Hier is een voorproefje van wat er komt in de april 2014-uitgave van JoVE: The Journal of Visualized Experiments.
In de Bioengineering sectie hebben we een videoartikel dat het voorste kruisband (ACL) onderzoekt, dat essentieel is voor het stabiel houden van de knie bij het draaien of landen. Gescheurde of gescheurde ACL's behoren tot de meest voorkomende van alle ernstige knieblessures, vooral bij atleten, en zelfs gedeeltelijke scheuringen kunnen de stabiliteit en functie van de knie aantasten. Omdat ze niet zelf kunnen genezen, worden gescheurde ACL's vaak chirurgisch behandeld, soms door het ligament te reconstrueren met een pees getransplanteerd uit het eigen lichaam van de patiënt of van een lijk. Elk jaar worden er meer dan 100.000 ACL-reconstructies uitgevoerd in de Verenigde Staten. De gescheurde ligamenten worden meestal als chirurgisch afval weggegooid, maar Gupta et al. zien ze als een waardevolle bron van cellen voor mogelijk het repareren van ACL's. Ze ontwikkelden een methode voor het oogsten en uitbreiden van menselijke ACL-afgeleide cellen en vervolgens het laten groeien op skeletten om weefsel-geëngend weefsel te vormen. Onder rasterelektronenmicroscopie toont de geëngend matrix goede cellulaire hechting en groei. Deze techniek zou kunnen leiden tot methoden voor het versterken van beschadigde ligamenten en het verbeteren van ACL-reparatie, vooral voor degenen die een atletische levensstijl willen behouden.
In de Neurowetenschappen sectie onderzoeken we de motorische controle bij insecten, die behoren tot de meest atletische wezens op aarde. Ze zijn vooral goed in het aanpassen aan plotselinge veranderingen in terrein, dus wetenschappers zijn geïnteresseerd in het correleren van neurale activiteit met gedrag bij insecten. Guo et al. hebben een methode ontwikkeld voor het opnemen van hersenactiviteit in de discoïde kakkerlak, ook bekend als de tropische kakkerlak, terwijl ze een arena verkennen of wanneer ze obstakels tegenkomen die hen dwingen van koers te veranderen. De auteurs demonstreren ook hoe de gegevens voor latere analyse kunnen worden verzameld, wat inzicht kan geven in de neurale controle van gedrag.
In JoVE Environment presenteren we een techniek voor tijdelijke genexpressie in planten. Om genproducten in specifieke delen van de cel tot expressie te brengen, hebben planten vaak meerdere kopieën van een gen en drukken ze afzonderlijk uit in verschillende organellen (zoals de chloroplast en peroxisoom) of in het cytosol. Daarom moeten genetische ingenieurs mogelijk meerdere gedupliceerde genen targeten om de expressie in verschillende celdelen te manipuleren. Om dit probleem te omzeilen, Mattozzi et al. gebruiken een nieuwe methode voor targeting van meerdere organellen die gebruik maakt van alternatief gespliceerde mRNA's, die naar verschillende locaties in de cel worden gestuurd. De targetingconstructen zijn ontworpen met behulp van Gibson-assemblage, een eenstaps-kloneringmethode, en vervolgens afgeleverd met behulp van een genkanon. Deze techniek biedt grote flexibiliteit in termen van genetisch ontwerp en kan worden toegepast op grootschalige selectieve genetische techniek in de landbouw of het milieu.
In de Chemie sectie presenteren we een artikel dat moderne chemische technieken gebruikt om twee helderblauwe pigmenten te onderzoeken die in oude samenlevingen werden gesynthetiseerd. Calcium koper tetrasilicaat, algemeen bekend als Egyptisch blauw, wordt beschouwd als het eerste synthetische pigment en werd in Egypte gebruikt zo vroeg als de 4e dynastie (ca. 2500 v.Chr.), het hoogtepunt van de piramidenbouwtijd. Barium koper tetrasilicaat, ook bekend als Han blauw, werd later ontwikkeld in China tijdens het begin van de Zhou-dynastie, of het hoogtepunt van de bronstijd (1045-771 v.Chr.). Tegenwoordig zijn wetenschappers geïnteresseerd in de sterke nabij-infrarode (NIR) emissie-eigenschappen van deze twee pigmenten, die kunnen worden gebruikt voor optische sensoren. Gerelateerd aan deze toepassing is het vermogen om kopertetrasilicaten exfolieren tot 2D-monolagen of nanosheets. Johnson-McDaniel en Salguero demonstreren hoe deze twee kopertetrasilicaatpigmenten kunnen worden gesynthetiseerd en exfolieren in monolayer-nanosheets. Egyptisch blauw exfolieert spontaan in monolayers wanneer het wordt geroerd in heet water, terwijl Han blauw ultrasone behandeling in organische oplosmiddelen vereist. Onze auteurs tonen aan dat zowel de bulk- als nanosheet-vormen van de twee pigmenten sterke nabij-infrarode emitters zijn met potentiële toepassingen variërend van beveiligingsinkten tot biomedische beeldvorming.
Je hebt net een kijkje gehad in de april 2014-uitgave van JoVE. Bezoek de website om de volledige artikelen, plus vele anderen, te zien in JoVE: The Journal of Visualized Experiments.