Name: В декабре этого года в Юпитер (Видео) | JoVE Journal
Uploaded: 2011-12-01T00:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 12 s
Description: Изучите ключевые достижения в нейронауке и биологии из декабрьского выпуска JoVE 2011 года. Этот обзор демонстрирует инновационные методы визуализации сложных биологических процессов для исследователей.

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">Определение молекулярных структур гликопротеинов оболочки ВИЧ с помощью криоэлектронной томографии и автоматического усреднения субтомограммы</a></h2>
Joel R. Meyerson1, 2, Tommi A. Белый1, Дональд Блисс3, ЭмиМоран 3, Альберто Бартесаги1, Марио Дж. Borgnia1, M. Jason V. de la Cruz1, David Schauder1, Lisa M. Хартнелл1, Рахна Нандвани1, 4, Моэз Давуд5, Брианна Ким6, Джун Хонг Ким7, Джон Сунуну8, Лиза Янг9, Сиддхант Бхатия10, Кэролин Субраманиам1, Даррелл Э. Hurt11, Laurent Gaudreault12, Sriram Subramaniam1 
 1Лаборатория клеточной биологии, Центр исследований рака, Национальный институт рака, Национальные институты здравоохранения, 2Отдел митохондриальной биологии Совета по медицинским исследованиям, Кембриджский университет, 3Национальная медицинская библиотека, Национальные институты здравоохранения, 4Массачусетский технологический институт, 5Средняя школа Уильяма Фремда, 6Университет Вирджинии, 7Университет Дьюка, 8Йельский университет, 9Университет Нотр-Дам, 10Вашингтонский университет в Сент-Луисе, 11Отделение биоинформатики и вычислительной биологии, Национальный институт аллергии и инфекционных заболеваний, Национальные институты здравоохранения, 12Высшая школа науки и технологий Томаса Джефферсона
Протокол описывает высокопроизводительный подход к определению структур мембранных белков с помощью криоэлектронной томографии и обработки 3D-изображений. Он охватывает детали подготовки образцов, сбора данных, обработки и интерпретации данных, а также завершается изготовлением репрезентативной мишени для подхода — гликопротеина оболочки ВИЧ-1. Эти вычислительные процедуры разработаны таким образом, чтобы исследователи и студенты могли работать удаленно и вносить свой вклад в обработку данных и структурный анализ.
<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/3118">Электрофизиологические измерения и анализ ноцицепции у младенцев человека</a></h2>
L. Fabrizi1,*, A. Уорли2,*, D. Паттен1, S. Холдридж1, L. Cornelissen1, J. Мик3, S. Бойд2, R. Слейтер1, 4 
 1Неврология, физиология и фармакология, Университетский колледж Лондона, 2Отделение клинической нейрофизиологии, Больница Грейт-Ормонд-стрит, 3Акушерская больница Элизабет Гарретт Андерсон, Больница Университетского колледжа, 4Отделение анестезии Наффилда, Оксфордский университет
 * Эти авторы внесли равный вклад
Протокол описывает высокопроизводительный подход к определению структур мембранных белков с помощью криоэлектронной томографии и обработки 3D-изображений. Он охватывает детали подготовки образцов, сбора данных, обработки и интерпретации данных, а также завершается изготовлением репрезентативной мишени для подхода — гликопротеина оболочки ВИЧ-1. Эти вычислительные процедуры разработаны таким образом, чтобы исследователи и студенты могли работать удаленно и вносить свой вклад в обработку данных и структурный анализ.
<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/3189">Планарная и трехмерная печать проводящими чернилами</a></h2>
Bok Yeop Ahn1, Steven B. Уокер1, Скотт С. Стройнее1, Аналиса Руссо1, Эшли Гупта1, Стив Кранц1, Эрик Б. Duoss1, 2, Thomas F. Malkowski1, 3, Jennifer A. Льюис1 
 1Факультет материаловедения и инженерии, Университет штата Иллинойс в Урбане-Шампейне, 2Центр микро- и нанотехнологий, Ливерморская национальная лаборатория им. Лоуренса, 3В настоящее время в Междисциплинарном центре широкозонных полупроводников, Калифорнийский университет в Санта-Барбаре 
Описана планарная и трехмерная печать проводящими металлическими чернилами. Наш подход открывает новые возможности для изготовления печатных электронных, оптоэлектронных и биомедицинских устройств в необычных компоновках на микроуровне.
<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/3297">Оценка миграции раковых стволовых клеток с использованием компартментализирующих микрофлюидных устройств и визуализации живых клеток</a></h2>
Yu Huang1, 2,*, Basheal Agrawal3,*, Paul A. Кларк3, Джастин С. Уильямс1, 2, 3, Джон С. Куо3, 4 
 1Факультет биомедицинской инженерии, Университет Висконсин-Мэдисон, 2Программа материаловедения, Университет Висконсин-Мэдисон, 3Отделение неврологической хирургии, Университет Висконсин-Мэдисон, 4 Комплексный онкологический центр 4Carbone и Центр стволовых клеток и регенеративной медицины, Университет Висконсин-Мэдисон 
 * Эти авторы внесли равный вклад
Описано компартментализирующее микрофлюидное устройство для исследования миграции раковых стволовых клеток. Эта новая платформа создает жизнеспособное клеточное микроокружение и позволяет микроскопически визуализировать локомоцию живых клеток. Высокоподвижные раковые клетки выделяются для изучения молекулярных механизмов агрессивной инфильтрации, что потенциально может привести к более эффективным методам лечения в будущем.
<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/3311">Визуализация феромонного зондирования в вомероназальном препарате острого среза ткани мыши</a></h2>
Julien Brechbühl1, Gaëlle Luyet1, Fabian Moine1, Ivan Rodriguez2, Marie-Christine Broillet1 
 1Факультет фармакологии и токсикологии, Лозаннский университет, 2Факультет генетики и эволюции, Женевский университет
У мышей способность обнаруживать феромоны в основном опосредована вомероназальным органом (VNO). Здесь описывается подготовка ВНО на остром срезе ткани для выполнения визуализации кальция. Этот физиологический подход позволяет наблюдать за субпопуляциями и/или отдельными нейронами в живой ткани и удобен для идентификации рецептор-лигандов.
<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/3380">Селективная вирусная трансдукция обонятельных нейронов взрослого человека для хронической оптогенетической стимуляции in vivo</a></h2>
Габриэль Лепусез, Мариана Алонсо, Себастьян Вагнер, Бенджамин В. Галларда (Gallarda), Пьер-Мари Лледо 
 Лаборатория восприятия и памяти, Институт Пастера и Национальный центр научных исследований (CNRS)
Взрослые нейроны обонятельной луковицы могут контролироваться оптогенетически с помощью инъекции лентивируса, экспрессирующего Channelrhodopsin2, в ростральный миграционный поток и хронической фотостимуляции с помощью имплантированного миниатюрного светодиода.
<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/3404">Визуализация нейрональных реакций в препаратах срезов вомероназального органа, экспрессирующих генетически кодируемый кальциевый сенсор</a></h2>
Limei Ma1, Sachiko Haga-Yamanaka1, Qingfeng Elden Yu1, Цян Цю1, SangSeong Kim1, C. Рон Юй1, 2 
 1Институт медицинских исследований Стоуерса, 2Кафедра анатомии и клеточной биологии, Медицинская школа Университета Канзаса
Вомероназальный орган (VNO) обнаруживает внутривидовые химические сигналы, которые передают социальную и репродуктивную информацию. Мы провели эксперименты по визуализации Ca2+ с использованием трансгенных мышей, экспрессирующих G-CaMP2 в тканях VNO. Этот подход позволяет анализировать сложные паттерны реакции вомероназальных нейронов на большое количество феромонных стимулов.
<h2 class="jove_title"><a href="https://www.jove.com/video/3438">Измерение цитозольногоCa2+ в изолированных сократительных лимфатических системах</a></h2>
Flavia M. Соуза-Смит, Кристин М. Курц, Jerome W. Бреслин 
 Факультет физиологии, Школа медицины, Центр медицинских наук Университета штата Луизиана
Мы представляем подход к оценке концентрации цитозольногоCa2+ в изолированных лимфатических системах для изученияCa2+-зависимых иCa2+-сенсибилизирующих механизмов сокращения гладких мышц лимфы.

Нет конфликта интересов объявлены.

В декабре этого года в Юпитер

December 2011: This Month in JoVE

Журнал визуализированных экспериментов (JoVE) завершает 2011 год декабрьским выпуском, который начинается с чествования Всемирного дня борьбы со СПИДом статьей, посвященной визуализации структуры гликопротеинов оболочки ВИЧ, которые являются критическим компонентом пути вирусной инфекции.
Одним из ключевых методов определения структуры оболочки вириона является криоэлектронная томография. Перед использованием этого метода растворимый вирус должен быть витрифицирован на золотой сетке - процесс, который включает в себя добавление золота в вирусную суспензию, перенос этой суспензии в сетку и погружение сетки в жидкий этан. Вирусные частицы, присутствующие в тонкой пленке жидкости на поверхности решетки, замораживаются со скоростью более 100 000 К в секунду. После витрификации собранные образцы загружаются в электронный микроскоп и точно определенные области на сетке подвергаются воздействию сфокусированного электронного пучка, при этом сетка наклоняется. Серия наклонов, полученная в результате этих сеансов визуализации, состоит из сотен отдельных изображений, которые должны быть выровнены и усреднены для определения отдельных белков оболочки. Этот процесс, требующий больших вычислительных ресурсов, часто требует компьютерных кластеров, способных к параллельной обработке данных с удаленным доступом, таких как Biowulf от NIH.
После завершения, 3D-модели могут не только дать представление о структуре самих гликопротеинов оболочки, но также могут показать, как они взаимодействуют с другими белками, такими как нейтрализующее антитело B12, что является информацией, которая может сильно повлиять на дизайн вакцины.
Эта статья из лаборатории доктора Шрирама Субраманиама включает в себя вклад двадцати авторов, включая не только выпускников и постдоков, но и учащихся средних и старших классов, показывая, что вы никогда не слишком молоды, чтобы оказать влияние на борьбу с болезнью, которая заразила более 60 миллионов человек по всему миру.
В журнале "Клиническая и трансляционная медицина" JoVE представляет статью из Университетского колледжа Лондона и Оксфордского университета, в которой исследуются физиологические корреляты ноцицепции, или болевого ощущения, у младенцев. Как правило, младенцы реагируют на вредные раздражители плачем и изменением выражения лица – реакции, которые считаются вегетативными и зависят от подкорковых областей мозга.
Чтобы понять участие коры головного мозга и спинного мозга в детской ноцицепции, наши авторы сначала готовят младенцев к записи ЭЭГ и ЭМГ. Они также настраивают физиологический мониторинг и видеозапись, чтобы мимику младенца можно было связать с физиологическими данными. После оценки реакции младенца на нейтральные тактильные стимулы ребенка подвергают прокалыванию пятки – клинической процедуре, используемой для получения образцов крови у младенцев. После обработки данных можно сравнить электрические потенциалы между вредными и безвредными стимулами у этих младенцев, что, как мы надеемся, приведет к значимым выводам о том, как ноцицептивная информация интерпретируется новорожденными.
Раздел биоинженерии JoVE получает более клиническую направленность в декабре со статьей из Университета Висконсина, Мэдисон, которая включает в себя создание микрофлюидного устройства для изучения миграции раковых стволовых клеток. После проектирования устройства мастер-формы создаются с помощью фотолитографии для нанесения полидиметилсилоксана (PDMS) - кремнийорганического соединения, которое является прозрачным и биологически инертным, что делает его пригодным для применения в микрофлюидике с живыми клетками. В частности, наши авторы загружают опухолевые стволовые клетки, полученные из мультиформной глиобластомы, высокозлокачественного рака мозга, в разделенные устройства, а затем помещают их в специализированную систему визуализации, которая собирает данные в течение нескольких дней. 
Видео от этих авторов показывает, что раковые стволовые клетки способны регулировать свою морфологию в микрофлюидных каналах с ограниченным размером так же, как они это делали бы в интерстициальном пространстве, а флюидная изоляция, ставшая возможной благодаря таким камерам, облегчает скрининг лекарств для потенциальных терапевтических средств, которые могут повлиять на миграцию раковых стволовых клеток.
В конце месяца JoVE отправляется во Францию, где исследователи из Института Пастера и Национального центра научных исследований иллюстрируют метод индуцирования канала-родопсина, активируемого светом ионного канала, в обонятельной луковице мышей, а также последующей стимуляции нейронов с помощью миниатюрного светоизлучающего диода (LED).
Наши авторы дают подробные пошаговые инструкции по приготовлению инъекционных игл и точной инъекции вируса в ростральный миграционный поток, место миграции взрослых нейробластов. Кроме того, они показывают, как миниатюрные светодиодные устройства для стимуляции изготавливаются, калибруются и имплантируются в черепное окно, подготовленное над колбой. В частности, наших авторов интересует, каким образом взрослые нейроны интегрируются в существующие обонятельные нейронные цепи, и они показывают, что светодиодная стимуляция у бодрствующих животных может привести к активации вирусно-трансдуцированных нейробластов в обонятельной луковице, которые мигрировали из рострального миграционного потока.
Эти видео-статьи включают в себя основные моменты JoVE за декабрь. Другие заслуживающие внимания предстоящие статьи иллюстрируют методы структурирования проводящих чернил в микроэлектроды, измерения цитозольного кальция в сократительных лимфатических зонах и визуализации нейрональных реакций на феромоны в вомероназальном органе.

Журнал Journal of Visualized Experiments (JoVE) завершает 2011 год декабрьским выпуском, который открывается статьей, посвященной Всемирному дню борьбы со СПИДом и рассматривающей визуализацию структуры гликопротеинов оболочки ВИЧ, которые являются критически важным компонентом пути вирусного заражения. Одним из основных методов определения структуры оболочки вириона является криоэлектронная томография. Перед применением этого метода растворимый вирус должен быть витрифицирован на золотой сетке — этот процесс включает добавление золота в вирусную суспензию, перенос этой суспензии на сетку и погружение сетки в жидкий этан. Вирусные частицы, находящиеся в тонкой пленке жидкости на поверхности сетки, замораживаются со скоростью более 100 000 К в секунду. После витрификации собранные образцы помещают в электронный микроскоп, и при наклоне сетки сфокусированным электронным пучком облучаются точно определенные области. Серия наклонов, полученная в результате этих сеансов визуализации, состоит из сотен отдельных изображений, которые необходимо выровнять и усреднить для разрешения отдельных белков оболочки. Этот ресурсоемкий вычислительный процесс часто требует использования компьютерных кластеров с возможностью параллельной обработки данных через удаленный доступ, таких как Biowulf в NIH. После завершения работы 3D-модели могут не только дать представление о структуре самих гликопротеинов оболочки, но и раскрыть характер их взаимодействия с другими белками, например, с нейтрализующим антителом B12; эта информация может оказать значительное влияние на разработку вакцин. В данной статье, подготовленной в лаборатории доктора Шрирама Субраманиама, приняли участие двадцать авторов, включая не только аспирантов и постдоков, но также учеников средних и старших классов, что доказывает: никогда не рано внести свой вклад в борьбу с болезнью, которой во всем мире заразилось более 60 миллионов человек. В разделе «Клиническая и трансляционная медицина» JoVE представляет статью из Университетского колледжа Лондона и Оксфордского университета, в которой исследуются физиологические корреляты ноцицепции, или болевых ощущений, у младенцев. Как правило, младенцы реагируют на вредоносные раздражители плачем и изменением мимики — этими реакциями считаются вегетативными и зависящими от подкорковых областей мозга. Чтобы понять роль коры головного мозга и спинного мозга в ноцицепции у младенцев, авторы сначала подготавливают детей к регистрации ЭЭГ и ЭМГ. Они также настраивают физиологический мониторинг и видеозапись, чтобы мимику младенца можно было связать с физиологическими данными. После оценки реакций младенца на нейтральные тактильные стимулы ребенку проводят прокол пятки — клиническую процедуру, используемую для забора образцов крови у младенцев. После обработки данных можно сравнить электрические потенциалы при воздействии вредоносных и невредоносных стимулов у этих младенцев, что, как ожидается, приведет к значимым выводам о том, как ноцицептивная информация интерпретируется новорожденными. Раздел биоинженерии JoVE в декабре приобретает более клиническую направленность со статьей из Висконсинского университета в Мэдисоне, посвященной изготовлению компартментализированного микрофлюидного устройства для изучения миграции раковых стволовых клеток. После проектирования устройства с помощью фотолитографии создаются мастер-формы для нанесения полидиметилсилоксана (ПДМС) — прозрачного и биологически инертного кремнийорганического соединения, что делает его подходящим для применения в микрофлюидике с живыми клетками. В частности, авторы загружают стволовые клетки опухоли, полученные из мультиформной глиобластомы (высокозлокачественного рака мозга), в компартментализированные устройства, а затем помещают их в специализированную систему визуализации, которая собирает данные в течение нескольких дней.

Research

JoVE Journal

Biology

Биология

Изучите ключевые достижения в нейронауке и биологии из декабрьского выпуска JoVE 2011 года. Этот обзор демонстрирует инновационные методы визуализации сложных биологических процессов для исследователей.

В декабре этого года в Юпитер (Видео) | JoVE Journal

Aaron Kolski-Andreaco

В декабре этого года в Юпитер

Больше видео