活细胞成像的有丝分裂

Cell Biology

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Summary

有丝分裂是细胞分裂细胞的遗传物质同样分为两个子细胞之间的一种形式。有丝分裂可以划分为六个阶段,在每个单元格的组件,如其染色体,显示直观鲜明的特色。荧光的研究进展活细胞成像有允许科学家研究这一过程很详细,提供生物控制这一过程和如何会出错癌症等疾病的重要见解。

我们开始这个视频打破阶段的有丝分裂,并引入了一些重要的注意事项使用活细胞成像过程优化可视化。我们然后步行穿过运行活细胞有丝分裂成像实验的步骤,并讨论各种分析方法,包括新一代的蒙太奇、 电影和 3D 娱乐。最后,我们看看如何可视化的有丝分裂的过程可以被应用于在细胞生物学中回答问题。

Cite this Video

JoVE Science Education Database. 细胞生物学精要. 活细胞成像的有丝分裂. JoVE, Cambridge, MA, (2019).

有丝分裂是核内容很有条理,控制司在细胞周期中的发生。有丝分裂是从根本上对适当的个体发展,和重要组织生长、 维护和修理。中断这一进程已在某些疾病,如癌症。活细胞成像通过延时荧光显微镜是今天研究细胞有丝分裂在实验室中的最常用的方法之一。

在这个视频中,我们将简要介绍的有丝分裂,阶段,然后讨论这个细胞过程的活细胞成像的实验注意事项。将显示一个详细的数据采集和分析协议,和我们会总结的几种应用这种技术。

为了更好地理解科学家正在寻找这些成像的实验中,让我们第一次走通过有丝分裂的阶段。

细胞周期描述细胞生长和分裂的整个过程。有丝分裂相代表一个短部分的这个周期,可以进一步分解成六个阶段: 即前期、 中期,中期、 后期、 末期和胞质分裂。

在分裂前期,DNA 就会凝结成姐妹染色单体加入在着丝粒。细胞质中的两个关键细胞器被称为中心体开始组装微管结构 — — 俗称主轴纤维 — — 在车轮状图案。

下一阶段前, 中期,看到的核膜破裂和一个复杂的蛋白质,称为着丝粒在着丝粒的大会。这一阶段也见证了主轴纤维与着丝粒的联系。

在中期,染色体在中期板,假想平面距离的两个着丝粒排队。后期,染色体"分裂"在着丝粒与个别姐妹染色单体迁移到该单元格的两端。在末期,有丝分裂纺锤反汇编,染色质开始细胞的两极。最后,在胞质分裂 — — 通过形成"分裂沟"肌动蛋白/肌球蛋白环收缩 — — 母细胞分裂成两个子细胞。

这种理解的有丝分裂过程,让我们看看查看这一过程用活细胞成像的实际考虑。

第一个要问的问题是: 为了形象化细胞有丝分裂的标签细胞如何?最常用的"标签"这个实验是荧光分子,吸收一个波长的光,发出另一种波长的光。

为了标签核酸,一个可以使用细胞渗透性 DNA 绑定染料,像赫斯特。对于标记如微管蛋白,其中一个可以使用荧光标记的抗体。这些通常是膜防渗,并因此采用显微注射技术将它们插入样品。

另一个策略是遗传标记,可以操纵细胞表达标签组件中有丝分裂,染色体等积极参与的荧光标记的蛋白质。使用荧光分子时,你必须避免过度暴露的灯,避免光漂白。

选择正确的显微镜是同样重要的决定。两个最常用的显微镜是蓝光和聚焦。蓝光或广角镜传上整个视场光共聚焦显微镜使用激光聚焦光到单点。

而蓝光显微镜比较通常便宜,共聚焦显微镜是首选点照明提供增加的光学分辨率,产生更清晰的图像。照明的单点也降低了光毒性的检测,或引起过度暴露于光的细胞死亡增多。

现在,我们已经讨论了一些实验的注意事项,让我们看看如何运行活细胞成像用于可视化有丝分裂实验。

在玻璃底菜或上盖玻片,允许有丝分裂的最佳显示,应培养细胞。接下来,他们应保持在受控的环境中直到执行了标签。正如前面提到的标记技术的选择取决于手头的实验。标定之后,放在显微镜上专门分庭细胞培养皿。这使得细胞培养条件下,要维持在成像过程中。

接下来,根据标记分子,设置的激发和发射波长在显微镜上。数据采集、 设置时间点和图像的位置捕获。在这种情况下,时间点是在其中将获得图像来提供完整的视觉覆盖所有的有丝分裂阶段的实例。职位是指在培养皿上的 X — Y 坐标。此外,为每个职位你可以获取图像在不同深度的字段。每个图像表示光学切片在 z 轴上。因此,他们被称为 Z 堆栈。后输入所有的参数,测试设置然后坐回去,享受 !

有采集了延时的数据,有几种方法来呈现它。让我们来讨论这些方法几个。

蒙太奇是目前延时数据在哪里在基于时间的网格状花纹排列多个图像的最常见途径之一。这些可以清楚地显示有丝分裂过程,以及允许研究者确定各自的有丝分裂阶段的时间等信息。结合这些图像顺序,以使一部"电影",可以更加动态的演示文稿。

最后,可以合并 Z 栈获得利用共聚焦显微镜,以目前的 3D 娱乐的一个样本。这可以准确地揭示有丝分裂的机械件之间的空间关系。这很重要,因为在 2D 看彼此相邻的组件实际上可能远三个维度。

现在,你知道如何运行活细胞成像实验,让我们回顾这项技术的一些应用。

有丝分裂是发展的重要组成部分。在这里,研究人员分离出胚胎小鼠的大脑观察神经祖细胞有丝分裂。这些细胞的控制的分化是适当的大脑生长发育及功能的关键。以下隔离,大脑切片使用 vibratome,沾上膜渗透性的核酸结合染料,并通过共聚焦显微镜成像清晰观察神经祖细胞有丝分裂。

DNA 修复是一个关键的细胞过程,参与细胞生长和分裂。在这个实验中,研究人员研究了 DNA 修复蛋白在 DNA 损伤反应中创建窗体病灶,是点状斑点。活细胞成像和三维分析结果突出显示本地化的 DNA 修复蛋白在细胞分裂过程。

最后,研究人员研究了有丝分裂关卡,是司继续进行之前,在那里评估细胞条件的"暂停"点。在有丝分裂纺锤体检查或囊,确保分裂纺锤体和染色体之间的正确连接。这,科学家微量转基因飞胚囊诱导试剂并研究分析了利用活细胞成像的有丝分裂。结果表明被捕动粒,证明失败的进展,通过有丝分裂的细胞。

你刚看了朱庇特的视频对活细胞成像的有丝分裂。后阶段的有丝分裂简介,这个视频介绍了活细胞成像的重要考虑因素和数据分析技术。最后,介绍了该技术的应用。活细胞成像有极大地帮助科学家理解相关的发展、 组织维护和疾病的有丝分裂机制。一如既往,感谢您收看 !

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