش می یابد به. افزایش خطر ابتلا به لنفوم هوچکین نیز با استفاده از رنگ دائمی مو مشاهده شد اما فقط برای زنان با موهای تیره طبیعی.

با این وجود ، نویسندگان می گویند یافته های آنها “اطمینان نسبت به نگرانی در مورد استفاده شخصی از رنگ موهای دائمی را ممکن است با افزایش خطر سرطان یا مرگ و میر مرتبط سازد.”

ساختار پیچیده آغاز mRNA می تواند بینشی در مورد سرطان و سایر بیماری ها ایجاد کند

ساختار پیچیده آغاز mRNA می تواند بینشی در مورد سرطان و سایر بیماری ها ایجاد کند

محققان دانشگاه کالیفرنیا ، دیویس و آزمایشگاه MRC زیست شناسی مولکولی در کمبریج ، انگلستان ساختار پیچیده ای را که هنگام اسکن mRNA ایجاد شده است حل کرده اند تا نقطه آغازین ترجمه RNA به پروتئین را پیدا کنند. این کشف که در 4 سپتامبر در مجله Science منتشر شد ، درک جدیدی از این روند اساسی را فراهم می کند.

کریستوفر فریزر ، استاد زیست شناسی سلولی و مولکولی در UC Davis و نویسنده اصلی مقاله ، گفت: “این ساختار آنچه را که ما درباره شروع ترجمه در سلولهای انسانی می دانیم تغییر می دهد و هیجان فوق العاده ای از مردم در این زمینه ایجاد شده است.”

اگرچه تقریباً همه سلولهای ما حاوی کل ژنوم ما هستند ، سلولها از زیرمجموعه های مختلف ژن برای ساختن پروتئین های مورد نیاز برای انجام عملکردهای مختلف خود استفاده می کنند. این امر نیاز به کنترل دقیق فرآیندهایی دارد که DNA برای تولید mRNA ابتدا رونویسی می شود و سپس mRNA برای ساخت پروتئین ترجمه می شود.

ترجمه هنگامی آغاز می شود که یک ریبوزوم به یک قطعه mRNA متصل شده و از امتداد آن اسکن می کند تا زمانی که کدون شروع سه حرفی از RNA که می گوید “ترجمه را از اینجا شروع کنید” را پیدا کند . بیش از دوازده پروتئین مختلف وجود دارد که به عنوان عوامل شروع در این فرآیند شناخته می شوند. مشخص شده است که بسیاری از این عوامل شروع در انواع مختلف سرطان تنظیم نشده است.

با این وجود ، به دلیل عدم درک ساختارهای کل مجموعه ، نحوه چگونگی جمع شدن عوامل و اسکن mRNA به خوبی درک نشده است.

این گروه از mRNA استفاده کردند که فاقد کدون شروع بود تا در عمل اسکن گیر بیفتد. گرچه برای یک دستگاه بیولوژیکی بزرگ است ، شما می توانید حدود 3000 از این ساختار ها را در عرض موهای انسان جای دهید. بنابراین تیم برای بدست آوردن ساختاری از مجموعه شامل mRNA به دام افتاده از میکروسکوپ کرایوالکترون در LMB استفاده کردند. میکروسکوپ کرایوالکترون به زیست شناسان این امکان را می دهد تا فیلمهای سه بعدی از مولکولهای بیولوژیکی را تا مقیاس تک اتمها ضبط کنند.

بر اساس این ساختار ، محققان مدلی از چگونگی شکاف mRNA به یک کانال در زیر واحد کوچک ریبوزومی و مکانیزمی برای چگونگی کشش mRNA از طریق ریبوزوم برای اسکن ، مانند یک نوار فیلم از طریق سبک قدیمی پروژکتور ارائه دادند.

آنها قادر به پیش بینی بودند که برای اکثر mRNA ها ، کدون شروع باید به اندازه کافی دور از انتهای mRNA باشد تا در فرآیند اسکن یافت شود ، که توسط Sokabe و Fraser از نظر بیوشیمیایی تأیید شده است. ساختار بیشتر مدل توسط طیف سنجی جرمی انجام شده توسط مارک اسکهل از LMB به دست آمد.

چگونه می توان تصاویر سلول های کار شده در داخل ریه ها را ثبت کرد

چگونه می توان تصاویر سلول های کار شده در داخل ریه ها را ثبت کرد

دانشمندان دانشگاه کلگری کشف کرده اند که چگونه می توان تصاویر “زنده” از سلول های ایمنی داخل ریه ها را ثبت کرد. گروه موسسه بیماریهای مزمن اسنایدر در دانشکده پزشکی کامینگ اولین کسی در جهان است که راهی برای ثبت ، در زمان واقعی ، چگونگی نبرد سیستم ایمنی بدن با باکتری های تاثیر گذار بر آلوئولها یا کیسه های هوا در ریه ها ی موش پیدا می کند. این کشف در حال حاضر بینش جدیدی در مورد پاک کننده های سیستم ایمنی بدن به نام ماکروفاژهای آلوئولار ارائه داده است. زمانی که تصور می شد ساکن است ، دانشمندان ماکروفاژهای محل کار را مشاهده کرده و در جستجوی باکتری ها و ویروس ها ، بین و اطراف فضاهای آلوئولار می خزند.

دکتر پل کوبس ، محقق اصلی، می گوید: “منطقی است که ماکروفاژها حرکت کنند ، اما ما فقط می توانستیم این فرضیه را ایجاد کنیم زیرا نمی توانستیم آنها را در عمل ببینیم. اکنون می توانیم.” “تعداد زیادی آلوئول در ریه ها نسبت به ماکروفاژها وجود دارد و این پاک کننده های کوچک در سرویس دهی هر کیسه هوا بسیار کارآمد هستند.”

محققان می گویند کار ماکروفاژها کاملاً ساده است. به هتلی فکر کنید که در آن اتاقها بیشتر از کارکنان نظافت هستند. کارمندان از راهروها برای نظافت و نظم منظم استفاده می کنند. در داخل ریه ها ، یک راهرو وجود دارد که فضایی بین آلوئول ها را فراهم می کند. ماکروفاژها از این فضا برای جابجایی استفاده می کنند تا ذرات خارجی از جمله باکتری ها و ویروس ها را که روی کیسه های هوا تأثیر می گذارند از بین ببرند.

دانشمندان برای به دست آوردن تصاویر زنده از این سلول ایمنی در محل کار ، باید سه مانع اصلی را فتح کنند. این تیم نیاز به ایجاد روشی برای ثبت دوباره تصویر از هوا به مایع به هوا داشت ، آنها باید ریه ها را به اندازه کافی تثبیت کنند تا یک تصویر واضح بدست آورند و آنها باید راهی برای شناسایی و علامت گذاری ماکروفاژها پیدا کنند.

توانایی دیدن ماکروفاژها در محل کار چیز دیگری را نشان داده است: دانشمندان شاهد فلج شدن پاک کننده های قدرتمند بودند که دیگر این کار مهم را متوقف کردند.

کوبس می گوید: “ما می دانیم وقتی کسی با یک عفونت جدی ، به خصوص ویروس تنفسی مانند آنفولانزا یا COVID-19 مبارزه می کند ، اغلب دچار عفونت ثانویه می شود که می تواند منجر به مرگ شود.” “با این روش تصویربرداری جدید ، ما توانستیم ببینیم که در طی این فرآیند ماکروفاژها چه اتفاقی می افتد.”

به نظر می رسد ، در یک مرحله خاص در هنگام نبرد با عفونت ها ، پاک کننده های کارآمد فلج می شوند و رشد و نمو عفونت های جدید را آسان می کند.

پرایمر چیست؟

آغازگر (پرایمر) نوعی نوکلئیک اسید تک رشته ای کوتاه است که توسط همه موجودات زنده در آغاز سنتز DNA استفاده می شود. آنزیم های مسئول تکثیر DNA ، DNA پلیمرازها ، فقط قادر به افزودن نوکلئوتید به انتهای 3’ یک اسید نوکلئیک موجود هستند ، و قبل از اینکه DNA پلیمراز یک رشته مکمل را شروع کند ، نیاز به اتصال یک آغازگر به الگو است. ارگانیسم های زنده فقط از آغازگرهای RNA استفاده می کنند ، در حالی که تکنیک های آزمایشگاهی در بیوشیمی و زیست شناسی مولکولی در شرایطی که به سنتز DNA آزمایشگاهی نیاز است از آغازگرهای DNA استفاده می کنند ، زیرا از نظر دما پایدارتر هستند.

موارد استفاده از آغازگرهای مصنوعی

آغازگرهای مصنوعی الیگونوکلئوتیدهای شیمیایی سنتز شده ای هستند که معمولاً از DNA استفاده می شوند و می توانند بصورت سفارشی در یک محل خاص روی DNA الگو قرار گیرند. در نمونه های مختلف ، آغازگر قبل از اینکه توسط DNA پلیمراز گسترش یابد ، به طور خودجوش با الگو از طریق جفت سازی پایه واتسون-کریک ترکیبی می شود. توانایی ایجاد و سفارشی سازی آغازگرهای مصنوعی ابزاری بی بدیل را که برای انواع روشهای بیولوژیکی مولکولی شامل تجزیه و تحلیل DNA لازم است ، اثبات کرده است. هر دو روش خاتمه زنجیره Sanger و روش “Next-Gen” برای تعیین توالی DNA برای آغاز واکنش به آغازگرها نیاز دارند.

طراحی آغازگر PCR

واکنش زنجیره ای پلیمراز (PCR) از یک جفت آغازگرهای سفارشی برای هدایت طویل شدن DNA به سمت یکدیگر در انتهای مخالف توالی تقویت شده استفاده می کند. طول این آغازگرها به طور معمول بین 18 تا 24 پایه است و باید فقط برای سایت های بالادست و پایین دست خاص توالی تقویت شده کدگذاری کند. یک آغازگر که می تواند به چندین ناحیه در طول DNA متصل شود و همه آنها را تقویت کند و هدف PCR را از بین می برد.

هنگام طراحی یک جفت آغازگر PCR باید چند معیار در نظر گرفته شود. جفت آغازگرها باید از درجه حرارت ذوب مشابهی برخوردار باشند زیرا عمل annealing در حین PCR به طور همزمان برای هر دو رشته انجام می شود و این دمای ذوب مشترک نباید بیش از حد بالاتر یا پایین تر از دمای annealing واکنش باشد. یک آغازگر با Tm (دمای ذوب) خیلی بالاتر از دمای annealing واکنش می تواند ترکیبی شود و در یک مکان نادرست در امتداد توالی DNA گسترش یابد.

علاوه بر این ، توالی های آغازگر باید به طوری انتخاب شوند تا به طور منحصر به فرد برای منطقه ای از DNA  اختصاصی باشند ، و از احتمال هیبریداسیون به دنباله مشابه در نزدیکی جلوگیری کنند. روشی که معمولاً برای انتخاب یک محل مناسب برای آغازگر مورد استفاده قرار می گیرد جستجوی BLAST است که به موجب آن تمام مناطق ممکن که ممکن است یک آغازگر به آنها متصل شود دیده می شود. هر دو توالی نوکلئوتیدی و همچنین خود آغازگر را می توان BLAST جستجو کرد. ابزار رایگان NCBI Primer-BLAST ، همانند محصولات نرم افزاری تجاری مانند ePrime و Beacon Designer ، طراحی آغازگر و جستجوی BLAST را در یک برنامه ادغام می کند.

هنگام طراحی آغازگرها ، می توان پایه های اضافی نوکلئوتیدی را به انتهای پشت هر آغازگر اضافه کرد ، و در نتیجه یک ترتیب کلاهک سفارشی در هر انتهای منطقه تقویت شده ایجاد کرد. یکی از کاربردهای این روش استفاده در شبیه سازی TA است ، یک روش خاص زیرکلونینگ مشابه PCR ، که در آن می توان با افزودن دم AG به انتهای 5 “و 3” کارایی را افزایش داد.

آغازگرهای منحطط (Degenerate primers)

برخی شرایط ممکن است نیاز به استفاده از آغازگرهای منحطط داشته باشد. اینها مخلوط هایی از آغازگرها هستند که مشابه هستند ، اما یکسان نیستند. اینها ممکن است هنگام تکثیر یک ژن از موجودات مختلف مناسب باشند ، زیرا توالی ها ی آن ها احتمالاً مشابه هستند اما یکسان نیستند. این تکنیک مفید است زیرا کد ژنتیکی خود تحلیل رفته است ، به این معنی که چندین کدون مختلف می توانند اسید آمینه یکسان را کد کنند. این به ارگانیسم های مختلف امکان می دهد توالی ژنتیکی قابل توجهی متفاوت داشته باشند که پروتئین بسیار مشابه را کد می کنند. به همین دلیل ، از آغازگرهای منحطط نیز زمانی استفاده می شود که طراحی آغازگر بر اساس توالی پروتئین باشد ، زیرا توالی خاص کدون ها مشخص نیست.

آغازگرهای منحطط (Degenerate primers ) به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند و در زمینه اکولوژی میکروبی بسیار مفید هستند. آنها امکان تکثیر ژن ها از میکروارگانیسم های تاکنون کشت نشده را فراهم می کنند و یا امکان بازیابی ژن ها را از موجوداتی که اطلاعات ژنومی در دسترس نیستند ، فراهم می کنند. معمولاً آغازگرهای منحطط با هم ترازی توالی ژنی موجود در GenBank طراحی می شوند.

در ارگانیسم های زنده ، آغازگرها رشته های کوتاه RNA هستند. قبل از تکثیر DNA ، یک آغازگر باید توسط آنزیمی به نام پریماز که نوعی RNA پلیمراز است ، سنتز شود. سنتز یک آغازگر ضروری است زیرا آنزیم هایی که DNA را سنتز می کنند و DNA پلیمرازها نامیده می شوند ، فقط می توانند نوکلئوتیدهای DNA جدید را به یک رشته نوکلئوتید موجود متصل کنند. بنابراین پرایمر در خدمت تولید و پایه ریزی برای سنتز DNA است. آغازگرها قبل از تکثیر DNA حذف می شوند و شکافهای توالی با DNA توسط پلیمرازها پر می شود. در آزمایشگاه ، دانشمندان می توانند آغازگرهای DNA را با توالی های خاص که به توالی های یک مولکول DNA تک رشته متصل می شوند ، طراحی و سنتز کنند. این آغازگرهای DNA معمولاً برای انجام واکنش زنجیره ای پلیمراز برای کپی کردن قطعات DNA یا تعیین توالی DNA استفاده می شود.