Name: Este mes de diciembre en JoVe (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2011-12-01T00:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 12 s
Description: Descubre los avances en neurociencia y biología del número de diciembre de JoVE. Este artículo destaca técnicas experimentales innovadoras y nuevos hallazgos sobre mecanismos neuronales para impulsar la reproducibilidad científica.

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<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/2770">Determinación de las estructuras moleculares de las glicoproteínas de la envoltura del VIH mediante tomografía crioelectrónica y promediación automatizada de subtomografías</a></h2>
<color de fuente='black'>Joel R. Meyerson1, 2, Tommi A. White1, Donald Bliss3, Amy Moran3, Alberto Bartesaghi1, Mario J. Borgnia1, M. Jason V. de la Cruz1, David Schauder1, Lisa M. Hartnell1, <color de fuente='negro'>Rachna Nandwani1, 4, <color de fuente='negro'>Moez Dawood5, <color de fuente='negro'>Brianna Kim6, <color de fuente='negro'>Jun Hong Kim7, <color de fuente='negro'>John Sununu8, <color de fuente ='negro'>Lisa Yang9, <color de fuente ='negro'>Siddhant Bhatia10, <color de fuente = 'negro'>Carolyn Subramaniam1, <color de fuente = 'negro'>Darrell E. Hurt11, Laurent Gaudreault12, Sriram Subramaniam1 
 1Laboratorio de Biología Celular, Centro de Investigación del Cáncer, Instituto Nacional del Cáncer, Institutos Nacionales de Salud, 2Unidad de Biología Mitocondrial del Consejo de Investigación Médica, Universidad de Cambridge, 3Biblioteca Nacional de Medicina, InstitutosNacionales de Salud, 4 Instituto Tecnológico de Massachusetts, 5Escuela Secundaria William Fremd, 6Universidad de Virginia, 7Universidad de Duke, 8Universidad de Yale, 9Universidad de Notre Dame , 10Universidad de Washington en St. Louis , 11Rama de Bioinformática y Biociencias Computacionales, Instituto Nacional de Alergias y Enfermedades Infecciosas, Institutos Nacionales de Salud, 12Escuela Secundaria Thomas Jefferson de Ciencia y Tecnología
El protocolo describe un enfoque de alto rendimiento para determinar las estructuras de las proteínas de membrana utilizando la tomografía crioelectrónica y el procesamiento de imágenes en 3D. Cubre los detalles de la preparación de muestras, la recopilación de datos, el procesamiento de datos y la interpretación, y concluye con la producción de un objetivo representativo para el enfoque, la glicoproteína de la envoltura del VIH-1. Estos procedimientos computacionales están diseñados de una manera que permite a los investigadores y estudiantes trabajar de forma remota y contribuir al procesamiento de datos y al análisis estructural.
<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/3118">Mediciones electrofisiológicas y análisis de la nocicepción en lactantes humanos</a></h2>
L. Fabrizi1,*, A. Worley2,*, <color de fuente='negro'>D. Patten1, S. Holdridge1, L. Cornelissen1, J. Meek3, S. Boyd2, R. Pizarra1, 4 
 1Neurociencia, Fisiología y Farmacología, University College London, 2Departamento de Neurofisiología Clínica, Great Ormond Street Hospital, 3Elizabeth Garrett Anderson Obstetric Hospital, University College Hospital, 4Nuffield Departamento de Anestesia, Universidad de Oxford 
 * Estos autores contribuyeron igualmente
El protocolo describe un enfoque de alto rendimiento para determinar las estructuras de las proteínas de membrana utilizando la tomografía crioelectrónica y el procesamiento de imágenes en 3D. Cubre los detalles de la preparación de muestras, la recopilación de datos, el procesamiento de datos y la interpretación, y concluye con la producción de un objetivo representativo para el enfoque, la glicoproteína de la envoltura del VIH-1. Estos procedimientos computacionales están diseñados de una manera que permite a los investigadores y estudiantes trabajar de forma remota y contribuir al procesamiento de datos y al análisis estructural.
<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/3189">Impresión plana y tridimensional de tintas conductoras</a></h2>
Bok Yeop Ahn1, Steven B. Walker1, Scott C. Slimmer1, <color de fuente='negro'>Analisa Russo1, <color de fuente='negro'>Ashley Gupta1, <color de fuente='negro'>Steve Kranz1, <color de fuente='negro'>Eric B. Duoss1, 2, <color de fuente='negro'>Thomas F. Malkowski1, 3, Jennifer A. Lewis1 
 1Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales, Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, 2Centro de Micro y Nanotecnología, Laboratorio Nacional Lawrence Livermore, 3Actualmente en el Centro Interdisciplinario de Semiconductores de Banda Prohibida Amplia, Universidad de California Santa Bárbara 
Se describe la impresión plana y tridimensional de tintas metálicas conductoras. Nuestro enfoque proporciona nuevas vías para la fabricación de dispositivos electrónicos impresos, optoelectrónicos y biomédicos en diseños inusuales a microescala.
<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/3297">Evaluación de la Migración de Células Madre Cancerosas Utilizando Dispositivos Microfluídicos de Compartimentación e Imágenes de Células Vivas</a></h2>
<color de fuente='black'>Yu Huang1, 2,*, <color de fuente='black'>Basheal Agrawal3,*, <color de fuente='black'>Paul A. Clark3, <color de fuente='negro'>Justin C. Williams1, 2, 3, John S. Kuo3, 4 
 1Departamento de Ingeniería Biomédica, Universidad de Wisconsin-Madison, 2Programa de Ciencia de los Materiales, Universidad de Wisconsin-Madison, 3Departamento de Cirugía Neurológica, Universidad de Wisconsin-Madison, 4Centro Oncológico Integral Carbone y Centro de Células Madre y Medicina Regenerativa, Universidad de Wisconsin-Madison 
 * Estos autores contribuyeron igualmente
Se describe un dispositivo microfluídico compartimentador para investigar la migración de células madre cancerosas. Esta novedosa plataforma crea un microambiente celular viable y permite la visualización microscópica de la locomoción de células vivas. Las células cancerosas altamente móviles se aíslan para estudiar los mecanismos moleculares de la infiltración agresiva, lo que podría conducir a terapias futuras más efectivas.
<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/3311">Detección de feromonas por imágenes en un ratón Preparación de corte de tejido agudo vomeronasal</a></h2>
<color de fuente='black'>Julien Brechbühl1, <color de fuente='black'>Gaëlle Luyet1, <color de fuente='black'>Fabian Moine1, <color de fuente='negro'>Ivan Rodriguez2, <color de fuente='negro'>Marie-Christine Broillet1 
 1Departamento de Farmacología y Toxicología, Universidad de Lausana, 2Departamento de Genética y Evolución, Universidad de Ginebra
En ratones, la capacidad de detectar feromonas está mediada principalmente por el órgano vomeronasal (VNO). Aquí, se describe una preparación aguda de corte de tejido de VNO para la realización de imágenes de calcio. Este enfoque fisiológico permite la observación de subpoblaciones y/o neuronas individuales en un tejido vivo y es conveniente para la identificación de receptores-ligandos.
<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/3380">Transducción viral selectiva de neuronas olfativas nacidas en adultos para la estimulación optogenética crónica in vivo</a></h2>
<color de fuente='black'>Gabriel Lepousez, <color de fuente='negro'>Mariana Alonso, <color de fuente='negro'>Sebastian Wagner, <color de fuente='negro'>Benjamin W. Gallarda, Pierre-Marie Lledo 
 Laboratorio de Percepción y Memoria, Institut Pasteur y Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Las neuronas nacidas en adultos del bulbo olfativo pueden controlarse optogenéticamente mediante la inyección lentiviral que expresa Channelrhodopsin2 en la corriente migratoria rostral y la fotoestimulación crónica con un LED en miniatura implantado.
<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/3404">Imágenes de respuestas neuronales en preparaciones de corte de un órgano vomeronasal que expresa un sensor de calcio codificado genéticamente</a></h2>
Limei Ma1, Sachiko Haga-Yamanaka1, Qingfeng Elden Yu1, Qiang Qiu1, SangSeong Kim1, C. Ron Yu1, 2 
 1Instituto Stowers de Investigación Médica, 2Departamento de Anatomía y Biología Celular, Facultad de Medicina de la Universidad de Kansas
El órgano vomeronasal (VNO) detecta señales químicas intraespecie que transmiten información social y reproductiva. Hemos realizado experimentos de imagen de Ca2+ utilizando ratones transgénicos que expresan G-CaMP2 en tejido VNO. Este enfoque nos permite analizar los complicados patrones de respuesta de las neuronas vomeronasales a un gran número de estímulos de feromonas.
<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/3438">Medición de Ca2+ citosólico en linfáticos contráctiles aislados</a></h2>
<color de fuente='black'>Flavia M. Souza-Smith, Kristine M. Kurtz, Jerome W. Breslin 
 Departamento de Fisiología, Facultad de Medicina, Centro de Ciencias de la Salud de la Universidad Estatal de Luisiana
Introducimos un enfoque para evaluar la concentración citosólica de Ca2+ en linfáticos aislados para estudiar los mecanismos dependientes de Ca2+ y sensibilizadores de Ca2+ de la contracción del músculo liso linfático.

este mes de diciembre en jove

December 2011: This Month in JoVE

El Journal of Visualized Experiments (JoVE) cierra el 2011 con un número de diciembre que comienza honrando el Día Mundial del SIDA con un artículo que trata sobre la visualización de la estructura de las glicoproteínas de la envoltura del VIH, que son un componente crítico de la vía de infección viral.
Un método clave para determinar la estructura de la envoltura del virión es la crio-tomografía electrónica. Antes de usar esta técnica, el virus soluble debe vitrificarse en una rejilla de oro, un proceso que implica agregar oro a una suspensión viral, transferir esa suspensión a la rejilla y sumergir la rejilla en etano líquido. Las partículas del virus, presentes en una fina película de líquido en la parte superior de la red, se congelan a una velocidad superior a 100.000 K por segundo. Después de la vitrificación, las muestras recolectadas se cargan en el microscopio electrónico y las regiones definidas con precisión en la rejilla se golpean con un haz de electrones enfocado, mientras que la rejilla está inclinada. La serie de inclinación que resulta de estas sesiones de imágenes se compone de cientos de imágenes individuales, que deben alinearse y promediarse para resolver las proteínas de la envoltura individuales. Este proceso computacionalmente intensivo a menudo requiere clústeres de computadoras, capaces de procesamiento paralelo de acceso remoto, como Biowulf de los NIH.
Una vez completados, los modelos 3D no solo pueden proporcionar información sobre la estructura de las glicoproteínas de la envoltura, sino que también pueden revelar la forma en que interactúan con otras proteínas, como el anticuerpo neutralizante B12, que es información que puede influir en gran medida en el diseño de vacunas.
Este artículo, del laboratorio del Dr. Sriram Subramaniam, incluye contribuciones de veinte autores, incluyendo no solo estudiantes graduados y postdoctorados, sino también estudiantes de secundaria y preparatoria, demostrando que nunca se es demasiado joven para tener un impacto en la lucha contra una enfermedad que ha infectado a más de 60 millones de personas en todo el mundo.
En Medicina Clínica y Traslacional, JoVE presenta un artículo del University College London y la Universidad de Oxford que investiga los correlatos fisiológicos de la nocicepción, o sensación de dolor, en bebés. Por lo general, los bebés responden a los estímulos nocivos llorando y cambiando sus expresiones faciales, reacciones que se consideran autónomas y que dependen de las regiones subcorticales del cerebro.
Con el fin de comprender la participación de la corteza cerebral y la médula espinal en la nocicepción infantil, nuestros autores primero preparan a los bebés para los registros de EEG y EMG. También establecen un monitoreo fisiológico y una grabación de video, de modo que las expresiones faciales del bebé se puedan vincular con los datos fisiológicos. Después de la evaluación de las respuestas del bebé a los estímulos táctiles neutros, el bebé se somete a una punción del talón, un procedimiento clínico utilizado para obtener muestras de sangre de los bebés. Después del procesamiento de los datos, se pueden comparar los potenciales eléctricos entre estímulos nocivos y no nocivos en estos bebés, lo que se espera que conduzca a conclusiones significativas sobre cómo los recién nacidos interpretan la información nociceptiva.
La sección de Bioingeniería de JoVE se centra más en diciembre con un artículo de la Universidad de Wisconsin, Madison, que trata de la fabricación de un dispositivo microfluídico compartimentado para estudiar la migración de células madre cancerosas. Tras el diseño del dispositivo, los moldes maestros se crean mediante fotolitografía para la aplicación de polidimetilsiloxano (PDMS), un compuesto de organosilicio que es transparente y biológicamente inerte, lo que lo hace adecuado para aplicaciones de microfluídica con células vivas. Específicamente, nuestros autores cargan células madre tumorales derivadas de glioblastoma multiforme, un cáncer cerebral altamente maligno, en los dispositivos compartimentados y luego las colocan en un sistema de imágenes especializado que adquiere datos durante unos pocos días. 
El video de lapso de tiempo de estos autores muestra que las células madre cancerosas son capaces de regular su morfología en los canales microfluídicos con restricciones de tamaño de manera muy similar a como lo harían en el espacio intersticial, y el aislamiento fluídico que son posibles gracias a cámaras como estas facilita la detección de fármacos para posibles terapias que pueden afectar la migración de células madre cancerosas.
A finales de mes, JoVE viaja a Francia, donde investigadores del Instituto Pasteur y del Centre National de la Recherche Scientifique, ilustran un método para inducir la expresión del canal rodopsina, un canal iónico activado por la luz, en el bulbo olfativo de ratones, así como la posterior estimulación neuronal utilizando un diodo emisor de luz (LED) en miniatura.
Nuestros autores dan instrucciones detalladas paso a paso para preparar las agujas de inyección y para la inyección precisa del virus en la corriente migratoria rostral, un sitio de migración para los neuroblastos nacidos adultos. Además, muestran cómo se fabrican, calibran e implantan dispositivos de estimulación LED en miniatura sobre una ventana craneal preparada sobre la bombilla. En particular, nuestros autores están interesados en la forma en que las neuronas adultas se integran en los circuitos neuronales olfativos existentes, y muestran que la estimulación LED en animales despiertos que se comportan puede conducir a la activación de neuroblastos transducidos viralmente en el bulbo olfativo, que han migrado desde la corriente migratoria rostral.
Estos video-artículos comprenden lo más destacado de JoVE para el mes de diciembre. Otros próximos artículos notables ilustran los métodos para modelar tintas conductoras en microelectrodos, medir el calcio citosólico en linfáticos contráctiles e imágenes de las respuestas neuronales a las feromonas en el órgano vomeronasal.

Este mes de diciembre en JoVe

The Journal of Visualized Experiments (JoVE) cierra el 2011 con un número de diciembre que comienza honrando el Día Mundial del Sida con un artículo que aborda la visualización de la estructura de las glucoproteínas de la envoltura del VIH, las cuales son un componente crítico de la vía de infección viral. Un método clave para determinar la estructura de la envoltura del virión es la tomografía crioelectrónica. Antes de utilizar esta técnica, el virus soluble debe vitrificarse en una rejilla de oro, un proceso que implica añadir oro a una suspensión viral, transferir dicha suspensión a la rejilla y sumergir la rejilla en etano líquido. Las partículas virales, presentes en una fina película de líquido sobre la rejilla, se congelan a una velocidad superior a 100 000 K por segundo. Tras la vitrificación, las muestras recolectadas se cargan en el microscopio electrónico y regiones definidas con precisión de la rejilla son impactadas por un haz de electrones focalizado mientras se inclina la rejilla. La serie de inclinación resultante de estas sesiones de imagen se compone de cientos de imágenes individuales, que deben alinearse y promediarse para resolver las proteínas de la envoltura individuales. Este proceso computacionalmente intenso a menudo requiere clústeres informáticos capaces de procesamiento paralelo mediante acceso remoto, como el Biowulf del NIH. Una vez completados, los modelos 3D no solo pueden proporcionar información sobre la estructura de las propias glucoproteínas de la envoltura, sino que también pueden revelar la manera en que interactúan con otras proteínas, como el anticuerpo neutralizante B12, información que puede influir considerablemente en el diseño de vacunas. Este artículo, procedente del laboratorio del Dr. Sriram Subramaniam, cuenta con las contribuciones de veinte autores, incluyendo no solo estudiantes de posgrado y posdoctorados, sino también estudiantes de secundaria y bachillerato, demostrando que nunca se es demasiado joven para generar un impacto en la lucha contra una enfermedad que ha infectado a más de 60 millones de personas en todo el mundo. En Medicina Clínica y Traslacional, JoVE presenta un artículo del University College London y de la University of Oxford que investiga los correlatos fisiológicos de la nocicepción, o sensación de dolor, en lactantes. Por lo general, los lactantes responden a los estímulos nocivos llorando y cambiando sus expresiones faciales, reacciones que se consideran autonómicas y dependientes de regiones subcorticales del cerebro. Para comprender la implicación de la corteza cerebral y la médula espinal en la nocicepción infantil, nuestros autores preparan primero a los lactantes para los registros de EEG y EMG. También instalan un sistema de monitorización fisiológica y grabación de vídeo, de modo que las expresiones faciales del lactante puedan vincularse con los datos fisiológicos. Tras la evaluación de las respuestas del lactante a estímulos táctiles neutros, el bebé es sometido a una punción del talón, un procedimiento clínico utilizado para obtener muestras de sangre de lactantes. Tras el procesamiento de los datos, se pueden comparar los potenciales eléctricos entre estímulos nocivos y no nocivos en estos lactantes, lo que se espera que conduzca a conclusiones significativas sobre cómo los recién nacidos interpretan la información nociceptiva. La sección de Bioingeniería de JoVE adopta un enfoque más clínico en diciembre con un artículo de la University of Wisconsin, Madison, que trata sobre la fabricación de un dispositivo microfluídico compartimentado para estudiar la migración de células madre cancerígenas. Tras el diseño del dispositivo, se crean moldes maestros mediante fotolitografía para la aplicación de polidimetilsiloxano (PDMS), un compuesto de organosilicio transparente y biológicamente inerte, lo que lo hace adecuado para aplicaciones de microfluídica con células vivas. Específicamente, nuestros autores cargan células madre tumorales derivadas de glioblastoma multiforme, un cáncer cerebral altamente maligno, en los dispositivos compartimentados y luego los colocan en un sistema de imagen especializado que adquiere datos durante unos pocos días.

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Descubre los avances en neurociencia y biología del número de diciembre de JoVE. Este artículo destaca técnicas experimentales innovadoras y nuevos hallazgos sobre mecanismos neuronales para impulsar la reproducibilidad científica.

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