Name: Grudzień 2011: W tym miesiącu w JoVE (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2011-12-01T00:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 12 s
Description: Odkryj najważniejsze osiągnięcia w neurobiologii i biologii z grudniowego numeru JoVE z 2011 roku. Poznaj innowacyjne metody wizualizacji eksperymentów wspierające powtarzalność badań naukowych.

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

<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/2770">Oznaczanie struktur molekularnych glikoprotein otoczki HIV za pomocą tomografii krioelektronowej i automatycznego uśredniania subtomogramu</a></h2>
Joel R. Meyerson1, 2, Tommi A. Biały1, Donald Bliss3, Amy Moran3, Alberto Bartesaghi1, Mario J. Borgnia1, M. Jason V. 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, Darrella E. Hurt11, Laurent Gaudreault12, Sriram Subramaniam1 
 1Laboratorium Biologii Komórki, Centrum Badań nad Rakiem, Narodowy Instytut Raka, Narodowe Instytuty Zdrowia, 2Jednostka Biologii Mitochondrialnej Rady Badań Medycznych, Uniwersytet Cambridge, 3Narodowa Biblioteka Medyczna, Narodowe Instytuty Zdrowia, 4Massachusetts Institute of Technology, 5William Fremd High School, 6Uniwersytet Wirginii, 7Uniwersytet Duke'a, 8Uniwersytet Yale, 9Uniwersytet Notre Dame , 10Uniwersytet Waszyngtoński w St. Louis , 11Oddział Bioinformatyki i Nauk Biologicznych, Narodowy Instytut Alergii i Chorób Zakaźnych, Narodowe Instytuty Zdrowia, 12Thomas Jefferson High School for Science and Technology
Protokół opisuje wysokoprzepustowe podejście do określania struktur białek błonowych za pomocą krio-elektronowej tomografii i przetwarzania obrazów 3D. Obejmuje on szczegóły przygotowania próbek, gromadzenia danych, przetwarzania i interpretacji danych, a kończy się opracowaniem reprezentatywnego celu dla podejścia, glikoproteiny otoczki HIV-1. Te procedury obliczeniowe zostały zaprojektowane w sposób, który umożliwia naukowcom i studentom pracę zdalną i przyczynianie się do przetwarzania danych i analizy strukturalnej.
<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/3118">Pomiary elektrofizjologiczne i analiza nocycepcji u niemowląt</a></h2>
L. Fabrizi1,*, A. Worley2,*, <kolor czcionki=''>D. Patten1, S. Holdridge1, L. Cornelissen1, J. Meek3, S. Boyd2, R. Slatera1, 4 
 1Neuronauka, fizjologia i farmakologia, University College London, 2Wydział Neurofizjologii Klinicznej, Szpital Great Ormond Street, 3Szpital Położniczy Elizabeth Garrett Anderson, Szpital University College, 4Wydział Anestezjologii Nuffield, Uniwersytet Oksfordzki 
 * Autorzy ci przyczynili się w równym stopniu do
Protokół opisuje wysokoprzepustowe podejście do określania struktur białek błonowych za pomocą krio-elektronowej tomografii i przetwarzania obrazów 3D. Obejmuje on szczegóły przygotowania próbek, gromadzenia danych, przetwarzania i interpretacji danych, a kończy się opracowaniem reprezentatywnego celu dla podejścia, glikoproteiny otoczki HIV-1. Te procedury obliczeniowe zostały zaprojektowane w sposób, który umożliwia naukowcom i studentom pracę zdalną i przyczynianie się do przetwarzania danych i analizy strukturalnej.
<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/3189">Planarny i trójwymiarowy druk farb przewodzących</a></h2>
Bok Yeop Ahn1, Steven B. Walker1, Scott C. Slimmer1, Analisa Russo1, Ashley Gupta1, Steve Kranz1, Eric B. Duoss1, 2, Thomas F. Małkowski1, 3, Jennifer A. Lewisa1 
 1Wydział Inżynierii Materiałowej, Uniwersytet Illinois w Urbana-Champaign, 2Centrum Mikro- i Nanotechnologii, Lawrence Livermore National Laboratory, 3Obecnie w Interdyscyplinarnym Centrum Półprzewodników o Szerokim Paśmie Wzbronionym, Uniwersytet Kalifornijski w Santa Barbara 
Opisany jest planarny i trójwymiarowy druk przewodzących farb metalicznych. Nasze podejście zapewnia nowe możliwości wytwarzania drukowanych urządzeń elektronicznych, optoelektronicznych i biomedycznych w nietypowych układach w mikroskali.
<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/3297">Ocena migracji komórek macierzystych raka za pomocą urządzeń mikroprzepływowych z podziałem na przedziały i obrazowania żywych komórek</a></h2>
Yu Huang1, 2,*, Basheal Agrawal3,*, Paul A. Clark3, Justin C. Williams1, 2, 3, John S. Kuo3, 4 
 1Wydział Inżynierii Biomedycznej, University of Wisconsin-Madison, 2Program Materiałoznawstwa, Uniwersytet Wisconsin-Madison, 3Wydział Chirurgii Neurologicznej, Uniwersytet Wisconsin-Madison, 4Carbone Comprehensive Cancer Center i Centrum Komórek Macierzystych i Medycyny Regeneracyjnej, University of Wisconsin-Madison 
 * Autorzy ci przyczynili się w równym stopniu do
Opisano urządzenie mikroprzepływowe do badania migracji nowotworowych komórek macierzystych. Ta nowatorska platforma tworzy żywotne mikrośrodowisko komórkowe i umożliwia mikroskopową wizualizację lokomocji żywych komórek. Wysoce ruchliwe komórki nowotworowe są izolowane w celu zbadania molekularnych mechanizmów agresywnej infiltracji, co może prowadzić do skuteczniejszych przyszłych terapii.
<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/3311">Obrazowanie wykrywania feromonów w myszym wycinku ostrej tkanki lemieszowo-nosowej</a></h2>
Julien Brechbühl1, Gaëlle Luyet1, Fabian Moine1, Ivan Rodriguez2, Marie-Christine Broillet1 
 1Wydział Farmakologii i Toksykologii, Uniwersytet w Lozannie, 2Wydział Genetyki i Ewolucji, Uniwersytet Genewski
U myszy zdolność do wykrywania feromonów jest głównie pośredniczona przez narząd lemieszowo-nosowy (VNO). W tym miejscu opisano przygotowanie ostrego plastra tkanki VNO do wykonywania obrazowania wapnia. To fizjologiczne podejście pozwala na obserwację subpopulacji i/lub pojedynczych neuronów w żywej tkance i jest wygodne do identyfikacji receptor-ligand.
<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/3380">Selektywna transdukcja wirusowa neuronów węchowych urodzonych u dorosłych w celu przewlekłej stymulacji optogenetycznej in vivo</a></h2>
Gabriel Lepousez, Mariana Alonso, Sebastian Wagner, Benjamin W. Gallarda, Pierre-Marie Lledo 
 Laboratorium Percepcji i Pamięci, Instytut Pasteura i Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Urodzone w dorosłym wieku neurony opuszki węchowej mogą być optogenetycznie kontrolowane za pomocą iniekcji lentiwirusowej z ekspresją Channelrhodopsin2 w rostralnym strumieniu migracyjnym i przewlekłej fotostymulacji za pomocą wszczepionej miniaturowej diody LED.
<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/3404">Obrazowanie odpowiedzi neuronalnych w preparatach warstwowych narządu lemieszowo-nosowego wyrażającego genetycznie kodowany czujnik wapnia</a></h2>
Limei Ma1, Sachiko Haga-Yamanaka1, Qingfeng Elden Yu1, Qiang Qiu1, SangSeong Kim1, C. Ron Yu1, 2 
 1Instytut Badań Medycznych Stowers, 2Wydział Anatomii i Biologii Komórki, Szkoła Medyczna Uniwersytetu Kansas
Narząd lemieszowo-nosowy (VNO) wykrywa wewnątrzgatunkowe sygnały chemiczne, które przekazują informacje społeczne i reprodukcyjne. Przeprowadziliśmy eksperymenty obrazowania Ca2 + na transgenicznych myszach eksprymujących G-CaMP2 w tkance VNO. Takie podejście pozwala nam analizować skomplikowane wzorce reakcji neuronów lemieszowo-nosowych na dużą liczbę bodźców feromonowych.
<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/3438">Pomiar cytozolowego Ca2+ w izolowanych kurczliwych limfach kurczliwych</a></h2>
Flavia M. Souza-Smith, Kristine M. Kurtz, Jerome W. Breslin 
 Wydział Fizjologii, Szkoła Medyczna, Centrum Nauk o Zdrowiu Uniwersytetu Stanowego Luizjany
Wprowadzamy podejście do oceny stężenia cytozolowegoCa2+ w izolowanych limfach w celu zbadania zależnych od Ca2+ i uwrażliwiających na Ca2+ mechanizmów skurczu mięśni gładkich limfy.

grudzień 2011: ten miesiąc w jove

December 2011: This Month in JoVE

Journal of Visualized Experiments (JoVE) zamyka rok 2011 grudniowym wydaniem, które rozpoczyna się od uczczenia Światowego Dnia AIDS artykułem poświęconym wizualizacji struktury glikoprotein otoczki HIV, które są kluczowym elementem szlaku infekcji wirusowej.
Jedną z kluczowych metod określania struktury otoczki wirionu jest krioelektronowa tomografia. Przed zastosowaniem tej techniki rozpuszczalny wirus musi zostać zeszklony na złotej siatce - proces polega na dodaniu złota do zawiesiny wirusa, przeniesieniu tej zawiesiny do siatki i zanurzeniu siatki w ciekłym etanie. Cząsteczki wirusa, obecne w cienkiej warstwie cieczy na szczycie siatki, są zamrażane z prędkością większą niż 100 000 K na sekundę. Po witryfikacji pobrane próbki są ładowane do mikroskopu elektronowego, a precyzyjnie zdefiniowane obszary na siatce są uderzane skupioną wiązką elektronów, podczas gdy siatka jest nachylona. Seria pochylenia, która wynika z tych sesji obrazowania, składa się z setek pojedynczych obrazów, które muszą być wyrównane i uśrednione, aby rozdzielić poszczególne białka otoczki. Ten intensywny obliczeniowo proces często wymaga klastrów komputerowych, zdolnych do równoległego przetwarzania ze zdalnym dostępem, takich jak Biowulf firmy NIH.
Po ukończeniu, modele 3D mogą nie tylko dostarczyć wglądu w strukturę samych glikoprotein otoczki, ale mogą również ujawnić sposób, w jaki oddziałują one z innymi białkami, takimi jak neutralizujące przeciwciało B12, co jest informacją, która może znacznie wpłynąć na projekt szczepionki.
Ten artykuł, z laboratorium dr Srirama Subramaniama, zawiera wkład dwudziestu autorów, w tym nie tylko absolwentów i doktorantów, ale także uczniów gimnazjów i szkół średnich, pokazując, że nigdy nie jesteś za młody, aby wywrzeć wpływ na walkę z chorobą, która zainfekowała ponad 60 milionów ludzi na całym świecie.
W Medycynie Klinicznej i Translacyjnej, JoVE prezentuje artykuł z University College London i University of Oxford, który bada fizjologiczne korelaty nocycepcji, czyli odczuwania bólu u niemowląt. Zazwyczaj niemowlęta reagują na szkodliwe bodźce płaczem i zmianą mimiki twarzy - reakcjami uważanymi za autonomiczne i zależne od podkorowych obszarów mózgu.
Aby zrozumieć udział kory mózgowej i rdzenia kręgowego w nocycepcji niemowląt, nasi autorzy najpierw przygotowują niemowlęta do zapisów EEG i EMG. Konfigurują również monitorowanie fizjologiczne i nagrywanie wideo, dzięki czemu mimika twarzy niemowlęcia może być powiązana z danymi fizjologicznymi. Po ocenie reakcji niemowlęcia na neutralne bodźce dotykowe, dziecko poddawane jest nakłuwaniu pięty - procedurze klinicznej stosowanej do pobierania próbek krwi od niemowląt. Po przetworzeniu danych można porównać potencjały elektryczne między szkodliwymi i nieszkodliwymi bodźcami u tych niemowląt, co, miejmy nadzieję, doprowadzi do znaczących wniosków na temat tego, jak informacje nocyceptywne są interpretowane przez noworodki.
Sekcja bioinżynierii JoVE skupia się bardziej klinicznie w grudniu z artykułem z University of Wisconsin, Madison, który dotyczy produkcji mikroprzepływowego urządzenia do badania migracji komórek macierzystych raka. Po zaprojektowaniu urządzenia, za pomocą fotolitografii tworzone są formy wzorcowe do nakładania polidimetylosiloksanu (PDMS) - związku krzemoorganicznego, który jest przezroczysty i biologicznie obojętny - dzięki czemu nadaje się do zastosowań mikrofluidycznych z żywymi komórkami. W szczególności nasi autorzy ładują nowotworowe komórki macierzyste pochodzące z wielopostaciowego glejaka, wysoce złośliwego raka mózgu, do podzielonych urządzeń, a następnie umieszczają je w specjalistycznym systemie obrazowania, który pozyskuje dane w ciągu kilku dni. 
Film poklatkowy od tych autorów pokazuje, że rakowe komórki macierzyste są w stanie regulować swoją morfologię w kanałach mikroprzepływowych o ograniczonym rozmiarze, podobnie jak w przestrzeni śródmiąższowej, a izolacja płynów możliwa dzięki takim komorom ułatwia badania przesiewowe leków pod kątem potencjalnych terapii, które mogą wpływać na migrację komórek macierzystych raka.
Pod koniec miesiąca JoVE podróżuje do Francji, gdzie badacze z Instytutu Pasteura i Centre National de la Recherche Scientifique, ilustrują metodę indukowania ekspresji rodopsyny kanałowej, aktywowanego światłem, kanału jonowego do opuszki węchowej myszy, a także późniejszej stymulacji neuronalnej za pomocą miniaturowej diody elektroluminescencyjnej (LED).
Nasi autorzy podają szczegółowe instrukcje krok po kroku, jak przygotować igły do iniekcji i jak precyzyjnie wstrzyknąć wirusa do rostralnego strumienia migracyjnego, miejsca migracji dla dorosłych neuroblastów. Ponadto pokazują, w jaki sposób miniaturowe urządzenia do stymulacji LED są wytwarzane, kalibrowane i wszczepiane na szczycie okna czaszkowego przygotowanego nad żarówką. W szczególności nasi autorzy są zainteresowani sposobem, w jaki neurony urodzone w wieku dorosłym integrują się z istniejącymi obwodami neuronów węchowych i pokazują, że stymulacja LED u obudzonych zwierząt może prowadzić do aktywacji neuroblastów transdukowanych wirusem w opuszce węchowej, które migrowały z romalnego strumienia migracyjnego.
Te artykuły wideo zawierają najważniejsze wydarzenia JoVE w grudniu. Inne godne uwagi nadchodzące artykuły ilustrują metody wzornictwa atramentów przewodzących w mikroelektrodach, pomiaru cytozolowego wapnia w kurczliwych limfach i obrazowania odpowiedzi neuronalnych na feromony w narządzie lemieszowo-nosowym.

Oto niektóre najważniejsze materiały z grudniowego wydania Journal of Visualized Experiments (JoVE) z 2011 roku.

Grudzień 2011: Ten miesiąc w JoVE

The Journal of Visualized Experiments (JoVE) zamyka rok 2011 grudniowym wydaniem, które rozpoczyna się od upamiętnienia Światowego Dnia Walki z AIDS artykułem dotyczącym wizualizacji struktury glikoprotein otoczki HIV, które stanowią krytyczny element ścieżki infekcji wirusowej. Jedną z kluczowych metod określania struktury otoczki wirionów jest kriotomografia elektronowa. Przed zastosowaniem tej techniki rozpuszczalny wirus musi zostać poddany witryfikacji na siatce złotej – proces ten obejmuje dodanie złota do zawiesiny wirusowej, przeniesienie tej zawiesiny na siatkę i zanurzenie siatki w ciekłym etanie. Cząsteczki wirusa, znajdujące się w cienkiej warstwie cieczy na powierzchni siatki, są zamrażane z prędkością przekraczającą 100 000 K na sekundę. Po witryfikacji zebrane próbki są umieszczane w mikroskopie elektronowym, a precyzyjnie zdefiniowane obszary na siatce są naświetlane skupioną wiązką elektronów przy jednoczesnym przechylaniu siatki. Seria obrazów wynikająca z tych sesji obrazowania składa się z setek pojedynczych zdjęć, które muszą zostać wyrównane i uśrednione, aby rozdzielić poszczególne białka otoczki. Ten proces wymagający dużej mocy obliczeniowej często necessitates wykorzystania klastrów komputerowych zdolnych do równoległego przetwarzania z dostępem zdalnym, takich jak Biowulf w NIH. Po zakończeniu prac modele 3D mogą nie tylko dostarczyć wiedzy na temat struktury samych glikoprotein otoczki, ale także ujawnić sposób, w jaki oddziałują one z innymi białkami, takimi jak neutralizujące przeciwciało B12, co jest informacją, która może znacząco wpłynąć na projektowanie szczepionek. Artykuł ten, pochodzący z laboratorium dr. Srirama Subramaniama, zawiera wkład dwudziestu autorów, w tym nie tylko studentów studiów doktoranckich i stażystów podoktorskich, ale także uczniów szkół podstawowych i średnich, co pokazuje, że nigdy nie jest się zbyt młodym, aby wpłynąć na walkę z chorobą, która zainfekowała ponad 60 milionów ludzi na całym świecie. W sekcji Medycyny Klinicznej i Translacyjnej JoVE prezentuje artykuł z University College London oraz University of Oxford, który bada fizjologiczne korelaty nocycepcji, czyli odczuwania bólu u niemowląt. Zazwyczaj niemowlęta reagują na bodźce nocyceptywne płaczem i zmianą wyrazu twarzy – reakcjami uznawanymi za autonomiczne i zależne od podkorowych obszarów mózgu. Aby zrozumieć udział kory mózgowej i rdzenia kręgowego w nocycepcji niemowląt, autorzy w pierwszej kolejności przygotowują niemowlęta do rejestracji EEG i EMG. Uruchamiają oni również monitorowanie fizjologiczne oraz rejestrację wideo, dzięki czemu wyraz twarzy niemowlęcia może zostać powiązany z danymi fizjologicznymi. Po ocenie reakcji niemowlęcia na neutralne bodźce dotykowe, dziecko zostaje poddane nakłuciu pięty – procedurze klinicznej stosowanej w celu pobrania próbek krwi od niemowląt. Po przetworzeniu danych można porównać potencjały elektryczne między bodźcami nocyceptywnymi i nienocyceptywnymi u tych niemowląt, co miejmy nadzieję doprowadzi do istotnych wniosków dotyczących sposobu, w jaki informacje nocyceptywne są interpretowane przez noworodki. Sekcja Bioinżynierii w JoVE w grudniu koncentruje się na aspektach klinicznych, prezentując artykuł z University of Wisconsin, Madison, który dotyczy wytwarzania przedziałowego urządzenia mikroprzepływowego do badania migracji komórek macierzystych nowotworu. Po zaprojektowaniu urządzenia, za pomocą fotolitografii tworzone są formy matrycowe do aplikacji polidimetylosiloksanu (PDMS) – związku organokrzemowego, który jest przezroczysty i biologicznie obojętny, co czyni go odpowiednim do zastosowań mikroprzepływowych z żywymi komórkami. W szczególności autorzy wprowadzają komórki macierzyste guza pochodzące z wielopostaciowego glejaka, wysoce złośliwego nowotworu mózgu, do urządzeń przedziałowych, a następnie umieszczają je w specjalistycznym systemie obrazowania, który gromadzi dane przez kilka dni.

Research

JoVE Journal

Biology

Biologia

Grudzień 2011: W tym miesiącu w JoVE

Odkryj najważniejsze osiągnięcia w neurobiologii i biologii z grudniowego numeru JoVE z 2011 roku. Poznaj innowacyjne metody wizualizacji eksperymentów wspierające powtarzalność badań naukowych.

Grudzień 2011: W tym miesiącu w JoVE (Wideo) | JoVE Journal

Aaron Kolski-Andreaco

Grudzień 2011: Ten miesiąc w JoVE

Przeglądaj więcej filmów