Name: 목성이 December (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2011-12-01T00:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 12 s
Description: 학습하세요 JoVE 2011년 12월호의 신경과학 및 생물학 연구 하이라이트를 통해 혁신적인 실험 기법과 시각화 방법을 탐색하세요. 이 연구는 복잡한 생물학적 과정의 재현성과 이해를 높이는 데 기여합니다.

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<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/2770">초저온 전자 단층 촬영 및 자동 하위 단층 평균 측정을 사용한 HIV 외피 당단백질의 분자 구조 결정</a></h2>
조엘 R. Meyerson1, 2, 토미 A. 흰색1, Donald Bliss3, Amy Moran3, Alberto Bartesaghi1, Mario J. Borgnia1, M. 제이슨 베로니카 de la Cruz1, David Schauder1, Lisa M. Hartnell1, Rachna Nandwani1, 4, Moez Dawood5, Brianna Kim6, Jun Hong Kim7, John Sununu8, Lisa Yang9, Siddhant Bhatia10, Carolyn Subramaniam1, 대럴 E. Hurt11, Laurent Gaudreault12, 스리람 수브라마니암1 
 1 개세포 생물학 실험실, 암 연구 센터, 국립 암 연구소, 국립 보건원, 2의학 연구위원회 미토콘드리아 생물학 부서, 케임브리지 대학, 3국립 의학 도서관, 국립 보건원, 4매사추세츠 공과 대학, 5윌리엄 프렘드 고등학교, 6버지니아 대학, 7듀크 대학, 8예일 대학, 9노트르담 대학교, 10세인트루이스 워싱턴 대학교, 11생물정보학 및 전산 생명과학 분과, 국립 알레르기 및 전염병 연구소, 국립 보건원, 12토마스 제퍼슨 과학 기술 고등학교
이 프로토콜은 초저온 전자 단층촬영(cryo-electron tomography) 및 3D 이미지 처리를 사용하여 막 단백질의 구조를 결정하는 고처리량 접근 방식을 설명합니다. 검체 준비, 데이터 수집, 데이터 처리 및 해석에 대한 세부 사항을 다루고 이 접근법의 대표 표적인 HIV-1 외피 당단백질을 생산하는 것으로 마무리됩니다. 이러한 계산 절차는 연구원과 학생이 원격으로 작업하고 데이터 처리 및 구조 분석에 기여할 수 있는 방식으로 설계되었습니다.
<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/3118">인간 유아의 통각(유해성)에 대한 전기생리학적 측정 및 분석</a></h2>
L. Fabrizi1,*, A입니다. Worley2,*, D입니다. 패턴1, S. Holdridge1, L. Cornelissen1, J. 온유한 3, S. 보이드2, R. 슬레이터1, 4 
 1 개신경과학, 생리학 및 약리학, 유니버시티 칼리지 런던, 2임상 신경생리학과, 그레이트 오몬드 스트리트 병원, 3엘리자베스 개렛 앤더슨 산부인과 병원, 유니버시티 칼리지 병원, 4너필드 마취과, 옥스퍼드 대학교
 * 이 저자들도 동등하게 기여했습니다
이 프로토콜은 초저온 전자 단층촬영(cryo-electron tomography) 및 3D 이미지 처리를 사용하여 막 단백질의 구조를 결정하는 고처리량 접근 방식을 설명합니다. 검체 준비, 데이터 수집, 데이터 처리 및 해석에 대한 세부 사항을 다루고 이 접근법의 대표 표적인 HIV-1 외피 당단백질을 생산하는 것으로 마무리됩니다. 이러한 계산 절차는 연구원과 학생이 원격으로 작업하고 데이터 처리 및 구조 분석에 기여할 수 있는 방식으로 설계되었습니다.
<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/3189">전도성 잉크의 평면 및 3차원 인쇄</a></h2>
안복엽1, Steven B. 워커1, Scott C. Slimmer1, Analisa Russo1, Ashley Gupta1, Steve Kranz1, Eric B. 듀오1, 2, 토마스 F. Malkowski1, 3, Jennifer A. 루이스1 
 1 개일리노이 대학교 어바나-샴페인 소재 과학 및 공학과, 2마이크로 및 나노 기술 센터, 로렌스 리버모어 국립 연구소, 3현재 캘리포니아 산타 바바라 대학교 와이드 밴드 갭 반도체를 위한 학제 간 센터 
전도성 금속 잉크의 평면 및 3차원 인쇄에 대해 설명합니다. 우리의 접근 방식은 미시적 규모에서 특이한 레이아웃으로 인쇄된 전자, 광전자 및 생체 의학 장치를 제작할 수 있는 새로운 길을 제공합니다.
<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/3297">미세유체 장치 구획화 및 라이브 셀 이미징을 사용한 암 줄기 세포 이동 평가</a></h2>
<font color='black'>Yu Huang1, 2,*, Basheal Agrawal3,*, Paul A. Clark3, 저스틴 C. 윌리엄스 1, 2, 3, John S. 쿠오3, 4 
 1 개University of Wisconsin-Madison, 2재료 과학 프로그램, University of Wisconsin-Madison, 3신경외과, University of Wisconsin-Madison, 4Carbone Comprehensive Cancer Center 및 Center for Stem Cell and Regenerative Medicine, University of Wisconsin-Madison , 의생명공학과
 * 이 저자들도 동등하게 기여했습니다
암 줄기 세포 이동을 조사하기 위한 구획화 미세유체 장치에 대해 설명합니다. 이 새로운 플랫폼은 실행 가능한 세포 미세환경을 생성하고 살아있는 세포 이동의 미시적 시각화를 가능하게 합니다. 운동성이 높은 암세포는 공격적인 침투의 분자 메커니즘을 연구하기 위해 분리되어 잠재적으로 보다 효과적인 미래 치료법으로 이어질 수 있습니다.
<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/3311">마우스 Vomeronasal 급성 조직 절편 준비에서 페로몬 감지 이미징</a></h2>
Julien Brechbühl1, Gaëlle Luyet1, Fabian Moine1, Ivan Rodriguez2, Marie-Christine Broillet1 
 1 개로잔 대학교 약리학 및 독성학과, 2제네바 대학교 유전학 및 진화학과
쥐에서 페로몬을 감지하는 능력은 주로 vomeronasal organ (VNO)에 의해 매개됩니다. 여기서, 칼슘 이미징을 수행하기 위한 VNO의 급성 조직 절편 제조가 설명됩니다. 이 생리학적 접근법을 통해 살아있는 조직의 하위 집단 및/또는 개별 뉴런을 관찰할 수 있으며 수용체-리간드 식별에 편리합니다.
<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/3380">만성 생체 내 광유전학적 자극을 위한 성인 출생 후각 뉴런의 선택적 바이러스 전달</a></h2>
<font color='black'>가브리엘 레푸세즈, 마리아나 알론소, Sebastian Wagner, Benjamin W. 갈라르다, 피에르 마리 레도 
 파스퇴르 연구소 및 국립 과학 연구 센터(CNRS) 지각 및 기억 연구소
후각구의 성체 태생 뉴런은 후각 이동 흐름에서 Channelrhodopsin2 발현 렌티바이러스 주사와 이식된 소형 LED를 통한 만성 광자극을 사용하여 광유전학적으로 제어할 수 있습니다.
<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/3404">유전적으로 암호화된 칼슘 센서를 발현하는 위저기 절편 제제에서 신경 반응 이미징</a></h2>
<font color='black'>Limei Ma1, Sachiko Haga-Yamanaka1, Qingfeng Elden Yu1, Qiang Qiu1, SangSeong Kim1, C. Ron Yu1, 2 
 1 개Stowers Institute for Medical Research, 2Department of Anatomy and Cell Biology, The University of Kansas School of Medicine (캔자스 대학교 의과 대학)
vomeronasal organ(VNO)은 사회 및 생식 정보를 전달하는 종 간 화학 신호를 감지합니다. VNO 조직에서 G-CaMP2를 발현하는 형질전환 마우스를 사용하여 Ca2+ 이미징 실험을 수행했습니다. 이 접근 방식을 사용하면 많은 수의 페로몬 자극에 대한 vomeronasal 뉴런의 복잡한 반응 패턴을 분석할 수 있습니다.
<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/3438">고립 수축 림프관에서 세포질 Ca2+ 측정</a></h2>
Flavia M. Souza-Smith, 크리스틴 M. 커츠, Jerome W. 브레슬린 
 Louisiana State University Health Sciences Center 의과대학 생리학과
우리는 림프 평활근 수축의 Ca2+ 의존성 및 Ca2+ 감작 메커니즘을 연구하기 위해 격리 림프액에서 세포질 Ca2+ 농도를 평가하는 접근 방식을 소개합니다.

관심 없음 충돌 선언하지 않습니다.

목성이 december

December 2011: This Month in JoVE

The Journal of Visualized Experiments(JoVE)는 바이러스 감염 경로의 중요한 구성 요소인 HIV 외피 당단백질의 구조를 시각화하는 방법을 다루는 기사로 시작하는 세계 에이즈의 날을 기념하는 것으로 시작하는 12월호로 2011년을 마무리합니다.
비리온 포락선 구조를 결정하는 한 가지 핵심 방법은 극저온 전자 단층 촬영입니다. 이 기술을 사용하기 전에 용해성 바이러스를 금 그리드에서 유리화해야 하며, 이 과정에는 바이러스 현탁액에 금을 추가하고, 해당 현탁액을 그리드로 옮기고, 그리드를 액체 에탄으로 넣는 과정이 포함됩니다. 그리드 상단의 얇은 액체 필름에 존재하는 바이러스 입자는 초당 100,000K 이상의 속도로 얼어붙습니다. 유리화(vitrification) 후, 수집된 샘플은 전자 현미경에 로드되고 그리드에서 정밀하게 정의된 영역은 집속된 전자 빔으로 타격되고 그리드는 기울어집니다. 이러한 이미징 세션의 결과로 발생하는 틸트 시리즈는 수백 개의 개별 이미지로 구성되며, 개별 외피 단백질을 분리하기 위해 정렬하고 평균화해야 합니다. 이 계산 집약적인 프로세스에는 NIH의 Biowulf와 같이 원격 액세스 병렬 처리가 가능한 컴퓨터 클러스터가 필요한 경우가 많습니다.
완료되면 3D 모델은 외피 당단백질 자체의 구조에 대한 통찰력을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 백신 설계에 큰 영향을 미칠 수 있는 정보인 중화 항체 B12와 같은 다른 단백질과 상호 작용하는 방식을 밝힐 수 있습니다.
스리람 수브라마니암 박사의 연구실에서 발췌한 이 기사는 대학원생과 박사후 연구원뿐만 아니라 중고등학생을 포함한 20명의 저자의 기여를 포함하고 있으며, 전 세계 6천만 명 이상을 감염시킨 질병과의 싸움에 영향을 미치기에 너무 젊지 않다는 것을 보여줍니다.
In Clinical and Translational Medicine에서 JoVE는 유니버시티 칼리지 런던(University College London)과 옥스퍼드 대학교(University of Oxford)에서 유아의 통각 또는 통증 감각의 생리학적 상관관계를 조사한 기사를 제시합니다. 일반적으로 유아는 유해 자극에 울고 얼굴 표정을 바꾸어 반응하는데, 이러한 반응은 자율신경계이며 뇌의 피질하 영역에 의존하는 것으로 간주됩니다.
대뇌 피질과 척수가 유아 통각에 관여하는 것을 이해하기 위해 저자는 먼저 유아가 EEG 및 EMG 기록을 할 수 있도록 준비시킵니다. 또한 생리학적 모니터링 및 비디오 녹화를 설정하여 유아의 얼굴 표정을 생리학적 데이터와 연결할 수 있습니다. 중립 촉각 자극에 대한 유아의 반응을 평가한 후, 아기는 유아로부터 혈액 샘플을 채취하는 데 사용되는 임상 절차인 발뒤꿈치 랜싱을 받습니다. 데이터 처리 후, 이러한 유아의 유해 자극과 무해 자극 간의 전위를 비교할 수 있으며, 이는 신생아가 통각 정보를 해석하는 방법에 대한 의미 있는 결론으로 이어질 수 있기를 바랍니다.
JoVE의 생명공학 섹션은 12월에 암 줄기 세포 이동을 연구하기 위한 구획화된 미세유체 장치의 제작과 관련된 매디슨 위스콘신 대학의 기사와 함께 보다 임상적인 초점을 맞춥니다. 장치 설계에 이어, 투명하고 생물학적으로 불활성인 유기 실리콘 화합물인 PDMS(poly dimethyl siloxane)의 적용을 위해 포토리소그래피로 마스터 몰드를 만들어 살아있는 세포를 사용하는 미세유체 응용 분야에 적합합니다. 구체적으로 말하자면, 저자들은 매우 악성인 뇌종양인 다형 교모세포종(multiform glioblastoma)에서 유래한 종양 줄기세포를 구획화된 장치에 로드한 다음 며칠에 걸쳐 데이터를 수집하는 특수 이미징 시스템에 배치합니다. 
이 저자의 타임랩스 비디오는 암 줄기세포가 틈새 공간에서와 마찬가지로 크기가 제한된 미세유체 채널에서 형태를 조절할 수 있으며, 이와 같은 챔버를 통해 가능해진 유체 분리는 암 줄기세포 이동에 영향을 줄 수 있는 잠재적인 치료제에 대한 약물 스크리닝을 용이하게 한다는 것을 보여줍니다.
그 달 말, JoVE는 프랑스로 여행을 떠나 파스퇴르 연구소(Institute Pasteur)와 국립 연구 센터(Centre National de la Recherche Scientifique)의 연구자들이 광활성화 이온 채널인 채널-로돕신(channel-rhodopsin)의 발현을 마우스의 후각구로 유도하는 방법과 소형 발광 다이오드(LED)를 사용하여 후속 신경 자극을 유도하는 방법을 설명합니다.
우리 저자는 주사 바늘을 준비하고 성체 태생 신경 아세포의 이동 장소인 상부 철새 흐름에 바이러스를 정확하게 주입하기 위한 자세한 단계별 지침을 제공합니다. 또한 소형 LED 자극 장치가 전구 위에 준비된 두개골 창 위에 어떻게 제작, 보정 및 이식되는지 보여줍니다. 특히, 본 연구의 저자들은 성체로 태어난 뉴런이 기존의 후각 뉴런 회로에 통합되는 방식에 관심을 갖고 있으며, 깨어 있는 동물의 LED 자극이 로스트랄 이동 흐름에서 이동한 후각구에서 바이러스로 변형된 신경아세포의 활성화로 이어질 수 있음을 보여줍니다.
이 비디오 기사는 12월 한 달 동안 JoVE의 하이라이트를 구성합니다. 앞으로 발표될 다른 주목할 만한 논문에서는 전도성 잉크를 미세 전극으로 패터닝하고, 수축 림프관에서 세포질 칼슘을 측정하고, 보메로노살 기관에서 페로몬에 대한 뉴런 반응을 이미징하는 방법을 설명합니다.

목성이 December

The Journal of Visualized Experiments(JoVE)는 바이러스 감염 경로의 핵심 성분인 HIV 외피 당단백질의 구조 시각화를 다룬 논문으로 세계 에이즈의 날을 기념하며 2011년 12월호를 마무리합니다. 비리온 외피 구조를 결정하는 주요 방법 중 하나는 저온 전자 단층 촬영술(cryo-electron tomography)입니다. 이 기술을 사용하기 전, 수용성 바이러스를 금 그리드 위에 유리화해야 하는데, 이 과정은 바이러스 현탁액에 금을 첨가하고 해당 현탁액을 그리드로 옮긴 후, 그리드를 액체 에탄에 급속 동결시키는 단계를 포함합니다. 그리드 상단의 얇은 액체 막에 존재하는 바이러스 입자들은 초당 100,000K 이상의 속도로 냉각됩니다. 유리화 후 수집된 샘플을 전자 현미경에 장착하고 그리드를 기울이는 동안 그리드 상의 정밀하게 정의된 영역에 집중 전자빔을 조사합니다. 이러한 이미징 세션의 결과로 얻어지는 틸트 시리즈(tilt series)는 수백 장의 개별 이미지로 구성되며, 개별 외피 단백질을 분해하여 확인하기 위해서는 이 이미지들을 정렬하고 평균화해야 합니다. 이 계산 집약적인 과정에는 NIH의 Biowulf와 같이 원격 접속 병렬 처리가 가능한 컴퓨터 클러스터가 필요한 경우가 많습니다. 분석이 완료되면 3D 모델을 통해 외피 당단백질 자체의 구조에 대한 통찰을 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 중화 항체 B12와 같은 다른 단백질과의 상호작용 방식도 밝혀낼 수 있으며, 이는 백신 설계에 큰 영향을 미칠 수 있는 정보입니다. Sriram Subramaniam 박사 연구실의 이 논문에는 대학원생과 박사후 연구원뿐만 아니라 중고등학생을 포함한 20명의 저자가 참여하여, 전 세계적으로 6,000만 명 이상이 감염된 질병과의 싸움에서 영향력을 발휘하는 데 나이가 결코 걸림돌이 되지 않음을 보여주었습니다. 임상 및 중개 의학 부문에서 JoVE는 영아의 nociception, 즉 통각의 생리학적 상관관계를 조사한 런던 대학교(University College London)와 옥스퍼드 대학교(University of Oxford)의 논문을 소개합니다. 일반적으로 영아는 유해 자극에 대해 울음이나 안면 표정의 변화로 반응하며, 이러한 반응은 자율적이고 뇌의 피질하 영역에 의존하는 것으로 간주됩니다. 영아의 통각 작용에서 대뇌 피질과 척수의 관여도를 이해하기 위해, 저자들은 먼저 영아의 EEG 및 EMG 기록을 준비합니다. 또한 생리학적 모니터링과 비디오 녹화를 설정하여 영아의 안면 표정을 생리학적 데이터와 연결할 수 있도록 합니다. 중립적인 촉각 자극에 대한 영아의 반응을 평가한 후, 영아에게 혈액 샘플 채취를 위한 임상 절차인 발꿈치 천자(heel lancing)를 실시합니다. 데이터 처리 후, 이들 영아의 유해 자극과 비유해 자극 간의 전기적 전위를 비교할 수 있으며, 이는 신생아가 통각 정보를 어떻게 해석하는지에 대한 유의미한 결론으로 이어질 것으로 기대됩니다. JoVE의 바이오공학 섹션은 12월에 위스콘신 대학교 매디슨 캠퍼스(University of Wisconsin, Madison)의 논문을 통해 보다 임상적인 초점을 맞추는데, 이 논문은 암 줄기세포 이동 연구를 위한 구획화된 미세 유체 장치의 제작을 다룹니다. 장치 설계 후, 포토리소그래피를 통해 마스터 몰드를 제작하여 폴리디메틸실록산(PDMS)을 도포합니다. PDMS는 투명하고 생물학적으로 불활성인 유기 규소 화합물로, 살아있는 세포를 이용한 미세 유체 응용 분야에 적합합니다. 구체적으로 저자들은 매우 악성인 뇌암인 다형성 교모세포종에서 유래한 종양 줄기세포를 구획화된 장치에 주입하고, 며칠 동안 데이터를 수집하는 특수 이미징 시스템에 배치합니다.

Research

연구

JoVE Journal

Biology

생물학

학습하세요 JoVE 2011년 12월호의 신경과학 및 생물학 연구 하이라이트를 통해 혁신적인 실험 기법과 시각화 방법을 탐색하세요. 이 연구는 복잡한 생물학적 과정의 재현성과 이해를 높이는 데 기여합니다.

목성이 December (동영상) | JoVE Journal

Aaron Kolski-Andreaco

목성이 December

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