اين نوآوري در رابطه با طراحي و ساخت يك ناقل بياني بر مبناي ناقلين دو تايي و سيستم اگروباكتريوم و براي تراريختي گياهان مي باشد. طراحي ناقل به گونه اي است كه در آن از سيستم نوتركيبي در جايگاه ويژه ( cre/loxP ) به منظور حذف ژن نشانگر مقاومت به آنتي بيوتيك و ژن ريكامبيناز استفاده شده است و سيستم نوتركيبي در بذور گياهان تراريخت فعال مي باشد. در اين ناقل به واسطه حضور يك پروموتر القا شونده در برابر اليسيتورهاي قارچي، پس از فعال شدن سيستم نوتركيبي در بذور و حذف ژن نشانگر انتعابي و ژن ريكامبيناز، ژن هدف تحت كنترل پروموتر القايي بيان خواهد شد. با استفاده از اين ناقل براي تراريختي گياهان مي توان در نسل اول به گياهان تراريخت فاقد ژن نشانگر انتخابي و با قابليت بيان القايي ژن هدف دست يافت.

خلاصه‌ اختراع: ناقلين بياني گياهي با جايگاه همسانه سازي توسعه يافته و توالي¬هاي مورد نياز براي توالي يابي و خالص ¬سازي پروتئين نوتركيب در اين توصيف نامه اختراع، طراحي و ساخت دو ناقل بياني گياهي جديد به نام هاي pSA105 وpBI105 ارائه مي¬شود. در مقايسه با ناقلين دوتايي مرسوم، اين دو ناقل داراي تعداد بيشتري (13 مورد) جايگاه شناسايي منحصر به فرد آنزيم¬هاي برشي مختلف در ناحيه MCS خود مي¬باشند كه همسانه سازي ژن هاي بيگانه جهت انتقال آنها به گياه به واسطه آگروباكتريوم را خصوصاً در مورد ژن هايي كه توالي شناسايي آنزيم هاي برشي ناقل هاي معمولي را در توالي خود دارند، امكان پذير مي كند. همچنين توالي His-Tag هشت اسيد آمينه اي براي تسهيل خالص سازي پروتئين نوتركيب توليد شده در گياه و توالي مورد شناسايي آغازگر عمومي M13 (M13/pUC reverse sequencing primer (-26))، به عنوان آغازگر معكوس توالي يابي، در انتهاي MSC جديد اين دو ناقل وجود دارد. ناقل pSA105 واجد نشانگر مقاومت به گلايفوسيت (EPSPS جهش يافته باكتريايي) و ناقل pBI105 واجد نشانگر گزينشگر مقاومت به آنتي بيوتيك كانامايسين (نئومايسين فسفوترانسفراز II) مي باشند.

خلاصه اختراع: در تحقيقات متعددي، نقش فيوژن پروتئين هاي متشكل از چند قطعه آنتي ژنيك متفاوت به عنوان كانديداي واكسن چند زيرواحدي به اثبات رسيده است (Heppner TJ, Bonev AD, Nelson MT, 2005) و (Singh. AK, et al., 2014). در مورد آنتراكس مطالعات نشان داد كه بيان هر يك از آنتي ژن هاي PA، LF و EFبه تنهايي انجام شده و ايمونوژن بودن آنها مورد ارزايي قرار گرفته است، همچنين اثر سينرژيستي استفاده همزمان آنتي بادي منوكلونال بر عليه PA و LF گزارش شده است. در اين اختراع، استفاده از فانكشنال دُمين هاي آنتي ژن هاي باسيلوس آنتراسيس در يك فيوژن پروتئين سه گانه به نام ELP متشكل از PAD4، LFD1 و EFD1، به عنوان كانديد واكسن ايمني بخش با ايمني زايي مناسب بر عليه باسيلوس آنتراسيس در مدل حيواني (دام كوچك،خوكچه هندي) مي¬باشد.

بيماري نيوكاسل يكي از مهلك¬ترين بيماري¬هاي كشنده مسري در گونه¬هاي مختلف پرندگان است. طبق آمار سازمان جهاني سلامت حيوانات (EOI)، ايران همچنان گزارش حضور ويروس و بيماري را ارائه داده است. نگراني اصلي، شيوع سريع بيماري از طريق تبادلات تجاري در صنعت مرغداري در مقايسه با ساير بيماري¬هاي طيور و تاثير بالقوه اقتصادي آن بر صنعت مرغداري است. اقدامات لازم براي كنترل اين بيماري هزينه¬بر بوده و در كشورهاي در حال توسعه علاوه بر ضررهاي اقتصادي، سلامتي انسان¬ها را نيز تهديد مي¬كند. با توجه به ميزان خطر بالاي ابتلا به ويروس نيوكاسل و پراكندگي جهاني آن، پيشگيري از آن با استفاده از واكسن اهميت زيادي دارد. مطالعات قبل نشان داده كه بيان هر يك از آنتي¬ژن¬هاي hn و f به تنهايي و به¬صورت دوتايي انجام شده است و ايمن¬زا بودن آن¬ها به¬صورت مجزا مورد ارزيابي قرار گرفته است. در اين اختراع، از نواحي حفاظت¬شده و اپي¬توپيك آنتي¬ژن¬هاي hn و f به¬همراه مولكول ياور زيستي (ادجوانت) ltb در يك فيوژن پروتئين چندگانه به¬نام LHN2F به¬عنوان كانديد واكسن ايمني بخش با ايمني¬زايي مناسب برعليه نيوكاسل در مدل حيواني (موش balb/c) استفاده شده است

توليد پروتئين¬هاي نوتركيب در سيستم¬هاي بياني گياهي، در مقايسه با ساير سيستم¬هاي بياني داراي مزاياي متعددي است كه از آن جمله مي¬توان به سهولت تراريختي و كشت، هزينه¬ي كم براي تكثير زيست توده، قابليت انجام تغييرات پيچيده پس از ترجمه بر روي پروتئين نوتركيب كه مشابه سلول¬هاي پستانداران است و در نهايت عدم خطر آلودگي با پاتوژن¬هاي حيواني اشاره نمود. با اين همه، هزينه¬هاي بالاي خالص¬سازي و توليد اندك محصول، توليد پروتئين در گياهان در مقياس وسيع را با محدوديت مواجه ساخته است. علاوه بر اين استخراج پروتئين¬هاي نوتركيب از بافت¬هاي گياهي، در نهايت به تخريب گياه منتج خواهد شد. بررسي سيستم¬هاي بياني در گياه كه مبتني بر ترشح ماده مورد نظر به بيرون از سلولها باشد، با هدف رفع اين مشكلات صورت گرفته است و با استفاده از اين سيستم¬ها مي¬توان بدون تخريب گياه، به توليد دائمي پروتئين نوتركيب پرداخت. هدف نهايي اين اختراع توسعه¬ي يك سيستم بياني اختصاصي در كشت ريشه¬هاي موئين تنباكو جهت بهينه سازي و افزايش توليد و ترشح پروتئين¬هاي نوتركيب به داخل محيط كشت است. به همين منظور، استفاده¬ي هم¬زمان از پيش¬برنده¬ي اختصاصي ريشه¬اي NtREL1 و ترادف هاي نشانه¬ي كالرتيكولين، پاتاتين و پكتين متيل استراز به عنوان روشي نوين و با كارآيي بالا در توليد و ترشح پروتئين هاي نوتركيب با كاربرد هاي صنعتي، دارويي، بهداشتي، كشاورزي، محيطت زيست، واكسن و حوزه هاي وابسته به درون محيط كشت مورد بررسي و ادعا قرار گرفته است.

زراعت مولكولي داراي پتانسيل بالايي در توليد نامحدود واكسن‌ها، آنتي‌بادي‌ها، پروتئين‌هاي دارويي و آنزيم‌ها مي‌باشد. تحقيقات نشان داده كه واكسن‌ها و پروتئين‌هاي نوتركيب توليد شده بر پايه گياه عموماً به‌عنوان تركيبات كم خطر و معقول از نظر هزينه در نظر گرفته مي‌شوند، ولي نمونه‌هاي موفق تجاري توليد در گياهان بسيار اندك است. يكي از دلايل اين عدم موفقيت، بيان پايين ژن خارجي و مشكلات موجود در دستورزي ژنتيكي گياه هدف مي‌باشد. جهت توليد مناسب پروتئين‌هاي خارجي در سيستم‌هاي گياهي، اولين قدم انتخاب گياه متناسب با هدف، انتخاب پيشبر مناسب، ساخت و طراحي صحيح سازۀ ژني مناسب آن گياه و در نهايت روش صحيح انتقال ژن است. غلات از جمله گياه ذرت براي اين منظور ابزار مناسبي هستند، زيرا دانه‌هاي غلات محتواي آب اندكي است و به طور طبيعي قادرند پروتئين‌هاي توليدي را براي دوره‌هاي طولاني بدون فساد و مناسب براي مصارف تجاري نگهداري كنند. از اين رو، هدف از اين تحقيق بررسي و تاييد فرآيند بيان يك مجموعه ژني در گياه ذرت است. اين سازه ژني شامل يك پيشبر مناسب مانند يوبيكوئيتين-1 ذرت بوده كه يك پيشبر دائمي است و منجر به سطح مناسبي از بيان در بافت برگ و بذر مي‌گردد. با بهينه سازي سازه ژني هدف بر اساس ترجيح كدوني گياه ذرت و انتقال آن به بذر گياه ذرت به روش امواج فراصوت با استفاده از نانوذرات سليكا مزومتخلخل، مي‌توان به هدف توليد هر نوع پروتئين نوتركيب در گياه ذرت رسيد. در ادامه حضور ژن مورد نظر در گياهان ذرت تراريخته كه در محيط حاوي علفكش (به عنوان ماده گزينشگر) رشد كرده بودند، با روش مولكولي PCR، روش فيزيولوژيكي و وسترن بلات با آنتي‌بادي‌هاي اختصاصي تاييد گرديد. ميزان بيان در بذر و برگ گياه ذرت نيز با استفاده از روش الايزا تعيين شد كه بيانگر كارايي بالاي استفاده از بذر گياه ذرت براي توليد پروتئين‌هاي نوتركيب مي‌باشد.