Journal of Visualized Experiments 11월호는 영장류의 파지 능력을 측정하기 위한 일련의 행동 실험으로 시작합니다. 프리부르 대학교(University of Fribourg)의 연구진은 동물을 편안하게 구속하고 머리 위치를 올바르게 잡는 공통 단계를 거치는 네 가지 움켜쥐기 및 뻗기 과제를 선보입니다. Brinkman Board 테스트는 정지된 물체에 손을 뻗는 능력을 평가하는 데 사용되며, Rotating Brinkman Board는 동물이 물체의 위치를 예측해야 하는 조건을 제시합니다. Brinkman Box 테스트는 원숭이가 움켜쥐기 과제를 수행할 때 자유도가 낮고 시각을 이용해 움직임을 유도할 수 없는 조건에서 숙련도를 조사할 수 있게 합니다. Brinkman board 및 box 테스트는 전적으로 실험 중 획득한 비디오 분석에 의존하는 반면, 서랍 뻗기 과제 장치는 데이터 생성을 위해 그립력과 하중뿐만 아니라 서랍 위치를 모니터링하는 검출기를 갖추고 있어, 파지 능력뿐만 아니라 근력을 측정하는 데에도 적합합니다. 이 네 가지 테스트를 종합하면 원위 전지(distal forelimb)의 운동 제어를 평가하는 강력한 접근 방식을 제공하며, 프리부르 연구팀은 병변 연구와 척수 손상에 대한 잠재적 치료법을 테스트하기 위한 실험 모두에서 얻은 데이터를 제시합니다.
임상 및 중개 의학(Clinical and Translational Medicine) 분야에서는 취리히 대학 병원(University Hospital Zurich) 외과 연구 부문과 취리히 대학교(University of Zurich) 실험동물과학 연구소의 협력자들이 자유롭게 움직이는 동물에서 생리학적 측정값을 얻을 수 있는 무선 원격 측정 장치를 생쥐에 이식하는 방법을 함께 연구했습니다. 이 장치는 생체 전위 활동(ECG, EEG 또는 EMG)과 온도를 측정할 수 있는 두 개의 리드선과 복강 내에 이식 가능한 경량 무선 송신기(대역폭 1-200 Hz)로 구성됩니다. 동물 핸들링으로 인한 스트레스와 마취는 생리학적 측정값에 영향을 미치는 알려진 교란 요인이므로, 무선 원격 측정 장치는 동물을 방해하지 않는 자연스러운 상태에서 생리학적 데이터를 획득하고 여러 마리의 동물을 동시에 측정할 수 있는 편리한 방법입니다.
또한 JoVE는 킹스 칼리지 런던(King's College London)의 Liu 연구실에서 제공한, 발달 중인 Xenopus laevis 올챙이의 두개안면 중간엽에 거대분자를 도입하는 방법을 통해 전기천공법 프로토콜 목록을 추가합니다. Xenopus 올챙이를 전기천공 챔버로 옮겨 핵산을 주입한 후 전기천공을 실시하면, 발현 벡터 또는 모르폴리노(morpholinos)가 발달 중인 두개안면 조직으로 전달됩니다. 분화된 연골로의 유전자 전달은 본질적으로 어려움이 많으나, Liu 연구실은 전기천공법을 통해 다양한 발달 단계의 Xenopus 올챙이 전연골 및 연골 조직에 모르폴리노를 도입할 수 있음을 보여줍니다.
바이오공학(Bioengineering) 분야에서는 로렌스 버클리 국립 연구소(Lawrence Berkeley National Laboratory)의 Zuckerman 그룹이 펩토이드(peptoids) 합성 방법을 설명합니다. 펩토이드는 펩타이드와 유사하지만 곁사슬이 알파 탄소가 아닌 펩타이드 결합의 질소에 부착된 생물학적 활성 유기 분자 클래스로, 이 덕분에 단백질 분해에 저항성을 갖습니다. Zuckerman 그룹은 펩타이드 단량체가 브로모아세틸화 및 브롬 치환 반응에서 순차적으로 추가되는 서브모노머 합성을 시연하여, 펩토이드 사슬의 길이와 조성을 정밀하게 제어할 수 있음을 보여줍니다. 또한, 합성이 아미드 수지에서 이루어지는 고상 합성(solid phase synthesis) 방식이므로 합성된 펩토이드의 정제가 크게 간소화됩니다. 저자들은 또한 새로 합성된 펩토이드가 나노시트(nanosheets)라고 불리는 고도로 정렬된 구조로 자기 조립되도록 유도할 수 있으며, 이를 형광 및 주사 전자 현미경으로 시각화할 수 있음을 보여줍니다. 이러한 나노시트는 단백질 및 막 모방체(membrane mimetics)를 위한 잠재적인 플랫폼 역할을 할 수 있습니다.
이달 후반에 JoVE는 면역학 및 감염(Immunology and Infection) 섹션을 위해 임상 항체 샘플에 노출된 세포의 식세포 활동을 측정하는 분석법을 특징적으로 다룹니다. 매사추세츠 종합병원(Massachusetts General Hospital)과 다트머스 칼리지(Dartmouth College)의 협력자들은 타임랩스 비디오 현미경을 통해 THP-1 세포가 항체 결합 항원이 코팅된 비드를 집어삼키는 것을 보여주며, 식세포 작용의 정도를 정량화하기 위한 플레이트 기반 유세포 분석법을 제시합니다. 저자들은 이 방법을 사용하여 항레트로바이러스 치료를 받은 HIV 환자와 받지 않은 환자의 샘플과 같이, 서로 다른 항체 샘플이 식세포 작용을 유도하는 능력을 결정합니다.
11월 JoVE 콘텐츠의 이 요약본은 이번 달의 주요 하이라이트를 간략하게 살펴봅니다. 다른 주목할 만한 논문으로는 혈관 내피 세포의 세포골격 역학 실시간 이미징 방법, 심근세포의 칼슘 플럭스 측정, 그리고 후각 전구의 성인 생성 뉴런에 대한 슬라이스 전기생리학 등이 있습니다.