Name: Joveのに今年12月 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2011-12-01T00:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 12 s
Description: 学ぼう神経科学と生物学の最新研究における視覚化実験手法。JoVEの2011年12月号から、神経メカニズムの新知見と再現性の高い実験技術を解説します。

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<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/2770">クライオ電子断層撮影法および自動サブトモグラム平均法によるHIVエンベロープ糖タンパク質の分子構造の決定</a></h2>
Joel R. マイヤーソン1, 2, Tommi A. 白1, Donald Bliss3, Amy Moran3, Alberto Bartesaghi1, Mario J. ボルグニア1, M. Jason V. デ・ラ・クルス1, David Schauder1, Lisa M. ハートネル1, Rachna Nandwani1, 4, Moez Dawood5, Brianna Kim6, Jun Hong Kim7, John Sununu8, Lisa Yang9, Siddhant Bhatia10, Carolyn Subramaniam1, ダレルE. 傷つける 11, Laurent Gaudreault12, Sriram Subramaniam1 
 1国立衛生研究所国立がん研究所がん研究センター細胞生物学研究室、2ケンブリッジ大学医学研究評議会ミトコンドリア生物学ユニット、3国立衛生研究所国立医学図書館、4マサチューセッツ工科大学、5ウィリアムフレムド高校、6バージニア大学、7デューク大学、8イェール大学、9ノートルダム大学、10セントルイスのワシントン大学、11バイオインフォマティクスおよび計算生物科学部門、国立アレルギー感染症研究所、国立衛生研究所、12トーマスジェファーソン科学技術高等学校
このプロトコルは、クライオ電子線トモグラフィーと3D画像処理を使用して膜タンパク質の構造を決定するためのハイスループットアプローチを説明しています。 検体調製、データ収集、データ処理、解釈の詳細を網羅し、最後に、このアプローチの代表的なターゲットであるHIV-1 Envelope糖タンパク質の作成について述べます。 これらの計算手順は、研究者や学生がリモートで作業し、データ処理や構造解析に貢献できるように設計されています。
<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/3118">ヒト乳児における侵害受容の電気生理学的測定と分析</a></h2>
L. Fabrizi1,*, A. ウォーリー2,*, D. パターン1, S. ホールドリッジ1, L. Cornelissen1, J. ミーク3、S. ボイド2、R. スレーター1、4 
 1神経科学、生理学および薬理学、ユニバーシティカレッジロンドン、2臨床神経生理学部門、グレートオーモンドストリート病院、3エリザベスギャレットアンダーソン産科病院、ユニバーシティカレッジ病院、4ナフィールド麻酔科、オックスフォード大学 
 *これらの著者は等しく貢献しました
このプロトコルは、クライオ電子線トモグラフィーと3D画像処理を使用して膜タンパク質の構造を決定するためのハイスループットアプローチを説明しています。 検体調製、データ収集、データ処理、解釈の詳細を網羅し、最後に、このアプローチの代表的なターゲットであるHIV-1 Envelope糖タンパク質の作成について述べます。 これらの計算手順は、研究者や学生がリモートで作業し、データ処理や構造解析に貢献できるように設計されています。
<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/3189">導電性インクの平面および3次元印刷</a></h2>
Bok Yeop Ahn1, Steven B. ウォーカー1, Scott C. スリムな1, Analisa Russo1, Ashley Gupta1, Steve Kranz1, Eric B. デュオ1, 2, Thomas F. マルコウスキー1, 3, Jennifer A. ルイス1 
 1イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校材料科学・工学部、2ローレンス・リバモア国立研究所マイクロ・ナノテクノロジーセンター、3現在はカリフォルニア大学サンタバーバラ校ワイドバンドギャップ半導体学際センターにて 
導電性金属インクの平面および3次元印刷について説明します。私たちのアプローチは、プリンテッドエレクトロニクス、オプトエレクトロニクス、バイオメディカルデバイスをマイクロスケールで珍しいレイアウトで製造するための新しい道を提供します。
<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/3297"> Evaluating of Cancer Stem Cell Migration Using Compartmentalizing Microfluidic Devices and Live Cell Imaging</a></h2>
Yu Huang1, 2,*, Basheal Agrawal3,*, Paul A. クラーク3, Justin C. ウィリアムズ1, 2, 3, John S. クオ3、4 
 1ウィスコンシン大学マディソン校医用工学科、2ウィスコンシン大学マディソン校材料科学プログラム、3ウィスコンシン大学マディソン校神経外科、4 ウィスコンシン大学マディソン校 Carbone Comprehensive Cancer Center and Center for Stem Cell and Regenerative Medicine 
 *これらの著者は等しく貢献しました
がん幹細胞の遊走を調査するための区画化マイクロ流体デバイスについて説明しています。この新しいプラットフォームは、生存可能な細胞微小環境を作り出し、生細胞の運動を顕微鏡で可視化することを可能にします。高運動性のがん細胞を単離して、侵攻性浸潤の分子メカニズムを研究し、より効果的な将来の治療法につながる可能性があります。
<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/3311">マウス鋤鼻神経急性組織切片調製におけるフェロモンセンシングのイメージング</a></h2>
Julien Brechbühl1, Gaëlle Luyet1, Fabian Moine1, Ivan Rodriguez2, Marie-Christine Broillet1 
 1ローザンヌ大学薬理学・毒物学部、ジュネーブ大学第2遺伝進化学部
マウスでは、フェロモンを検出する能力は主に鋤鼻器官(VNO)によって媒介されます。ここでは、カルシウムイメージングを行うためのVNOの急性組織切片調製物について説明する。この生理学的アプローチにより、生体組織内の亜集団および/または個々のニューロンの観察が可能になり、受容体リガンドの同定に便利です。
<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/3380">慢性的な生体内光遺伝学的刺激のための成人生まれの嗅覚ニューロンの選択的ウイルス形質導入</a></h2>
<font color='black'>ガブリエル・レポウセス, マリアナ・アロンソ, セバスチャン・ワグナー, Benjamin W. ガジャルダ, Pierre-Marie Lledo 
 パスツール研究所、国立科学研究センター(CNRS)
成人生まれの嗅球ニューロンは、吻側遊走流へのChannelrhodopsin2発現レンチウイルス注射と、埋め込まれたミニチュアLEDによる慢性光刺激を使用して光遺伝学的に制御できます。
<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/3404">遺伝的にコードされたカルシウムセンサーを発現する鋤鼻器官のスライス調製におけるニューロン応答のイメージング</a></h2>
Limei Ma1, 芳賀幸子 1, Qingfeng Elden Yu1, Qiang Qiu1, SangSeong Kim1, C. Ron Yu1, 2 
 1Stowers Institute for Medical Research, 2Department of Anatomy and Cell Biology, The University of Kansas School of Medicine (カンザス大学医学部 2)
鋤鼻器官(VNO)は、社会的および生殖的情報を伝える種内の化学信号を検出します。私たちは、GNO組織にG-CaMP2を発現するトランスジェニックマウスを用いてCa2+イメージング実験を行いました。このアプローチにより、多数のフェロモン刺激に対する鋤鼻ニューロンの複雑な応答パターンを解析することができます。
<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/3438">単離収縮リンパ管における細胞質Ca2+の測定</a></h2>
Flavia M. ソウザ・スミス、Kristine M. カーツ、Jerome W. ブレスリン 
 ルイジアナ州立大学健康科学センター医学部生理学教室
リンパ管平滑筋収縮のCa2+依存性およびCa2+感作メカニズムを研究するために、単離リンパ管における細胞質Ca2+濃度を評価するアプローチを紹介します。

利害の衝突は宣言されません。

joveのに今年12月

December 2011: This Month in JoVE

The Journal of Visualized Experiments(JoVE)は、世界エイズデーを祝う12月号で、ウイルス感染経路の重要な構成要素であるHIVエンベロープ糖タンパク質の構造を視覚化する記事で始まります。
ビリオンエンベロープ構造を決定するための重要な方法の1つは、クライオ電子線トモグラフィーです。この技術を使用する前に、水溶性ウイルスを金グリッド上でガラス化する必要があります-ウイルス懸濁液に金を添加し、その懸濁液をグリッドに移し、グリッドを液体エタンに突入させるプロセスです。グリッド上の液体の薄膜に存在するウイルス粒子は、毎秒100,000Kを超える速度で凍結します。ガラス固化後、収集したサンプルを電子顕微鏡にロードし、グリッド上の正確に定義された領域に集束電子ビームを当て、グリッドを傾けます。これらのイメージングセッションから生じるチルトシリーズは、数百の個々の画像で構成されており、個々のエンベロープタンパク質を解像するためには、これらの画像を整列させ、平均化する必要があります。この計算負荷の高いプロセスには、NIHのBiowulfのようなリモートアクセスの並列処理が可能なコンピュータークラスターが必要になることがよくあります。
完成すると、3Dモデルはエンベロープ糖タンパク質自体の構造に関する洞察を提供するだけでなく、ワクチンの設計に大きな影響を与える情報である中和抗体B12などの他のタンパク質と相互作用する方法を明らかにすることもできます。
この記事は、スリラム・スブラマニアム博士の研究室からのもので、大学院生やポスドクだけでなく、中学生や高校生を含む20人の著者からの寄稿が含まれており、世界中で6000万人以上が感染している病気との闘いに影響を与えるには、あなたが若すぎることは決してないことを示しています。
臨床およびトランスレーショナル医学において、JoVEはユニバーシティ・カレッジ・ロンドンとオックスフォード大学から、乳児の侵害受容または痛みの感覚の生理学的相関を調査する論文を発表しました。通常、乳児は有害な刺激に対して泣いたり、表情を変えたりして反応しますが、これは自律神経で脳の皮質下領域に依存していると考えられています。
乳児の侵害受容における大脳皮質と脊髄の関与を理解するために、著者はまず乳児にEEGとEMGの記録を準備します。また、生理学的モニタリングとビデオ録画も設定し、乳児の表情を生理学的データにリンクできるようにしました。中立的な触覚刺激に対する乳児の反応を評価した後、乳児はかかと穿刺(乳児から血液サンプルを採取するために使用される臨床手順)を受けます。データ処理後、これらの乳児の有害刺激と非有害刺激の間で電位を比較でき、新生児が侵害受容情報をどのように解釈するかについて、有意義な結論につながることが期待されます。
JoVEのバイオエンジニアリングセクションは、12月にウィスコンシン大学マディソン校からの記事で、がん幹細胞の遊走を研究するための区画化されたマイクロ流体デバイスの製作を含む、より臨床的な焦点を取ります。デバイス設計に続いて、透明で生物学的に不活性な有機ケイ素化合物であるポリジメチルシロキサン(PDMS)を塗布するためのマスターモールドをフォトリソグラフィーで作成し、生細胞を用いたマイクロ流体アプリケーションに適しています。具体的には、著者らは、悪性度の高い脳腫瘍である多形性膠芽腫に由来する腫瘍幹細胞を区画化されたデバイスにロードし、それらを専用のイメージングシステムに配置して、数日かけてデータを取得します。
これらの著者によるタイムラプスビデオは、がん幹細胞が間質空間と同じようにサイズに制約のあるマイクロ流体チャネルでその形態を調節できることを示しています。また、このようなチャンバーによって可能になる流体分離は、がん幹細胞の遊走に影響を与える可能性のある治療法の薬物スクリーニングを容易にします。
月末、JoVEはフランスを訪れ、パスツール研究所と国立科学研究センターの研究者が、光で活性化するイオンチャネルであるチャネルロドプシンのマウスの嗅球への発現を誘導する方法と、その後の小型発光ダイオード(LED)を使用したニューロン刺激の方法を説明しています。
私たちの著者は、注射針の準備と、成人生まれの神経芽細胞の移動部位である吻側移動流へのウイルスの正確な注射について、詳細なステップバイステップの指示を提供します。さらに、小型LED刺激装置がどのように製造され、較正され、電球の上に準備された頭蓋窓の上に埋め込まれるかを示しています。特に、著者らは、成体生まれのニューロンが既存の嗅神経回路にどのように統合されるかに関心を持っており、覚醒行動動物のLED刺激が、吻側移動流から移動した嗅球のウイルス性神経芽細胞の活性化につながることを示しています。
これらのビデオ記事は、JoVEの12月のハイライトを構成しています。その他の注目すべき今後の記事では、導電性インクを微小電極にパターニングする方法、収縮性リンパ管の細胞質カルシウムを測定する方法、および鋤鼻器官のフェロモンに対するニューロン応答をイメージングする方法について説明しています。

Joveのに今年12月

The Journal of Visualized Experiments (JoVE)は、2011年を締めくくる12月号において、まず世界エイズデーに合わせ、ウイルス感染経路の重要な構成要素であるHIVエンベロープ糖タンパク質の構造可視化を扱う論文を掲載しています。ビリオンのエンベロープ構造を決定するための主要な手法の一つに、クライオ電子トモグラフィーがあります。この手法を用いる前に、可溶性ウイルスを金グリッド上でガラス化させる必要があります。このプロセスでは、ウイルス懸濁液に金を添加し、その懸濁液をグリッドに転写した後、グリッドを液体エタンにプランジ（急冷）します。グリッド上の薄い液膜中に存在するウイルス粒子は、秒速100,000 Kを超える速度で凍結されます。ガラス化後、回収した試料を電子顕微鏡に装填し、グリッドを傾斜させながら、グリッド上の精密に定義された領域に集束電子ビームを照射します。これらのイメージングセッションから得られるティルトシリーズは数百枚の個々の画像で構成されており、個々のエンベロープタンパク質を解像させるためには、これらの画像をアライメントし、平均化する必要があります。この計算負荷の高いプロセスには、NIHのBiowulfのようなリモートアクセスによる並列処理が可能なコンピュータークラスターが必要となることが多くあります。これが完了すると、3Dモデルによってエンベロープ糖タンパク質自体の構造に関する知見が得られるだけでなく、中和抗体B12などの他のタンパク質との相互作用様式も明らかにでき、これらの情報はワクチン設計に大きな影響を与える可能性があります。Sriram Subramaniam博士の研究室による本論文には、大学院生やポストドクだけでなく、中高生を含む20名の著者が寄稿しており、世界で6,000万人以上の人々が感染した疾患との闘いにおいて、影響を与えるために若すぎるということはないことを示しています。臨床・トランスレーショナル医学の分野では、JoVEは、乳児における侵害受容（痛覚）の生理学的相関を調査したユニバーシティ・カレッジ・ロンドンおよびオックスフォード大学による論文を紹介します。通常、乳児は有害刺激に対して泣いたり表情を変えたりして反応しますが、これらの反応は自律的なものであり、脳の皮質下領域に依存していると考えられています。乳児の侵害受容における大脳皮質と脊髄の関与を理解するため、著者らはまず、EEG（脳波）およびEMG（筋電図）記録のための乳児の準備を行います。また、乳児の表情を生理学的データと結びつけられるよう、生理学的モニタリングとビデオ録画の体制を整えます。中立的な触覚刺激に対する乳児の反応を評価した後、乳児に踵穿刺（乳児から血液サンプルを採取するために用いられる臨床手技）を行います。データ処理後、これらの乳児における有害刺激と非有害刺激の間の電位を比較することができ、これにより、新生児が侵害受容情報をどのように解釈しているかについて、有意義な結論が得られることが期待されます。JoVEのバイオエンジニアリングセクションでは、12月に、がん幹細胞の遊走を研究するための区画化マイクロ流体デバイスの作製に関するウィスコンシン大学マディソン校による論文を掲載し、より臨床的な焦点に当てています。デバイス設計に続き、フォトリソグラフィーによってマスターモールドを作成し、ポリジメチルシロキサン（PDMS）を塗布します。PDMSは透明で生物学的に不活性な有機ケイ素化合物であり、生細胞を用いたマイクロ流体アプリケーションに適しています。具体的に著者らは、高度に悪性な脳腫瘍である多形性膠芽腫由来の腫瘍幹細胞を区画化デバイスに導入し、数日間にわたってデータを取得する専用のイメージングシステムに設置しました。

Research

JoVE Journal

Biology

生物学

学ぼう神経科学と生物学の最新研究における視覚化実験手法。JoVEの2011年12月号から、神経メカニズムの新知見と再現性の高い実験技術を解説します。

Joveのに今年12月 (動画) | JoVE Journal

Aaron Kolski-Andreaco

Joveのに今年12月

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