We thank Donna Epps, histologist at Institute for Genomic Biology, University of Illinois Urbana-Champaign (UIUC), for her capable technical assistance in sample preparation and sectioning. This work was supported by a research grant to B.W. Fouke from the Office of Naval Research (N00014-00-1-0609). In addition, C.A.H. Miller received grants from the UIUC Department of Geology Wanless Fellowship, UIUC Department of Geology Leighton fund and UIUC Department of Geology Roscoe Jackson fieldwork fund. Interpretations presented in this manuscript are those of the authors and may not necessarily represent those of the granting institutions. We also thank the Caribbean Research and Management of Biodiversity (Carmabi) laboratory on Cura&#231;ao for their support and collaboration in collecting the coral tissue biopsy samples. We thank Claudia Lutz, IGB Media Communication Specialist for her able language correction.

הערה: ריאגנטים להיות מוכנים לבלוק סידורי פנים הדמיה של דוגמאות אלמוג .1 Preinfiltration שעווה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ממסים 3.6 גרם של פתיתי שעוות בכוס זכוכית. מערבבים היטב על צלחת חמה (60-70 ° C). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוספת 400 מ&quot;ג של סודאן IV (כדי למזער את הקרינה רקע שעווה). מערבבים היטב ולהמתין עד לפתרון שקוף אדום מושגת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוספת פרפין 96 מ&quot;ל החם המותך (100%) ומערבבים היטב. </li></ol> 1.2) הטבעת שעווה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ממסים 7.2 גרם של פתיתי שעוות בכוס זכוכית ומערבבים היטב על צלחת חמה (60-70 ° C). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוספת 0.8 גרם של סודאן IV. מערבבים היטב ולהמתין עד לפתרון שקוף אדום מושגת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוספת גרגירי פרפין (162 ז) ומערבבים עד שנמס לחלוטין פרפין. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוסף 30 גרם של Vybar גרגרים הלבן ולהמס לחלוטין באותה הכוס; פעם אחת נמס, לערבב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באופן רופף לסגור את בקבוק הזכוכית עם מכסה. מניחים את בקבוק הזכוכית בov הסעת C ° 60en לשמור את החומרים במצב צבירה נוזלי. לבצע את כל החדירות בתנור זה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפצל את הנפח הכולל של השעווה האדומה 200 מ&quot;ל בשני בקבוקי זכוכית של 100 מ&quot;ל כל אחד. השתמש aliquot אחד לחדירה והשנייה להטבעה סופית. </li></ol> 1.3) רקמות אלמוגים הטבעה לסידורית בלוק פנים הדמיה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שטוף את הפוליפים אלמוגים שנאספו בשטח (SI וידאו 1) ומאוחסנים (3-6 חודשים ב4-5 C ° בparaformaldehyde) שבנאגר מלוח פוספט (3x 5 דקות) וdecalcify כאשר מוכן להיות צילם. Decalcify הפוליפים בפתרון ExCal ל24 שעות או עד שהפוליפים הם לגמרי נטולי CaCO 3. דגירה כמה פוליפים אלמוגי decalcified כגוש אחד בסדרת אתנול 25, 50, 75, ו100%, ואחריו 1x תחליף קסילן לייבש את הדגימות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנח את הפוליפים מעובד בתנור שחומם מראש C ° 65 מכיל 100% תחליף קסילן. דגירה של 30 דקות פעמיים על ידי צ&#39;אנגיng לפתרון טרי. כוון את הפוליפים בצורה כזאת, שהחלק העליון של הפוליפים יפנה כלפי מטה ופני השטח העליונים הוא שטוח ככל האפשר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפוך את הפתרונות של 2: 1, 1: 1, ו1: 2 קסילן תחליף ושעוות preinfiltration (שלב 1.1) ב50 צינורות מ&quot;ל פלקון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דגירה פוליפים אלמוגים עם שלושת ריכוזים אלה הולכים וגדל של שעוות preinfiltration, ואחריו 3x דגירה ב100% שעוות preinfiltration ל30-60 דקות בכל פעם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הערה: בהתאם לעובי של הדגימות, צעדים 1.3.1-1.3.5 יכולים להיות מוגברים עם תקופות זמן ארוכות יותר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הזז את הדגימות להטבעת שעווה (ראה שלב 1.2.6) לאחר הדגירה 3x ב100% שעוות preinfiltration. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את שעוות ההטבעה לאחר 30 דקות. החלף עם שעוות הטבעה טריות ולהמשיך דגירה למינימום של 4 שעות על 65 מעלות צלזיוס. </li></ol> 1.4) Embedding באדום שעווה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לצלם את הבלוק (מגש הנירוסטה שבו השעווה הלבנה ממוקמת ועל גבי אשר סםple ממוקם). זה נחוץ משום מוטבע פעם אחת בשעווה, את מיקומו של המדגם יהיה בלתי נראה כמו השעווה האדומה ההטבעה היא אטומה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנח טיפות קטנות של שעוות נקודת התכה גבוהה סביב העובש שחומם מראש החדש הנירוסטה ההטבעה ולאפשר לו להתקרר. יוצקים נפח קטן של טרי נמסה שעוות הטבעה מיכל שני כאמור בצעד 1.2.6. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מקם את פוליפ האלמוגים פונה כלפי מטה במהירות על נקודת השעווה הלבנה, ואז למקם את בעל מדגם פלסטיק על מגש הנירוסטה ושופך שעוות הטבעה יותר, כך שהשעווה עולה אל פני השטח של תבנית הפלסטיק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קח את כל ההתקנה מתוך 65 ° C תנור ולאפשר לו להתקרר על ספסל או משטח קריר עד השעווה מתקשה לחלוטין. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פעולה זו עשויה להימשך 6 שעות עד יום או ימים. מניחים את הגוש המיובש במקרר ב 4 מעלות צלזיוס, המוגן מפני אור, לאחסון לטווח ארוך. </li></ol> 1.5) חתך בהגדרת בלוק הפנים הסידורי <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Trim לחסום ולחתוך סעיפי 1 מיקרומטר באמצעות microtome. אל תאספו את החלקים כפי שהם תהיו כמו אבקה. זכור, אנחנו הדמיה רק ​​הפנים הבלוק. המדגם מופיע כאשר השעווה הלבנה מתחילה להיעלם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צלם תמונות של הפנים בלוק החלקים המכיל את המדגם בכל פעם שסעיף יוסר. המשך עד שפוליפ האלמוגים נעלם כמו בSI וידאו 2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> רשומות / ללכוד את התמונות עם מצלמה בצבע אחד באמצעות מסנן ניאון FITC להרים אוטומטי הקרינה של chromatophores / פוליפ האלמוגים. תמונת 3-4 ליבות decalcified מכל מין. </li></ol> 2 אלמוגי הדמיה תחת שני הפוטונים מיקרוסקופ פלואורסצנטי <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תקן את ליבות פוליפ אלמוגים, כל אחד המכיל סביב 10-12 פוליפים על סנטימטר בקוטר, בparaformaldehyde 4% באתר של אוסף (חוף ים) ברגע שהם נקצרים מתחת למים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שמור דגימות על 4 מעלות צלזיוס עד הדמיה. ליבות שטפו ממוקמות בהאותו פתרון דואר במהופך בצלחת תחתית מכסה זכוכית (0.17 מ&quot;מ עובי). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שימוש בליזר שני פוטונים ב780 עירור ננומטר, תמונת 3-4 פוליפים בשתי הגדלה שונה (זום דיגיטלי) באמצעות מטרת 10X (0.3 NA). צורת פוליפ האלמוגים והגובה משתנים בין דגימות (בדרך כלל 1-2 מ&quot;מ) ועומק ההדמיה גם הוא מוגבלת על ידי מרחק העבודה של מטרת ההדמיה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש במצב סריקת האריח לאסוף כ 25-100 (5 X 5 או 10 x 10 אריחים) תמונות למישור מוקד בXY ו50-100 תמונות דרך ציר z במרווח 10 או 20 מיקרומטר, בהיקף של סביב 5,000-10,000 תמונות / פוליפ אלמוגים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תמונה תלת לארבעה תחומי פוליפ לייצג מיני ליבה ואלמוגים. הערה: זמן רכישת תמונה משתנה בין האזור / פוליפ 2-5 שעות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אחסן את כל התמונות בפורמט נתונים גולמיים בדיסק הקשיח של המערכת כLSM .5 לדקלם 3D בניתוח תמונת 3D ותוכנת עיבוד. </li></ol> Rendering נפח 3 3D וVisualization של SBFI ושני פוטונים ספקטרלי הקרינה נתונים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חתוך את נתוני 2D כדי להקטין את גודל הקובץ על ידי ההתמקדות בפוליפ בודד באמצעות כלי חיתוך מרובעים בתכנית ולעבד כקובץ TIFF יחיד (להקטין את גודל הקובץ גם על ידי שמירת הקובץ בפורמט 8 סיביות) בתוכנת הרכישה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתח את הקבצים שנאספו מנתוני SBFI (שנאספו בשלב 1.5.1) או z-ערימות מרובות רעפים סעיפים שני פוטונים אופטיים (שנאספו בשלב 2.1.4) בתכנית Imaris לעלות מודול תחת אלגוריתם נפח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פרויקט נתונים SBFI שניתנו ב3D באמצעות הקרנת צל. צור מצב שבו isosurface voxels הם thresholded כדי ליצור דפוס משטח מוצק (SI וידאו 3). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דמיינו את תחזיות 3D באמצעות אלגוריתם מטוס גזיר בxy, xz, ומצבים מאונך YZ לחשוף מבנה 3D ובצורה של אלמוגים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנפיש את התחזיות באמצעות מודול אנימציה מסגרת מפתח באותה תכנית Imaris (SI ViDeos 3-7). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ליצור קבצי וידאו ב5 דחיסת% וליצור סרט וידאו בפורמט AVI באמצעות נפח (וידאו SI 4 ו -6), שיטות 3D וIsosurface (וידאו SI 5 ו -7). </li></ol>

<ol>
	<li>Stocker, T. F., Qin, D., Plattner, G. -. K., Tignor, M., Allen, S. K., Boschung, J., Nauels, A., Xia, Y., Bex, V., Midgley, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. , 1535 (2013).</li><li>Buddemeir, R. W., Kleypas, J. A., Aronson, R. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Coral Reefs &amp; Global Climate Change: Potential Contributions of Climate Change to Stresses on Coral Reef Ecosystems). 46, (2004).</li><li>Wilkinson, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Status of coral reefs of the world. , 1-2 (2004).</li><li>Lough, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Climate+records+from+corals.">Climate records from corals.</a> WIREs Clim. Chang. 1, 318-331 (2010).</li><li>Harvell, C. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tropical+Archaea:+diversity+associated+with+the+surface+microlayer+of+corals.">Tropical Archaea: diversity associated with the surface microlayer of corals.</a> Mar. Ecol. Prog. Ser. 273, 81-88 (2004).</li><li>Rosenberg, E., Loya, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Coral Health and Disease. , (2004).</li><li>Rohwer, F., Breitbart, M., Jara, J., Azam, F., Knowlton, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diversity+of+bacteria+associated+with+the+Caribbean+coral+Montastrea+franksi.">Diversity of bacteria associated with the Caribbean coral Montastrea franksi.</a> Coral Reefs. 20, 85-91 (2001).</li><li>Frias-Lopez, J., Zerkle, A. L., Bonheyo, G. T., Fouke, B. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Partitioning+of+bacterial+communities+between+seawater+and+healthy,+black+band+diseased,+and+dead+coral+surfaces.">Partitioning of bacterial communities between seawater and healthy, black band diseased, and dead coral surfaces.</a> Appl. Environ. Microbiol. 68, 2214-2228 (2002).</li><li>Stanley, G. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+evolution+of+modern+corals+and+their+early+history.">The evolution of modern corals and their early history.</a> Earth Sci. Rev. 60, 195-225 (2003).</li><li>Piggot, A. M., Fouke, B. W., Sivaguru, M., Sanford, R., Gaskins, H. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Change+in+zooxanthellae+and+mucocyte+tissue+density+as+an+adaptive+response+to+environmental+stress+by+the+coral+Montastraea+annularis.">Change in zooxanthellae and mucocyte tissue density as an adaptive response to environmental stress by the coral Montastraea annularis.</a> Mar. Biol. 156, 2379-2389 (2009).</li><li>Stanley, G. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photosymbiosis+and+the+evolution+of+modern+coral+reefs.">Photosymbiosis and the evolution of modern coral reefs.</a> Evolution. 1, 3 (2006).</li><li>Gordon, B. R., Leggat, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Symbiodinium&#8212;Invertebrate+Symbioses+and+the+Role+of+Metabolomics.">Symbiodinium&#8212;Invertebrate Symbioses and the Role of Metabolomics.</a> Mar. Drugs. 8, 2546-2568 (2010).</li><li>Schlichter, D., Weber, W., Fricke, H. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+chromatophore+system+in+the+hermatypic,+deep-water+coral+Leptoseris+fragilis+(Anthozoa:+Hexacorallia).">A chromatophore system in the hermatypic, deep-water coral Leptoseris fragilis (Anthozoa: Hexacorallia).</a> Marine Biology. 89, 143-147 (1994).</li><li>Fouke, B. W., Meyers, W. J., Hanson, G. N., Beets, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chronostratigraphy+and+dolomitization+of+the+Seroe+Domi+Formation,+Curacao,+Netherlands+Antilles.">Chronostratigraphy and dolomitization of the Seroe Domi Formation, Curacao, Netherlands Antilles.</a> Facies. 35, 293-320 (1996).</li><li>Frias-Lopez, J., Bonheyo, G. T., Jin, Q., Fouke, B. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cyanobacteria+associated+with+coral+black+band+disease+in+Caribbean+and+Indo-Pacific+reefs.">Cyanobacteria associated with coral black band disease in Caribbean and Indo-Pacific reefs.</a> Appl. Environ. Microbiol. 69, 2409-2413 (2003).</li><li>Frias-Lopez, J., Klaus, J., Bonheyo, G. T., Fouke, B. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+bacterial+community+associated+with+black+band+disease+in+corals.">The bacterial community associated with black band disease in corals.</a> Appl. Environ. Microbiol. 70, 5055-5062 (2004).</li><li>Frias-Lopez, J., Bonheyo, G. T., Fouke, B. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identification+of+differential+gene+expression+in+bacteria+associated+with+coral+black+band+disease+using+RNA-arbitrarily+primed+PCR.">Identification of differential gene expression in bacteria associated with coral black band disease using RNA-arbitrarily primed PCR.</a> Appl. Environ. Microbiol. 70, 3687-3694 (2004).</li><li>Klaus, J. S., Frias-Lopez, J., Bonheyo, G. T., Heikoop, J. M., Fouke, B. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bacterial+communities+inhabiting+the+healthy+tissues+of+two+Caribbean+reef+corals:+interspecific+and+spatial+variation.">Bacterial communities inhabiting the healthy tissues of two Caribbean reef corals: interspecific and spatial variation.</a> Coral Reefs. 24, 129-137 (2005).</li><li>Klaus, J., Janse, I., Sandford, R., Fouke, B. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coral+microbial+communities,+zooxanthellae,+and+mucus+along+gradients+of+seawater+depth+and+coastal+pollution.">Coral microbial communities, zooxanthellae, and mucus along gradients of seawater depth and coastal pollution.</a> Environ. Microbiol. 9, 1291-1305 (2007).</li><li>van Duyl, F. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Atlas of the living reefs of Curacao and Bonaire (Netherlands Antilles). , (1985).</li><li>Carricart-Ganivet, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sea+surface+temperature+and+the+growth+of+the+West+Atlantic+reef+building+coral+Montastraea+annularis.">Sea surface temperature and the growth of the West Atlantic reef building coral Montastraea annularis.</a> J. Exp. Mar. Biol. Ecol. 302, 249-260 (2004).</li><li>Barnes, D. J., Lough, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coral+skeletons:+Storage+and+recovery+of+environmental+information.">Coral skeletons: Storage and recovery of environmental information.</a> Global Chang. Biol. 2, 569-582 (1996).</li><li>Mohun, T. J., Weninger, W. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Generation+of+volume+data+by+episcopic+three-dimensional+imaging+of+embryos.">Generation of volume data by episcopic three-dimensional imaging of embryos.</a> Cold Spring Harbor Protocols. 6, 069591 (2012).</li><li>Mohun, T. J., Weninger, W. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Imaging+heart+development+using+high-resolution+episcopic+microscopy.">Imaging heart development using high-resolution episcopic microscopy.</a> Curr. Opin. Genet. Dev. 21, 573-578 (2011).</li><li>Mohun, T. J., Weninger, W. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Embedding+embryos+for+episcopic+fluorescence+image+capturing+(EFIC).">Embedding embryos for episcopic fluorescence image capturing (EFIC).</a> Cold Spring Harb. Protoc. 6, 069575 (2012).</li><li>Rosenthal, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+high+resolution+three+dimensional+reconstruction+of+embryos+with+episcopic+fluorescence+image+capture.">Rapid high resolution three dimensional reconstruction of embryos with episcopic fluorescence image capture.</a> Birth Defects Res. C: Embryo Today: Rev. 72, 213-223 (2004).</li><li>Slyfield, C. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+surface+texture+visualization+of+bone+tissue+through+epifluorescence-based+serial+block+face+imaging.">Three-dimensional surface texture visualization of bone tissue through epifluorescence-based serial block face imaging.</a> J. Microsc. 236, 52-59 (2009).</li><li>Weninger, W., Mohun, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phenotyping+transgenic+embryos:+a+rapid+3-D+screening+method+based+on+episcopic+fluorescence+image+capturing.">Phenotyping transgenic embryos: a rapid 3-D screening method based on episcopic fluorescence image capturing.</a> Nat. Genet. 30, 59-65 (2001).</li><li>Weninger, W., Mohun, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Three-dimensional analysis of molecular signals with episcopic imaging techniques. Reporter Genes. , 35-46 (2007).</li><li>Gerneke, D. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface+imaging+microscopy+using+an+ultramiller+for+large+volume+3D+reconstruction+of+wax-and+resin-embedded+tissues.">Surface imaging microscopy using an ultramiller for large volume 3D reconstruction of wax-and resin-embedded tissues.</a> Microsc. Res. Tech. 70, 886-894 (2007).</li><li>Denk, W., Horstmann, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Serial+block-face+scanning+electron+microscopy+to+reconstruct+three-dimensional+tissue+nanostructure.">Serial block-face scanning electron microscopy to reconstruct three-dimensional tissue nanostructure.</a> PLoS Biol. 2, e329 (2004).</li><li>Salih, A., Larkum, A., Cox, G., K&#252;hl, M., Hoegh-Guldberg, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fluorescent+pigments+in+corals+are+photoprotective.">Fluorescent pigments in corals are photoprotective.</a> Nature. 408, 850-853 (2000).</li><li>Sivaguru, M., Mander, L., Fried, G., Punyasena, S. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Capturing+the+surface+texture+and+shape+of+pollen:+A+comparison+of+microscopy+techniques.">Capturing the surface texture and shape of pollen: A comparison of microscopy techniques.</a> PloS one. 7 (6), (2012).</li><li>Helmchen, F., Denk, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deep+tissue+two-photon+microscopy.">Deep tissue two-photon microscopy.</a> Nat. Methods. 2, 932-940 (2005).</li></ol>

The authors declare no conflict of interests.

מחקר שונית אלמוגים הוא מאמץ מחקר בינתחומי מאוד, הכולל ניתוח של פיזי, כימי בו זמנית, ותופעות ביולוגיות הפועלים בסביבה הימית. המחקר של מערכות אקולוגיות שונית אלמוגים מורכבות לכן הטוב ביותר יושלם בתוך מעצמות של עשרה &#39;מסגרת ההקשרים (איור 10). אוסף גרפי זו ממחיש ?...

התחממות כדור הארץ ושינוי סביבתי נלווה באופן ישיר משפיעים על הבריאות והפצה של אלמוגים ימיים הטרופיים 1-4. השפעות מרובות נתונים למעקב, כולל הלבנת אלמוגים ואת הופעתה של מחלות זיהומיות 5-6. עם זאת, חיזוי מדויק יותר של תגובת אלמוגים בעתיד לאיומים הסביבתיים האלה ידרוש מ&quot; קו בסיס &quot;היסטולוגית יוקם, המגדיר את מורפולוגיה רקמות והרכב תא והפצה לאלמוגים&quot; בריאים לכאורה &quot;. בתורו, &quot;השפיע&quot; אלמוגים אז יכולים להיות בהשוואה כמותית. יתר על כן, נקודת התחלה זו יש לקבוע לאלמוגים בריאים לכאורה תחת מגוון רחב של תנאים סביבתיים, כך ש&quot; תגובה בריאה &quot;יכולה להיות גם תעיד על פני מילויים סביבתיים. כצעד ראשון להקמת קו בסיס זה, מחקר 3D ברזולוציה גבוהה כבר התחייב לאופן שככל הנראה רקמת פוליפ אלמוגים בריאיםמורפולוגיה והרכב סלולארי מגיבים לעליות בעומק מים (WD) וירידות המלוות בקרינת אור שמש. תוצאות לאחר מכן ניתן להשתמש כדי להקים הבנת מכניסטית מקיפה יותר של הסתגלות אלמוגים, כמו גם כדי לקבל תובנה האבולוציה אלמוגים-הסימביונט והשיפור של קצירת אור. אלמוגי אבן (Scleractinia) הם בעלי חיים חסרי חוליות ימיות קולוניאליים שישחקו לארח מכלול מורכב של מיקרואורגניזמים אחרים, המכונה באופן קולקטיבי האלמוגים holobiont 7-10. המחקר שנעשה במחקר הנוכחי מבקש להשתמש חבילה של טכנולוגיות הדמיה החדשנית כדי לעקוב אחר שינויים בו זמנית עם עומק הגדלת מים בפיגמנטים הרקמה וzooxanthellae הסימביוטי של אלמוגי מארח בריאים לכאורה. זה יקימו &quot;קו הבסיס&quot; תא רקמה השוואתית הנדרש על פני שיפוע מדידת עומק לאלמוגים בריאים לכאורה ולפעול כמדדים של חימום אלמוגיםLTH 10. פיגמנטים אלמוגים, chromatophores נקרא, לפעול לקליטה, משקפים, פיזור, לשבור, diffract, או להתערב בדרך אחרת עם קרינת שמש תקרית 11. יחסי endosymbiotic zooxanthellae-chromatophore אפשרו האבולוציה המשותפת של אופטימיזציה אור קציר יתרון אסטרטגי ואסטרטגיות צמיחת שלד, כמו גם גמישות טרופית (אסטרטגיות ציד הסטה קדימה ואחורה מautotrophy לheterotrophy) לבעלי חי האלמוגים 12. האומה דרום האיים הקריביים האי קוראסאו (לשעבר חלק מהאנטילים ההולנדיים) שוכנת כ 65 קילומטר צפוני ונצואלה בתוך ממזרח למערב במגמת ארכיפלג (איור 1 א) ארובה-La Blanquilla. החוף הדרומי הארוך 70 קילומטר קוראסאו מכיל מערכת שונית אלמוגים רצופה מודרנית והמיוקן-הפליוקן-הפלייסטוקן-ההולוקן fringing העתיק 13,14. אומר SST השנתי על קוראסאו משתנה כ 3 ° Cnually, הנע בין מינימום של 26 מעלות צלזיוס בסוף ינואר למקסימום של 29 ° C בתחילת ספטמבר, עם טמפרטורה שנתית ממוצעת של 27.5 ± 0.5 ºC (NOAA SST נתונים סטים, 2000-2010). שונית האלמוגים בPlaya Kalki (12 ° 22&#39;31.63 &quot;N, 69 ° 09&#39;29.62&quot; W), שוכבת ליד הקצה הצפון מערבי של קוראסאו (איור 1 א), נבחרה לדגימה כי זה כבר בעבר גם נלמד ו המערכת האקולוגית ימית במיקום זה היא טובל במי ים 7,15-19 nonpolluted טריים. . שני מינים קרובים scleractinian אלמוגים, annularis מ &#39;וM faveolata, נבחרו לניסויים וניתוח במחקר זה, כי כל מין: (1) חלוקת מדידת עומק מוצגים שונה וnonoverlapping מובהקות על מערכת השונית ביחס להפסקה והמדף סביבות הצטברות משקע פחמה קשורות (טווח annularis מ = 0-10 מ &#39;WD; faveolata מ&#39;טווח = 10-20 מ &#39;WD 20; 1B דמויות, 2A, 2B ו); (2) הוא בונה מסגרת שונית אלמוגים נפוצים בכל הים הקריבי 21; ו (3) חקר היטב אקולוגי, פיסיולוגי, ויחסים האבולוציוניים 22. דגימת שדה למחקר הנוכחי נערכה תוך שימוש בטכניקות צלילה סטנדרטית מהחוף של Playa Kalki בקוראסאו. חתך מדידת עומק מים רדוד לעמוק נקבע כי חצו בריצה את המדף, על הפסקת המדף, ולתוך סביבות שונית קדמי מים עמוקות. כנראה ראשי אלמוגים בריאים לאחר מכן זיהו לדגימה לאורך חתך מדידת עומק זה, ובכלל זה: (1) שלוש בודד ~ 1 מ &#39;ראשי אלמוגים בקוטר של מ&#39; annularis, שכולן היו בשעה 5 מ &#39;עומק מים (WD); ו (2) שלושה בודדים ~ 1 מ &#39;ראשי אלמוגים בקוטר של מ&#39; faveolata, שכולן היו ב12 מ WD. קרינה פעילה Photosynthetically (PAR) נמדדה כ33-36% P<html> AR ב 5 מ &#39;WD וPAR% 18-22 ב10 מ WD. דגימה התבצעה בחודש ינואר כאשר SST היה 26 ° C במעמקי המים של שני מ &#39;5 מ&#39; ו12. כל אחד מששת ראשי האלמוגים אלה ידגם בשלושה עותקים בעמדות מרחבי מקבילים (כלומר., 45 כ ° קו רוחב N בכל אחד מששת ראשי האלמוגים חצי כדור). כל דגימה בודדת מורכבת מביופסית 2.5 סנטימטר קוטר אלמוגי רקמות שלד ליבה שנאסף עם אגרוף קשת ניקה. שלוש ביופסיות רקמות שלד אלמוגי נדגמו בצלילה רגילה עם ידיים בכפפות מכל אחד מראשי האלמוגים (9 מ &#39;מannularis מושבות ב5 מ WD ו -9 ממ faveolata ב12 מ WD). מייד עם אוסף בעומק, כל דגימת ליבת הביופסיה הוצבה בצינור צנטריפוגות פוליפרופילן 50 מ&quot;ל סטרילי, בורג העליון אטום, וחזר אל פני השטח. מי הים היה יצק מכל צינור צנטריפוגות וכל ביופסיה ליבה הייתה שקוע אז, מאוחסנת, ומועברת בparaformaldehyde 4%. &quot;Jove_content&quot;&gt; ההדמיה SBFI כבר בעבר בוצע על מגוון רחב של דגימות ביולוגיות, כוללים מוח כולו ורקמות אנושיות כולו לב, עוברי עכבר ללא פגע, עוברי דגי זברה, וסוגים רבים של דגימות של בעלי חיים עם עצמות שלמות 23-30. רוב המחקרים הללו מנוצלים אופטי מיקרוסקופ אור / עם או הקרינה או טכניקות שדה בהירות. עם זאת, מחקרים שנערכו בהגדלה גבוהה במיוחד תוך שימוש באלקטרונים סורק בלוק סדרתי פנים הדמיה ביום 31 בעבר. במחקר הנוכחי, פרוטוקול SBFI שונה פותח ולמוחל על אלמוגים בפעם הראשונה. כי מ &#39; annularis ומ &#39; פוליפים אלמוגי faveolata הם 1-2 מ&quot;מ עובי, אף אחד משיטות מיקרוסקופיה אור השגרה יהיה מסוגל לחדור את כל העובי של רקמת פוליפ האלמוגים. לכן, יש לנו פרוטוקול הכנת מדגם SBFI שתוכנן במיוחד עבור דגימות אלמוגים. בנוסף, יש לנו מנהג שנועד בעל סטראו, אשר ממונע לנוע בשני כיווני x ו y. מנגנון זה לוקח תמונות של הפנים הבלוק של המדגם ולא איסוף החלקים באמצעות microtome רגיל מול מיקרוסקופ. אנחנו גם הצגנו טכניקה נוספת אופטית קוי שני פוטונים מיקרוסקופיות לתמונה אותה הפוליפים אלמוגים בכל העובי של רקמות האלמוגים. זה מתגבר על המגבלות שהוטלו על ידי SBFI במונחים של decalcification ואפשרות לשינויים במורפולוגיה רקמות ונפח (התכווצות) שעלול להיגרם על ידי הכנת מדגם (התייבשות) ופרוטוקולי עיבוד. יתר על כן, פרופילי הפליטה מהאלמוגים היו ספקטרלי החליטו לזהות את פליטת השיא והווריאציות שלהם בין chromatophores וzooxanthellae הפוטוסינתזה. תוצאות אלו הוערכו בהקשר של השיטה והיתרונות האישיים שלהם בנוגע לזמן רכישה, זמן ניתוח, ואת היכולת לפתור פרטים מבניים בסדר מבלי להתפשר על strשלמות uctural של רקמת האלמוגים.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Coral Tissue Skeleton</td>
			<td>None</td>
			<td>None</td>
			<td>2.5 cm Biopsy from natural habitat</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Arch Punch Coring Device</td>
			<td>C.S. Osborne and Company</td>
			<td>No. 149</td>
			<td>For Coral biopsy collection</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Paraformaldehyde</td>
			<td>Electron Microscopy Sciences</td>
			<td>RT 15700</td>
			<td>16% Pre-diluted</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Histoclear/Safeclear II</td>
			<td>Electron Microscopy Sciences</td>
			<td>RT 64111-04</td>
			<td>Non-Toxic alternate to Xylene, Dehydration and Deparafinization</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Xylene and Ethanol</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>Dehydration</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Paraffin Wax</td>
			<td>Richard Allen Scientific</td>
			<td>Type H REF 8338</td>
			<td>Infiltration solution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vybar</td>
			<td>The Candle Maker</td>
			<td>None</td>
			<td>Component of Red Wax</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stearin</td>
			<td>The Candle Maker</td>
			<td>None</td>
			<td>Component of Red Wax</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sudan IV</td>
			<td>Fisher Chemical</td>
			<td>S667-25</td>
			<td>Red Wax-Opaque background</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wheat Germ Agglutinin (WGA)</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>W32466</td>
			<td>For labeling&#160; Coral Mucus</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Prolong Gold</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>P36095</td>
			<td>Anti-fade mounting media</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fluoro Dish</td>
			<td>World Precision Instruments</td>
			<td>FD-35-100</td>
			<td>For two-photon imaging</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>XY Motor, Driver and Controller</td>
			<td>Lin Engineering</td>
			<td>211-13-01R0, R325, R256-RO</td>
			<td>XY Translational Movement</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hot Plate</td>
			<td>Corning</td>
			<td>DC-220</td>
			<td>Melting all wax</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Convection Oven</td>
			<td>Yamato</td>
			<td>DX-600</td>
			<td>Infiltration and Embedding</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tissue Processor</td>
			<td>Leica</td>
			<td>ASP 300</td>
			<td>Dehydration, Infiltration</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microtome</td>
			<td>Leica</td>
			<td>RM2055</td>
			<td>Disposable knifes</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereo Microscope</td>
			<td>Carl Zeiss</td>
			<td>Stereolumar V 12</td>
			<td>1.5x (30 mm WD) Objective</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fluorescence Microscope with ApoTome</td>
			<td>Carl Zeiss</td>
			<td>Axiovert M 200, ApoTome I System</td>
			<td>Imaging thin section of a polyp: Zooxanthellae</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Axiocam camera</td>
			<td>Carl Zeiss</td>
			<td>MRm</td>
			<td>Monochrome camera 1388x1040 pixels</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Axiovision Software</td>
			<td>Carl Zeiss</td>
			<td>Version 4.8</td>
			<td>Image acquisition program</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Two-Photon Laser</td>
			<td>Spectraphysics</td>
			<td>Maitai eHP, pulsed laser (70 fs)</td>
			<td>With DeepSee module</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laser Scanning Microscope</td>
			<td>Carl Zeiss</td>
			<td>LSM 710 with Spectral Detector</td>
			<td>34 channel PMT detection</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Zen Software</td>
			<td>Carl Zeiss</td>
			<td>2010 or above</td>
			<td>for two-photon and spectral image acquisition</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Imaris Suite Software</td>
			<td>Bitplane, Inc.,</td>
			<td>Version 7.0 or above</td>
			<td>3D Volume, Iso-surface Rendering, Visualization</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

multimodal optical microscopy methods reveal polyp tissue morphology and structure in caribbean reef building corals

חבילה משולבת של טכניקות הדמיה יושמה כדי לקבוע את המורפולוגיה תלת ממדים (3D) ומבנה תאי של רקמות פוליפ המרכיב את annularis Montastraea אלמוגי בניין שונית קריביים ומ &#39; faveolata. גישות אלה כוללות מיקרוסקופ פלואורסצנטי (FM), פנים בלוק סידורי הדמיה (SBFI), ושני הפוטונים במיקרוסקופ לייזר confocal סריקה (TPLSM). SBFI מספק הדמיה רקמות עמוקה לאחר חתך פיזי; זה מפרט את מרקם רקמת פני השטח והדמיית 3D למעמקי רקמות של יותר מ 2 מ&quot;מ. תמונות FM המשלים ותשואת TPLSM רזולוציה גבוהה במיוחד של מבנה תאי של רקמה. תוצאות: (1) זיהו מורפולוגיות רקמת lobate לא פורסם בעבר על הקיר החיצוני של פוליפים אלמוגים בודדים ו( 2) יצר את מפות השטח הראשונות של צפיפות הפצת 3D ורקמות של chromatophores וendosymbionts zooxanthellae dinoflagellate כמו אצות. אפונה קליטת ספקטרליks של 500 ננומטר ו675 ננומטר, בהתאמה, מצביע על כך שמ &#39; annularis ומ &#39; faveolata מכיל סוגים דומים של כלורופיל וchromatophores. עם זאת, מ &#39; annularis ומ &#39; faveolata להציג הבדלים משמעותיים בצפיפות הרקמה והפצת 3D של מרכיבים התאיים מפתח אלה. מחקר זה מתמקד בשיטות הדמיה מצביע על כך שSBFI הוא מאוד שימושי עבור ניתוח של דגימות מ&quot;מ בקנה מידה גדולות של רקמות אלמוגי decalcified. FM טיפוח וTPLSM לחשוף עדינים שינויים בקנה מידה submillimeter בהפצה וצפיפות תאיות בדגימות רקמת אלמוגי nondecalcified. טכניקת TPLSM מקנה: (1) הכנה פולשנית מדגם, (2) יכולת חתך אופטית מעולה, ו (3) קליטת אור מינימאלית ופיזור, בזמן שעדיין מאפשר הדמיה רקמות עמוקה.

מנגנון מותאם אישית שנועד SBFI (מיוצר במיוחד עבור המחקר הנוכחי; איור 3) המיוצר על המפות מפורטות הראשונות 3D הדיגיטליות הגובה (Dems) של המרקם החיצוני פני השטח והמורפולוגיה של מ &#39; annularis ומ &#39; פוליפים faveolature אלמוגים (איור 4 ווידאו SI 1-2). זה הניב תמונו?...

Watch this Scientific Journal Video about Multimodal Optical Microscopy Methods Reveal Polyp Tissue Morphology and Structure in Caribbean Reef Building Corals at JoVE.com

Multimodal Optical Microscopy Methods Reveal Polyp Tissue Morphology and Structure in Caribbean Reef Building Corals

חבילה משולבת של טכניקות הדמיה יושמה כדי לקבוע מורפולוגיה פוליפ ומבנה רקמה בannularis Montastraea אלמוגי האיים הקריביים ומ &#39; faveolata. הקרינה, פנים בלוק סדרתי, ומיקרוסקופ סריקת לייזר confocal שני פוטונים זיהו מבנה lobate, קירות פוליפ, וchromatophore מוערך וצפיפויות zooxanthellae והפצות.

Multimodal שיטות מיקרוסקופית אופטיות לחשוף רקמות מורפולוגיה ומבנה פוליפ בקריביים אלמוגי בניית ריף

An integrated suite of imaging techniques has been applied to determine the three-dimensional (3D) morphology and cellular structure of polyp tissues ...

multimodal-optical-microscopy-methods-reveal-polyp-tissue-morphology

Research

JoVE Journal

Environment

12.2K Views.  University of Illinois at Urbana-Champaign.  חבילה משולבת של טכניקות הדמיה יושמה כדי לקבוע מורפולוגיה פוליפ ומבנה רקמה בannularis Montastraea אלמוגי האיים הקריביים ומ ' faveolata. הקרינה, פנים בלוק סדרתי, ומיקרוסקופ סריקת לייזר confocal שני פוטונים זיהו מבנה lobate, קירות פוליפ, וchromatophore מוערך ...

Video: Multimodal Optical Microscopy Methods Reveal Polyp Tissue Morphology and Structure in Caribbean Reef Building Corals

Optimized Negative Staining: a High-throughput Protocol for Examining Small and Asymmetric Protein Structure by Electron Microscopy

Structural determination of proteins is rather challenging for proteins with molecular masses between 40 - 200 kDa. Considering that more than half of natural proteins have a molecular mass between 40 - 200 kDa1,2, a robust and high-throughput method with a nanometer resolution capability is needed. Negative staining (NS) electron microscopy (EM) is an easy, rapid, and qualitative approach which has frequently been used in research laboratories to examine protein structure and protein-protein interactions. Unfortunately, conventional NS protocols often generate structural artifacts on proteins, especially with lipoproteins that usually form presenting rouleaux artifacts. By using images of lipoproteins from cryo-electron microscopy (cryo-EM) as a standard, the key parameters in NS specimen preparation conditions were recently screened and reported as the optimized NS protocol (OpNS), a modified conventional NS protocol 3 . Artifacts like rouleaux can be greatly limited by OpNS, additionally providing high contrast along with reasonably high&#8208;resolution (near 1 nm) images of small and asymmetric proteins. These high-resolution and high contrast images are even favorable for an individual protein (a single object, no average) 3D reconstruction, such as a 160 kDa antibody, through the method of electron tomography4,5. Moreover, OpNS can be a high&#8208;throughput tool to examine hundreds of samples of small proteins. For example, the previously published mechanism of 53 kDa cholesteryl ester transfer protein (CETP) involved the screening and imaging of hundreds of samples 6. Considering cryo-EM rarely successfully images proteins less than 200 kDa has yet to publish any study involving screening over one hundred sample conditions, it is fair to call OpNS a high-throughput method for studying small proteins. Hopefully the OpNS protocol presented here can be a useful tool to push the boundaries of EM and accelerate EM studies into small protein structure, dynamics and mechanisms.

More than half of proteins are small proteins (molecular mass &#60;200 kDa) that are challenging for both electron microscope imaging and three-dimensional reconstructions. Optimized negative staining is a robust and high-throughput protocol to obtain high contrast and relatively high resolution (~1 nm) images of small asymmetric proteins or complexes under different physiological conditions.

מכתים שלילי אופטימלי: פרוטוקול תפוקה גבוהה לבחינת מבנה חלבון קטן וסימטרי על ידי מיקרוסקופית אלקטרונים

Structural determination of proteins is rather challenging for proteins with molecular masses between 40 - 200 kDa. Considering that more than half of ...

Methods of Soil Resampling to Monitor Changes in the Chemical Concentrations of Forest Soils

Recent soils research has shown that important chemical soil characteristics can change in less than a decade, often the result of broad environmental changes. Repeated sampling to monitor these changes in forest soils is a relatively new practice that is not well documented in the literature and has only recently been broadly embraced by the scientific community. The objective of this protocol is therefore to synthesize the latest information on methods of soil resampling in a format that can be used to design and implement a soil monitoring program. Successful monitoring of forest soils requires that a study unit be defined within an area of forested land that can be characterized with replicate sampling locations. A resampling interval of 5 years is recommended, but if monitoring is done to evaluate a specific environmental driver, the rate of change expected in that driver should be taken into consideration. Here, we show that the sampling of the profile can be done by horizon where boundaries can be clearly identified and horizons are sufficiently thick to remove soil without contamination from horizons above or below. Otherwise, sampling can be done by depth interval. Archiving of sample for future reanalysis is a key step in avoiding analytical bias and providing the opportunity for additional analyses as new questions arise.

Repeated soil sampling has recently been shown to be an effective way to monitor forest soil change over years and decades. To support its use, a protocol is presented that synthesizes the latest information on soil resampling methods to aid in the design and implementation of successful soil monitoring programs.

שיטות Resampling הקרקע לעקוב אחר שינויים בריכוזיים הכימית של קרקעות יער

Recent soils research has shown that important chemical soil characteristics can change in less than a decade, often the result of broad environmental ...

Building Double-decker Traps for Early Detection of Emerald Ash Borer

Emerald ash borer (EAB) (Agrilus planipennis Fairmaire), the most destructive forest insect to have invaded North America, has killed hundreds of millions of forest and landscape ash (Fraxinus spp.) trees. Several artificial trap designs to attract and capture EAB beetles have been developed to detect, delineate, and monitor infestations. Double-decker (DD) traps consist of two corrugated plastic prisms, one green and one purple, attached to a 3 m tall polyvinyl chloride (PVC) pipe supported by a t-post. The green prism at the top of the PVC pipe is baited with cis-3-hexenol, a compound produced by ash foliage. Surfaces of both prisms are coated with sticky insect glue to capture adult EAB beetles. Double-decker traps should be placed near ash trees but in open areas, exposed to sun. Double-decker trap construction and placement are presented here, along with a summary of field experiments demonstrating the efficacy of DD traps in capturing EAB beetles. In a recent study in sites with relatively low EAB densities, double-decker traps captured significantly more EAB than green or purple prism traps or green funnel traps, all of which are designed to be suspended from a branch in the canopy of ash trees. A greater percentage of double decker traps were positive, i.e., captured at least one EAB, than the prism traps or funnel traps that were hung in ash tree canopies.

Effective traps to attract and capture the emerald ash borer (EAB) are a key element of detecting and managing this invasive pest. Double-decker traps, placed in full sun near ash trees, incorporate visual and olfactory cues and were more likely to capture EAB than other trap designs in field trials.

בניית שתי מלכודות לגילוי מוקדם של אפר אמרלד בורר

Emerald ash borer (EAB) (Agrilus planipennis Fairmaire), the most destructive forest insect to have invaded North America, has killed hundreds of millions ...

Bioindication Testing of Stream Environment Suitability for Young Freshwater Pearl Mussels Using In Situ Exposure Methods

Knowledge of habitat suitability for freshwater mussels is an important step in the conservation of this endangered species group. We describe a protocol for performing in situ juvenile exposure tests within oligotrophic river catchments over one-month and three-month periods. Two methods (in both modifications) are presented to evaluate the juvenile growth and survival rate. The methods and modifications differ in value for the locality bioindication and each has its benefits as well as limitations. The sandy cage method works with a large set of individuals, but only some of the individuals are measured and the results are evaluated in bulk. In the mesh cage method, the individuals are kept and measured separately, but a low individual number is evaluated. The open water exposure modification is relatively easy to apply; it shows the juvenile growth potential of sites and can also be effective for water toxicity testing. The within-bed exposure modification needs a high workload but is closer to the conditions of a natural juvenile environment and it is better for reporting the real suitability of localities. On the other hand, more replications are needed in this modification due to its high-hyporheic environment variability.

Bioindication Testing of Stream Environment Suitability for Young Freshwater Pearl Mussels Using In Situ Exposure Methods

In situ bioindications enable determination of the suitability of an environment for endangered mussel species. We describe two methods based on the juvenile exposure of freshwater pearl mussels in cages to oligotrophic river habitats. Both methods are implemented in variants for open water and hyporheic water environments.

Bioindication בדיקות של התאמת הסביבה זרם עבור צעירים מים מתוקים פנינה מולים בשיטות בחשיפה באתרו

Knowledge of habitat suitability for freshwater mussels is an important step in the conservation of this endangered species group. We describe a protocol ...

Fabrication of Anisotropic Polymeric Artificial Antigen Presenting Cells for CD8+ T Cell Activation

Artificial antigen presenting cells (aAPC) are a promising platform for immune modulation due to their potent ability to stimulate T cells. Acellular substrates offer key advantages over cell-based aAPC, including precise control of signal presentation parameters and physical properties of the aAPC surface to modulate its interactions with T cells. aAPC constructed from anisotropic particles, particularly ellipsoidal particles, have been shown to be more effective than their spherical counterparts at stimulating T cells due to increased binding and larger surface area available for T cell contact, as well as reduced nonspecific uptake and enhanced pharmacokinetic properties. Despite increased interest in anisotropic particles, even widely accepted methods of generating anisotropic particles such as thin-film stretching can be challenging to implement and use reproducibly.
To this end, we describe a protocol for the rapid, standardized fabrication of biodegradable anisotropic particle-based aAPC with tunable size, shape, and signal presentation for T cell expansion ex vivo or in vivo, along with methods to characterize their size, morphology, and surface protein content, and to assess their functionality. This approach to fabricating anisotropic aAPC is scalable and reproducible, making it ideal for generating aAPC for &#34;off-the-shelf&#34; immunotherapies.

Here, we present a protocol to quickly and reproducibly generate biologically inspired, biodegradable articifical antigen presenting cells (aAPC) with tunable size, shape, and surface protein presentation for T cell expansion ex vivo or in vivo.

ייצור של אניסוטרופי אנטיגן מלאכותי פולימריים הצגת תאי CD8 + T Cell ההפעלה

Artificial antigen presenting cells (aAPC) are a promising platform for immune modulation due to their potent ability to stimulate T cells. Acellular ...

Automated 3D Optical Coherence Tomography to Elucidate Biofilm Morphogenesis Over Large Spatial Scales

Biofilms are a most successful microbial lifestyle and prevail in a multitude of environmental and engineered settings. Understanding biofilm morphogenesis, that is the structural diversification of biofilms during community assembly, represents a remarkable challenge across spatial and temporal scales. Here, we present an automated biofilm imaging system based on optical coherence tomography (OCT). OCT is an emerging imaging technique in biofilm research. However, the amount of data that currently can be acquired and processed hampers the statistical inference of large scale patterns in biofilm morphology. The automated OCT imaging system allows covering large spatial and extended temporal scales of biofilm growth. It combines a commercially available OCT system with a robotic positioning platform and a suite of software solutions to control the positioning of the OCT scanning probe, as well as the acquisition and processing of 3D biofilm imaging datasets. This setup allows the in situ and non-invasive automated&#160;monitoring of biofilm development and may be further developed to couple OCT imaging with macrophotography and microsensor profiling.

Microbial biofilms form complex architectures at interphases and develop into highly scale-dependent spatial patterns. Here, we introduce an experimental system (hard- and software) for the automated acquisition of 3D optical coherence tomography (OCT) datasets. This toolset allows the non-invasive and multi-scale characterization of biofilm morphogenesis in space and time.

אוטומטי 3D הטומוגרפיה האופטית קוהרנטית כדי להבהיר ביויובואר מורפוגנזה מעל סולמות מרחביים גדול

Biofilms are a most successful microbial lifestyle and prevail in a multitude of environmental and engineered settings. Understanding biofilm ...

Split Point Analysis and Uncertainty Quantification of Thermal-Optical Organic/Elemental Carbon Measurements

Researchers from myriad fields frequently seek to quantify and classify concentrations of carbonaceous aerosols as organic carbon (OC) or elemental carbon (EC). This is commonly accomplished using thermal-optical OC/EC analyzers (TOAs), which enable measurement via controlled thermal pyrolysis and oxidation under specific temperature protocols and within constrained atmospheres. Several commercial TOAs exist, including a semi-continuous instrument that enables on-line analyses in the field. This instrument employs an in-test calibration procedure that requires relatively frequent calibration. This article details a calibration protocol for this semi-continuous TOA and presents an open-source software tool for data analysis and rigorous Monte Carlo quantification of uncertainties. Notably, the software tool includes novel means to correct for instrument drift and identify and quantify the uncertainty in the OC/EC split point. This is a significant improvement on the uncertainty estimation in the manufacturer&#8217;s software, which ignores split point uncertainty and otherwise uses fixed equations for relative and absolute errors (generally leading to under-estimated uncertainties and often yielding non-physical results as demonstrated in several example data sets). The demonstrated calibration protocol and new software tool enabling accurate quantification of combined uncertainties from calibration, repeatability, and OC/EC split point are shared with the intent of assisting other researchers in achieving better measurements of OC, EC, and total carbon mass in aerosol samples.

This article presents a protocol and software tool for the quantification of uncertainties in the calibration and data analysis of a semi-continuous thermal-optical organic/elemental carbon analyzer.

ניתוח נקודת פיצול וחוסר ודאות של מדידות תרמי אופטי אורגני/היסודות פחמן

Researchers from myriad fields frequently seek to quantify and classify concentrations of carbonaceous aerosols as organic carbon (OC) or elemental carbon ...

Leaf Area Index Estimation Using Three Distinct Methods in Pure Deciduous Stands

Accurate estimations of leaf area index (LAI), defined as half of the total leaf surface area per unit of horizontal ground surface area, are crucial for describing the vegetation structure in the fields of ecology, forestry, and agriculture. Therefore, procedures of three commercially used methods (litter traps, needle technique, and a plant canopy analyzer) for performing LAI estimation were presented step-by-step. Specific methodological approaches were compared, and their current advantages, controversies, challenges, and future perspectives were discussed in this protocol. Litter traps are usually deemed as the reference level. Both the needle technique and the plant canopy analyzer (e.g., LAI-2000) frequently underestimate LAI values in comparison with the reference. The needle technique is easy to use in deciduous stands where the litter completely decomposes each year (e.g., oak and beech stands). However, calibration based on litter traps or direct destructive methods is necessary. The plant canopy analyzer is a commonly used device for performing LAI estimation in ecology, forestry, and agriculture, but is subject to potential error due to foliage clumping and the contribution of woody elements in the field of view (FOV) of the sensor. Eliminating these potential error sources was discussed. The plant canopy analyzer is a very suitable device for performing LAI estimations at the high spatial level, observing a seasonal LAI dynamic, and for long-term monitoring of LAI.

An accurate estimation of leaf area index (LAI) is crucial for many models of material and energy fluxes within plant ecosystems and between an ecosystem and the atmospheric boundary layer. Therefore, three methods (litter traps, needle technique, and PCA) for taking precise LAI measurements were in the presented protocol.

שערוך אינדקס אזור העלה באמצעות שלוש שיטות נפרדות בדוכנים נשירים טהור

Accurate estimations of leaf area index (LAI), defined as half of the total leaf surface area per unit of horizontal ground surface area, are crucial for ...

Fluorescently Labeled Bacteria as a Tracer to Reveal Novel Pathways of Organic Carbon Flow in Aquatic Ecosystems

Elucidating trophic interactions, such as predation and its effects, is a frequent task for many researchers in ecology. The study of microbial communities has many limitations, and determining a predator, prey, and predatory rates is often difficult. Presented here is an optimized method based on the addition of fluorescently labelled prey as a tracer, which allows for reliable quantitation of the grazing rates in aquatic predatory eukaryotes and estimation of nutrient transfer to higher trophic levels.

Presented here is a protocol for a single-cell, epifluorescence microscopy-based technique to quantify grazing rates in aquatic predatory eukaryotes with high precision and taxonomic resolution.

בקטריה מתויג חיידקים כנותב כדי לחשוף מסלולים הרומן של זרימת פחמן אורגנית במסגרת אקולוגית מימיים

Elucidating trophic interactions, such as predation and its effects, is a frequent task for many researchers in ecology. The study of microbial ...

Standardized Methods for Measuring Induction of the Heat Shock Response in Caenorhabditis elegans

The heat shock response (HSR) is a cellular stress response induced by cytosolic protein misfolding that functions to restore protein folding homeostasis, or proteostasis. Caenorhabditis elegans occupies a unique and powerful niche for HSR research because the HSR can be assessed at the molecular, cellular, and organismal levels. Therefore, changes at the molecular level can be visualized at the cellular level and their impacts on physiology can be quantitated at the organismal level. While assays for measuring the HSR are straightforward, variations in the timing, temperature, and methodology described in the literature make it challenging to compare results across studies. Furthermore, these issues act as a barrier for anyone seeking to incorporate HSR analysis into their research. Here, a series of protocols is&#160;presented for measuring induction of the HSR in a robust and reproducible manner with RT-qPCR, fluorescent reporters, and an organismal thermorecovery assay. Additionally, we show that a widely used thermotolerance assay is not dependent on the well-established master regulator of the HSR, HSF-1, and therefore should not be used for HSR research. Finally, variations in these assays found in the literature are discussed and best practices are proposed to help standardize results across the field, ultimately facilitating neurodegenerative disease, aging, and HSR research.

Standardized Methods for Measuring Induction of the Heat Shock Response in Caenorhabditis elegans

Here, standardized protocols are presented to assess induction of the heat shock response (HSR) in Caenorhabditis elegans using RT-qPCR at the molecular level, fluorescent reporters at the cellular level, and thermorecovery at the organismal level.

שיטות מתוקננת למדידת אינדוקציה של תגובת הלם חום באלבורבדיוטיס

The heat shock response (HSR) is a cellular stress response induced by cytosolic protein misfolding that functions to restore protein folding homeostasis, ...