Name: Em dezembro em JOVE (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2011-12-01T00:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 12 s
Description: Explore os destaques da edição de dezembro de 2011 do JoVE, com avanços em neurociência e biologia. Descubra métodos visuais inovadores que melhoram a reprodutibilidade e o entendimento de processos biológicos complexos.

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<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/2770">Determinação de Estruturas Moleculares de Glicoproteínas do Envelope do HIV usando Tomografia Crioeletrônica e Média de Subtomograma Automatizada</a></h2>
Joel R. Meyerson1, 2, <cor da fonte = 'preto'>Tommi A. Branco1, <cor da fonte = 'preto' > Donald Bliss3, < cor da fonte = 'preto' > Amy Moran3, < cor da fonte = 'preto'>Alberto Bartesaghi1, <cor da fonte = 'preto'>Mario J. Borgnia1, <cor da fonte = 'preto'> M. Jason V. de la Cruz1, David Schauder1, Lisa M. Hartnell1, <cor da fonte = 'preto' > Rachna Nandwani1, 4, < cor da fonte = 'preto' > Moez Dawood5, < cor da fonte = 'preto'> Brianna Kim6, < cor da fonte = 'preto'>Jun Hong Kim7, <cor da fonte = 'preto'>John Sununu8, < cor da fonte = 'preto' > Lisa Yang9, < cor da fonte = 'preto' > Siddhant Bhatia10, < cor da fonte = 'preto'>Carolyn Subramaniam1, <cor da fonte = 'preto'>Darrell E. Hurt11, Laurent Gaudreault12, Sriram Subramaniam1 
 1Laboratório de Biologia Celular, Centro de Pesquisa do Câncer, Instituto Nacional do Câncer, Institutos Nacionais de Saúde, 2Unidade de Biologia Mitocondrial do Conselho de Pesquisa Médica, Universidade de Cambridge, 3Biblioteca Nacional de Medicina, Institutos Nacionais de Saúde, 4Instituto de Tecnologia de Massachusetts, 5William Fremd High School, 6Universidade da Virgínia, 7Universidade Duke, 8Universidade de Yale, 9Universidade de Notre Dame, 10Universidade de Washington em St. Louis, 11Ramo de Bioinformática e Biociências Computacionais, Instituto Nacional de Alergia e Doenças Infecciosas, Institutos Nacionais de Saúde, 12Escola Secundária Thomas Jefferson de Ciência e Tecnologia
O protocolo descreve uma abordagem de alto rendimento para determinar estruturas de proteínas de membrana usando tomografia crioeletrônica e processamento de imagem 3D. Abrange os detalhes da preparação da amostra, coleta de dados, processamento e interpretação de dados e conclui com a produção de um alvo representativo para a abordagem, a glicoproteína do envelope do HIV-1. Esses procedimentos computacionais são projetados de forma a permitir que pesquisadores e estudantes trabalhem remotamente e contribuam para o processamento de dados e análise estrutural.
<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/3118">Medições eletrofisiológicas e análise da nocicepção em bebês humanos</a></h2>
L. Fabrizi1,*, A. Worley2,*, <cor da fonte = 'preto'>D. Patten1, <cor da fonte = 'preto'>S. Holdridge1, <cor da fonte = 'preto'>L. Cornelissen1, <cor da fonte = 'preto'>J. Manso3, <cor da fonte = 'preto'>S. Boyd2, <cor da fonte = 'preto'>R. Slater1, 4 
 1Neurociência, Fisiologia e Farmacologia, University College London, 2Departamento de Neurofisiologia Clínica, Great Ormond Street Hospital, 3Hospital Obstétrico Elizabeth Garrett Anderson, University College Hospital, 4Departamento de Anestésicos Nuffield, Universidade de Oxford 
 * Esses autores contribuíram igualmente
O protocolo descreve uma abordagem de alto rendimento para determinar estruturas de proteínas de membrana usando tomografia crioeletrônica e processamento de imagem 3D. Abrange os detalhes da preparação da amostra, coleta de dados, processamento e interpretação de dados e conclui com a produção de um alvo representativo para a abordagem, a glicoproteína do envelope do HIV-1. Esses procedimentos computacionais são projetados de forma a permitir que pesquisadores e estudantes trabalhem remotamente e contribuam para o processamento de dados e análise estrutural.
<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/3189">Impressão Planar e Tridimensional de Tintas Condutoras</a></h2>
Bok Yeop Ahn1, Steven B. Walker1, <cor da fonte = 'preto'>Scott C. Slimmer1, Analisa Russo1, Ashley Gupta1, Steve Kranz1, Eric B. Duoss1, 2, Thomas F. Malkowski1, 3, <cor da fonte = 'preto'>Jennifer A. Lewis1 
 1Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais, Universidade de Illinois em Urbana-Champaign, 2Centro de Micro e Nanotecnologia, Laboratório Nacional Lawrence Livermore, 3Atualmente no Centro Interdisciplinar de Semicondutores de Banda Larga, Universidade da Califórnia em Santa Bárbara 
A impressão plana e tridimensional de tintas metálicas condutoras é descrita. Nossa abordagem fornece novos caminhos para a fabricação de dispositivos eletrônicos, optoeletrônicos e biomédicos impressos em layouts incomuns em microescala.
<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/3297">Avaliação da migração de células-tronco cancerígenas usando dispositivos microfluídicos compartimentados e imagens de células vivas</a></h2>
Yu Huang1, 2,*, Basheal Agrawal3,*, Paul A. Clark3, <cor da fonte = 'preto'>Justin C. Williams1, 2, 3, <cor da fonte = 'preto'>John S. Kuo3, 4 
 1Departamento de Engenharia Biomédica, Universidade de Wisconsin-Madison, 2Programa de Ciência dos Materiais, Universidade de Wisconsin-Madison, 3Departamento de Cirurgia Neurológica, Universidade de Wisconsin-Madison, 4Carbone Comprehensive Cancer Center e Centro de Células-Tronco e Medicina Regenerativa, Universidade de Wisconsin-Madison 
 * Esses autores contribuíram igualmente
Um dispositivo microfluídico compartimentado para investigar a migração de células-tronco cancerígenas é descrito. Esta nova plataforma cria um microambiente celular viável e permite a visualização microscópica da locomoção de células vivas. Células cancerígenas altamente móveis são isoladas para estudar mecanismos moleculares de infiltração agressiva, potencialmente levando a terapias futuras mais eficazes.
<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/3311">Detecção de feromônios de imagem em uma preparação de fatia de tecido agudo vomeronasalada de camundongo</a></h2>
Julien Brechbühl1, Gaëlle Luyet1, Fabian Moine1, Ivan Rodriguez2, Marie-Christine Broillet1 
 1Departamento de Farmacologia e Toxicologia, Universidade de Lausanne, 2Departamento de Genética e Evolução, Universidade de Genebra
Em camundongos, a capacidade de detectar feromônios é mediada principalmente pelo órgão vomeronasal (VNO). Aqui, é descrita uma preparação aguda de fatia de tecido de VNO para a realização de imagens de cálcio. Essa abordagem fisiológica permite observações de subpopulações e / ou neurônios individuais em um tecido vivo e é conveniente para a identificação do ligante do receptor.
<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/3380">Transdução Viral Seletiva de Neurônios Olfativos Nascidos em Adultos para Estimulação Optogenética Crônica In Vivo</a></h2>
Gabriel Lepousez, Mariana Alonso, Sebastian Wagner, Benjamin W. Gallarda, Pierre-Marie Lledo 
 Laboratório de Percepção e Memória, Institut Pasteur e Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Os neurônios nascidos em adultos do bulbo olfatório podem ser controlados optogeneticamente usando injeção lentiviral que expressa Channelrhodopsin2 no fluxo migratório rostral e fotoestimulação crônica com um LED em miniatura implantado.
<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/3404">Respostas neuronais de imagem em preparações de fatias de órgão vomeronasal expressando um sensor de cálcio geneticamente codificado</a></h2>
Limei Ma1, Sachiko Haga-Yamanaka1, Qingfeng Elden Yu1, Qiang Qiu1, SangSeong Kim1, C. Ron Yu1, 2 
 1Instituto Stowers de Pesquisa Médica, 2Departamento de Anatomia e Biologia Celular, Escola de Medicina da Universidade do Kansas
O órgão vomeronasal (VNO) detecta sinais químicos intraespécies que transmitem informações sociais e reprodutivas. Realizamos experimentos de imagem de Ca2+ usando camundongos transgênicos expressando G-CaMP2 em tecido VNO. Essa abordagem nos permite analisar os complicados padrões de resposta dos neurônios vomeronasalos a um grande número de estímulos de feromônios.
<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/3438">Medição de Ca citosólico2+ em linfáticos contráteis isolados</a></h2>
Flavia M. Souza-Smith, <cor da fonte = 'preto' > Kristine M. Kurtz, <cor da fonte = 'preto'>Jerome W. Breslin 
 Departamento de Fisiologia, Faculdade de Medicina, Centro de Ciências da Saúde da Universidade Estadual da Louisiana
Introduzimos uma abordagem para avaliar a concentração citosólica de Ca2+ em linfáticos isolados para estudar os mecanismos de contração do músculo liso linfático dependente de Ca2+ e dependente de Ca2+.

Não há conflitos de interesse declarados.

em dezembro em jove

December 2011: This Month in JoVE

O Journal of Visualized Experiments (JoVE) encerra 2011 com uma edição de dezembro que começa homenageando o Dia Mundial da AIDS com um artigo que trata da visualização da estrutura das glicoproteínas do envelope do HIV, que são um componente crítico da via da infecção viral.
Um método chave para determinar a estrutura do envelope do vírion é a tomografia crioeletrônica. Antes de usar essa técnica, o vírus solúvel deve ser vitrificado em uma grade de ouro - um processo que envolve a adição de ouro a uma suspensão viral, transferindo essa suspensão para a grade e mergulhando a grade em etano líquido. As partículas do vírus, presentes em uma fina película de líquido no topo da grade, são congeladas a uma taxa superior a 100.000 K por segundo. Após a vitrificação, as amostras coletadas são carregadas no microscópio eletrônico e regiões precisamente definidas na grade são atingidas por um feixe de elétrons focalizado, enquanto a grade é inclinada. A série de inclinação resultante dessas sessões de imagem é composta por centenas de imagens individuais, que devem ser alinhadas e calculadas para resolver as proteínas do envelope individual. Esse processo computacionalmente intenso geralmente requer clusters de computadores, capazes de processamento paralelo de acesso remoto, como o Biowulf do NIH.
Depois de concluídos, os modelos 3D podem não apenas fornecer informações sobre a estrutura das próprias glicoproteínas do envelope, mas também podem revelar a maneira como elas interagem com outras proteínas, como o anticorpo neutralizante B12, que é uma informação que pode influenciar muito o design da vacina.
Este artigo, do laboratório do Dr. Sriram Subramaniam, envolve contribuições de vinte autores, incluindo não apenas estudantes de pós-graduação e pós-doutorandos, mas também alunos do ensino fundamental e médio, mostrando que você nunca é jovem demais para causar impacto na luta contra uma doença que infectou mais de 60 milhões de pessoas em todo o mundo.
Em Medicina Clínica e Translacional, JoVE apresenta um artigo da University College London e da Universidade de Oxford que investiga os correlatos fisiológicos da nocicepção, ou sensação de dor, em bebês. Normalmente, os bebês respondem a estímulos nocivos chorando e mudando suas expressões faciais - reações consideradas autonômicas e dependentes de regiões subcorticais do cérebro.
Para entender o envolvimento do córtex cerebral e da medula espinhal na nocicepção infantil, nossos autores primeiro preparam os bebês para registros de EEG e EMG. Eles também configuram monitoramento fisiológico e gravação de vídeo, para que as expressões faciais do bebê possam ser vinculadas a dados fisiológicos. Após a avaliação das respostas do bebê a estímulos táteis neutros, o bebê é submetido à punção do calcanhar - um procedimento clínico usado para obter amostras de sangue de bebês. Após o processamento dos dados, os potenciais elétricos podem ser comparados entre estímulos nocivos e não nocivos nesses bebês, o que esperamos levar a conclusões significativas sobre como as informações nociceptivas são interpretadas pelos recém-nascidos.
A seção de Bioengenharia do JoVE tem um foco mais clínico em dezembro com um artigo da Universidade de Wisconsin, Madison, que envolve a fabricação de um dispositivo microfluídico compartimentado para estudar a migração de células-tronco cancerígenas. Seguindo o design do dispositivo, os moldes mestres são criados por fotolitografia para a aplicação de poli dimetil siloxano (PDMS) - um composto organossilício transparente e biologicamente inerte - tornando-o adequado para aplicações microfluídicas com células vivas. Especificamente, nossos autores carregam células-tronco tumorais derivadas de glioblastoma multiforme, um câncer cerebral altamente maligno, nos dispositivos compartimentados e, em seguida, as colocam em um sistema de imagem especializado que adquire dados ao longo de alguns dias. 
O vídeo de lapso de tempo desses autores mostra que as células-tronco cancerígenas são capazes de regular sua morfologia nos canais microfluídicos com restrição de tamanho, da mesma forma que fariam no espaço intersticial, e o isolamento fluídico possibilitado por câmaras como essas facilita a triagem de drogas para possíveis terapias que podem afetar a migração de células-tronco cancerígenas.
No final do mês, JoVE viaja para a França, onde pesquisadores do Instituto Pasteur e do Centre National de la Recherche Scientifique, ilustram um método para induzir a expressão do canal de rodopsina, um canal iônico ativado por luz, no bulbo olfatório de camundongos, bem como a estimulação neuronal subsequente usando um diodo emissor de luz em miniatura (LED).
Nossos autores fornecem instruções detalhadas passo a passo para preparar agulhas de injeção e para injeção precisa de vírus no fluxo migratório rostral, um local de migração para neuroblastos nascidos em adultos. Além disso, eles mostram como os dispositivos de estimulação LED em miniatura são fabricados, calibrados e implantados no topo de uma janela craniana preparada sobre a lâmpada. Em particular, nossos autores estão interessados na maneira como os neurônios nascidos em adultos se integram aos circuitos neuronais olfatórios existentes e mostram que a estimulação por LED em animais acordados pode levar à ativação de neuroblastos transduzidos viralmente no bulbo olfatório, que migraram do fluxo migratório rostral.
Estes vídeo-artigos compõem os destaques da JoVE para o mês de dezembro. Outros artigos futuros dignos de nota ilustram métodos para padronizar tintas condutoras em microeletrodos, medir cálcio citosólico em linfáticos contráteis e imagens de respostas neuronais a feromônios no órgão vomeronasal.

Em dezembro em JOVE

O Journal of Visualized Experiments (JoVE) encerra 2011 com uma edição de dezembro que começa homenageando o Dia Mundial da AIDS com um artigo que trata da visualização da estrutura das glicoproteínas do envelope do HIV, que são componentes críticos da via de infecção viral. Um método fundamental para determinar a estrutura do envelope do vírion é a tomografia crioeletrônica. Antes de utilizar essa técnica, o vírus solúvel deve ser vitrificado em uma grade de ouro — um processo que envolve a adição de ouro a uma suspensão viral, a transferência dessa suspensão para a grade e a imersão rápida da grade em etano líquido. As partículas virais, presentes em um filme fino de líquido sobre a grade, são congeladas a uma taxa superior a 100.000 K por segundo. Após a vitrificação, as amostras coletadas são carregadas no microscópio eletrônico e regiões precisamente definidas na grade são atingidas por um feixe de elétrons focalizado, enquanto a grade é inclinada. A série de inclinações resultante dessas sessões de imagem é composta por centenas de imagens individuais, que devem ser alinhadas e processadas por média para resolver proteínas individuais do envelope. Esse processo computacionalmente intenso geralmente requer clusters de computadores capazes de processamento paralelo via acesso remoto, como o Biowulf do NIH. Uma vez concluídos, os modelos 3D podem não apenas fornecer insights sobre a estrutura das próprias glicoproteínas do envelope, mas também revelar a maneira como elas interagem com outras proteínas, como o anticorpo neutralizante B12, informação que pode influenciar significativamente o design de vacinas. Este artigo, do laboratório do Dr. Sriram Subramaniam, conta com contribuições de vinte autores, incluindo não apenas estudantes de pós-graduação e pós-doutorandos, mas também estudantes do ensino fundamental e médio, demonstrando que nunca se é jovem demais para causar impacto na luta contra uma doença que infectou mais de 60 milhões de pessoas em todo o mundo. Em Medicina Clínica e Translacional, o JoVE apresenta um artigo da University College London e da University of Oxford que investiga os correlatos fisiológicos da nocicepção, ou sensação de dor, em lactentes. Normalmente, os lactentes respondem a estímulos nocivos chorando e alterando suas expressões faciais — reações consideradas autonômicas e dependentes de regiões subcorticais do cérebro. Para compreender o envolvimento do córtex cerebral e da medula espinhal na nocicepção infantil, os autores preparam primeiramente os lactentes para registros de EEG e EMG. Eles também configuram o monitoramento fisiológico e a gravação de vídeo, para que as expressões faciais do lactente possam ser vinculadas aos dados fisiológicos. Após a avaliação das respostas do lactente a estímulos táteis neutros, o bebê é submetido à punção do calcanhar — um procedimento clínico utilizado para obter amostras de sangue de lactentes. Após o processamento dos dados, os potenciais elétricos podem ser comparados entre estímulos nocivos e não nocivos nesses lactentes, o que esperamos que leve a conclusões significativas sobre como a informação nociceptiva é interpretada por recém-nascidos. A seção de Bioengenharia do JoVE assume um foco mais clínico em dezembro com um artigo da University of Wisconsin, Madison, que envolve a fabricação de um dispositivo microfluídico compartimentalizado para estudar a migração de células-tronco cancerígenas. Após o design do dispositivo, moldes mestres são criados por fotolitografia para a aplicação de polidimetilsiloxano (PDMS) — um composto de organosilício que é transparente e biologicamente inerte, tornando-o adequado para aplicações microfluídicas com células vivas. Especificamente, os autores carregam células-tronco tumorais derivadas de glioblastoma multiforme, um câncer cerebral altamente maligno, nos dispositivos compartimentalizados e, em seguida, os colocam em um sistema de imagem especializado que adquire dados ao longo de alguns dias.

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Explore os destaques da edição de dezembro de 2011 do JoVE, com avanços em neurociência e biologia. Descubra métodos visuais inovadores que melhoram a reprodutibilidade e o entendimento de processos biológicos complexos.

Em dezembro em JOVE (Vídeo) | JoVE Journal

Aaron Kolski-Andreaco

Em dezembro em JOVE

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