fa تولید اکتوئین در گیاهان با استفاده از مهندسی ژنتیک برای کاهش اثرات منفی تنش‌های غیرزیستی مهندسی ژنتیک گیاهی Plant مروری Review <strong><span style="font-family:B Zar;">تغییر در پتانسیل آب محیطی که در اثر خشکی و شوری ایجاد می‌شود، یکی از مهمترین عوامل تنش&shy;زای غیرزیستی در بسیاری از زیستگاه</span></strong><strong><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">‌</span></span></strong><strong><span style="font-family:B Zar;">های طبیعی موجودات زنده است. محلول‌های سازگار به عنوان عوامل محافظت کننده، نقش مهمی در افزایش پایداری ملکول</span></strong><strong><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">‌</span></span></strong><strong><span style="font-family:B Zar;">های زیستی و کل سلول در برابر تنش</span></strong><strong><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">‌</span></span></strong><strong><span style="font-family:B Zar;"> شوری ایفا می</span></strong><strong><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">‌</span></span></strong><strong><span style="font-family:B Zar;">کنند. اکتوئین و مشتق آن هیدروکسی اکتوئین به عنوان محلول سازگار به&shy;طور گسترده</span></strong><strong><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">‌</span></span></strong><strong><span style="font-family:B Zar;">ای توسط باکتری</span></strong><strong><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">‌</span></span></strong><strong><span style="font-family:B Zar;">ها و تعداد معدودی از آرکی</span></strong><strong><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">‌</span></span></strong><strong><span style="font-family:B Zar;">ها و یوکاریوت</span></strong><strong><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">‌</span></span></strong><strong><span style="font-family:B Zar;">ها در پاسخ به شوری و فشار اسمزی بالا تولید می</span></strong><strong><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">‌</span></span></strong><strong><span style="font-family:B Zar;">شوند. تولید اکتوئین با استفاده از مهندسی ژنتیک و انتقال ژن</span></strong><strong><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">‌</span></span></strong><strong><span style="font-family:B Zar;">های </span></strong><strong><em><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">ectA</span></span></em></strong><strong><span style="font-family:B Zar;">، </span></strong><strong><em><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">ectB</span></span></em></strong><strong><span style="font-family:B Zar;"> و </span></strong><strong><em><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">ectC</span></span></em></strong><strong><span style="font-family:B Zar;"> منجر به افزایش تحمل فشار اسمزی بالا در چند گیاه مدل شده است. در این مقاله مروری، اهمیت کاربرد</span></strong><strong><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">‌</span></span></strong><strong><span style="font-family:B Zar;">های فعلی و بالقوه اکتوئین به عنوان محافظت کننده از ماکروملکول‌ها، سلول</span></strong><strong><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">‌</span></span></strong><strong><span style="font-family:B Zar;">ها و بافت</span></strong><strong><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">‌</span></span></strong><strong><span style="font-family:B Zar;">ها مورد بحث قرار گرفته است. همچنین، یک تئوری پیشرو در مورد سازوکار و چگونگی محافظت اکتوئین از پروتئین</span></strong><strong><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">‌</span></span></strong><strong><span style="font-family:B Zar;">ها که شامل کنار رفتن ملکول</span></strong><strong><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">‌</span></span></strong><strong><span style="font-family:B Zar;">های اکتوئین از سطح ماکروملکول</span></strong><strong><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">‌</span></span></strong><strong><span style="font-family:B Zar;">ها، کند سازی انتشار آب از اطراف ملکول</span></strong><strong><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">‌</span></span></strong><strong><span style="font-family:B Zar;">های زیستی و کمک به حفظ حالت طبیعی پروتئین</span></strong><strong><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">‌</span></span></strong><strong><span style="font-family:B Zar;">ها است شرح داده شده است. داده</span></strong><strong><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">‌</span></span></strong><strong><span style="font-family:B Zar;">های تجربی دهه</span></strong><strong><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">‌</span></span></strong><strong><span style="font-family:B Zar;">های گذشته در مورد کاهش تنش خشکی و شوری توسط اکتوئین</span></strong><strong><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">‌</span></span></strong><strong><span style="font-family:B Zar;">ها و چشم&shy;انداز استفاده از آن</span></strong><strong><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">‌</span></span></strong><strong><span style="font-family:B Zar;">ها در زمینه</span></strong><strong><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">‌</span></span></strong><strong><span style="font-family:B Zar;">های مختلف بیوتکنولوژی مدرن از جمله مهندسی ژنتیک در این مقاله مروری خلاصه شده است.</span></strong> Fluctuations in environmental water potential caused by drought and salinity are the most important abiotic stress factors in many natural habitats of organisms. Compatible solutes stabilize biomolecules and whole cells and play as stress-protective agents. Ectoine and its derivative 5-hydroxyectoine as compatible solutes are synthesized widely by the members of the bacteria, a few archaea, and eukarya in response to high salinity and osmolarity. Previously reported that the genetically engineered ectoine synthesis using ectA, ectB or ectC has resulted in increased hyperosmotic tolerance of model plants. In this review, the importance of current and potential applications of ectoines as protecting agents for macromolecules, cells, and tissues, are discussed. Besides, the leading theory for the protection mechanism of ectoines including the exclusion of ectoines molecules from the protein surface, slows the diffusion of water molecules and preserve the native state of the protein were explained. The experimental data of the past decades concerning alleviating drought and salinity stresses by ectoines and the prospects for their use in different fields of modern biotechnology, including genetic engineering techniques, have been summarized in this review article. اکتوئین, محلول‌های سازگار, تنش اسمزی, مهندسی ژنتیک ectoines, compatible solutes, osmotic stress, genetic engineering 217 228 http://gebsj.ir/browse.php?a_code=A-10-351-1&slc_lang=fa&sid=1 Maryam Sadeghi مریم صادقی maryamsadeghi77@yahoo.com 10031947532846003341 10031947532846003341 No Molecular Bank, Iranian Biological Resource Center (IBRC), ACECR مرکز ذخایر ژنتیکی و زیستی ایران، تهران ایران Akram Sadeghi اکرم صادقی aksadeghi@abrii.ac.ir 10031947532846003342 10031947532846003342 Yes Department of Microbial Biotechnology, Agricultural Biotechnology Research Institute of Iran, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran بخش بیوتکنولوژی میکروبی، پژوهشگاه بیوتکنولوژی کشاورزی ایران، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران