Name: Dieses November in JoVE (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2011-11-01T00:00:00.000+00:00
Duration: 5 min 51 s
Description: Entdecken Sie die Highlights der November-Ausgabe von JoVE mit neuen Erkenntnissen zur Neuronenaktivität und innovativen Methoden in der Neurowissenschaft. Visualisierte Experimente erleichtern das Verständnis komplexer biologischer Prozesse.

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<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/3505/">Messung schneller Kalziumflüsse in Kardiomyozyten</a></h2>
Urszula Golebiewska1, Suzanne Scarlata2 1Department of Biological Sciences and Geology, Queensborough Community College, 2Department of Physiology & Biophysics, Stony Brook University
Wir stellen eine Methode vor, um schnelle (Mikrosekunden) Kalziumereignisse aus langsameren Flüssen in lebenden Zellen mit Hilfe der konfokalen Laserscanning-Mikroskopie zu isolieren. Die Methode misst Fluoreszenzintensitätsschwankungen von Kalziumindikatoren, indem sie Zeilenscans von mehreren hundert Pixeln in einer Zelle aufzeichnet. Die Histogrammanalyse ermöglicht es uns, die Zeitskalen verschiedener Kalziumflüsse zu isolieren.
<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/3373/">Festphasen-Submonomersynthese von Peptoidpolymeren und deren Selbstorganisation zu hochgeordneten Nanoblättern </a></h2>
Helen Tran, Sarah L. Gael, Michael D. Connolly, Ronald N. Zuckermann Molecular Foundry, Lawrence Berkeley National Laboratory
Eine einfache und allgemeine manuelle Peptoidsynthesemethode mit Grundausstattung und kommerziell erhältlichen Reagenzien wird skizziert, die es ermöglicht, Peptoide in den meisten Laboratorien leicht zu synthetisieren. Die Synthese, Aufreinigung und Charakterisierung eines amphiphilen Peptoid-36mers wird beschrieben, ebenso wie seine Selbstorganisation zu hochgeordneten Nanoblättern.
<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/3258/">Verhaltensbewertung der manuellen Geschicklichkeit bei nicht-menschlichen Primaten</a></h2>
Eric Schmidlin*, Mélanie Kaeser*, Anne- Dominique Gindrat, Julie Savidan, Pauline Chatagny, Simon Badoud, Adjia Hamadjida, Marie-Laure Beaud, Thierry Wannier, Abderraouf Belhaj-Saif, Eric M. Rouiller Departement für Medizin, Universität Freiburg * Diese Autoren haben zu gleichen Teilen
Da manuelle Geschicklichkeit ein Vorrecht hauptsächlich von Primaten ist, wurden Verhaltensaufgaben bei Makakenaffen entwickelt. Vier Greif- und Greifaufgaben, die die Fähigkeit und Kraft der Handmanipulation messen, ermöglichen es, die funktionelle Wiederherstellung nach einer Läsion des Zentralnervensystems festzustellen und die Wirkung der Behandlung zu testen.
<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/3588/">Bestimmung der phagozytären Aktivität von klinischen Antikörperproben</a></h2>
Elizabeth G. McAndrew1, Anne-Sophie Dugast1, Anna F. Licht1, Justin R. Eusebio1, Galit Alter1, Margaret E. Ackerman2 1Massachusetts General Hospital, Ragon Institute of MGH, MIT und Harvard, 2Thayer School of Engineering, Dartmouth College
Wir präsentieren einen hochdurchsatz-durchflusszytometrischen Assay zur Bestimmung der phagozytären Aktivität von antigenspezifischen Antikörpern aus klinischen Proben, unter Verwendung von fluoreszierenden Antigen-beschichteten Kügelchen und einer monozytären Zelllinie, die mehrere Fc-Rezeptoren bereitstellende Rezeptornutzung und phagozytäre Aktivitätsbestimmungen in einer standardisierten und reproduzierbaren Weise für jedes Antigen von Interesse exprimiert.
<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/3187/">Studie des Aktin-Zytoskeletts in lebenden Endothelzellen, die GFP-Aktin exprimieren</a></h2>
Travis M. Doggett, Jerome W. Breslin Department of Physiology, Louisiana State University Health Sciences Center Mikroskopische Bildgebung von lebenden Endothelzellen, die GFP-Aktin exprimieren, ermöglicht die Charakterisierung dynamischer Veränderungen in Zytoskelettstrukturen. Im Gegensatz zu Techniken, die fixierte Proben verwenden, ermöglicht diese Methode eine detaillierte Beurteilung der zeitlichen Veränderungen im Aktin-Zytoskelett in denselben Zellen vor, während und nach verschiedenen physikalischen, pharmakologischen oder entzündlichen Reizen.
<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/3260/">Implantation von Radiotelemetrie-Sendern, die Daten über EKG, Herzfrequenz, Körperkerntemperatur und Aktivität bei frei beweglichen Labormäusen liefern</a></h2>
Nikola Cesarovic1, Paulin Jirkof2, Andreas Rettich2, Margarete Arras1 1Abteilung für Chirurgische Forschung, Universitätsspital Zürich, 2Institut für Versuchstierkunde, Universität Zürich
Eine chirurgische Technik zur Implantation von kommerziell erhältlichen Telemetriesendern, die zur kontinuierlichen Messung des Biopotentials (Einkanal-EKG), der Herzfrequenz, der Körperkerntemperatur und der Bewegungsaktivität bei frei beweglichen Mäusen verwendet wird, wird gezeigt. Empfehlungen und Protokolle für die postoperative Versorgung und Schmerzlinderung, die Verbesserung der Genesung, des Wohlbefindens und der Überlebensrate werden ebenfalls vorgestellt.
<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/3381">Elektroporation des kraniofazialen Mesenchyms</a></h2>
Jacqueline M. Tabler, Karen J. Liu Abteilung für kraniofaziale Entwicklung, King's College London
kraniofaziale Knorpel entwickeln sich in engem Kontakt mit anderen Geweben und sind bei lebenden Tieren schwer zu manipulieren. Wir verwenden die Elektroporation, um molekulare Werkzeuge während des Wachstums des kraniofazialen Skeletts zu verabreichen und dabei frühe embryonale Effekte zu umgehen. Dieser Ansatz wird es uns ermöglichen, Kandidatenmoleküle effizient in vivo zu testen.
<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/3379">Slice Elektrophysiologische Aufzeichnung und optogenetische Stimulation von adulten Neuronen im Riechkolben</a></h2>
Matthew Valley, Sebastian Wagner, Benjamin W. Gallarda, Pierre-Marie Lledo Laboratorium für Wahrnehmung und Gedächtnis, Institut Pasteur und Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Erwachsenenneuronen, die ChR2 exprimieren, können in elektrophysiologischen Präparaten manipuliert werden, um ihren Beitrag zur Funktion olfaktorischer neuronaler Schaltkreise zu untersuchen.

dieses november in jove

November 2011: This Month in JoVE

Die Novemberausgabe des Journal of Visualized Experiments beginnt mit einer Reihe von Verhaltensversuchen zur Messung der Greiffähigkeit bei Primaten. Forscher der Universität Freiburg demonstrieren vier Greif- und Reichweiten-Aufgaben, die alle gemeinsame Schritte zur schonenden Fixierung des Tieres und korrekten Positionierung des Kopfes beinhalten. Der Brinkman-Board-Test dient zur Beurteilung des Greifens nach stationären Objekten, während der rotierende Brinkman-Board-Test eine Bedingung darstellt, bei der die Tiere die Position eines Objekts vorausahnen müssen. Der Brinkman-Box-Test ermöglicht die Untersuchung der Feinmotorik unter Bedingungen, bei denen der Affe weniger Freiheitsgrade für die Durchführung der Greifaufgabe hat und die Sicht nicht zur Bewegungssteuerung nutzen kann. Während die Brinkman-Board- und Box-Tests ausschließlich auf der Analyse von während der Experimente aufgezeichnetem Videomaterial basieren, verfügt die Schublade-Reichweiten-Aufgaben-Apparatur über Sensoren, die Greif- und Lastkräfte sowie die Schubladenposition überwachen, wodurch dieser Test geeignet ist, sowohl Kraft als auch Greiffähigkeit zu messen. In Kombination bieten diese vier Tests einen leistungsfähigen Ansatz zur Beurteilung der motorischen Kontrolle im distalen Vordergliedmaßenbereich, und die Gruppe aus Freiburg präsentiert Daten aus Läsionsstudien sowie Experimenten, die darauf abzielen, potenzielle Therapien für Rückenmarkverletzungen zu testen. In Clinical and Translational Medicine arbeiten Kooperationspartner aus der Abteilung für Chirurgische Forschung des Universitätsspitals Zürich und dem Institut für Labortierwissenschaften der Universität Zürich zusammen, um ein Radiotelemetrie-Gerät in Mäuse zu implantieren, mit dem physiologische Messungen an frei beweglichen Tieren durchgeführt werden können. Die Geräte bestehen aus zwei Ableitungen, die in der Lage sind, biopotentielle Aktivität (EKG, EEG oder EMG) sowie Temperatur zu messen, und einem leichten Radiosender (1–200 Hz Bandbreite), der in der Bauchhöhle implantiert werden kann. Der Stress durch das Handling der Tiere sowie die Anästhesie sind bekannte störende Faktoren, die physiologische Messungen beeinflussen; Radiotelemetrie-Geräte sind daher eine praktische Methode, um physiologische Daten aus Tieren in einem ungestörten, natürlichen Zustand zu gewinnen und gleichzeitig Messungen an mehreren Tieren simultan durchzuführen. JoVE erweitert zudem sein Angebot an Elektroporationsprotokollen um eine Methode zur Einführung von Makromolekülen in das kraniofaziale Mesenchym sich entwickelnder Xenopus laevis-Kaulquappen aus dem Liu-Labor am King's College London. Xenopus-Kaulquappen werden in eine Elektroporationskammer überführt, wo sie mit Nukleinsäure injiziert und anschließend einer Elektroporation unterzogen werden, wodurch Expressionsvektoren oder Morpholinos in das sich entwickelnde kraniofaziale Gewebe eingetragen werden. Die Genübertragung in differenzierten Knorpel ist grundsätzlich problematisch, und das Liu-Labor zeigt, dass über Elektroporation Morpholinos in proknorpeliges und knorpeliges Gewebe der Xenopus-Kaulquappe über verschiedene Entwicklungsstadien hinweg eingeführt werden können. Im Bereich Bioengineering veranschaulicht die Zuckerman-Gruppe vom Lawrence Berkeley National Laboratory ihre Methode zur Synthese von Peptoiden, einer Klasse biologisch aktiver organischer Moleküle, die Peptiden ähneln, deren Seitenketten jedoch am Stickstoff der Peptidbindung und nicht am Alpha-Kohlenstoff angebunden sind, wodurch sie proteolytischer Abbaubarkeit widerstehen. Die Zuckerman-Gruppe demonstriert die Submonomer-Synthese, bei der Peptidmonomere nacheinander in Bromacetylierungs- und Bromid-Substitutionsreaktionen hinzugefügt werden, wodurch Länge und Zusammensetzung der Peptoidkette präzise gesteuert werden können. Außerdem vereinfacht die Tatsache, dass die Synthese an Amidharz erfolgt und somit eine Festphasensynthese darstellt, die Reinigung der synthetisierten Peptoide erheblich. Diese Autoren zeigen außerdem, wie die neu synthetisierten Peptoide zur Selbstorganisation in hochgeordnete Strukturen, sogenannte Nanosheets, angeregt werden können, die mittels Fluoreszenz- und Rasterelektronenmikroskopie sichtbar gemacht werden können. Diese Nanosheets könnten als potenzielle Plattform für Protein- und Membranmimetika dienen. Später im Monat präsentiert JoVE für den Bereich Immunologie und Infektion ein Verfahren zur Messung phagozytotischer Aktivität in Zellen, die klinischen Antikörperproben ausgesetzt wurden. Kooperationspartner des Massachusetts General Hospital und des Dartmouth College zeigen, dass THP-1-Zellen Antikörper-gebundene, antigenbeschichtete Kügelchen in Zeitraffervideomikroskopie aufnehmen, und stellen eine plattenbasierte Durchflusszytometrie-Methode zur Quantifizierung des Phagozytoseumfangs vor. Die Autoren verwenden diese Methode, um die Fähigkeit verschiedener Antikörperproben zu bestimmen, Phagozytose auszulösen, beispielsweise solche von HIV-Patienten, die entweder mit antiretroviralen Therapien behandelt wurden oder nicht. Diese Zusammenfassung der JoVE-Inhalte im November bietet einen kurzen Überblick über die Highlights des Monats. Weitere bemerkenswerte Artikel beinhalten Methoden zur Live-Bildgebung zytoskelettaler Dynamik in endothelialen Zellen, zur Messung von Calcium-Fluss in Kardiomyozyten sowie zur Sliceelektrophysiologie erwachsen geborener Neuronen im Riechkolben.

Dieses November in JoVE

Die November-Ausgabe des Journal of Visualized Experiments beginnt mit einer Reihe von Verhaltensexperimenten zur Messung der Greiffähigkeit bei Primaten. Forscher der Universität Fribourg demonstrieren vier Greif- und Reichaufgaben, die alle gemeinsamen Schritten zur komfortablen Fixierung des Tieres und der korrekten Positionierung seines Kopfes folgen. Der Brinkman-Board-Test wird verwendet, um das Greifen nach statischen Objekten zu beurteilen, während das rotierende Brinkman-Board eine Bedingung darstellt, bei der die Tiere die Objektposition antizipieren müssen. Der Brinkman-Box-Test ermöglicht die Untersuchung der Geschicklichkeit unter Bedingungen, bei denen der Affe über weniger Freiheitsgrade zur Ausführung der Greifaufgabe verfügt und seine Bewegung nicht visuell steuern kann. Während die Brinkman-Board- und Box-Tests ausschließlich auf der Analyse von Videos basieren, die während der Experimente aufgenommen wurden, verfügt die Apparatur für die Schubladen-Reichaufgabe über Detektoren, die Greif- und Lastkräfte sowie die Schubladenposition überwachen, wodurch dieser Test zur Messung der Kraft sowie der Greiffähigkeit geeignet ist. In Kombination bieten diese vier Tests einen leistungsfähigen Ansatz zur Beurteilung der motorischen Kontrolle in der distalen Vordergliedmaße, und die Fribourg-Gruppe präsentiert Daten sowohl aus Läsionsstudien als auch aus Experimenten zur Prüfung potenzieller Therapien bei Rückenmarksverletzungen.

Im Bereich Clinical and Translational Medicine arbeiten Kooperationspartner der Division of Surgical Research am Universitätsspital Zürich und des Instituts für Labortierkunde an der Universität Zürich zusammen, um ein Radiotelemetriegerät in Mäuse zu implantieren, das zur Aufnahme physiologischer Messungen bei frei beweglichen Tieren verwendet werden kann. Die Geräte bestehen aus zwei Elektroden, die in der Lage sind, biopotenzielle Aktivität (EKG, EEG oder EMG) sowie die Temperatur zu messen, und einem leichtgewichtigen Radiosender (Bandbreite 1–200 Hz), der in der Bauchhöhle implantiert werden kann. Der Stress durch die Handhabung der Tiere sowie die Anästhesie sind bekannte Störfaktoren, die sich auf physiologische Messungen auswirken; daher sind Radiotelemetriegeräte ein praktischer Weg, um physiologische Daten von Tieren in einem ungestörten, natürlichen Zustand zu gewinnen sowie Messungen an mehreren Tieren gleichzeitig durchzuführen.

JoVE erweitert zudem seine Sammlung an Elektroporationsprotokollen um eine Methode zur Einführung von Makromolekülen in das kraniofaziale Mesenchym von sich entwickelnden Xenopus laevis-Kaulquappen aus dem Liu-Labor am King's College London. Xenopus-Kaulquappen werden in eine Elektroporationskammer überführt, wo sie mit Nukleinsäuren injiziert und anschließend einer Elektroporation unterzogen werden, wodurch Expressionsvektoren oder Morpholinos in das sich entwickelnde kraniofaziale Gewebe geschleust werden. Der Gentransfer in differenzierten Knorpel ist inhärent problematisch, und das Liu-Labor zeigt, dass durch Elektroporation Morpholinos in proknorpeliges und knorpeliges Gewebe der Xenopus-Kaulquappe über eine Reihe von Entwicklungsstadien hinweg eingeführt werden können.

Im Bereich Bioengineering illustriert die Zuckerman-Gruppe vom Lawrence Berkeley National Laboratory ihre Methode zur Synthese von Peptoiden, einer Klasse biologisch aktiver organischer Moleküle, die Peptiden ähneln, bei denen die Seitenketten jedoch am Stickstoff der Peptidbindung statt am Alpha-Kohlenstoff gebunden sind, was sie resistent gegen Proteolyse macht. Die Zuckerman-Gruppe demonstriert die Submonomersynthese, bei der Peptidmonomere sequenziell in Bromoacetylierungs- und Bromid-Substitutionsreaktionen hinzugefügt werden, wodurch die Länge und Zusammensetzung der Peptoidkette präzise gesteuert werden kann. Darüber hinaus vereinfacht die Tatsache, dass die Synthese auf Amid-Harz und somit als Festphasensynthese erfolgt, die Reinigung der synthetisierten Peptoide erheblich. Die Autoren zeigen zudem, wie die neu synthetisierten Peptoide dazu induziert werden können, sich zu hochgeordneten Strukturen, sogenannten Nanosheets, selbst zu organisieren, die mittels Fluoreszenz- und Rasterelektronenmikroskopie visualisiert werden können.

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Entdecken Sie die Highlights der November-Ausgabe von JoVE mit neuen Erkenntnissen zur Neuronenaktivität und innovativen Methoden in der Neurowissenschaft. Visualisierte Experimente erleichtern das Verständnis komplexer biologischer Prozesse.

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Aaron Kolski-Andreaco

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