Hier ist ein Blick auf das, was in der Ausgabe April 2014 von JoVE: The Journal of Visualized Experiments erscheint.
Im Abschnitt Bioengineering haben wir einen Videoartikel, der das vordere Kreuzband (ACL) untersucht, das entscheidend ist, um das Knie beim Schwenken oder Aufsetzen stabil zu halten. Gerissene oder gerissene Kreuzbänder gehören zu den häufigsten aller schweren Knieverletzungen, insbesondere bei Sportlern, und selbst Teilrisse können die Stabilität und Funktion des Knies beeinträchtigen. Da sie nicht von selbst heilen können, werden gerissene VKB oft operativ behandelt, manchmal durch Rekonstruktion des Bandes mit einer Sehne, die aus dem eigenen Körper des Patienten oder aus einer Leiche transplantiert wird. Jedes Jahr werden in den Vereinigten Staaten über 100.000 ACL-Rekonstruktionen durchgeführt. Die gerissenen Bänder werden normalerweise als chirurgischer Abfall entsorgt, aber Gupta et al. sehen sie als wertvolle Quelle für Zellen für die mögliche Reparatur von ACLs. Sie entwickelten eine Methode, um aus menschlichen ACL-Zellen gewonnene und zu expandieren und sie dann auf Gerüsten zu züchten, um Tissue-Engineering-Patches zu bilden. Unter der Rasterelektronenmikroskopie zeigt die hergestellte Matrix eine gute zelluläre Adhärenz und ein gutes Wachstum. Diese Technik könnte zu Methoden zur Stärkung beschädigter Bänder und zur Verbesserung der ACL-Reparatur führen, insbesondere für diejenigen, die einen sportlichen Lebensstil beibehalten möchten.
Im Abschnitt Neurowissenschaften untersuchen wir die motorische Kontrolle bei Insekten, die zu den athletischsten Lebewesen der Erde gehören. Sie sind besonders gut darin, sich an plötzliche Geländeveränderungen anzupassen, daher sind Wissenschaftler daran interessiert, die neuronale Aktivität mit dem Verhalten von Insekten zu korrelieren. Guo et al. haben eine Methode entwickelt, um die Gehirnaktivität der scheibenförmigen Kakerlake, auch bekannt als tropische Kakerlake, aufzuzeichnen, wenn sie eine Arena erkunden oder auf Hindernisse stoßen, die sie dazu veranlassen, ihren Kurs zu ändern. Die Autoren zeigen auch, wie die Daten für die nachfolgende Analyse gesammelt werden können, was Einblicke in die neuronale Verhaltenssteuerung geben kann.
In JoVE Environment stellen wir eine Technik zur transienten Genexpression in Pflanzen vor. Um Genprodukte in bestimmten Teilen der Zelle zu exprimieren, haben Pflanzen oft mehrere Kopien eines Gens und exprimieren diese getrennt in verschiedenen Organellen (wie dem Chloroplasten und Peroxisom) oder im Zytosol. Daher müssen Gentechniker möglicherweise mehrere duplizierte Gene ins Visier nehmen, um die Expression in verschiedenen Zellteilen zu manipulieren. Um dieses Problem zu umgehen, verwenden Mattozzi et al. eine neuartige Methode für das Targeting mehrerer Organellen, die sich alternativ gespleißte mRNAs zunutze macht, die an verschiedene Orte in der Zelle geschickt werden. Die Targeting-Konstrukte werden unter Verwendung der Gibson-Assemblierung, einer einstufigen Klonierungsmethode, entworfen und dann mit einer Genkanone geliefert. Diese Technik bietet eine große Flexibilität in Bezug auf das genetische Design und kann auf groß angelegte selektive Gentechnik in der Landwirtschaft oder im Umweltschutz angewendet werden.
Im Abschnitt Chemie veröffentlichen wir einen Artikel, der moderne chemische Techniken verwendet, um zwei hellblaue Pigmente zu untersuchen, die in alten Gesellschaften synthetisiert wurden. Kalzium-Kupfer-Tetrasilikat, allgemein bekannt als Ägyptischblau, gilt als das erste synthetische Pigment und wurde in Ägypten bereits in der 4. Dynastie (ca. 2500 v. Chr.), dem Höhepunkt der Pyramidenbau-Ära, verwendet. Barium-Kupfer-Tetrasilikat, auch bekannt als Han-Blau, wurde später in China zu Beginn der Zhou-Dynastie oder auf dem Höhepunkt der Bronzezeit (1045-771 v. Chr.) entwickelt. Heutzutage interessieren sich Wissenschaftler für die starken Emissionseigenschaften dieser beiden Pigmente im nahen Infrarot (NIR), die für optische Sensoren genutzt werden können. Verwandt mit dieser Anwendung ist die Möglichkeit, Kupfertetrasilikate zu 2D-Monoschichten oder Nanoblättern zu exfoliieren. Johnson-McDaniel und Salguero zeigen, wie man diese beiden Kupfer-Tetrasilikat-Pigmente synthetisiert und sie zu Monolayer-Nanoblättern abblättert. Ägyptisches Blau blättert spontan in Monoschichten ab, wenn es in heißem Wasser gerührt wird, während Han-Blau Ultraschall in organischen Lösungsmitteln erfordert. Unsere Autoren zeigen, dass sowohl die Bulk- als auch die Nanosheet-Form der beiden Pigmente starke Nahinfrarot-Emitter sind, deren Anwendungsmöglichkeiten von Sicherheitstinten bis hin zur biomedizinischen Bildgebung reichen.
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