Ecco uno sguardo a ciò che sta arrivando nel numero di aprile 2014 di JoVE: The Journal of Visualized Experiments.
Nella sezione Bioingegneria abbiamo un articolo video che esamina il legamento crociato anteriore (LCA), che è fondamentale per mantenere stabile il ginocchio durante la rotazione o l'impianto. Gli ACL strappati o rotti sono tra le più comuni di tutte le lesioni gravi al ginocchio, specialmente negli atleti, e anche le lacerazioni parziali possono danneggiare la stabilità e la funzione del ginocchio. Poiché non possono guarire da soli, gli ACL strappati vengono spesso trattati chirurgicamente, a volte ricostruendo il legamento con un tendine innestato dal corpo del paziente o da un cadavere. Ogni anno, negli Stati Uniti vengono eseguite oltre 100.000 ricostruzioni del LCA. I legamenti strappati vengono solitamente scartati come rifiuti chirurgici, ma Gupta et al. li vedono come una preziosa fonte di cellule per la potenziale riparazione degli ACL. Hanno sviluppato un metodo per raccogliere ed espandere le cellule umane derivate dall'ACL, quindi farle crescere su impalcature per formare cerotti di ingegneria tissutale. Al microscopio elettronico a scansione, la matrice ingegnerizzata dimostra una buona aderenza e crescita cellulare. Questa tecnica potrebbe portare a metodi per rafforzare i legamenti danneggiati e migliorare la riparazione del LCA, soprattutto per coloro che desiderano mantenere uno stile di vita atletico.
Nella sezione Neuroscienze esaminiamo il controllo motorio negli insetti, che sono tra le creature più atletiche sulla Terra. Sono particolarmente bravi ad adattarsi ai cambiamenti improvvisi del terreno, quindi gli scienziati sono interessati a correlare l'attività neurale con il comportamento negli insetti. Guo et al. hanno sviluppato un metodo per registrare l'attività cerebrale nello scarafaggio discoide, noto anche come scarafaggio tropicale, mentre esplora un'arena o incontra ostacoli che lo inducono a cambiare rotta. Gli autori dimostrano anche come raccogliere i dati per l'analisi successiva, che può fornire informazioni sul controllo neurale del comportamento.
In JoVE Environment presentiamo una tecnica per l'espressione genica transitoria nelle piante. Per esprimere prodotti genici in parti specifiche della cellula, le piante hanno spesso diverse copie di un gene e le esprimono separatamente in diversi organelli (come il cloroplasto e il perossisoma) o nel citosol. Pertanto, gli ingegneri genetici potrebbero dover prendere di mira più geni duplicati per manipolare l'espressione in diverse parti cellulari. Per aggirare questo problema, Mattozzi et al. utilizzano un nuovo metodo per il targeting di più organelli che sfrutta gli mRNA con splicing alternativo, che vengono inviati in diverse posizioni nella cellula. I costrutti di targeting sono progettati utilizzando l'assemblaggio Gibson, un metodo di clonazione in un'unica fase, e quindi consegnati utilizzando una pistola genetica. Questa tecnica offre una grande flessibilità in termini di progettazione genetica e può essere applicata all'ingegneria genetica selettiva su larga scala in agricoltura o nell'ambiente.
Nella sezione Chimica presentiamo un articolo che utilizza moderne tecniche chimiche per esaminare due pigmenti blu brillanti che sono stati sintetizzati nelle società antiche. Si ritiene che il tetrasilicato di calcio e rame, comunemente noto come blu egiziano, sia stato il primo pigmento sintetico e utilizzato in Egitto già nel IV dinastia (ca. 2500 a.C.), al culmine dell'era della costruzione delle piramidi. Il tetrasilicato di bario e rame, noto anche come blu Han, fu successivamente sviluppato in Cina all'inizio della dinastia Zhou, o al culmine dell'età del bronzo (1045-771 a.C.). Al giorno d'oggi, gli scienziati sono interessati alle forti proprietà di emissione nel vicino infrarosso (NIR) di questi due pigmenti, che possono essere utilizzate per i sensori ottici. Correlata a questa applicazione è la capacità di esfoliare i tetrasilicati di rame in monostrati 2D, o nanofogli. Johnson-McDaniel e Salguero dimostrano come sintetizzare questi due pigmenti tetrasilicati di rame e esfoliarli in nanofogli monostrato. Il blu egiziano esfolia spontaneamente in monostrati quando viene mescolato in acqua calda, mentre il blu Han richiede l'ultrasonicazione in solventi organici. I nostri autori dimostrano che sia la forma di massa che quella di nanofoglio dei due pigmenti sono forti emettitori nel vicino infrarosso con potenziali applicazioni che vanno dagli inchiostri di sicurezza all'imaging biomedico.
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