توليد پروتئين‌هاي نوتركيب از مهمترين دستاوردهاي بيوتكنولوژي و مهندسي ژنتيك در سال‌هاي اخير بوده است. در حال حاضر نيز تقاضاي زيادي براي توليد پروتئين‌هاي نوتركيب انساني جهت درمان و تشخيص وجود دارد. پرو انسولين انساني نيز به عنوان يكي از اين پروتئين‌هاي ارزشمند، يك پروتئين مدل براي تحقيقات در زمينه مصرف خوراكي ماكرومولكول‌ها شناخته شده مورد استفاده قرار مي‌گيرد. نزديك به 8/0 درصد جمعيت جهان به نوعي از ديابت مرتبط با انسولين رنج مي‌برند. تخمين زده مي‌شود كه تعداد افراد مبتلا به ديابت در آينده نزديك دو برابر خواهد شد و تقريباً 300 ميليون نفر در 25 سال آينده به اين بيماري مبتلا خواهند شد.\n تا به حال درمان با استفاده از انسولين تنها روش موثر براي درمان ديابت نوع اول بوده است. درمان اين بيماران نيازمند تنظيم دقيق ميزان قند خون با تزريق متناوب انسولين مي‌باشد. سخت بودن تزريق به بدن توسط خود شخص بيمار، منجر به عدم رضايت بيماران از اين روش تزريق شده است. براي فائق آمدن بر اين مشكل، روشهاي مختلفي براي راحتي مصرف انسولين ايجاد شده‌اند كه شامل مصرف ريوي انسولين و مصرف از طريق بيني مي‌باشد. گرچه ممكن است اين روشها مقبول واقع شوند ولي براي جبران كاهش جذب از طريق اين روشها ميزان دز بيشتر (5 الي 20 برابر) مورد نياز است. همراه با افزايش تعداد بيماران ديابتي در دنيا، معرفي روشهاي مكمل جديد براي مصرف اين هورمون و همچنين افزايش تقاضا براي هورمون انسولين (ميزان رشد 3 الي 4 درصد در سال) قابل پيش بيني است. روبرو شدن با اين ميزان تقاضا، لزوم توسعه روشهاي ارزان، مقرون به صرفه و با ظرفيت توليد بالا را در آينده نشان مي‌دهد. مطالعات اخير نشان داده است كه كشاورزي مولكولي(Molecular Farming) در گياهان از نظر عملي، اقتصادي و ايمني، نسبت به بسياري از سيستم‌هاي معمول توليد پروتئين‌هاي نوتركيب، سودمندتر مي‌باشد. با استفاده از گياهان مي‌توان هزينه توليد پروتئين‌هاي نوتركيب را به ميزان قابل توجهي كاهش داد. بنابراين گياهان تراريخته گزينه هاي مناسبي براي توليد تركيبات دارويي و پروتئين‌هاي پيچيده انساني مي باشند.\nدر اين پژوهش از ژن پروانسولين انساني كه در ناقل بياني گياهي pCAMBIA1304 تحت كنترل پيشبرنده CaMV35S و خاتمه دهنده NOS همسانه‌سازي شده بود استفاده گرديد. سازه مورد نظر با روش استاندارد انجماد و ذوب به باكتري اگروباكتريوم منتقل شده و براي تراريختي گياه توت فرنگي از طريق اگروباكتريوم تومافاسينس و به روش تلقيح برگ، دمبرگ و جوانه هاي انتهايي اين گياه مورد استفاده قرار گرفت. علت انتخاب گياه توت فرنگي به عنوان بيوراكتور اين است كه علاوه بر وجود ويتامينهاي مختلف و مواد معدني ارزشمند در اين گياه كه طبق گقته ي پزشكان قند آن مشكلي را براي بيماران ديابتي ايجاد نمي كند، اگر هر ژني را به يك گياه انتقال دهيم بر اساس نسبت مندلي حداقل 4/1 گياهان نسل بعد غير تراريخت خواهند بود. گياه توت فرنگي به علت داشتن ساقه هاي رونده(Runner) كه يك كلون از گياه مادري مي باشد مي تواند به عنوان يك گياه مدل بسيار مناسب براي بررسي بيان ژن انتقال داده شده هدف مطرح باشد. به منظور امكان سنجي خوراكي نمودن انسولين و توليد آن در ميوه ي گياه توت فرنگي از جداكشتها ي مورد تلقيح باززايي قرارگرفت. بعد از باززايي، استخراج DNA ژنومي گياه تراريخت انجام شده و با استفاده از تكنيك PCR و بهره گيري از آغازگرهاي اختصاصي حضور ژن پروانسولين انساني در گياه تراريخت تاييد گرديد. براي بررسي نسخه‌برداري از ژن پروانسولين انساني آناليز RT-PCR از گياهان تراريخت توت فرنگي انجام پذيرفت. كه در نتيجه كل پروتئين استخراج شده از ميوه و برگهاي جوان گياه توت فرنگي تراريخت و با استفاده از تكنيك، Dot Blot، الايزا و كمي لومينسانس بيان ژن پروانسولين انساني در سطح پروتئين در ميوه توت فرنگي مورد بررسي نهايي قرار گرفت. در نهايت پروتئين توليد شده پروانسولين انساني از ميوه و برگ توت فرنگي تخليص و مورد ارزيابي قرار گرفت.\nتحقيق حاضر اولين گزارش از بيان انتقال ژن پروانسولين در ميوه توت فرنگي مي‌باشد. با توجه به نقش مهم درماني اين دارو و هزينه بالاي توليد آن از ساير منابع، تلاش براي توليد آن در ميوه ي گياه براي مصرف خوراكي، پس از انجام تحقيقات تكميلي انشاالله زمينه براي توليد ارزان‌تر و فراوان آن را فراهم مي‌سازد.\nاين دستاورد مي تواند مسير جديدي در كشاورزي مولكولي باز كند زيرا با استفاده از اين روش به غير از توليد پروانسولين انساني مي توان پروتئين هاي نوتركيب دارويي و صنعتي مهمي مانند پلاسمينوژن بافتي انساني(tPA)،اينترفرون و... را با توليد در بافت هاي گياهي و ميوه توت فرنگي به منظور توليد واكسن هاي خوراكي استفاده كرد.\n

توليد پروتئين هاي نوتركيب از مهمترين دستاوردهاي بيوتكنولوژي و مهندسي ژنتيك در سال هاي اخير بوده است در حال حاضر نيز تقاضاي زيادي براي توليد پروتئين هاي نوتركيب انساني جهت درمان و تشخيص وجود دارد. پرو انسولين انساني نيز به عنوان يكي از اين پروتئين هاي ارزشمند يك پروتئين مدل براي تحقيقات در زمينه مصرف خوراكي ماكرومولكول ها شناخته شده مورد استفاده قرار مي گيرد. نزديك به 0/7 درصد جمعيت جهان به نوعي از ديابت مرتبط با انسولين رنج مي برند. تخمين زده مي شود كه تعداد افراد مبتلا به ديابت در آينده نزديك دو برابر خواهد شد و تقريبا 300 ميليون نفر در 25 سال آينده به اين بيماري مبتلا خواهند شد. تا به حال درمان با استفاده از انسولين تنها روش موثر براي درمان ديابت نوع اول بوده است. درمان اين بيماران نيازمند تنظيم دقيق ميزان قند خون با تزريق متناوب انسولين مي باشد. سخت بودن تزريق به بدن توسط خود شخص بيمار منجر به عدم رضايت بيماران از اين روش تزريق شده است. براي فائق آمدن بر اين مشكل روشهاي مختلفي براي راحتي مصرف انسولين ايجاد شده اند كه شامل مصرف ريوي انسولين و مصرف از طريق بيني مي باشد. اگر چه ممكن است اين روشهاي مقبول واقع شوند ولي براي جبران كاهش جذب از طريق اين روشها ميزان دز بيشتر (5 الي 20 برابر) مورد نياز است. همراه با افزايش تعداد بيماران ديابتي در دنيا معرفي روشهاي مكمل جديد براي مصرف اين هورمون و همچنين افزايش تقاضا براي هورمون انسولين (ميزان رشد 3 الي 4 درصد در سال) قابل پيش بيني است. روبرو شدن با اين ميزان تقاضا لزوم توسعه روشهاي ارزان مقرون به صرفه و با ظرفيت توليد بالا را در آينده نشان مي دهد. مطالعات اخير نشان داده است كه كشاورزي مولكولي Molecular Farming در گياهان از نظر عملي اقتصادي و ايمني نسبت به بسياري از سيستم هاي معمول توليد پروتئين هاي نوتركيب سودمندتر مي باشد. با استفاده از گياهان مي توان هزينه توليد پروتئين هاي نوتركيب را به ميزان قابل توجهي كاهش داد. بنابراين گياهان تراريخته گزينه هاي مناسبي براي توليد تركيبات دارويي و پروتئين هاي پيچيده انساني مي باشند. در اين پژوهش ژن پروانسولين انساني در ناقل بياني گياهي pCAMBIA1304 تحت كنترل پيشبرنده CaMV35S و خاتمه دهنده NOS توسط آقاي محب الديني و همكاران به راهنمايي آقاي دكتر جلالي همسانه سازي شده بود. سپس سازه مورد نظر با روش استاندارد انجماد و ذوب به باكتري اگروباكتريوم منتقل شده و براي تراريختي گياه توت رفنگي و توليد ريشه هاي نابجا از طريق اگروباكتريوم رايزو جنسيس و به روش تلقيح دمبرگ هاي اين گياه مورد استفاده قرار گرفت. و علت انتخاب گياه توت فرنگي به عنوان بيوراكتور اين است كه علاوه بر وجود ويتامينهاي مختلف و مواد معدني ارزشمند و وجود قند لولوز در اين گياه كه طبق گفته ي پزشكان اين نوع قند مشكلي را براي بيماران ديابتي ايجاد نمي كند اگر هر ژني را به يك گياه انتقال دهيم براساس نسبت مندلي حداقل 1/4 گياهان نسل بعد غير تراريخت خواهند بود. اما گياه توت فرنگي به علت داشتن ساقه هاي رونده Runner كه يك كلون از گياه مادري مي باشد مي تواند به عنوان يك گياه مدل بسيار مناسب براي بررسي بيان ژن انتقال داده شده مطرح باشد. بعد از توليد ريشه هاي نابجا حاصل از تلقيح اگروباكتريوم رايزوجنسيس در گياه توت فرنگي استخراج DNA ژنومي از ريشه هاي تراريخت انجام شده و با استفاده از تكنيك PCR حضور ژن پروانسولين انساني د ريشه هاي تراريخت تاييد گرديد. در نهايت كل پروتئين از ريشه هاي تراريخت حاصل از تلقيح اگروباكتريوم رايزوجنسيس در گياه توت فرنگي استخراج شده و با استفاده از تكنيك Dot blot بيان ژن پروانسولين انساني در ريشه هاي نابجاي توليد شده مورد بررسي قرار گرفت. همچنين به منظور امكان سنجي خوراكي نمودن انسولين و توليد آن در ميوه ي گياه توت فرنگي از ريشه هاي تراريخت مورد باززايي قرار گرفت. بعد از باززايي استخراج DNA ژنومي گياه تراريخت انجام شده و با استفاده از تكنيك PCR حضور ژن پروانسولين انساني در گياه تراريخت تاييد گرديد. كه در نتيجه كل پروتيين استخراج شده از برگهاي جوان گياه توت فرنگي تراريخت و با استفاده از تكنيك Dot blot بيان ژن پروانسولين انساني در توت فرنگي مورد بررسي نهايي قرار گرفت. تحقيق حاضر اولين گزارش از بيان انتقال ژن پروانسولين در ريشه هاي نابجا حاصل از تلقيح اگروباكتريوم رايزو جنسيس به گياه توت فرنگي مي باشد. با توجه به نقش مهم درماني اين دارو و هزينه بالاي توليد آن از ساير منابع تلاش براي توليد اين دارو در ريشه هاي نابجا در سطح وسيع با هدف استخراج و توليد آن در ميوه ي گياه براي مصرف خوراكي زمينه را براي توليد ارزان تر و فراوان آن فراهم مي سازد. همچنين اين دستاورد مي تواند مسير جديدي در كشاورزي مولكولي باز كند زيرا با استفاده از اين روش به غير از توليد پروانسولين انساني مي توان پروتئين هاي نوتركيب دارويي و صنعتي مهمي مانند پلاسمينوژن بافتي انساني tPA اينترفرون و ... را با توليد در ريشه هاي نابجا به صورت مستقيم از محيط استخراج كرد. علاوه بر اين اگر گياهي به صورت طبيعي خاصيت دارويي مانند خواص ضد سرطان ضد ديابت پاركينسون آلزايمر و ... به علت وجود مقدار زيادي از اين متابوليتهاي ثانويه در ريشه مي توان به راحتي به يك منبع ارزشمند از اين خواص دارويي دست پيدا كرد.