مجلة التجارب المرئية (JoVE) تختتم عام 2011 بعدد ديسمبر يبدأ بتكريم اليوم العالمي للإيدز بمقال يتعامل مع تصور بنية البروتينات السكرية لغلاف فيروس نقص المناعة البشرية ، والتي تعد مكونا حاسما في مسار العدوى الفيروسية.
إحدى الطرق الرئيسية لتحديد بنية غلاف الفيريون هي التصوير المقطعي الإلكتروني بالتبريد. قبل استخدام هذه التقنية ، يجب تزجيج الفيروس القابل للذوبان على شبكة ذهبية - وهي عملية تتضمن إضافة الذهب إلى معلق فيروسي ، ونقل هذا التعليق إلى الشبكة ، وإغراق الشبكة في الإيثان السائل. يتم تجميد جزيئات الفيروس ، الموجودة في طبقة رقيقة من السائل فوق الشبكة ، بمعدل أكبر من 100,000 كلفن في الثانية. بعد التزجيج ، يتم تحميل العينات التي تم جمعها في المجهر الإلكتروني ويتم ضرب المناطق المحددة بدقة على الشبكة بحزمة إلكترونية مركزة ، بينما يتم إمالة الشبكة. تتكون سلسلة الإمالة الناتجة عن جلسات التصوير هذه من مئات الصور الفردية ، والتي يجب محاذاتها ومتوسطها لحل بروتينات الغلاف الفردية. غالبا ما تتطلب هذه العملية المكثفة حسابيا مجموعات كمبيوتر قادرة على المعالجة المتوازية للوصول عن بعد ، مثل Biowulf التابع للمعاهد الوطنية للصحة.
بمجرد اكتمالها ، لا يمكن للنماذج ثلاثية الأبعاد أن توفر نظرة ثاقبة لبنية البروتينات السكرية نفسها فحسب ، بل يمكنها أيضا الكشف عن الطريقة التي تتفاعل بها مع البروتينات الأخرى ، مثل الجسم المضاد المحايد B12 ، وهي معلومات يمكن أن تؤثر بشكل كبير على تصميم اللقاح.
تتضمن هذه المقالة ، من مختبر الدكتور سريرام سوبرامانيام ، مساهمات من عشرين مؤلفا ، بما في ذلك ليس فقط طلاب الخريجين وما بعد الدكتوراه ، ولكن أيضا طلاب المدارس المتوسطة والثانوية ، مما يدل على أنك لست أصغر من أن يكون لها تأثير في مكافحة مرض أصاب أكثر من 60 مليون شخص في جميع أنحاء العالم.
في الطب السريري والانتقالي ، تقدم JoVE مقالا من كلية لندن الجامعية وجامعة أكسفورد يبحث في الارتباطات الفسيولوجية للألم ، أو الإحساس بالألم ، عند الرضع. عادة ما يستجيب الرضع للمنبهات الضارة عن طريق البكاء وتغيير تعبيرات وجوههم - ردود الفعل التي تعتبر مستقلة وتعتمد على المناطق تحت القشرية من الدماغ.
من أجل فهم تورط القشرة الدماغية والحبل الشوكي في الشعور بالألم لدى الرضع ، يقوم مؤلفونا أولا بإعداد الرضع لتسجيلات مخطط كهربية الدماغ ومخطط كهربية العضل. كما قاموا بإعداد المراقبة الفسيولوجية وتسجيل الفيديو ، بحيث يمكن ربط تعبيرات وجه الرضيع بالبيانات الفسيولوجية. بعد تقييم استجابات الرضع للمنبهات اللمسية المحايدة ، يخضع الطفل لوخز الكعب - وهو إجراء سريري يستخدم للحصول على عينات دم من الرضع. بعد معالجة المعطيات، يمكن مقارنة الإمكانات الكهربائية بين المحفزات الضارة وغير الضارة لدى هؤلاء الرضع، والتي نأمل أن تؤدي إلى استنتاجات ذات مغزى، فيما يتعلق بكيفية تفسير معلومات المبدعين للألم.
يأخذ قسم الهندسة الحيوية في JoVE تركيزا أكثر سريرية في ديسمبر مع مقال من جامعة ويسكونسن ، ماديسون ، والذي يتضمن تصنيع جهاز مائل دقيق مجزأ لدراسة هجرة الخلايا الجذعية السرطانية. بعد تصميم الجهاز ، يتم إنشاء القوالب الرئيسية عن طريق الطباعة الحجرية الضوئية لتطبيق بولي ثنائي ميثيل سيلوكسان (PDMS) - وهو مركب سيليكون عضوي شفاف وخامل بيولوجيا - مما يجعله مناسبا لتطبيقات الموائع الدقيقة مع الخلايا الحية. على وجه التحديد ، يقوم مؤلفونا بتحميل الخلايا الجذعية السرطانية المشتقة من الورم الأرومي الدبقي متعدد الأشكال ، وهو سرطان دماغي شديد الخبيث ، في الأجهزة المجزأة ثم يضعونها في نظام تصوير متخصص يحصل على البيانات على مدى بضعة أيام. يظهر فيديو الفاصل الزمني
من هؤلاء المؤلفين أن الخلايا الجذعية السرطانية قادرة على تنظيم مورفولوجيتها في قنوات الموائع الدقيقة المقيدة بالحجم كما هو الحال في الفضاء الخلالي ، والعزل المائل الذي أصبح ممكنا بواسطة غرف مثل هذه يسهل فحص الأدوية للعلاجات المحتملة التي يمكن أن تؤثر على هجرة الخلايا الجذعية السرطانية.
في وقت متأخر من الشهر ، يسافر JoVE إلى فرنسا ، حيث يوضح باحثون من معهد باستور والمركز الوطني للبحوث العلمية طريقة للحث على التعبير عن قناة رودوبسين ، وهي قناة أيونية يتم تنشيطها بالضوء ، في البصلة الشمية للفئران ، بالإضافة إلى التحفيز العصبي اللاحق باستخدام الصمام الثنائي الباعث للضوء المصغر (LED).
يقدم مؤلفونا تعليمات مفصلة خطوة بخطوة لإعداد إبر الحقن ، وللحقن الدقيق للفيروس في تيار الهجرة المنقارية ، وهو موقع هجرة للأرومات العصبية المولودة في البالغين. علاوة على ذلك ، فإنها توضح كيف يتم تصنيع أجهزة تحفيز LED المصغرة ومعايرتها وزرعها فوق نافذة قحفية معدة فوق المصباح. على وجه الخصوص ، يهتم مؤلفونا بالطريقة التي تندمج بها الخلايا العصبية المولودة في البالغين في الدوائر العصبية الشمية الموجودة ، ويظهرون أن تحفيز LED في المستيقظة ، يمكن أن يؤدي إلى تنشيط الخلايا العصبية الفيروسية في البصلة الشمية ، والتي هاجرت من تيار الهجرة المنقارية.
تتضمن مقالات الفيديو هذه أبرز أحداث JoVE لشهر ديسمبر. توضح المقالات القادمة الأخرى الجديرة بالملاحظة طرقا لتزيين الأحبار الموصلة في أقطاب كهربائية دقيقة ، وقياس الكالسيوم العصاري الخلوي في اللمفاويات المقلصة ، وتصوير الاستجابات العصبية للفيرومونات في العضو الصوتي.