Name: Ce Décembre au JoVE (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2011-12-01T00:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 12 s
Description: Découvrez les avancées en neurosciences et biologie du numéro de décembre 2011 de JoVE. Cette revue présente des méthodes expérimentales innovantes pour visualiser les processus biologiques complexes.

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<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/2770">Détermination des structures moléculaires des glycoprotéines d’enveloppe du VIH à l’aide de la cryotomographie électronique et du calcul automatique de la moyenne par sous-tomogramme</a></h2>
Joel R. Meyerson1, 2, Tommi A. Blanc1, Donald Bliss3, Amy Moran3, Alberto Bartesaghi1, Mario J. Borgnia1, M. Jason V. de la Cruz1, David Schauder1, Lisa M. Hartnell1, Rachna Nandwani1, 4, Moez Dawood5, Brianna Kim6, Jun Hong Kim7, John Sununu8, Lisa Yang9, Siddhant Bhatia10, Carolyn Subramaniam1, Darrell E. Hurt11, Laurent Gaudreault12, Sriram Subramaniam1 
 1Laboratoire de biologie cellulaire, Centre de recherche sur le cancer, Institut national du cancer, Instituts nationaux de la santé, 2Unité de biologie mitochondriale du Conseil de recherches médicales, Université de Cambridge, 3Bibliothèque nationale de médecine, Instituts nationaux de la santé, 4Institut de technologie du Massachusetts, 5Lycée William Fremd, 6Université de Virginie , 7Université Duke , 8Université de Yale, 9Université de Notre Dame , 10Université Washington à Saint-Louis , 11Direction de la bioinformatique et des biosciences computationnelles, Institut national des allergies et des maladies infectieuses, Instituts nationaux de la santé, 12Lycée Thomas Jefferson pour les sciences et la technologie
Le protocole décrit une approche à haut débit pour déterminer les structures des protéines membranaires à l’aide de la cryo-tomographie électronique et du traitement d’images 3D. Il couvre les détails de la préparation de l’échantillon, de la collecte des données, du traitement et de l’interprétation des données, et se termine par la production d’une cible représentative de l’approche, la glycoprotéine d’enveloppe du VIH-1. Ces procédures de calcul sont conçues de manière à permettre aux chercheurs et aux étudiants de travailler à distance et de contribuer au traitement des données et à l’analyse structurelle.
<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/3118">Mesures électrophysiologiques et analyse de la nociception chez les nourrissons humains</a></h2>
L. Fabrizi1,*, A. Worley2,*, D. Patten1, S. Holdridge1, L. Cornelissen1, J. Meek3, S. Boyd2, R. Slater1, 4 
 1Neurosciences, physiologie et pharmacologie, University College London, 2Département de neurophysiologie clinique, Great Ormond Street Hospital, 3Hôpital obstétrique Elizabeth Garrett Anderson, University College Hospital, 4Département d’anesthésie Nuffield, Université d’Oxford 
 * Ces auteurs ont contribué à parts égales
Le protocole décrit une approche à haut débit pour déterminer les structures des protéines membranaires à l’aide de la cryo-tomographie électronique et du traitement d’images 3D. Il couvre les détails de la préparation de l’échantillon, de la collecte des données, du traitement et de l’interprétation des données, et se termine par la production d’une cible représentative de l’approche, la glycoprotéine d’enveloppe du VIH-1. Ces procédures de calcul sont conçues de manière à permettre aux chercheurs et aux étudiants de travailler à distance et de contribuer au traitement des données et à l’analyse structurelle.
<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/3189">Impression plane et tridimensionnelle d’encres conductrices</a></h2>
<font color='black'>Bok Yeop Ahn1, Steven B. Walker1, Scott C. Slimmer1, Analisa Russo1, Ashley Gupta1, Steve Kranz1, Eric B. Duoss1, 2, Thomas F. Malkowski1, 3, Jennifer A. Lewis1 
 1Département de science et d’ingénierie des matériaux, Université de l’Illinois à Urbana-Champaign, 2Centre de micro- et nanotechnologie, Lawrence Livermore National Laboratory, 3actuellement au Centre interdisciplinaire pour les semi-conducteurs à large bande interdite, Université de Californie à Santa Barbara 
L’impression plane et tridimensionnelle d’encres métalliques conductrices est décrite. Notre approche offre de nouvelles voies pour la fabrication de dispositifs électroniques, optoélectroniques et biomédicaux imprimés dans des dispositions inhabituelles à l’échelle microscopique.
<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/3297">Évaluation de la migration des cellules souches cancéreuses à l’aide de dispositifs microfluidiques compartimentants et de l’imagerie de cellules vivantes</a></h2>
Yu Huang1, 2,*, Basheal Agrawal3,*, Paul A. Clark3, Justin C. Williams1, 2, 3, John S. Kuo3, 4 
 1Département de génie biomédical, Université du Wisconsin-Madison, 2Programme de science des matériaux, Université du Wisconsin-Madison, 3Département de chirurgie neurologique, Université du Wisconsin-Madison, 4Centre de cancérologie Carbone Comprehensive et Centre de cellules souches et de médecine régénérative, Université du Wisconsin-Madison 
 * Ces auteurs ont contribué à parts égales
Un dispositif microfluidique compartimentant pour étudier la migration des cellules souches cancéreuses est décrit. Cette nouvelle plateforme crée un microenvironnement cellulaire viable et permet la visualisation microscopique de la locomotion des cellules vivantes. Les cellules cancéreuses très mobiles sont isolées pour étudier les mécanismes moléculaires de l’infiltration agressive, ce qui pourrait conduire à des thérapies futures plus efficaces.
<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/3311">Imagerie de la détection de phéromones dans une coupe de tissu voméronasale aiguë de souris</a></h2>
<font color='black'>Julien Brechbühl1, Gaëlle Luyet1, Fabian Moine1, Ivan Rodriguez2, Marie-Christine Broillet1 
 1Département de pharmacologie et de toxicologie, Université de Lausanne, 2Département de génétique et évolution, Université de Genève
Chez la souris, la capacité de détection des phéromones est principalement médiée par l’organe voméronasal (VNO). Ici, une préparation de coupe tissulaire aiguë de VNO pour la réalisation d’une imagerie calcique est décrite. Cette approche physiologique permet d’observer des sous-populations et/ou des neurones individuels dans un tissu vivant et est pratique pour l’identification récepteur-ligand.
<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/3380">Transduction virale sélective de neurones olfactifs nés à l’âge adulte pour une stimulation optogénétique chronique in vivo</a></h2>
Gabriel Lepousez, Mariana Alonso, Sebastian Wagner, Benjamin W. Gallarda, Pierre-Marie Lledo 
 Laboratoire de perception et de mémoire, Institut Pasteur et Centre national de la recherche scientifique (CNRS)
Les neurones du bulbe olfactif nés à l’âge adulte peuvent être contrôlés optogénétiquement à l’aide d’une injection lentivirale exprimant la Channelrhodopsine2 dans le flux migratoire rostral et d’une photostimulation chronique avec une LED miniature implantée.
<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/3404">Imagerie des réponses neuronales dans des préparations en tranches d’un organe voméronasal exprimant un capteur de calcium génétiquement codé</a></h2>
Limei Ma1, Sachiko Haga-Yamanaka1, Qingfeng Elden Yu1, Qiang Qiu1, SangSeong Kim1, C. Ron Yu1, 2 
 1Institut Stowers pour la recherche médicale, 2Département d’anatomie et de biologie cellulaire, École de médecine de l’Université du Kansas
L’organe voméronasal (VNO) détecte les signaux chimiques intraspécifiques qui transmettent des informations sociales et reproductives. Nous avons réalisé des expériences d’imagerie Ca2+ en utilisant des souris transgéniques exprimant G-CaMP2 dans le tissu VNO. Cette approche nous permet d’analyser les modèles de réponse complexes des neurones voméronaux à un grand nombre de stimuli de phéromones.
<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/3438">Mesure du Ca2+ cytosolique dans les lymphatiques contractiles isolés</a></h2>
Flavia M. Souza-Smith, Kristine M. Kurtz, Jerome W. Breslin 
 Département de physiologie, École de médecine, Centre des sciences de la santé de l’Université d’État de Louisiane
Nous introduisons une approche pour évaluer la concentration cytosolique de Ca2+ dans des lymphatiques isolés afin d’étudier les mécanismes de contraction des muscles lisses lymphatiques dépendants de Ca2+ et de Ca2+.

Pas de conflits d&#39;intérêt déclarés.

ce décembre au jove

December 2011: This Month in JoVE

The Journal of Visualized Experiments (JoVE) termine l’année 2011 avec un numéro de décembre qui commence par honorer la Journée mondiale du sida avec un article qui traite de la visualisation de la structure des glycoprotéines de l’enveloppe du VIH, qui sont un composant essentiel de la voie d’infection virale.
Une méthode clé pour déterminer la structure de l’enveloppe du virion est la cryotomographie électronique. Avant d’utiliser cette technique, le virus soluble doit être vitrifié sur une grille d’or - un processus qui consiste à ajouter de l’or à une suspension virale, à transférer cette suspension sur la grille et à plonger la grille dans de l’éthane liquide. Les particules virales, présentes dans une fine pellicule de liquide au sommet de la grille, sont congelées à un taux supérieur à 100 000 K par seconde. Après la vitrification, les échantillons collectés sont chargés dans le microscope électronique et des régions précisément définies de la grille sont frappées par un faisceau d’électrons focalisé, tandis que la grille est inclinée. La série d’inclinaison qui résulte de ces séances d’imagerie est composée de centaines d’images individuelles, qui doivent être alignées et moyennées pour résoudre les protéines d’enveloppe individuelles. Ce processus de calcul intense nécessite souvent des grappes d’ordinateurs, capables d’accéder à distance à un traitement parallèle, comme Biowulf du NIH.
Une fois terminés, les modèles 3D peuvent non seulement fournir un aperçu de la structure des glycoprotéines d’enveloppe elles-mêmes, mais peuvent également révéler la manière dont elles interagissent avec d’autres protéines, comme l’anticorps neutralisant B12, qui est une information qui peut grandement influencer la conception du vaccin.
Cet article, du laboratoire du Dr Sriram Subramaniam, implique les contributions d’une vingtaine d’auteurs, dont non seulement des étudiants diplômés et postdoctoraux, mais aussi des collégiens et lycéens, montrant que l’on n’est jamais trop jeune pour avoir un impact dans la lutte contre une maladie qui a infecté plus de 60 millions de personnes, dans le monde.
Dans Clinical and Translational Medicine, JoVE présente un article de l’University College London et de l’Université d’Oxford qui étudie les corrélats physiologiques de la nociception, ou sensation de douleur, chez les nourrissons. En règle générale, les nourrissons réagissent aux stimuli nocifs en pleurant et en modifiant leurs expressions faciales - des réactions considérées comme autonomes et dépendantes des régions sous-corticales du cerveau.
Afin de comprendre l’implication du cortex cérébral et de la moelle épinière dans la nociception infantile, nos auteurs préparent d’abord les nourrissons aux enregistrements EEG et EMG. Ils mettent également en place un suivi physiologique et un enregistrement vidéo, afin que les expressions faciales du nourrisson puissent être liées aux données physiologiques. Après l’évaluation des réponses du nourrisson à des stimuli tactiles neutres, le bébé est soumis à un talonnage - une procédure clinique utilisée pour obtenir des échantillons de sang chez les nourrissons. Après le traitement des données, les potentiels électriques peuvent être comparés entre les stimuli nocifs et non nocifs chez ces nourrissons, ce qui, espérons-le, mènera à des conclusions significatives sur la façon dont les informations nociceptives sont interprétées par les nouveau-nés.
La section Bio-ingénierie de JoVE se concentre davantage sur la clinique en décembre avec un article de l’Université du Wisconsin, Madison, qui implique la fabrication d’un dispositif microfluidique compartimenté pour étudier la migration des cellules souches cancéreuses. Après la conception du dispositif, des moules maîtres sont créés par photolithographie pour l’application de poly diméthylsiloxane (PDMS) - un composé organosilicié transparent et biologiquement inerte - ce qui le rend adapté aux applications microfluidiques avec des cellules vivantes. Plus précisément, nos auteurs chargent des cellules souches tumorales dérivées d’un glioblastome multiforme, un cancer du cerveau hautement malin, dans les dispositifs compartimentés, puis les placent dans un système d’imagerie spécialisé qui acquiert des données sur quelques jours. 
Les vidéos en accéléré de ces auteurs montrent que les cellules souches cancéreuses sont capables de réguler leur morphologie dans les canaux microfluidiques à taille limitée comme elles le feraient dans l’espace interstitiel, et l’isolement fluidique rendu possible par des chambres comme celles-ci facilite le dépistage de médicaments pour des thérapies potentielles pouvant affecter la migration des cellules souches cancéreuses.
Vers la fin du mois, JoVE se rend en France, où des chercheurs de l’Institut Pasteur et du Centre National de la Recherche Scientifique, illustrent une méthode pour induire l’expression du canal-rhodopsine, un canal ionique activé par la lumière, dans le bulbe olfactif des souris, ainsi que la stimulation neuronale ultérieure à l’aide d’une diode électroluminescente (LED) miniature.
Nos auteurs donnent des instructions détaillées étape par étape pour la préparation des aiguilles d’injection, et pour l’injection précise du virus dans le flux migratoire rostral, un site de migration pour les neuroblastes nés adultes. De plus, ils montrent comment des dispositifs de stimulation LED miniatures sont fabriqués, calibrés et implantés au sommet d’une fenêtre crânienne préparée sur l’ampoule. En particulier, nos auteurs s’intéressent à la façon dont les neurones nés adultes s’intègrent dans les circuits neuronaux olfactifs existants, et ils montrent que la stimulation LED chez les animaux éveillés peut conduire à l’activation de neuroblastes traduits par le virus dans le bulbe olfactif, qui ont migré du flux migratoire rostral.
Ces vidéos-articles comprennent les temps forts de JoVE pour le mois de décembre. D’autres articles à venir illustrent des méthodes pour structurer des encres conductrices dans des microélectrodes, mesurer le calcium cytosolique dans les lymphatiques contractiles et imager les réponses neuronales aux phéromones dans l’organe voméronasal.

Ce Décembre au JoVE

Le Journal of Visualized Experiments (JoVE) clôture l'année 2011 avec un numéro de décembre qui débute en honorant la Journée mondiale de lutte contre le sida par un article traitant de la visualisation de la structure des glycoprotéines de l'enveloppe du VIH, lesquelles constituent un composant critique de la voie d'infection virale. L'une des méthodes clés pour déterminer la structure de l'enveloppe du virion est la tomographie cryo-électronique. Avant d'utiliser cette technique, le virus soluble doit être vitrifié sur une grille d'or, un processus qui consiste à ajouter de l'or à une suspension virale, à transférer cette suspension sur la grille, puis à plonger la grille dans de l'éthane liquide. Les particules virales, présentes dans un mince film liquide au sommet de la grille, sont congelées à une vitesse supérieure à 100 000 K par seconde. Après la vitrification, les échantillons collectés sont chargés dans le microscope électronique et des régions précisément définies de la grille sont frappées par un faisceau d'électrons focalisé, pendant que la grille est inclinée. La série d'inclinaison résultant de ces sessions d'imagerie est composée de centaines d'images individuelles, qui doivent être alignées et moyennées pour résoudre les protéines d'enveloppe individuelles. Ce processus, gourmand en ressources informatiques, nécessite souvent des clusters de serveurs capables de traitement parallèle par accès distant, tel que le Biowulf du NIH. Une fois terminés, les modèles 3D peuvent non seulement fournir un aperçu de la structure des glycoprotéines d'enveloppe elles-mêmes, mais peuvent également révéler la manière dont elles interagissent avec d'autres protéines, comme l'anticorps neutralisant B12, une information susceptible d'influencer grandement la conception des vaccins. Cet article, issu du laboratoire du Dr Sriram Subramaniam, implique les contributions de vingt auteurs, comprenant non seulement des étudiants de troisième cycle et des postdoctorants, mais aussi des élèves du secondaire, démontrant qu'on n'est jamais trop jeune pour avoir un impact dans la lutte contre une maladie qui a infecté plus de 60 millions de personnes dans le monde. En médecine clinique et translationnelle, JoVE présente un article de l'University College London et de l'Université d'Oxford qui examine les corrélats physiologiques de la nociception, ou sensation de douleur, chez les nourrissons. Typiquement, les nourrissons répondent aux stimuli nocifs par des pleurs et un changement d'expression faciale, des réactions considérées comme autonomes et dépendantes des régions sous-corticales du cerveau. Afin de comprendre l'implication du cortex cérébral et de la moelle épinière dans la nociception infantile, nos auteurs préparent d'abord les nourrissons pour des enregistrements EEG et EMG. Ils mettent également en place un suivi physiologique et un enregistrement vidéo, afin que les expressions faciales du nourrisson puissent être liées aux données physiologiques. Après l'évaluation des réponses du nourrisson à des stimuli tactiles neutres, le bébé est soumis à une piqûre au talon, une procédure clinique utilisée pour obtenir des échantillons de sang chez les nourrissons. Après traitement des données, les potentiels électriques peuvent être comparés entre stimuli nocifs et non nocifs chez ces nourrissons, ce qui permettraHopefully de tirer des conclusions significatives sur la manière dont l'information nociceptive est interprétée par les nouveau-nés. La section Bioingénierie de JoVE adopte une approche plus clinique en décembre avec un article de l'Université du Wisconsin, Madison, qui porte sur la fabrication d'un dispositif microfluidique compartimenté pour l'étude de la migration des cellules souches cancéreuses. Après la conception du dispositif, des moules maîtres sont créés par photolithographie pour l'application de polydiméthylsiloxane (PDMS) — un composé d'organosilicium transparent et biologiquement inerte — ce qui le rend approprié pour des applications microfluidiques avec des cellules vivantes. Plus précisément, nos auteurs chargent des cellules souches tumorales dérivées du glioblastome multiforme, un cancer cérébral hautement malin, dans les dispositifs compartimentés, puis les placent dans un système d'imagerie spécialisé qui acquiert des données sur plusieurs jours.

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