세포 생물학

세포 분열은 모세포가 분열되어 두 개 이상의 딸 세포를 초래하는 과정입니다. 그것은 단세포 유기체를 위한 재생산의 수단입니다. 다세포 유기체에서 세포 분열은 성장, 발달, 수리 및 생식 세포의 생성 (정자 및 계란)에 기여합니다. 세포 분열은 엄격하게 규제되는 과정이며, 비정상적인 세포 분열은 질병, 특히 암을 유발할 수 있다. JoVE의 세포 사단 소개는 현장에서 발견된 획기적인 발견의 간략한 역사를 다룰 것입니다. 그런 다음 세포 주기 분석 및 라이브 세포 이미징과 같은 몇 가지 주요 질문과 방법에 대해 논의합니다. 마지막으로, 우리는 세포 분열 연구에서 이러한 기술의 현재 응용 프로그램을 전시.

세포 주기는 세포가 성장하고, 게놈을 복제하고, 궁극적으로 미토시스 과정을 통해 2개의 딸 세포로 분할하는 사건의 집합을 말합니다. 세포내 DNA의 양은 주기 전반에 걸쳐 특징적인 변화를 나타내기 때문에, 세포 주기 분석으로 알려진 기술은 그들의 변화하는 DNA 함량에 기초하여 세포 주기의 상이한 단계에 따라 세포의 인구를 분리하는 데 사용될 수 있다.이 비디오는 DNA 염색을 통해 세포 주기 분석의 뒤에 원리를 다룰 것입니다. 우리는 브로모톡시우리딘 (BrdU, 새로 합성 된 DNA 가닥에 통합되는 티미딘 아날로그)와 프로피듐 요오드 (PI, 모든 DNA를 얼룩진 DNA 염료)를 사용하여이 염색 프로토콜을 수행하기위한 일반화 프로토콜을 검토하고, 흐름 세포와 염색 된 세포의 분석. 유동 세포 분석 동안, 형광 표지 된 세포의 단일 세포 현탁액은 레이저 빔과 기기를 통해 전달되고 각 세포의 형광이 읽혀지는다. 그런 다음 흐름 사이토메트릭 분산 플롯에서 데이터를 해석하는 방법에 대해...

미토시스는 세포의 유전 물질이 두 딸 세포 사이에서 균등하게 분할되는 세포 분열의 한 형태입니다. 미토시스는 6단계로 세분화될 수 있으며, 각 단계에서 염색체와 같은 세포의 구성 요소는 시각적으로 뚜렷한 특성을 보여줍니다. 형광 살아있는 세포 화상 진찰에 있는 어드밴스는 과학자가 이 과정의 생물학 통제에 중요한 통찰력을 제공하고 암과 같은 질병에서 어떻게 잘못될 수 있는지에 중요한 통찰력을 제공하는 이 과정을 훌륭한 세부사항으로 연구하는 것을 허용했습니다. 우리는 미토시스의 단계를 분해하고 라이브 세포 이미징을 사용하여 프로세스의 최적의 시각화를위한 몇 가지 중요한 고려 사항을 도입하여이 비디오를 시작합니다. 그런 다음 살아있는 세포 미토시스 이미징 실험을 실행하기 위한 단계를 살펴보고 몽타주, 영화 및 3D 레크리에이션의 생성을 포함한 다양한 분석 방법에 대해 논의합니다. 마지막으로, 우리는 미토틱 과정을 시각화하는 것이 세포 생물학의 질문에 대답하는 데 어떻게 적용될 수 있는지...

세포 운동성 및 이주가 정상적인 생물학과 질병 모두에서 중요한 역할을 합니다. 한편, 이온은 세포가 발달 하는 동안 복잡 한 조직 및 장기를 생성 할 수 있습니다., 하지만 다른 한편으로는, 동일한 메커니즘 이동 하 고 암 전이로 알려진 과정에서 확산 종양 세포에 의해 사용 됩니다. 세포 이동을 가능하게 하는 1 차적인 세포 기계의 한은 myosin와 actin 분자의 세포내 네트워크입니다, 함께 "actomyosin"로 알려져, 다른 방향으로 세포를 당기는 수축력을 만듭니다.이 비디오에서 JoVE는 세포 이동 분야의 역사적 개요를 제시하며 근육 수축에 대한 초기 작업이 어떻게 actomyosin 장치의 발견으로 이어졌는지 지적합니다. 그런 다음 연구원들이 여전히 세포 운동성에 대해 묻는 질문 중 일부를 탐구하고 이 현상의 다른 측면을 연구하는 데 사용되는 기술을 검토합니다. 마지막으로, 우리는 연구원이 전이를 더 잘 이해하기 위하여, 예를 들면, 세포 이주를 현재 공부하는 방법을...

화학 적 단서에 응하여 세포 이동은 개발, 면역 및 암과 같은 질병 상태에 중요합니다. 세포 이동을 정량화하기 위하여는, 간단한 분석은 지금 트랜스웰 이주 분석 또는 보이덴 챔버 분석으로 알려져 있는 박사 스티븐 보이덴에 의해 1961년에 개발되었습니다. 이 셋업은 멀티웰 플레이트의 웰을 상단 및 하단 구획으로 분리하는 인서식으로 구성됩니다. 이주를 연구하는 세포는 상단 구획으로 시드되고 화학 요법 용액이 하단 구획에 배치됩니다. 인큐베이션 후, 하단 구획에 있는 세포를 세는 것은 화학요법제에 의해 유도된 이주의 정량화를 허용합니다. 이 비디오는 세포 마이그레이션 연구에 일반적으로 사용되는 실험 설정을 검토합니다. 그런 다음 몇 가지 주요 고려 사항을 강조하고 부착 셀을 포함하는 실험을 실행하기 위한 일반화된 프로토콜을 간략하게 설명합니다. 마지막으로 현재 마이그레이션에 영향을 미치는 다양한 요소를 연구하는 데 사용되고 있는 이 설정의 다양한 적응을 검토할 것입니다.

세포 외 매트릭스 (ECM)는 세포와 조직에 대한 구조적 프레임 워크를 제공하고 세포 간 통신을 용이하게하는 데 도움이되는 분자 네트워크입니다. 체외 연구를 위한 이 세포 외 환경을 보다 정확하게 모델링하기 위해 3차원 세포 배양 기술이 개발되었습니다. 3D 행렬을 통한 마이그레이션 하는 동안 많은 세포 프로세스는 고성 2D 표면을 가로 질러 이동에 필요한 것과 유사하지만, ECM을 통한 마이그레이션은 또한 ECM의 이 폴리머 메시를 조절하고 침수하는 세포가 필요합니다.이 비디오에서는 ECM의 구조와 기능과 세포가 이를 통해 이동하는 방법의 기본 메커니즘을 제시할 것입니다. 그런 다음 내피 세포에 의한 튜브 형성에 대한 분석 의정서를 검사할 것이며, 3D 행렬을 기반으로 다른 실험으로 일반화할 수 있습니다. 우리는 ECM 침공 에세이를 사용하여 해결할 수있는 몇 가지 다른 생물학적 질문을 탐구하여 완료합니다.

세포는 내세포증에 의해 세포외 환경에서 물질을 섭취하고 외세포증에 의해 분자를 적극적으로 방출할 수 있습니다. 이러한 프로세스는 소포에게 불린 지질 막 바운드 주머니를 관련시킵니다. 분자 아키텍처와 둘 다의 메커니즘에 대한 지식은 정상적인 세포 생리학뿐만 아니라 결함이 있을 때 발생하는 질병 상태를 이해하는 데 중요합니다. 이 비디오는 먼저 endo- 및 외세포증 연구 역사에서 몇 가지 중요한 발견을 간략하게 검토할 것입니다. 다음으로, 몇몇 중요한 질문은 세포 표지, 융합 소심 및 형광 화상 진찰을 포함하여 이 문제를 조사하기 위하여 이용된 저명한 방법의 토론에 선행될 것입니다. 마지막으로, 그것은 오늘 필드에 있는 과학자에 의해 수행되는 현재 연구를 탐구할 것입니다.

세포는 세포세포증을 통해 세포막에 특정 단백질의 양을 조절할 수 있으며, 세포 표면 단백질은 세포질에서 효과적으로 격리됩니다. 일단 세포 내, 이러한 표면 단백질 파괴 또는 "재활용" 다시 막에. 세포 표면 생물학적 분석법은 연구원에게 이러한 현상을 연구할 수 있는 방법을 제공합니다. 이 기술은 표면 단백질에 라벨을 붙인 다음 화학적으로 갈라질 수 있는 작은 분자 비오틴의 유도체를 사용합니다. 그러나, 표면 단백질이 내분비성인 경우, 비오틴 유도체는 분열로부터 보호될 것이다. 따라서, 내세포화된 비오틴 라벨을 분석함으로써 과학자들은 내면화된 표면 단백질의 양을 평가할 수 있다.이 비디오에서는 바이오틴 유도체의 화학 구조와 분열 메커니즘을 탐구하는 생체 자극 분석의 개념을 검토합니다. 이것은 기술의 일반화된 프로토콜에 선행되고, 마지막으로, 연구원이 현재 다른 세포 표면 단백질의 역학을 연구하기 위하여 그것을 사용하는 방법의 설명입니다.

FM 염료는 소포 재활용 공정을 연구하는 데 중요한 용도를 발견한 형광 분자의 클래스입니다. 화학 구조 덕분에, 이 분자는 인지질 이중층 막의 외부 전단지에 자신을 삽입할 수 있습니다. 멤브레인 삽입 후 내세포 소포를 통해 세포내재화되고 이러한 소포가 멤브레인으로 다시 재활용될 때 방출됩니다. 이러한 염료는 막 내의 소수성 환경에서 강하게 형광을 강하게 하고 세포외 구획에서 약하게, FM 형광 수준을 사용하여 재활용 공정 전반에 걸쳐 소포 활성을 추적할 수 있다.이 비디오는 소포 재활용을 검사하기 위한 실험에서 FM 염료를 사용하는 방법을 소개합니다. 우리는 먼저 FM 염료의 생화학과 그들의 속성이 실험에서 그들의 사용을 허용하는 방법을 검토합니다. 그런 다음 이러한 연구에서 FM 염료를 사용하기위한 일반적인 프로토콜을 살펴보고 마지막으로 이러한 독특한 분자를 사용하는 몇 가지 최근 연구에 대해 논의합니다.

세포에서, 중요한 분자는 아미노산 또는 뉴클레오티드 같이 개별 단위를 함께 결합하여, 또는 더 작은 분대로 세분화하 여 내장됩니다. 각각, 이것에 책임 있는 반응은 단백동화및 이화작용으로 불립니다. 이러한 반응은 ATP에게 불린 "고에너지" 분자의 형태로 전형적으로 에너지를 요구하거나 일으킵니다. 함께, 이러한 과정은 "세포 대사"를 구성하고 건강하고 살아있는 세포의 특징입니다.세포 대사에 JoVE의 소개는 광합성에 대한 초기 연구에서부터 모든 세포의 에너지 생산에 관한 최근의 발견에 이르기까지이 분야의 풍부한 역사를 간략하게 검토합니다. 이것은 신진 대사를 공부하는 과학자에 의해 질문된 몇몇 중요한 질문의 토론, 그리고 이 질문에 대답하기 위하여 신청하는 일반적인 방법에 대한 토론뒤에 선행됩니다. 마지막으로, 우리는 현재 연구원이 신진 대사 무질서를 동반하는 신진 대사에 있는 변경을 공부하는 방법, 또는 환경 스트레스에 노출 다음 생기는 방법을 탐구할 것입니다.

반딧불이에서, 루시파라제 효소는 루시페린에게 불린 화합물을 옥시루시페린으로 변환하고, 그 결과로 빛 또는 "발광"을 생성합니다. 이 반응은 진행하기 위하여 ATP에서 파생된 에너지를 요구합니다, 그래서 연구원은 세포에 있는 ATP 수준을 측정하기 위하여 luciferase-luciferin 상호 작용을 이용했습니다. ATP가 세포의 에너지 화폐로서의 역할을 감안할 때 ATP 생물 발광 분석은 세포 대사및 전반적인 세포 건강에 대한 통찰력을 제공할 수 있습니다.이 비디오에서 JoVE는 세포 호흡에 대해 논의하며, 특히 포도당 대사가 ATP 생산에서 어떻게 발생하는지 검토합니다. 이것은 ATP 생물 발광 분석의 뒤에 원리 및 이 기술에 대한 일반화된 프로토콜에 선행됩니다. 마지막으로, 연구원은 현재 다양한 실험 조건에서 세포 생존가능성을 평가하기 위해 ATP 생물 발광 분석법을 사용하는 방법에 대한 설문 조사.

반응성 산소 종은 화학적으로 활성, 다른 분자를 산화 할 수있는 산소 유래 분자. 그들의 반응성 성격 때문에, DNA 및 그밖 생물학 분자에 구조적인 손상을 포함하여 확인되지 않은 ROS 생산과 관련되었던 많은 해로운 효력이 있습니다. 그러나, ROS는 또한 생리적 신호의 중재자가 될 수 있습니다. ROS가 전사 요인의 활성화에서 외국 병원체를 죽이고 신체를 방어하는 염증 성 독성의 중재에 이르기까지 모든 것에 중요한 역할을한다는 증거가 축적되어 있습니다.이 비디오에서 우리는 ROS, 신진 대사 및 질병 사이의 연관성을 탐구할 것입니다. 그들의 중요성을 확립 한 후, 우리는 세포에서 ROS 수준을 측정하기 위한 일반적으로 사용되는 방법론의 원리와 프로토콜, 즉 산화시 형광이 되는 비형광 프로브의 사용에 대해 논의할 것입니다. 마지막으로, 우리는 세포 생물학 연구에서이 기술의 현재 응용 프로그램을 검토할 것입니다.

괴사증, 세포 멸박 및 자가 세포 사멸은 세포가 죽을 수 있는 모든 매너이며, 이러한 메커니즘은 세포 손상, 낮은 영양소 수준 또는 신호 단백질과 같은 다른 자극에 의해 유도될 수 있다. 괴사는 세포 죽음의 "우발적 인"또는 예기치 않은 형태로 간주되는 반면, 세포 세포에 의해 세포 와 자가 제거가 프로그래밍되고 "계획"된 증거가 존재합니다.이 소개 비디오에서 JoVE는 세포 사멸에 관련된 유전자를 식별하는 데 도움이되는 웜에서 수행 된 최근 작업을 포함하여 세포 죽음과 관련된 주요 발견을 강조합니다. 그런 다음 세포 죽음을 연구하는 과학자들에 의해 질문하는 질문을 탐구합니다. 마지막으로, 세포 죽음을 평가하는 몇몇 방법은 토론되고, 우리는 연구원이 오늘 그들의 실험에서 이 기술을 적용하는 방법을 주의합니다.

세포멸의 특징 중 하나는 핵에 의한 핵 DNA 단편화이다. 이 효소는 세포 죽음 프로그램을 실행하는 단백질의 가족인 caspases에 의해 활성화됩니다. TUNEL 분석법은 이 기능을 활용하여 세포 세포를 검출하는 방법입니다. 이 분석에서, 말기 탈옥핵통측이라고 불리는 효소는 단편화된 DNA의 자유 3'끝에 dUTP 뉴클레오티드의 첨가를 촉매한다. 형광 또는 색상을 생성할 수 있는 화학 태그로 표지된 dUTP를 사용하여, 세포 세포는 구체적으로 규명될 수 있다. TUNEL 분석법에 대한 JoVE의 비디오는 이 기술을 사용하여 세포 세포를 감지하는 방법을 논의함으로써 시작됩니다. 그런 다음 조직 섹션에 TUNEL 분석 법을 수행하고 형광 현미경 검사를 사용하여 결과를 시각화하기위한 일반적인 프로토콜을 거치습니다. 마지막으로, 현재 연구에 대한 분석의 여러 응용 프로그램이 적용됩니다.

부속서 V와 프로피듐 요오드 (PI)로 염색하면 연구자들은 괴사 또는 세포 사멸등 다양한 유형의 세포 사멸을 식별하는 방법을 연구원에게 제공합니다. 이 기술은 두 구성 요소에 의존합니다. 첫 번째, 부속서 V는, 일반적으로 세포의 막의 내부, 세포질 계면 전단지에서만 발생하지만, 세포염의 초기 단계에서 외부 전단지에 "뒤집힌"되는 인산염이라는 특정 인지질을 결합하는 단백질이다. 두 번째 성분은 DNA 결합 염료 분자 PI로, 막이 파열될 때만 세포를 입력할 수 있으며, 이는 괴사와 후기 세포사멸의 특징입니다.이 비디오 기사는 부속서 V 및 PI 염색 뒤에 개념의 검토로 시작하고, 염색의 차등 패턴을 사용하여 다른 죽음의 통로아래로 진행 하는 세포를 구별 하는 방법을 강조. 그런 다음 이 기술에 대한 일반화된 프로토콜을 검토하고, 연구원이 현재 세포 사멸을 더 잘 이해하기 위해 부속서 V및 PI 염색을 사용하는 방법에 대한 설명이 뒤따릅니다.