Name: זה דצמבר יופיטר (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2011-12-01T00:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 12 s
Description: חקור את ההתקדמות בנוירוסיינס וביולוגיה מגיליון דצמבר 2011 של JoVE. למד טכניקות ניסיוניות חדשניות לחקר מנגנונים עצביים ושיטות ויזואליות לשכפול מחקרים מדעיים.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/2770">קביעת מבנים מולקולריים של גליקופרוטאינים של מעטפת HIV באמצעות טומוגרפיה קריו-אלקטרונית וממוצע תת-טומוגרפיה אוטומטי</a></h2>
Joel R. מאירסון1, 2, Tommi A. לבן1, דונלד בליס3, איימי מורן3, 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, דארל א. Hurt11, Laurent Gaudreault12, Sriram Subramaniam1 
 1המעבדה לביולוגיה של התא, המרכז לחקר הסרטן, המכון הלאומי לסרטן, המכונים הלאומיים לבריאות, 2מועצת המחקר הרפואי היחידה לביולוגיה מיטוכונדריאלית, אוניברסיטת קיימברידג', 3הספרייה הלאומית לרפואה, המכונים הלאומיים לבריאות, 4המכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס, 5בית הספר התיכון וויליאם פרמד, 6אוניברסיטת וירג'יניה, 7אוניברסיטת דיוק, 8אוניברסיטת ייל, 9אוניברסיטת נוטרדאם, 10אוניברסיטת וושינגטון בסנט לואיס, 11ענף ביואינפורמטיקה ומדעי ביולוגיה חישוביים, המכון הלאומי לאלרגיה ומחלות זיהומיות, המכונים הלאומיים לבריאות, 12בית הספר התיכון תומאס ג'פרסון למדע וטכנולוגיה
הפרוטוקול מתאר גישה בעלת תפוקה גבוהה לקביעת מבנים של חלבוני ממברנה באמצעות טומוגרפיה קריו-אלקטרונית ועיבוד תמונה תלת מימדית. הוא מכסה את הפרטים של הכנת דגימות, איסוף נתונים, עיבוד נתונים ופרשנות, ומסתיים בייצור יעד מייצג לגישה, גליקופרוטאין מעטפת HIV-1. הליכים חישוביים אלו מתוכננים באופן המאפשר לחוקרים ולסטודנטים לעבוד מרחוק ולתרום לעיבוד נתונים וניתוח מבני.
<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/3118">מדידות אלקטרופיזיולוגיות וניתוח של כאבי כאב בתינוקות אנושיים</a></h2>
L. Fabrizi1,*, A. Worley2,*, D. פטן1, S. הולדרידג'1, L. קורנליסן1, J. Meek3, S. בויד2, R. סלייטר1, 4 
 1מדעי המוח, פיזיולוגיה ופרמקולוגיה, יוניברסיטי קולג' לונדון, 2המחלקה לנוירופיזיולוגיה קלינית, בית החולים גרייט אורמונד סטריט, 3בית החולים למיילדות אליזבת גארט אנדרסון, בית החולים האוניברסיטאי קולג', 4מחלקת ההרדמה של נופילד, אוניברסיטת אוקספורד 
 * מחברים אלה תרמו באותה מידה
הפרוטוקול מתאר גישה בעלת תפוקה גבוהה לקביעת מבנים של חלבוני ממברנה באמצעות טומוגרפיה קריו-אלקטרונית ועיבוד תמונה תלת מימדית. הוא מכסה את הפרטים של הכנת דגימות, איסוף נתונים, עיבוד נתונים ופרשנות, ומסתיים בייצור יעד מייצג לגישה, גליקופרוטאין מעטפת HIV-1. הליכים חישוביים אלו מתוכננים באופן המאפשר לחוקרים ולסטודנטים לעבוד מרחוק ולתרום לעיבוד נתונים וניתוח מבני.
<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/3189">הדפסה מישורית ותלת מימדית של דיו מוליך</a></h2>
Bok Yeop Ahn1, Steven B. ווקר1, Scott C. Slimmer1, Analisa Russo1, Ashley Gupta1, Steve Kranz1, Eric B. Duoss1, 2, Thomas F. מלקובסקי1, 3, ג'ניפר א. לואיס1 
 1המחלקה למדע והנדסה של חומרים, אוניברסיטת אילינוי באורבנה-שמפיין, 2המרכז למיקרו וננוטכנולוגיה, המעבדה הלאומית לורנס ליברמור, 3כיום במרכז הבין-תחומי למוליכים למחצה עם פער פס רחב, אוניברסיטת קליפורניה סנטה ברברה 
מתוארת הדפסה מישורית ותלת מימדית של דיו מתכתי מוליך. הגישה שלנו מספקת דרכים חדשות לייצור מכשירים אלקטרוניים, אופטו-אלקטרוניים וביו-רפואיים מודפסים בפריסות יוצאות דופן בקנה מידה מיקרו.
<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/3297">הערכת נדידת תאי גזע סרטניים באמצעות מידור התקנים מיקרופלואידיים והדמיית תאים חיים</a></h2>
<font color='black'>Yu Huang1, 2,*, Basheal Agrawal3,*, Paul A. קלארק3, ג'סטין סי. ויליאמס1, 2, 3, John S. קואו3, 4 
 1המחלקה להנדסה ביו-רפואית, אוניברסיטת ויסקונסין-מדיסון, 2תוכניות למדעי החומרים, אוניברסיטת ויסקונסין-מדיסון, 3המחלקה לכירורגיה נוירולוגית, אוניברסיטת ויסקונסין-מדיסון, 4מרכז סרטן מקיף קרבון והמרכז לתאי גזע ורפואה רגנרטיבית, אוניברסיטת ויסקונסין-מדיסון 
 * מחברים אלה תרמו באותה מידה
מתואר מכשיר מיקרופלואידית למידור לחקירת נדידת תאי גזע סרטניים. פלטפורמה חדשנית זו יוצרת מיקרו-סביבה תאית בת קיימא ומאפשרת הדמיה מיקרוסקופית של תנועת תאים חיים. תאי סרטן בעלי תנועה גבוהה מבודדים כדי לחקור מנגנונים מולקולריים של חדירה אגרסיבית, מה שעשוי להוביל לטיפולים עתידיים יעילים יותר.
<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/3311">הדמיית חישת פרומון בהכנת פרוסת רקמה חריפה של עכבר וומרונזאלי</a></h2>
<font color='black'>Julien Brechbühl1, Gaëlle Luyet1, Fabian Moine1, Ivan Rodriguez2, Marie-Christine Broillet1 
 1המחלקה לפרמקולוגיה וטוקסיקולוגיה, אוניברסיטת לוזאן, 2המחלקה לגנטיקה ואבולוציה, אוניברסיטת ז'נבה
בעכברים, היכולת לזהות פרומונים מתווכת בעיקר על ידי האיבר הוומרונזאלי (VNO). כאן מתוארת הכנת פרוסת רקמה חריפה של VNO לביצוע הדמיית סידן. גישה פיזיולוגית זו מאפשרת תצפיות על תת-אוכלוסיות ו/או נוירונים בודדים ברקמה חיה ונוחה לזיהוי קולטן-ליגנד.
<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/3380">התמרה ויראלית סלקטיבית של נוירוני ריח שנולדו במבוגרים לגירוי אופטוגנטי כרוני in vivo</a></h2>
Gabriel Lepousez, Mariana Alonso, Sebastian Wagner, Benjamin W. Gallarda, Pierre-Marie Lledo 
 המעבדה לתפיסה וזיכרון, מכון פסטר והמרכז הלאומי למחקר מדעי (CNRS)
ניתן לשלוט אופטוגנטית בנוירונים שנולדו בבגרות של נורת הריח באמצעות הזרקת לנטי-ויראלי המבטא Channelrhodopsin2 בזרם הנדידה הרוסטרלי וגירוי פוטו-גירוי כרוני עם נורית LED מיניאטורית מושתלת.
<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/3404">הדמיית תגובות עצביות בהכנות פרוסות של איבר וומרונזאלי המבטא חיישן סידן מקודד גנטית</a></h2>
<font color='black'>Limei Ma1, Sachiko Haga-Yamanaka1, Qingfeng Elden Yu1, Qiang Qiu1, SangSeong Kim1, C. Ron Yu1, 2 
 1מכון סטוארס למחקר רפואי, 2המחלקה לאנטומיה וביולוגיה של התא, בית הספר לרפואה של אוניברסיטת קנזס
האיבר הוומרונזאלי (VNO) מזהה אותות כימיים תוך-מינים המעבירים מידע חברתי ורבייה. ביצענו ניסויי הדמיה Ca2+ באמצעות עכברים טרנסגניים המבטאים G-CaMP2 ברקמת VNO. גישה זו מאפשרת לנו לנתח את דפוסי התגובה המורכבים של תאי העצב הוומרונזאליים למספר רב של גירויים פרומונים.
<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/3438">מדידה של Ca2+ ציטוזולי בלימפה מתכווצת מבודדת</a></h2>
Flavia M. סוזה-סמית', קריסטין מ. קורץ, Jerome W. ברסלין 
 המחלקה לפיזיולוגיה, בית הספר לרפואה, המרכז למדעי הבריאות של אוניברסיטת לואיזיאנה סטייט
אנו מציגים גישה להערכת ריכוז Ca2+ הציטוזולי בלימפה מבודדת כדי לחקור מנגנונים תלויי Ca2+ ורגישות Ca2+ של התכווצות שריר חלק לימפטי.

אין ניגודי אינטרסים הכריז.

זה דצמבר יופיטר

December 2011: This Month in JoVE

כתב העת לניסויים חזותיים (JoVE) סוגר את 2011 בגיליון דצמבר שמתחיל בכבוד ליום האיידס העולמי עם מאמר העוסק בהדמיה של המבנה של גליקופרוטאינים במעטפת HIV, שהם מרכיב קריטי במסלול הזיהום הנגיפי.
אחת השיטות המרכזיות לקביעת מבנה מעטפת הוויריון היא טומוגרפיה קריו-אלקטרונית. לפני השימוש בטכניקה זו, יש לזגג וירוס מסיס על רשת זהב - תהליך הכולל הוספת זהב לתרחיף ויראלי, העברת התרחיף לרשת וצלילה של הרשת לתוך אתאן נוזלי. חלקיקי הנגיף, הנמצאים בשכבה דקה של נוזל על גבי הרשת, קפואים בקצב של יותר מ-100,000 קלווין לשנייה. לאחר הזיגוג, דגימות שנאספו נטענות למיקרוסקופ האלקטרונים ואזורים מוגדרים במדויק ברשת נפגעים בקרן אלקטרונים ממוקדת, בזמן שהרשת מוטה. סדרת ההטיה הנובעת ממפגשי הדמיה אלה מורכבת ממאות תמונות בודדות, אותן יש ליישר ולחשב ממוצע כדי לפתור חלבוני מעטפת בודדים. תהליך אינטנסיבי מבחינה חישובית זה דורש לעתים קרובות אשכולות מחשבים, המסוגלים לעיבוד מקביל לגישה מרחוק, כמו Biowulf של NIH.
לאחר השלמתם, מודלים תלת-ממדיים יכולים לא רק לספק תובנה לגבי המבנה של גליקופרוטאינים במעטפת עצמם, אלא גם לחשוף את האופן שבו הם מקיימים אינטראקציה עם חלבונים אחרים, כמו הנוגדן המנטרל B12, שהוא מידע שיכול להשפיע מאוד על תכנון החיסון.
מאמר זה, ממעבדתו של ד"ר סריראם סוברמניאם, כולל תרומות של עשרים מחברים, כולל לא רק סטודנטים לתארים מתקדמים ופוסט-דוקטורנטים, אלא גם תלמידי חטיבות ביניים ותיכון, המראים שאתם אף פעם לא צעירים מדי כדי להשפיע במאבק נגד מחלה שהדביקה יותר מ-60 מיליון בני אדם ברחבי העולם.
ברפואה קלינית ותרגומית, JoVE מציג מאמר מאוניברסיטת קולג' לונדון ואוניברסיטת אוקספורד החוקר את המתאמים הפיזיולוגיים של כאב, או תחושת כאב, אצל תינוקות. בדרך כלל, תינוקות מגיבים לגירויים מזיקים על ידי בכי ושינוי הבעות הפנים שלהם - תגובות הנחשבות אוטונומיות ותלויות באזורים תת-קורטיקליים במוח.
על מנת להבין את המעורבות של קליפת המוח וחוט השדרה בכאב אצל תינוקות, המחברים שלנו מכינים תחילה תינוקות להקלטות EEG ו-EMG. הם גם הקימו ניטור פיזיולוגי והקלטת וידאו, כך שניתן יהיה לקשר את הבעות הפנים של התינוק לנתונים פיזיולוגיים. לאחר הערכת תגובות התינוק לגירוי מישוש ניטרלי, התינוק נתון לריסוק עקב - הליך קליני המשמש להשגת דגימות דם מתינוקות. לאחר עיבוד הנתונים, ניתן להשוות פוטנציאלים חשמליים בין גירויים מזיקים ולא מזיקים בתינוקות אלה, מה שיוביל בתקווה למסקנות משמעותיות, לגבי האופן שבו מידע נוסיספטיבי מתפרש על ידי יילודים.
מדור הביו-הנדסה של JoVE מקבל מיקוד קליני יותר בדצמבר עם מאמר מאוניברסיטת ויסקונסין, מדיסון, העוסק בייצור מכשיר מיקרופלואידית ממודר לחקר נדידת תאי גזע סרטניים. לאחר תכנון המכשיר, תבניות מאסטר נוצרות על ידי פוטוליתוגרפיה ליישום פולי דימתיל סילוקסן (PDMS) - תרכובת אורגנו-סיליקון שקופה ואינרטית ביולוגית - מה שהופך אותה למתאימה ליישומי מיקרופלואידיקה עם תאים חיים. באופן ספציפי, המחברים שלנו טוענים תאי גזע של גידול שמקורם בגליובלסטומה רב-צורנית, סרטן מוח ממאיר מאוד, לתוך המכשירים הממודרים ולאחר מכן מניחים אותם במערכת הדמיה מיוחדת שרוכשת נתונים במשך מספר ימים. 
סרטון Time lapse של מחברים אלה מראה שתאי גזע סרטניים מסוגלים לווסת את המורפולוגיה שלהם בתעלות המיקרופלואידיות המוגבלות בגודל, בדומה לחלל הביניים, ובידוד נוזלי המתאפשר על ידי תאים כאלה מקל על בדיקת תרופות לטיפולים פוטנציאליים שיכולים להשפיע על נדידת תאי גזע סרטניים.
בסוף החודש, ג'וב נוסע לצרפת, שם חוקרים ממכון פסטר והמרכז הלאומי למחקר מדעי, מדגימים שיטה להשראת ביטוי של ערוץ-רודופסין, תעלת יונים המופעלת על ידי אור, לתוך פקעת הריח של עכברים, כמו גם גירוי עצבי לאחר מכן באמצעות דיודה פולטת אור מיניאטורית (LED).
המחברים שלנו נותנים הוראות מפורטות שלב אחר שלב להכנת מחטי הזרקה, ולהזרקה מדויקת של הנגיף לזרם הנדידה הרוסטרלי, אתר נדידה עבור נוירובלסטים שנולדו בוגרים. יתר על כן, הם מראים כיצד מכשירי גירוי LED מיניאטוריים מיוצרים, מכוילים ומושתלים על גבי חלון גולגולת שהוכן מעל הנורה. בפרט, המחברים שלנו מתעניינים באופן שבו נוירונים שנולדו בוגרים משתלבים במעגלים עצביים קיימים של חוש הריח, והם מראים שגירוי LED בבעלי חיים שמתנהגים ערים, יכול להוביל להפעלה של נוירובלסטים ויראלית בפקעת הריח, שהיגרו מזרם הנדידה הרוסטרלי.
מאמרי וידאו אלה מהווים את נקודות השיא של JoVE לחודש דצמבר. מאמרים נוספים ראויים לציון בקרוב ממחישים שיטות לדפוס דיו מוליך למיקרואלקטרודות, מדידת סידן ציטוזולי בלימפה מתכווצת והדמיית תגובות עצביות לפרומונים באיבר הוומרונזאלי.

The Journal of Visualized Experiments (JoVE) חותם את שנת 2011 עם גיליון דצמבר, הנפתח בהוקרה ליום האיידס העולמי באמצעות מאמר העוסק בוויזואליזציה של המבנה של גליקופרוטאיני המעטפת של HIV, המהווים מרכיב קריטי במסלול הזיהום הוויראלי. שיטה מרכזית לקביעת מבנה מעטפת הוויריון היא טומוגרפיית אלקטרונים קריוגנית (cryo-electron tomography). לפני השימוש בטכניקה זו, יש להפוך נגיף מסיס למצב ויטריפיקציה (vitrification) על גבי רשת זהב - תהליך הכולל הוספת זהב לתליה ויראלית, העברת התליה לרשת, וטבילת הרשת באתאן נוזלי. חלקיקי הנגיף, הנמצאים בשכבת נוזל דקה על גבי הרשת, מקופאים בקצב העולה על 100,000 קלווין לשנייה. לאחר הוויטריפיקציה, הדגימות שנאספו נטענות לתוך מיקרוסקופ האלקטרונים, ואזקרים המוגדרים במדויק על גבי הרשת נחשפים לאלומה ממוקדת של אלקטרונים, בעוד הרשת מוטה. סדרת ההטיה (tilt series) הנובעת ממפגשי הדמיה אלו מורכבת ממאות תמונות בודדות, אותן יש ליישר ולבצע להן מיצוע כדי להבחין בחלבוני מעטפת בודדים. תהליך זה, העתיר במחשוב, דורש לעיתים קרומי מחשבים המסוגלים לעבד נתונים במקביל באמצעות גישה מרחוק, כגון Biowulf של ה-NIH. עם השלמת התהליך, מודלים תלת-ממדיים יכולים לספק תובנות לא רק לגבי המבנה של גליקופרוטאיני המעטפת עצמם, אלא גם לחשוף את האופן שבו הם מקיימים אינטראקציה עם חלבונים אחרים, כמו הנוגדן המנטרל B12, מידע שיכול להשפיע רבות על תכנון חיסונים. מאמר זה, ממעבדתו של ד"ר Sriram Subramaniam, כולל תרומות של עשרים מחברים, ביניהם לא רק סטודנטים לתארים מתקדמים ופוסט-דוקטורנטים, אלא גם תלמידי חטיבת ביניים ותיכון, מה שמוכיח שמעולם אינך צעיר מדי כדי להשפיע במלחמה נגד מחלה שהדביקה למעלה מ-60 מיליון אנשים ברחבי העולם. בתחום הרפואה הקלינית והתרגומית, JoVE מציג מאמר מ-University College London ומ-University of Oxford הבוחן את המתאמים הפיזיולוגיים של נוציפציה (nociception), או תחושת כאב, בתינוקות. בדרך כלל, תינוקות מגיבים לגירויים מזיקים באמצעות בכי ושינוי בהבעות הפנים - תגובות הנחשבות לאוטונומיות ותלויות באזורים סוב-קורטיקליים במוח. כדי להבין את מעורבותם של קליפת המוח וחוט השדרה בנוציפציה של תינוקות, המחברים מכינים תחילה את התינוקות להקלטות EEG ו-EMG. הם גם מקימים ניטור פיזיולוגי והקלטת וידאו, כדי שניתן יהיה לקשר את הבעות הפנים של התינוק לנתונים פיזיולוגיים. לאחר הערכת תגובות התינוק לגירויים מגע ניטרליים, התינוק נחשף לדקירה בעקב - הליך קליני המשמש להשגת דגימות דם מתינוקות. לאחר עיבוד הנתונים, ניתן להשוות בין פוטנציאלים חשמליים של גירויים מזיקים לגירויים שאינם מזיקים בתינוקות אלו, דבר שבתקווה יוביל למסקנות משמעותיות בנוגע לאופן שבו מידע נוציפטי מפורש על ידי ילודים. מדור הביהנדוס של JoVE מקבל מיקוד קליני יותר בדצמבר עם מאמר מ-University of Wisconsin, Madison, העוסק בייצור של התקן מיקרופלואידי מרוחוק (compartmentalized microfluidic device) לחקר נדידה של תאי גזע סרטניים. לאחר תכנון ההתקן, נוצרים תבניות מאסטר באמצעות פוטוליתוגרפיה עבור יישום של פולי-דימטיל-סילוקסאן (PDMS) - תרכובת אורגנו-סיליקון שקופה ואינרטית ביולוגית - מה שהופך אותה למתאימה ליישומים של מיקרופלואידיקה עם תאים חיים. באופן ספציפי, המחברים טוענים תאי גזע של גידול שמקורם בגלובלסטומה מולטיפורמה (multiform glioblastoma), סרטן מוח זדוני ביותר, לתוך ההתקנים המרוחקים, ולאחר מכן מציבים אותם במערכת הדמיה מיוחדת הרוכשת נתונים לאורך מספר ימים.

Research

JoVE Journal

Biology

ביולוגיה

חקור את ההתקדמות בנוירוסיינס וביולוגיה מגיליון דצמבר 2011 של JoVE. למד טכניקות ניסיוניות חדשניות לחקר מנגנונים עצביים ושיטות ויזואליות לשכפול מחקרים מדעיים.

זה דצמבר יופיטר (וידאו) | JoVE Journal

Aaron Kolski-Andreaco

זה דצמבר יופיטר

גלה סרטונים נוספים