해양 tubeworm 인 라이브 광학 및 전자 현미경 기술을 사용하여 석회화 이벤트의 특성

Vera B. S. Chan; Takashi Toyofuku; George Wetzel; Laxmikant Saraf; Vengatesen Thiyagarajan; Andrew S. Mount

doi:10.3791/55164

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방법 논문

해양 tubeworm 인 라이브 광학 및 전자 현미경 기술을 사용하여 석회화 이벤트의 특성

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DOI:

10.3791/55164

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2017년 2월 28일

Vera B. S. Chan¹ , Takashi Toyofuku² , George Wetzel³ , Laxmikant Saraf³ , Vengatesen Thiyagarajan⁴ , Andrew S. Mount¹

¹Department of Biological Sciences, Clemson University, ²Department of Marine Biodiversity Research (BioDive), Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology (JAMSTEC), ³Advanced Material Research Laboratory (AMRL), Clemson University, ⁴Swire Institute of Marine Sciences and School of Biological Sciences, The University of Hong Kong

이 논문에서

요약

우리는 튜브웜인 Hydroides elegans의 석회화를 관찰하고 최초의 석회화된 물질을 찾고 특성화하는 데 유용한 다양한 현미경 방법의 사용을 보여줍니다. 생체 현미경과 전자 현미경을 함께 사용하여 생체 광물화 연구에 중요한 기능 및 재료 정보를 제공합니다.

초록

탄산칼슘의 생물학적 생산의 첫 번째 사건을 특성화하려면 현미경 접근 방식의 조합이 필요합니다. 첫째, 세포 내 pH 분포와 칼슘 이온은 시간 경과에 따른 실시간 현미경을 사용하여 관찰할 수 있습니다. 이를 통해 추가 전자 현미경 연구를 위해 관심 기능이 있는 수명 단계와 조직을 식별할 수 있습니다. 생애 단계와 관심 조직은 일반적으로 pH 및 Ca 신호가 더 높습니다.

여기에서는 H. elegans를 사용하여 주사 전자 현미경(SEM)의 생물학적 표본에서 탄산칼슘 구조의 존재를 특성화하고, 에너지 분산 X선 분광법(EDS)을 사용하여 원소 조성을 시각화하고, 전자 후방 산란 회절(EBSD)을 사용하여 결정 구조의 존재를 확인하고, 투과 전자 현미경(TEM)을 사용하여 물질의 구성 및 구조를 분석합니다. 이 프로토콜에서는 집속 이온 빔(FIB)을 사용하여 TEM 분석에 적합한 치수로 샘플을 분리합니다. FIB는 현장 특정적 기법이므로 이전 기법의 정보를 사용하여 Ca 신호가 가장 높은 관심 영역을 식별하는 방법을 보여줍니다.

서론

생체 광물 형성 작용 (biomineralization)은 정교하게 정렬 ^한 무기물의 제조 결과 세포 활성 모음 브릿지 복잡한 일련의 이벤트이다. 문제는 동적 세포 프로세스 및 광학 및 전자 현미경 방법의 조합을 이용하여 복잡한 구조를 모두 무기물을 특성화한다. 세포 내 pH를 상승, 따라서, 증가 된 pH를 갖는 생활 단계를 식별하는 석회화 ^{^2,} ^3이 발생 될 가능성이있는 시간을 계시, _CaCO3를 결정의 형성을 선호한다.

가족 Serpulidae에서 tubeworms 바다 ⁴ 공통 calcifiers 있습니다. 그것은 특히의 생물 연료 ^{^5,} ^6, 또한 해양 연구를위한 인기있는 무척추 동물 모델이다. 본 연구에서는, 무기질 구획 석회화 과정 두리NG의 생체 광물 형성 작용 (biomineralization)이 관찰된다. 변형의 빠른 처리 탄산 칼슘 구조물