Name: Inżynieria w mikroskali dla biologii komórki (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2007-10-01T13:19:14.000+00:00
Duration: 4 min 42 s
Description: Poznaj inżynierię mikroskalową w biologii komórki, w tym cytometrię i sortowanie komórek. Dowiedz się, jak platformy mikroskalowe umożliwiają precyzyjną analizę i izolację komórek.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

inżynieria w skali mikro w biologii komórki

Micro-scale Engineering for Cell Biology

Inżynieria w skali mikro w biologii komórki

Joel Goldman. Jestem profesorem adiunktem inżynierii elektrycznej i informatyki w MIT. Pracuję tutaj od pięciu lat.Ogólnie rzecz biorąc, zajmujemy się inżynierią w mikroskali zastosowaną w biologii komórki. Nasze badania koncentrują się w dwóch głównych obszarach. Pierwszym z nich jest ogólnie cytometria komórkowa, obejmująca m.in. tworzenie platform w mikroskali służących do sortowania komórek.W dużej mierze opiera się to na możliwości sortowania po mikroskopii, czyli zdolności do obrazowania, a następnie izolowania różnych komórek lub tworzenia określonych macierzy komórek, w których komórki typu A znajdują się obok komórek typu B i są poddane bodźcowi C – o takie funkcjonalności chodzi. Druga część laboratorium koncentruje się na mikrotechnologiach w biologii komórek macierzystych. Głównym obszarem zainteresowań są tam embrionalne komórki macierzyste, ze szczególnym uwzględnieniem procesu samoodnawiania.Stosujemy kilka różnych podejść. Przeprowadzamy hodowle mikrofluidyczne, w których wykorzystujemy perfuzję cieczy, aby uzyskać lepszą kontrolę nad sygnalizacją dyfuzyjną. Wykonujemy również wzorcowanie kolonii, aby móc kontrolować interakcje między koloniami.Następnie przeprowadzamy wzorowanie komórek i w tym miejscu zastosowanie znajduje bio flip chip, który jest w istocie metodą transportu pojedynczych komórek i rozmieszczania ich w określonych konfiguracjach. Badanie ich na płytce jest fantastycznym podejściem i w ciągu ostatnich 25 lat, korzystając z tej metody, mogliśmy dowiedzieć się bardzo wiele o biologii komórek macierzystych. Jest to zatem świetna metoda i jeśli przynosi zamierzone efekty, należy z niej korzystać.Istnieją jednak sytuacje, w których kluczowa jest dodatkowa możliwość kontroli na poziomie skali komórkowej. Biorąc pod uwagę, jak ściśle regulowany jest rozwój in vivo, nie jest trudno wyobrazić sobie, że zdolność do kontrolowania interakcji między komórkami, podłoża, na którym się znajdują, oraz środowiska, w którym są zanurzone, w sposób zależny od czasu w skali komórkowej, będzie miała istotne znaczenie dla rozwoju tkanek. W przypadku morfogenezy i tego typu zdarzeń, podczas opracowywania terapii, niezwykle ważne jest rzeczywiste zrozumienie fundamentalnych podstaw biologicznych przyczyn danego zjawiska.Wielu naszych urządzeń służy zatem do rozstrzygania fundamentalnych kwestii, takich jak pytanie, dlaczego embrionalne komórki macierzyste decydują się na samoodnawianie? Samoodnawianie w przeciwieństwie do różnicowania. Pojawia się również kwestia skalowania produkcji – w takim przypadku kluczowe jest zrozumienie, jakie czynniki mają istotne znaczenie dla tego procesu.Zatem na przykład w przypadku bio flip chipa zaczynamy zadawać pytania o to, w jakich warunkach i w jaki sposób należy hodować komórki, aby zmaksymalizować interesujący nas parametr, taki jak wydajność wysiewu komórek niezróżnicowanych i tak dalej. Chodzi o tego typu kwestie. Po trzecie, powiązane z tym są wszystkie pytania dotyczące tego, dlaczego mysie komórki macierzyste iPSC różnią się od ludzkich komórek macierzystych iPSC?Czym się one różnią? Czy jest to artefakt hodowlany? Czy jest to cecha fundamentalna?W przypadku tego rodzaju pytań sądzę, że w ciągu najbliższych pięciu do 10 lat zaczną pojawiać się nowe terapie oparte na embrionalnych komórkach macierzystych, których zdaniem nie zaprezentowano jeszcze w pełni. Jednakże niektóre z ostatnich prac dotyczących przeprogramowania oraz punkty końcowe, które udaje się osiągnąć, są bardzo, bardzo imponujące.Sądzę zatem, że o ile kilka lat temu powiedziałbym, że do tego momentu pozostało 20 lat, to teraz uważam, że jest to bliżej pięciu do 10 lat.

Research

JoVE Journal

Biology

Biologia

Inżynieria w mikroskali dla biologii komórki

Niniejszy film opisuje wytwarzanie i zastosowanie urządzenia mikroprzepływowego do hodowli neuronów ośrodkowego układu nerwowego (OUN). Urządzenie to jest kompatybilne z...

BioMEMS: nawiązywanie nowych współprac pomiędzy biologami a inżynierami

Przedstawiamy dwa procesy mikrofabrykacji porowatych polimerowych chipów do trójwymiarowej hodowli komórek. Pierwszy z nich to tłoczenie na gorąco w połączeniu z procesem spawania oparami rozpuszczalnika. Drugi wykorzystuje niedawno opracowany proces mikrotermoformowania w połączeniu z technologią śladów jonowych, co prowadzi do znacznego uproszczenia produkcji.

Mikrofabrykacja rusztowań w skali chipa do trójwymiarowej hodowli komórek

W tym protokole przedstawiono produkcję, konfigurację i podstawowe działanie mikroprzepływowego bioreaktora pikolitrowego (PLBR) do analizy pojedynczych komórek mikroorganizmów prokariotycznych. Mikroorganizmy istotne z przemysłowego punktu widzenia zostały przeanalizowane jako dowód zasadności, co pozwoliło na wgląd w tempo wzrostu, morfologię i niejednorodność fenotypową w określonych okresach czasu, co jest prawie niemożliwe przy użyciu konwencjonalnych metod.

Mikroprzepływowy bioreaktor pikoliterowy do analizy mikrobiologicznej pojedynczych komórek: produkcja, konfiguracja systemu i obsługa

Opracowaliśmy zautomatyzowaną platformę do hodowli komórek i przesłuchań do eksperymentów stymulacji komórek na mikroskalę.  Platforma oferuje prostą, wszechstronną i precyzyjną kontrolę w hodowli i stymulacji małych populacji komórek oraz odzyskiwaniu lizatów do analiz molekularnych.  Platforma doskonale nadaje się do badań, w których wykorzystuje się cenne komórki i/lub odczynniki.

Wszechstronna, zautomatyzowana platforma do eksperymentów ze stymulacją komórek w mikroskali

W tym artykule prezentujemy mikroprzepływowy chip do analizy pojedynczych komórek. Umożliwia ilościowe oznaczanie wewnątrzkomórkowych białek, enzymów, kofaktorów i drugich przekaźników za pomocą testów fluorescencyjnych lub testów immunologicznych.

Mikroprzepływowy chip do wszechstronnej analizy chemicznej pojedynczych komórek

Pokazujemy test oparty na mikrofluidyce do pomiaru skali czasowej dla komórek do przejścia przez sekwencję zwężeń w skali mikronów.

Technika mikroprzepływowa do badania odkształcalności komórek

Zgłaszamy urządzenie i nową metodę badania komórek i embrionów. Pojedyncze komórki są precyzyjnie uporządkowane w układach mikrownękowych. Ich uwięzienie w 3D jest krokiem w kierunku środowisk 3D spotykanych w warunkach fizjologicznych i umożliwia orientację organelli. Kontrolując kształt komórki, ta konfiguracja minimalizuje zmienność zgłaszaną w standardowych testach.

Porządkowanie pojedynczych komórek i pojedynczych zarodków w zamknięciu 3D: nowe urządzenie do badań przesiewowych o wysokiej zawartości

Przedstawiamy metodę analizy mikroprzepływowej poszczególnych linii komórek bakteryjnych na przykładzie Bacillus subtilis. Metoda ta przezwycięża niedociągnięcia tradycyjnych metod analitycznych w mikrobiologii, umożliwiając obserwację setek generacji komórek w ściśle kontrolowanych i jednolitych warunkach wzrostu.

Jednokomórkowa analiza mikroprzepływowa Bacillus subtilis

Opisujemy metodę konstruowania urządzeń do hodowli 3D i eksperymentowania z komórkami i organoidami wielokomórkowymi. Urządzenie to umożliwia analizę odpowiedzi komórkowych na sygnały rozpuszczalne w mikrośrodowiskach 3D ze zdefiniowanymi gradientami chemoatraktantu. Organoidy są lepsze niż pojedyncze komórki w wykrywaniu słabych hałaśliwych sygnałów.

Analiza 3D wielokomórkowych odpowiedzi na gradienty chemoatraktantu

Obecny protokół opisuje projekt, produkcję i charakterystykę systemu mikroprzepływowego zdolnego do wyrównania, unieruchomienia i precyzyjnego ucisku setek zarodków Drosophila melanogaster przy minimalnym zaangażowaniu użytkownika. System ten umożliwia obrazowanie w wysokiej rozdzielczości i odzyskiwanie próbek do analizy po stymulacji i może być skalowany w celu uwzględnienia innych wielokomórkowych systemów biologicznych.

Mechanostymulacja organizmów wielokomórkowych za pomocą wysokoprzepustowego systemu kompresji mikroprzepływowej

Poznaj inżynierię mikroskalową w biologii komórki, w tym cytometrię i sortowanie komórek. Dowiedz się, jak platformy mikroskalowe umożliwiają precyzyjną analizę i izolację komórek.

Inżynieria w skali mikro w biologii komórki

Przeglądaj więcej filmów