This research was supported by the AXonomIX research project financed by the Provincia Autonoma di Trento, Italy.

Fare dokuları elde etmek için kullanılan uygulamalar Trento Üniversitesi Hayvanları Koruma (OPBA) (İtalya) için Vücut tarafından kabul edildi, protokol yok. 04-2015 olarak Madde.31 başına Kanun Hükmünde Kararname no. 26/2014. Tüm fareler Bütünleştirici Biyoloji Merkezi&#39;nin (CIBIO), Trento Üniversitesi, İtalya Model Organizma Tesisleri&#39;nde tutuldu. Dikkat: numunelerin herhangi RNA bozulmasını önlemek RNaz kontaminasyonu en aza indirmek için DEPC arıtılmış su kullanılarak tüm tamponları hazırlamak. Tüm beyinlerinden polizom hazırlanması 1. <ol><li> beyin dokularında toplama (15 dk) <ol><li> 5 dakika 36 için CO2 ile boğularak vahşi tip fare suşu C57BL / 6 öldürülür. Dikkatle, kafatası 36 beyin teşrih 1.5 ml tüp içine doku yerleştirin ve hemen sıvı nitrojen içinde yerleştirin. kullanılıncaya kadar -80 ° C&#39;de saklayın. </li></ol></li><li> lizatının hazırlanması (30 dakika) <ol><li> kullanarak tüm beyin dokusu toz halineSıvı azot altında bir havan. </li><li> Soğuk mikrosantrifüj tüpüne yaklaşık 25 mg toz aktarın ve hemen hemen aşağı yukarı pipetleme 25 kez ile Lizis Tamponu (bakınız Tablo 1) 0.8 ml ekleyin ve hücre bozabilir (pulverize doku çözülme önlemek için). </li><li> hücre yıkıntıları pelet haline 4 ° C de 1 dakika için 12,000 x g&#39;de santrifüjleyin tüpü. </li><li> Yeni bir mikrosantrifüj tüpüne süpernatant aktarın ve 15 dakika süreyle buz üzerinde tüp tutun. </li><li> çekirdek ve mitokondri pelet 4 ° C&#39;de 5 dakika boyunca 12,000 x g&#39;de santrifüjleyin tüpü. </li><li> Yeni bir mikrosantrifüj tüpüne süpernatant aktarın. </li><li> 6 aylık bir süre için -80 ° C &#39;de süpernatan saklayın veya hemen kullanın. </li></ol></li><li> Sukroz gradyanlı hazırlanması ve santrifüj (2 saat ve 30 dakika) <ol><li> RNaz içermeyen su (dietilpirokarbonat muamele edilmiş, su (DEPC su) ya da ticari) ile iyice yıkayın ultrasantrifüj tüplerid% 3 H 2 O 2 / DEPC H2O çözüm. </li><li> Buz üzerinde tüpler yerleştirin ve her bir tüp (sakaroz çözeltileri için Tablo 1 &#39;e bakınız) altındaki soğuk% 50 sukroz çözeltisi 5.5 ml. Dikkatle tüpü tamamen dolana kadar keskin bir interfaz korumak için interfaz yakın kalmak, damla% 15 sakaroz çözeltisini damla ekleyin. Tüp tamamen dolduğunda, hava kabarcığı oluşumunu önlemek için bir lastik tıpa ile kapatın. </li><li> Soğuk bir odada yavaşça yatay tüpler bırakmaya ve 2 saat boyunca bu konumda tutun. Bu süreden sonra, yavaşça geri dik konuma getirin tüpleri düzeltin ve buz üzerine koydu. geçişlerini şimdi kullanılmaya hazırdır. Seçenek olarak ise, önceki bilinen bir gradyanı kullanılarak% 15-50 sakroz gradyanı hazırlar. </li><li> Soğuk bir odada degrade üstünden dikkatlice 1.0 ml kaldırmak ve sitozolik lizat ile damla sakaroz damla (yani, yüzen ste elde bindirmeks 1.2). </li><li> Dikkatle sallanan bir kova rotor kova içine tüpler indirin. Ultrasantrifüj işlemi kullanılarak 4 ° C&#39;de 180,000 x g&#39;de 100 dakika boyunca geçişlerini santrifüjleyin. </li><li> Santrifüj işleminden sonra, gradyanlar stabilize izin 4 ° C&#39;de 20 dakika boyunca kendi kova tüpler bırakın. </li></ol></li><li> Sükroz Gradyan Bölünmesi (2 saat) <ol><li> Dikkatle ultrasantrifüjdeki rotor bir ultrasantrifüjdeki tüp kaldırmak ve bir Yoğunluk Gradient Fraksiyonu Sistemi toplayıcı cihaz üzerinde monte edin. UV / VIS detektörü (bakınız Şekil 1, üst panel) 260 nm&#39;deki soğurma gücü izlenerek, 1 ml&#39;lik fraksiyonların toplayın. Buz üzerinde toplanan fraksiyonlar tutun. </li><li> Ilgi kesirler 30-40 ul hacimde hazırlayın kullanımı kadar -80 ° C saklamadan önce buz üzerinde saklayın. İkiden fazla donma-çözülme döngüleri uygulanan alikotları veya sakaroz kesirler kullanmayın (Şekil 1 alt paneline bakın). </li></ol> &lt;/ Li&gt; </ol> Atomik Kuvvet Mikroskobu 2. Numune Hazırlama (3 saat) <ol><li> mika levhalar soyulabilir, bant kullanarak. </li><li> DEPC su ile mika levhaları 3-4 kez yıkayın ve küçük bir Petri kabı içine yerleştirin. Sonra hava ile yüzey kurutun. </li><li> 1 mM N&#39;nin 4 200 ul mika kapağı ve oda sıcaklığında 3 dakika boyunca inkübe edin. </li><li> nikel çözüm çıkarın ve sonra hava kullanarak yüzeyini kurulayın. buz üzerinde mika ile Petri kabı koyarak 4 ° C&#39;de gelecekteki tüm adımları uygulayın. </li><li> buz üzerinde 1.4.2 elde edilen bir kısım Çözülme ve yavaşça mika damla örnek damla tüm ekleyin. 100-200 ul ucu kullanarak, mika tüm yüzeye örnek yayıldı. 3 dakika boyunca buz üzerinde örnek inkübe edin. </li><li> 200 ul soğuk tampon-AFM ile damla mika levha damla Kapak (Tablo 1 e bakınız) ve buz üzerinde 1 saat süre ile inkübe edilir. </li><li> sıvı Görüntüleme <ol><li> dikkatle Tampon-AFM çıkarın ve mika levhaları 3-4 defa yıkayın200 ul soğuk Tampon-AFM ile s aşırı sukroz kaldırın. Sonra mika levhaları soğuk Yıkama Çözeltisi ile 3 kere yıkayın çözümün bazı mikrolitre kapsadığı mika yüzeyi bırakarak, (bakınız Tablo 1). </li><li> 3 (Görüntü edinimi) işaret gidin. </li></ol></li><li> Havada görüntüleme <ol><li> Dikkatle Tampon-AFM kaldırmak ve aşırı sukroz çıkarmak için 200 ul soğuk Tampon-AFM ile mika 3-4 kez yıkayın. Ardından, mika, soğuk Yıkama Çözeltisi ile 3 kere yıkayın (Tablo 1) ve kağıt kullanarak fazla suyu boşaltın. </li><li> kısmen açık Petri kabı üst kimyasal kaputun altında kurumaya örnek bırakın. 2 saat sonra, oda sıcaklığında Petri kabı ve mağaza kapatın. bu uzun bir süre stabil olarak 2-3 saat sonra örnek ölçün. </li></ol></li></ol> 3. Image Acquisition (termal stabilizasyon sonra resim başına 15 dk) Not: mika üzerinde hareketsiz Polisomlar AC modunu kullanarak, havada ya da sıvı olarak görüntülenebilir. <ol><li> çift ​​taraflı bant kullanarak numune tutucu için mika takın. </li><li> üreticinin talimatlarına aşağıdaki AFM aşamasında numune tutucu yerleştirin. Mümkünse görüntüleme sıvı içinde, zaman içinde Polizom istikrarı artırmak için bir sıcaklıkta daha düşük 25 ° C örnek korumak çalıştığınızda. </li><li> AC görüntüleme için uygun bir konsol seçin ve üreticinin yönergeleri izleyerek uç tutucuya monte edilir. Burada, hava görüntüleme için 2-20 N / m ve sıvı görüntüleme için yaklaşık 0.1 N / m arasında sürekli bir güçle kullanım dirsekleri. </li><li> konsol üzerinde lazer nokta ayarlayın ve kadran detektör sinyallerini sıfır. </li><li> bir fırsat sürüş frekansı seçin ve 10-20 nm bir genlik ile konsol sürücü. </li><li> ucu yüzeyine oturana kadar örnek yaklaşın. </li><li> En az 512x512 piksel görüntüleri (piksel genişlik &lt;4 nm) elde, 2x2 um tarama alanı seçin canlı arka plan çıkarma modu ve 20-25 nm Z ölçeğini seçin. </li><li> t inceleyino görüntü aralığı 25-30 nm hava ve 25 ve sıvı 30 nm genişliğinde satın alırken 10 ve 15 nm arasındaki yükseklik ile karakterize yuvarlak nesnelerin varlığına arıyor. keskin nesneler görüntülenmiştir kadar set değeri ve geri besleme parametrelerini ayarlayın. Arka plan bazı 2-4 nm yüksekliği nesneleri (Şekil 2A ve B) ile, iyi örneklerinde nispeten düz görünmelidir. </li><li> (Nokta 3.8 de belirtildiği gibi) görüntü iyi görünüyorsa, farklı örnek alanlarda birkaç (en az on) 2x2 mikron taramaları kazanır. </li><li> (Isteğe bağlı). Gerekirse, seçilen polizom yüksek çözünürlüklü görüntü elde (Şekil 2C bakınız). </li><li> AFM görüntüleri keyfi eğimini kaldırma ve etkileri sürüklenen düzeltmek için yazılım düzeltmeleri (düzlem çıkarma ve hat-by-line düzeltme algoritmaları) uygulayın. </li></ol> 4. Veri Analizi (resim başına 30 dk) <ol><li> preferent: ImageJ (bir ölçek faktörü uygulamak opsiyonel) İhracat görüntüleriially örneğin, bir kayıpsız sıkıştırma biçimini kullanarak, TIFF formatında (Şekil 3A bakınız). </li><li> Örneklemin istatistiksel özelliklerini polizom içinde ribozomlar (Şekil 3B) saymak ve hesaplamak için (ImageJ makro / araç seti alt dizininde kopyalanacak) ImageJ makro araç seti RiboPick.ijm kullanın (Şekil 3C). <ol><li> programı başlatır &lt;Okuma görüntü&gt; aracını kullanarak bir görüntü yükleme başlayın. </li><li> Standart ImageJ &lt;Nokta seçimi&gt; aracı (shift + sol klik ribozomların çok seçimini sağlar) ile ribozom merkezleri seçin. &lt;Mark ribozomlar&gt; aracıyla seçilen ribozomlar işaretleyin. Ribozom koordinatlar özel bir metin penceresinde görüntülenir. </li><li> noktasında 4.2.2 de belirtilen prosedür tekrar aynı Polizom daha fazla ribozomlar ekleyin. </li><li> birinciye Son eklenen ribozom kaldırma &lt;Geri Al son çekme&gt; aracını (başlar kullanarak yanlış işaretlenmiş ribozomlar kaldır212; Geçerli Polizom sadece). </li><li> Polizom tamamlandığında, &lt;Yeni Polizom&gt; aracını kullanın. Polizom numarası görüntüye bir kaplama olarak eklenir olarak, metin penceresi güncellenir. </li><li> Kullan Ribozom dosyası (görüntü varsayılan birimlerinin kullanıldığı) ve aldı ribozomlar ve Polisomlar özetleyen bir PNG resmi koordinatlarını yazmak için &lt;sonuçları ve yakın Kaydet&gt;. orijinal görüntü kaydedildi olmadan kapanır. </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Buttgereit, F., Brand, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+hierarchy+of+ATP-consuming+processes+in+mammalian+cells.">A hierarchy of ATP-consuming processes in mammalian cells.</a> Biochem J. 312, 163-167 (1995).</li><li>Russell, J. B., Cook, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Energetics+of+bacterial+growth:+balance+of+anabolic+and+catabolic+reactions.">Energetics of bacterial growth: balance of anabolic and catabolic reactions.</a> Microbiol Rev. 59 (1), 48-62 (1995).</li><li>Vogel, C., 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=Sequence+signatures+and+mRNA+concentration+can+explain+two-thirds+of+protein+abundance+variation+in+a+human+cell+line.">Sequence signatures and mRNA concentration can explain two-thirds of protein abundance variation in a human cell line.</a> Mol Syst Biol. 6, 400 (2010).</li><li>Schwanh&#228;usser, B., 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=Global+quantification+of+mammalian+gene+expression+control.">Global quantification of mammalian gene expression control.</a> Nature. 473, 337-342 (2011).</li><li>Tebaldi, T., 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=Widespread+uncoupling+between+transcriptome+and+translatome+variations+after+a+stimulus+in+mammalian+cells.">Widespread uncoupling between transcriptome and translatome variations after a stimulus in mammalian cells.</a> BMC Genomics. 13, 220 (2012).</li><li>Kondrashov, N., 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=Ribosome-mediated+specificity+in+Hox+mRNA+translation+and+vertebrate+tissue+patterning.">Ribosome-mediated specificity in Hox mRNA translation and vertebrate tissue patterning.</a> Cell. 145 (3), 383-397 (2011).</li><li>Topisirovic, I., Svitkin, Y. V., Sonenberg, N., Shatkin, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cap+and+cap-binding+proteins+in+the+control+of+gene+expression.">Cap and cap-binding proteins in the control of gene expression.</a> Wiley Interdiscip Rev RNA. 2, 277-298 (2011).</li><li>Darnell, J. C., 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=FMRP+stalls+ribosomal+translocation+on+mRNAs+linked+to+synaptic+function+and+autism.">FMRP stalls ribosomal translocation on mRNAs linked to synaptic function and autism.</a> Cell. 146 (2), 247-261 (2011).</li><li>Pircher, 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=An+mRNA-derived+noncoding+RNA+targets+and+regulates+the+ribosome.">An mRNA-derived noncoding RNA targets and regulates the ribosome.</a> Mol Cell. 54 (1), 147-155 (2014).</li><li>Simms, C. L., 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=An+active+role+for+the+ribosome+in+determining+the+fate+of+oxidized+mRNA.">An active role for the ribosome in determining the fate of oxidized mRNA.</a> Cell Rep. 9 (4), 1256-1264 (2014).</li><li>Kraushar, M. L., 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=Temporally+defined+neocortical+translation+and+polysome+assembly+are+determined+by+the+RNA-binding+protein+Hu+antigen+R.">Temporally defined neocortical translation and polysome assembly are determined by the RNA-binding protein Hu antigen R.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 111 (36), E3815-E3824 (2014).</li><li>van Heesch, S., 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=Extensive+localization+of+long+noncoding+RNAs+to+the+cytosol+and+mono-+and+polyribosomal+complexes.">Extensive localization of long noncoding RNAs to the cytosol and mono- and polyribosomal complexes.</a> Genome Biol. 15 (1), R6 (2014).</li><li>Preissler, S., 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=Not4-dependent+translational+repression+is+important+for+cellular+protein+homeostasis+in+yeast.">Not4-dependent translational repression is important for cellular protein homeostasis in yeast.</a> EMBO J. 34 (14), 1905-1924 (2015).</li><li>Palade, G. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+small+particulate+component+of+the+cytoplasm.">A small particulate component of the cytoplasm.</a> J Biophys Biochem Cytol. 1 (1), 59-68 (1955).</li><li>McQuillen, K., Roberts, R. B., Britten, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+of+nascent+protein+by+ribosomes+in+Escherichia+coli.">Synthesis of nascent protein by ribosomes in Escherichia coli.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 45 (9), 1437-1447 (1959).</li><li>Wettstein, F. O., Staehelin, T., Noll, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ribosomal+aggregate+engaged+in+protein+synthesis:+characterization+of+the+ergosome.">Ribosomal aggregate engaged in protein synthesis: characterization of the ergosome.</a> Nature. 2 (197), 430-435 (1963).</li><li>Dimitriadis, E. K., 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=Tetrameric+organization+of+vertebrate+centromeric+nucleosomes.">Tetrameric organization of vertebrate centromeric nucleosomes.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 107 (47), 20317-20322 (2010).</li><li>Allen, M. 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=Atomic+force+microscope+measurements+of+nucleosome+cores+assembled+along+defined+DNA+sequences.">Atomic force microscope measurements of nucleosome cores assembled along defined DNA sequences.</a> Biochemistry. 32 (33), 8390-8396 (1993).</li><li>Ban, N., Nissen, P., Hansen, J., Moore, P., Steitz, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+complete+atomic+structure+of+the+large+ribosomal+subunit+at+2.4+&#197;+resolution.">The complete atomic structure of the large ribosomal subunit at 2.4 &#197; resolution.</a> Science. 289 (5481), 905-920 (2000).</li><li>Schluenzen, F., 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=Structure+of+functionally+activated+small+ribosomal+subunit+at+3.3+&#197;+resolution.">Structure of functionally activated small ribosomal subunit at 3.3 &#197; resolution.</a> Cell. 102 (5), 615-623 (2000).</li><li>Ben-Shem, 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=The+structure+of+the+eukaryotic+ribosome+at+3.0+&#197;+resolution.">The structure of the eukaryotic ribosome at 3.0 &#197; resolution.</a> Science. 334 (6062), 1524-1529 (2011).</li><li>Anger, A. M., 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=Structures+of+the+human+and+Drosophila+80S+ribosome.">Structures of the human and Drosophila 80S ribosome.</a> Nature. 497 (7447), 80-85 (2013).</li><li>Brandt, F., 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=The+native+3D+organization+of+bacterial+polysomes.">The native 3D organization of bacterial polysomes.</a> Cell. 136, 261-271 (2009).</li><li>Myasnikov, A. G., 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=The+molecular+structure+of+the+left-handed+supra-molecular+helix+of+eukaryotic+polyribosomes.">The molecular structure of the left-handed supra-molecular helix of eukaryotic polyribosomes.</a> Nat. Commun. 5, 5294 (2014).</li><li>Afonina, Z. A., Myasnikov, A. G., Shirokov, V. A., Klaholz, B. P., Spirin, A. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Formation+of+circular+polyribosomes+on+eukaryotic+mRNA+without+cap-structure+and+poly(A)-tail:+a+cryo+electron+tomography+study.">Formation of circular polyribosomes on eukaryotic mRNA without cap-structure and poly(A)-tail: a cryo electron tomography study.</a> Nucleic Acids Res. 42 (14), 9461-9469 (2014).</li><li>Afonina, Z. A., Myasnikov, A. G., Shirokov, V. A., Klaholz, B. P., Spirin, A. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Conformation+transitions+of+eukaryotic+polyribosomes+during+multi-round+translation.">Conformation transitions of eukaryotic polyribosomes during multi-round translation.</a> Nucleic Acids Res. 43 (1), 618-628 (2015).</li><li>Viero, G., 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+distinct+ribosome+assemblies+modulated+by+translation+are+the+building+blocks+of+polysomes.">Three distinct ribosome assemblies modulated by translation are the building blocks of polysomes.</a> J Cell Biol. 208 (5), 581-596 (2015).</li><li>Brandt, F., Carlson, L. -. A., Hartl, F. U., Baumeister, W., Gr&#252;newald, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+three-dimensional+organization+of+polyribosomes+in+intact+human+cells.">The three-dimensional organization of polyribosomes in intact human cells.</a> Mol. Cell. 39, 560-569 (2010).</li><li>Wu, X., Liu, W. Y., Xu, L., Li, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Topography+of+ribosomes+and+initiation+complexes+from+rat+liver+as+revealed+by+atomic+force+microscopy.">Topography of ribosomes and initiation complexes from rat liver as revealed by atomic force microscopy.</a> Biol Chem. 378 (5), 363-372 (1997).</li><li>Yoshida, T., Wakiyama, M., Yazaki, K., Miura, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transmission+electron+and+atomic+force+microscopic+observation+of+polysomes+on+carbon-coated+grids+prepared+by+surface+spreading.">Transmission electron and atomic force microscopic observation of polysomes on carbon-coated grids prepared by surface spreading.</a> J. Electron Microsc (Tokyo). 46 (6), 503-506 (1997).</li><li>Mikamo, E. C., 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=Native+polysomes+of+Saccharomyces+cerevisiae+in+liquid+solution+observed+by+atomic+force+microscopy.">Native polysomes of Saccharomyces cerevisiae in liquid solution observed by atomic force microscopy.</a> J. Struct. Biol. 151, 106-110 (2005).</li><li>Mikamo-Satoh, E. 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=Profiling+of+gene-dependent+translational+progress+in+cellfree+protein+synthesis+by+real-space+imaging.">Profiling of gene-dependent translational progress in cellfree protein synthesis by real-space imaging.</a> Anal. Biochem. 394, 275-280 (2009).</li><li>Bernab&#242;, P., 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=Studying+translational+control+in+non-model+stressed+organisms+by+polysomal+profiling.">Studying translational control in non-model stressed organisms by polysomal profiling.</a> J. Insect Physiol. 76, 30-35 (2015).</li><li>Schneider, C. A., Rasband, W. S., Eliceiri, K. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=IH+Image+to+ImageJ:+25+years+of+image+analysis.">IH Image to ImageJ: 25 years of image analysis.</a> Nat. Methods. 9, 671-675 (2012).</li><li>Lauria, F., 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=RiboAbacus:+a+model+trained+on+polyribosome+images+predicts+ribosome+density+and+translational+efficiency+from+mammalian+transcriptomes.">RiboAbacus: a model trained on polyribosome images predicts ribosome density and translational efficiency from mammalian transcriptomes.</a> Nucleic Acids Res. , (2015).</li><li>Al Omran, A. 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=Live+Imaging+of+the+Ependymal+Cilia+in+the+Lateral+Ventricles+of+the+Mouse+Brain.">Live Imaging of the Ependymal Cilia in the Lateral Ventricles of the Mouse Brain.</a> J Vis Exp. (100), e52853 (2015).</li><li>Warner, J. R., Rich, A., Hall, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electron+microscope+studies+of+ribosomal+clusters+synthesizing+hemoglobin.">Electron microscope studies of ribosomal clusters synthesizing hemoglobin.</a> Science. 138, 1399-1403 (1962).</li><li>Yazaki, K., Yoshida, T., Wakiyama, M., Miura, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polysomes+of+eukaryotic+cells+observed+by+electron+microscopy.">Polysomes of eukaryotic cells observed by electron microscopy.</a> J. Electron Microsc (Tokyo). 49, 663-668 (2000).</li></ol>

The authors have no competing financial interests in this paper and nothing to disclose.

DNA&#39;nın yapısı transkripsiyon ve kromatin organizasyonu gen ifadesinin transkripsiyonel kontrolü anlayışımızı ilerledikçe süreci tanımlamak için büyük önem olduğu kanıtlanmış gibi, doğru anlama geliştirmek için polizom organizasyonunu ve yapısını analiz etmek esastır çeviri ve düzenleme. tarif edilen protokol ile hafifçe düz bir yüzey üzerinde immobilize polizom optimal yoğunluğu, AFM görüntüleme için uygun elde edilir. uygun hazırlanan numuneler i...

Protein sentezi hücrelerinde 1,2 en çok enerji tüketen bir süreçtir. Bu nedenle, protein bolluğu ağırlıklı öteleme ziyade transkripsiyonel seviyede 3,4,5 kontrol edilir şaşırtıcı değildir. Polizom fonksiyonel proteinli okumalarla içine mRNA bilgiyi dönüştüren temel makromoleküler bileşenidir. Polisomlar şimdiye kadar birkaç öteleme kontroller 6-13 yakınsama makromoleküler kompleksleri olarak kabul edilmektedir. Ribozom yapısı 14- 16 çalışmaların yüzlerce rağmen, çeviri dinamikleri hakkında detaylı moleküler anlayışlar ve polizom topoloji sınırlı bir ilgi ile karşılaştı. Bunun bir sonucu olarak, yerli polysomal ribonükleoprotein kompleksinin organizasyonu ve tercüme üzerindeki potansiyel etkisi hala oldukça belirsiz sorunlardır. Polisomlar potansiyel neler nükleozom ve epigenetik contro yansıtma, henüz bilinmeyen sipariş ve işlevsel organizasyonları gizleyebilirls transkripsiyon alanı için temsil etmişlerdir. Nitekim, bu ilginç hipotezin araştırılması ek çalışmalar ve yeni teknik yaklaşımlar gerektirir. Bu doğrultuda, yapısal teknikler ve atomik kuvvet mikroskopisi fruitfully benzer nükleozom 17,18 için elde ne kadar, gen ifadesini kontrol etmek için yeni mekanizmalar çözülmeye işbirliği olabilir. Ribozom 14-16 keşfinden beri yapısı yoğun protein sentezi tabanında mekanizmaların moleküler bir açıklama temin prokaryotlarda 19,20, daha yakın zamanda, insan 22 maya 21 ve karakterize edilmiştir. Polisomlar başlangıçta tipik 2B geometrik örgütleri 14 oluşturan, endoplazmik retikulum zarı üzerinde kabul edildi. Daha önce belirtildiği gibi, Polizom montaj ribozom yapısı olarak sürekli ilgi nesnesi olmamıştır. Geçmişte, Polisomlar tr esasen çalışılmıştıransmission teknikleri EM-tabanlı. Ancak son zamanlarda, kriyo-EM teknikleri in vitro çeviri sistemleri 23-26 saflaştırılmış polizom 3D rekonstrüksiyonu, insan hücre lizatları 27 veya hücre 28 sağladı. Bu teknikler polizom 23, 26-28 ve buğday tohumu polizom 24 bitişik ribozom temas yüzeylerinin bir ön moleküler tanımındaki ribozom-ribozom organizasyon hakkında daha rafine bilgi sundu. Böylece, cryo-EM tomografi moleküler detaylı ribozom-ribozom etkileşimlerin açıklanmasını sağlar, ancak kapsamlı post-processing ile yatar ve rekonstrüksiyon verileri işlemek için ağır hesaplama kaynakları gerektiren analiz eder. Ayrıca, ribozom ribozom etkileşimlerinin moleküler detay elde etmek üzere, ribozom yüksek ölçüde çözülmesi harita gereklidir, ve referans ribozom bu tür bir kaç tür için kullanılabilir. Önemlisi, cryo-EM tomografi serbest RNA tespit etmek mümkün değildir. therefCevher, yeni teknikler tamamen çeviri makine organizasyonunu anlamak için gereklidir. Cryo-EM yanında, AFM de düşük ökaryotlar 29-33 ve insanlarda 27 polizom doğrudan görüntüleme için yararlı bir araç olarak kullanılmıştır. EM ile karşılaştırıldığında, AFM hiçbir örnek tespit veya etiketleme gerektirir. Buna ek olarak, ölçümler, yaklaşık olarak fizyolojik koşullar altında ve açıkça ribozomlar çıplak RNA şeritleri 27, her iki belirleme benzersiz olasılığı ile gerçekleştirilebilir. Tek polizom görüntüleme geniş ve ağır post-processing ve yeniden cryo-EM mikroskobu ile gerekli analizleri karşılaştırıldığında küçük post-processing çabayla nano çözünürlükte görüntülerin binlerce elde edilmesi, nispeten hızlı bir şekilde yapılabilir. Sonuç olarak, AFM veri işleme ve analiz pahalı iş istasyonları ve yüksek işlem gücü ihtiyacı yoktur. Bu nedenle, bu teknik polysomal şekilleri hakkında bilgi, morfolojik özellikleri (örneğin toplaryükseklik, uzunluk ve genişlik), ribozom yoğunlukları, serbest RNA&#39;nın varlığını ve kriyo-EM daha yüksek bir verimle polisom 27 ortalama ribozom sayısı. Bu şekilde, AFM Polisomlar 27 canlandıracak EM tekniklerine güçlü ve tamamlayıcı bir yaklaşımı temsil etmektedir. Burada arınma gelen AFM görüntüye uygulanan ve fare beyin Polisomlar analiz veri analizi için tam bir boru hattı mevcut. önerilen protokol arıtma konularında ve AFM görüntüleme için kullanılan mika yüzeylerde polizom doğru birikimi üzerinde duruluyor. Kolayca AFM topluluğu tarafından kullanılan ortak yazılım ile gerçekleştirilebilir geleneksel parçacık analizine ek olarak, RiboPick adlı bir ImageJ 34 eklentisi, polisom 27 35 ortalama ribozom sayısını saymak için sunulmuştur.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Cycloheximide</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>01810</td>
			<td>Prepararation of lysate</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DNAseI</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>89836</td>
			<td>Prepararation of lysate</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RiboLock RNAse Inhibitor</td>
			<td>Life technologies</td>
			<td>EO-0381</td>
			<td>Prepararation of lysate</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DEPC</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>40718</td>
			<td>Prepararation of lysate</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triton X100</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>T8532</td>
			<td>Prepararation of lysate</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DTT</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>43815</td>
			<td>Prepararation of lysate</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium Deoxycholate</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>D6750</td>
			<td>Prepararation of lysate</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microcentrifuge&#160;</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>5417R</td>
			<td>Prepararation of lysate</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sucrose</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>S5016</td>
			<td>Sucrose gradient preparation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultracentrifuge</td>
			<td>Beckman Coulter</td>
			<td>Optima LE-80K</td>
			<td>Sucrose gradient centrifugation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultracentrifuge Rotor</td>
			<td>Beckman Coulter</td>
			<td>SW 41 Ti</td>
			<td>Sucrose gradient centrifugation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polyallomer tube</td>
			<td>Beckman Coulter</td>
			<td>331372</td>
			<td>Sucrose gradient centrifugation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Density Gradient Fractionation System&#160;</td>
			<td>Teledyne Isco</td>
			<td>67-9000-176</td>
			<td>Sucrose gradient fractionation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AFM</td>
			<td>Asylum Research</td>
			<td>Cypher</td>
			<td>Polysome visualization</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

peering at brain polysomes with atomic force microscopy

Translasyonel makine, yani, polisom ya polyribosome hücrelerde büyük ve en karmaşık sitoplazmik makine biridir. Ribozomlar, mRNA, çeşitli proteinlerin ve kodlayıcı olmayan RNA&#39;lar tarafından oluşturulan Polisomlar, translasyonel kontrol gerçekleşecek platformlar entegre temsil eder. Ribozom yaygın çalışılmıştır Ancak, polizom organizasyonu hala kapsamlı bir anlayış yoktur. Bu nedenle çok çaba polisom organizasyon ve gömülebilir translasyonel kontrol herhangi bir yeni etki mekanizmasını açıklamak için gereklidir. Atomik kuvvet mikroskobu (AFM) nano çözünürlükte 3D görüntülerin elde edilmesine izin verir tarama prob mikroskobu türüdür. Elektron mikroskopisi (EM) teknikleri ile karşılaştırıldığında, AFM ana avantajlarından biri, hava ve çözelti, iki görüntü binlerce elde örnek sağlayan olmasıdır boyama ve pro sabitlenmesi için herhangi bir gerek olmaksızın, yaklaşık olarak fizyolojik koşullar altında muhafaza edilmesiprosedürlerinin. Burada, fare beyin ve mika alt tabakalar üzerine birikmesinden polizom doğru saflaştırılması için detaylı bir protokol açıklanmaktadır. Bu protokol, AFM ve üç boyutlu nesne olarak yeniden sahip hava ve sıvı içinde polisom görüntüleme sağlar. cryo-elektron mikroskopisi (cryo-EM) Tamamlayıcı, önerilen yöntemin uygun sistematik Polisomlar analiz ve organizasyon eğitimi için kullanılabilir.

Bütün fare beyninin sukroz gradyanlı polysomal profil Kendi ağırlığı ve büyüklüğü uygun bir şekilde makromolekülleri ayıran polysomal profil ile bir selüler lizat polizom arıtmak mümkündür. polysomal profil ile, bu örnekteki gibi kültürlenen hücreler ya da dokulardan elde edilen sitoplazmik lizatları (çökelme katsayılarına göre 40S ve 60S alt birimleri, 80S ribozom ve polizom ser...

Watch this Scientific Journal Video about Peering at Brain Polysomes with Atomic Force Microscopy at JoVE.com

Peering at Brain Polysomes with Atomic Force Microscopy

While ribosome structure has been extensively characterized, the organization of polysomes is still understudied. To overcome this lack of knowledge, we present here a detailed preparation protocol for accurate imaging of mammalian polysomes by atomic force microscopy (AFM) in air and liquid.

Atomik Kuvvet Mikroskobu ile Beyin Polisomlar de Peering

The translational machinery, i.e., the polysome or polyribosome, is one of the biggest and most complex cytoplasmic machineries in cells. Polysomes, ...

peering-at-brain-polysomes-with-atomic-force-microscopy

Research

JoVE Journal

Neuroscience

8.3K Görüntüleme.  Fondazione Bruno Kessler. While ribosome structure has been extensively characterized, the organization of polysomes is still understudied. To overcome this lack of knowledge, we present here a detailed preparation protocol for accurate imaging of mammalian polysomes by atomic force microscopy (AFM) in air and liquid. 

Video: Peering at Brain Polysomes with Atomic Force Microscopy

State-Dependency Effects on TMS:  A Look at Motive Phosphene Behavior

Transcranial magnetic stimulation (TMS) is a non-invasive neurostimulatory and neuromodulatory technique that can transiently or lastingly modulate cortical excitability (either increasing or decreasing it) via the application of localized magnetic field pulses.1,2 Within the field of TMS, the term state dependency refers to the initial, baseline condition of the particular neural region targeted for stimulation. As can be inferred, the effects of TMS can (and do) vary according to this primary susceptibility and responsiveness of the targeted cortical area.3,4,5

In this experiment, we will examine this concept of state dependency through the elicitation and subjective experience of motive phosphenes. Phosphenes are visually perceived flashes of small lights triggered by electromagnetic pulses to the visual cortex. These small lights can assume varied characteristics depending upon which type of visual cortex is being stimulated. In this particular study, we will be targeting motive phosphenes as elicited through the stimulation of V1/V2 and the V5/MT+ complex visual regions.6

In this article, we examine the effects of visually relevant state dependency on TMS induced motive phosphenic presentations.

TMS Devlet Bağımlılık Etkileri: Motive Phosphene Davranış Bir Bakış

Transcranial magnetic stimulation (TMS) is a non-invasive neurostimulatory and neuromodulatory technique that can transiently or lastingly modulate ...

Nörobilim

Focussed Ion Beam Milling and Scanning Electron Microscopy of Brain Tissue

This protocol describes how biological samples, like brain tissue, can be imaged in three dimensions using the focussed ion beam/scanning electron microscope (FIB/SEM). The samples are fixed with aldehydes, heavy metal stained using osmium tetroxide and uranyl acetate. They are then dehydrated with alcohol and infiltrated with resin, which is then hardened. Using a light microscope and ultramicrotome with glass knives, a small block containing the region interest close to the surface is made. The block is then placed inside the FIB/SEM, and the ion beam used to roughly mill a vertical face along one side of the block, close to this region. Using backscattered electrons to image the underlying structures, a smaller face is then milled with a finer ion beam and the surface scrutinised more closely to determine the exact area of the face to be imaged and milled. The parameters of the microscope are then set so that the face is repeatedly milled and imaged so that serial images are collected through a volume of the block. The image stack will typically contain isotropic voxels with dimenions as small a 4 nm in each direction. This image quality in any imaging plane enables the user to analyse cell ultrastructure at any viewing angle within the image stack.

This protocol describes how resin embedded brain tissue can be prepared and imaged in the three dimensions in the focussed ion beam, scanning electron microscope.

Odaklı İyon Işın Freze ve Beyin Dokusu Taramalı Elektron Mikroskobu

This protocol describes how biological samples, like brain tissue, can be imaged in three dimensions using the focussed ion beam/scanning electron ...

Functional Neuroimaging Using Ultrasonic Blood-brain Barrier Disruption and Manganese-enhanced MRI

Although mice are the dominant model system for studying the genetic and molecular underpinnings of neuroscience, functional neuroimaging in mice remains technically challenging. One approach, Activation-Induced Manganese-enhanced MRI (AIM MRI), has been used successfully to map neuronal activity in rodents 1-5. In AIM MRI, Mn2+ acts a calcium analog and accumulates in depolarized neurons 6,7. Because Mn2+ shortens the T1 tissue property, regions of elevated neuronal activity will enhance in MRI. Furthermore, Mn2+ clears slowly from the activated regions; therefore, stimulation can be performed outside the magnet prior to imaging, enabling greater experimental flexibility. However, because Mn2+ does not readily cross the blood-brain barrier (BBB), the need to open the BBB has limited the use of AIM MRI, especially in mice.
One tool for opening the BBB is ultrasound. Though potentially damaging, if ultrasound is administered in combination with gas-filled microbubbles (i.e., ultrasound contrast agents), the acoustic pressure required for BBB opening is considerably lower. This combination of ultrasound and microbubbles can be used to reliably open the BBB without causing tissue damage 8-11.
Here, a method is presented for performing AIM MRI by using microbubbles and ultrasound to open the BBB. After an intravenous injection of perflutren microbubbles, an unfocused pulsed ultrasound beam is applied to the shaved mouse head for 3 minutes. For simplicity, we refer to this technique of BBB Opening with Microbubbles and UltraSound as BOMUS 12. Using BOMUS to open the BBB throughout both cerebral hemispheres, manganese is administered to the whole mouse brain. After experimental stimulation of the lightly sedated mice, AIM MRI is used to map the neuronal response.
To demonstrate this approach, herein BOMUS and AIM MRI are used to map unilateral mechanical stimulation of the vibrissae in lightly sedated mice 13. Because BOMUS can open the BBB throughout both hemispheres, the unstimulated side of the brain is used to control for nonspecific background stimulation. The resultant 3D activation map agrees well with published representations of the vibrissae regions of the barrel field cortex 14. The ultrasonic opening of the BBB is fast, noninvasive, and reversible; and thus this approach is suitable for high-throughput and/or longitudinal studies in awake mice.

A technique is described for broadly opening the blood-brain barrier in the mouse using microbubbles and ultrasound. Using this technique, manganese can be administered to the mouse brain. Because manganese is an MRI contrast agent that accumulates in depolarized neurons, this approach enables imaging of neuronal activity.

Ultrasonik Kan-beyin bariyeri bozulması ve Manganez kontrastlı MRG kullanma İşlevsel beyin görüntüleme

Although mice are the dominant model system for studying the genetic and molecular underpinnings of neuroscience, functional neuroimaging in mice remains ...

Micron-scale Resolution Optical Tomography of Entire Mouse Brains with Confocal Light Sheet Microscopy

Understanding the architecture of mammalian brain at single-cell resolution is one of the key issues of neuroscience. However, mapping neuronal soma and projections throughout the whole brain is still challenging for imaging and data management technologies. Indeed, macroscopic volumes need to be reconstructed with high resolution and contrast in a reasonable time, producing datasets in the TeraByte range. We recently demonstrated an optical method (confocal light sheet microscopy, CLSM) capable of obtaining micron-scale reconstruction of entire mouse brains labeled with enhanced green fluorescent protein (EGFP). Combining light sheet illumination and confocal detection, CLSM allows deep imaging inside macroscopic cleared specimens with high contrast and speed. Here we describe the complete experimental pipeline to obtain comprehensive and human-readable images of entire mouse brains labeled with fluorescent proteins. The clearing and the mounting procedures are described, together with the steps to perform an optical tomography on its whole volume by acquiring many parallel adjacent stacks. We showed the usage of open-source custom-made software tools enabling stitching of the multiple stacks and multi-resolution data navigation. Finally, we illustrated some example of brain maps: the cerebellum from an L7-GFP transgenic mouse, in which all Purkinje cells are selectively labeled, and the whole brain from a thy1-GFP-M mouse, characterized by a random sparse neuronal labeling.

In this article we describe the full experimental procedure to reconstruct, with high resolution, the fine brain anatomy of fluorescently labeled mouse brains. The described protocol includes sample preparation and clearing, specimen mounting for imaging, data post-processing and multi-scale visualization.

Eşodaklı Işık Sac Mikroskobu ile Tüm Fare Brain mikron çaplı Çözünürlük Optik Tomografi

Understanding the architecture of mammalian  brain at single-cell resolution is one of the key issues of neuroscience.  However, mapping neuronal soma and ...

Genetic Manipulation of Cerebellar Granule Neurons In Vitro and In Vivo to Study Neuronal Morphology and Migration

Developmental events in the brain including neuronal morphogenesis and migration are highly orchestrated processes. In vitro and in vivo analyses allow for an in-depth characterization to identify pathways involved in these events. Cerebellar granule neurons (CGNs) that are derived from the developing cerebellum are an ideal model system that allows for morphological analyses. Here, we describe a method of how to genetically manipulate CGNs and how to study axono- and dendritogenesis of individual neurons. With this method the effects of RNA interference, overexpression or small molecules can be compared to control neurons. In addition, the rodent cerebellar cortex is an easily accessible in vivo system owing to its predominant postnatal development. We also present an in vivo electroporation technique to genetically manipulate the developing cerebella and describe subsequent cerebellar analyses to assess neuronal morphology and migration.

Genetic Manipulation of Cerebellar Granule Neurons In Vitro and In Vivo to Study Neuronal Morphology and Migration

Neuronal morphogenesis and migration are crucial events underlying proper brain development. Here, we describe methods to genetically manipulate cultured cerebellar granule neurons and the developing cerebellum for the assessment of morphology and migratory characteristics of neurons.

Serebellar Granül Nöronlar Genetik Manipülasyon<em&gt; In Vitro</em&gt; Ve<em&gt; In Vivo</em&gt; Nöronal morfoloji ve Göç Eğitim için

Developmental events in the brain including neuronal morphogenesis and migration are highly orchestrated processes. In vitro and in vivo analyses allow ...

The Olfactory System as a Model to Study Axonal Growth Patterns and Morphology In Vivo

The olfactory system has the unusual capacity to generate new neurons throughout the lifetime of an organism. Olfactory stem cells in the basal portion of the olfactory epithelium continuously give rise to new sensory neurons that extend their axons into the olfactory bulb, where they face the challenge to integrate into existing circuitry. Because of this particular feature, the olfactory system represents a unique opportunity to monitor axonal wiring and guidance, and to investigate synapse formation. Here we describe a procedure for in vivo labeling of sensory neurons and subsequent visualization of axons in the olfactory system of larvae of the amphibian Xenopus laevis. To stain sensory neurons in the olfactory organ we adopt the electroporation technique. In vivo electroporation is an established technique for delivering fluorophore-coupled dextrans or other macromolecules into living cells. Stained sensory neurons and their axonal processes can then be monitored in the living animal either using confocal laser-scanning or multiphoton microscopy. By reducing the number of labeled cells to few or single cells per animal, single axons can be tracked into the olfactory bulb and their morphological changes can be monitored over weeks by conducting series of in vivo time lapse imaging experiments. While the described protocol exemplifies the labeling and monitoring of olfactory sensory neurons, it can also be adopted to other cell types within the olfactory and other systems.

The Olfactory System as a Model to Study Axonal Growth Patterns and Morphology In Vivo

We describe a protocol for in vivo labeling of olfactory sensory neurons by electroporation and subsequent confocal laser-scanning or multiphoton microscopy to visualize neuronal morphology and its development over time.

Bir Model Olarak Koku Sistemi Akson Büyüme Modelleri ve Morfoloji Eğitim için<em&gt; In Vivo</em

The olfactory system has the unusual capacity to generate new neurons throughout the lifetime of an organism. Olfactory stem cells in the basal portion of ...

Experimental Demyelination and Remyelination of Murine Spinal Cord by Focal Injection of Lysolecithin

Multiple sclerosis is an inflammatory demyelinating disease of the central nervous system characterized by plaque formation containing lost oligodendrocytes, myelin, axons, and neurons. Remyelination is an endogenous repair mechanism whereby new myelin is produced subsequent to proliferation, recruitment, and differentiation of oligodendrocyte precursor cells into myelin-forming oligodendrocytes, and is necessary to protect axons from further damage. Currently, all therapeutics for the treatment of multiple sclerosis target the aberrant immune component of the disease, which reduce inflammatory relapses but do not prevent progression to irreversible neurological decline. It is therefore imperative that remyelination-promoting strategies be developed which may delay disease progression and perhaps reverse neurological symptoms. Several animal models of demyelination exist, including experimental autoimmune encephalomyelitis and curprizone; however, there are limitations in their use for studying remyelination. A more robust approach is the focal injection of toxins into the central nervous system, including the detergent lysolecithin into the spinal cord white matter of rodents. In this protocol, we demonstrate that the surgical procedure involved in injecting lysolecithin into the ventral white matter of mice is fast, cost-effective, and requires no additional materials than those commercially available. This procedure is important not only for studying the normal events involved in the remyelination process, but also as a pre-clinical tool for screening candidate remyelination-promoting therapeutics.

Demyelinating diseases can be modeled in animals by focal application of lysolecithin into the CNS. A single injection of lysolecithin into mouse spinal cord produces a lesion that spontaneously repairs over time. The goal is to study factors involved in de- and remyelination, and to test agents for enhancing repair.

Lisolesitin Odak Enjeksiyon Deneysel Demyelizasyon ve Kemirgen Omurilik remiyelinizasyon

Multiple sclerosis is an inflammatory demyelinating disease of the central nervous system characterized by plaque formation containing lost ...

Characterizing Multiscale Mechanical Properties of Brain Tissue Using Atomic Force Microscopy, Impact Indentation, and Rheometry

To design and engineer materials inspired by the properties of the brain, whether for mechanical simulants or for tissue regeneration studies, the brain tissue itself must be well characterized at various length and time scales. Like many biological tissues, brain tissue exhibits a complex, hierarchical structure. However, in contrast to most other tissues, brain is of very low mechanical stiffness, with Young&#39;s elastic moduli E on the order of 100s of Pa. This low stiffness can present challenges to experimental characterization of key mechanical properties. Here, we demonstrate several mechanical characterization techniques that have been adapted to measure the elastic and viscoelastic properties of hydrated, compliant biological materials such as brain tissue, at different length scales and loading rates. At the microscale, we conduct creep-compliance and force relaxation experiments using atomic force microscope-enabled indentation. At the mesoscale, we perform impact indentation experiments using a pendulum-based instrumented indenter. At the macroscale, we conduct parallel plate rheometry to quantify the frequency dependent shear elastic moduli. We also discuss the challenges and limitations associated with each method. Together these techniques enable an in-depth mechanical characterization of brain tissue that can be used to better understand the structure of brain and to engineer bio-inspired materials.

We present a set of techniques to characterize the viscoelastic mechanical properties of brain at the micro-, meso-, and macro-scales.

Atomik Kuvvet Mikroskobu, Darbe girinti ve reometre kullanarak Beyin Doku Ölçekli Mekanik Özellikleri karakterize

To design and engineer materials inspired by the properties of the brain, whether for mechanical simulants or for tissue regeneration studies, the brain ...

Automated Gait Analysis in Mice with Chronic Constriction Injury

The von Frey test is a classical method that has been widely used to examine the sensory function of neuropathic pain animals. However, it has some disadvantages such as subjective data and the requirement of a skilled, experienced experimenter. To date, a variety of modifications have improved the von Frey method, but it still has a few limitations. Recent reports have suggested that gait analysis produces more accurate and objective data from the neuropathic animals. This protocol demonstrates how to perform the automated gait analysis to determine the degree of neuropathic pain in mice. After several days of acclimation, the mice were allowed to walk freely on the glass floor to illuminate footprints. Then, quantification of the footprints and gait were performed through video clips with automatic analysis of various walking parameters, such as area of paw print, swing time, angle of paw, etc.
The main purpose of this study is to describe the methodology of automated gait analysis and briefly compare it with data from the classical sensory test using von Frey filament.

The precise assessment of pain response in a neuropathic animal model is critical to investigate the pathophysiology of pain diseases and develop new analgesics. We present a sensitive and objective method to determine the sensory function of the rodent hind paw by an automated gait analysis system.

Kronik daralma Yaralanmalı farelerde otomatik yürüyüş analizi

The von Frey test is a classical method that has been widely used to examine the sensory function of neuropathic pain animals. However, it has some ...

In Vivo Single-Molecule Tracking at the Drosophila Presynaptic Motor Nerve Terminal

An increasing number of super-resolution microscopy techniques are helping to uncover the mechanisms that govern the nanoscale cellular world. Single-molecule imaging is gaining momentum as it provides exceptional access to the visualization of individual molecules in living cells. Here, we describe a technique that we developed to perform single-particle tracking photo-activated localization microscopy (sptPALM) in Drosophila larvae. Synaptic communication relies on key presynaptic proteins that act by docking, priming, and promoting the fusion of neurotransmitter-containing vesicles with the plasma membrane. A range of protein-protein and protein-lipid interactions tightly regulates these processes and the presynaptic proteins therefore exhibit changes in mobility associated with each of these key events. Investigating how mobility of these proteins correlates with their physiological function in an intact live animal is essential to understanding their precise mechanism of action. Extracting protein mobility with high resolution in vivo requires overcoming limitations such as optical transparency, accessibility, and penetration depth. We describe how photoconvertible fluorescent proteins tagged to the presynaptic protein Syntaxin-1A can be visualized via slight oblique illumination and tracked at the motor nerve terminal or along the motor neuron axon of the third instar Drosophila larva.

In Vivo Single-Molecule Tracking at the Drosophila Presynaptic Motor Nerve Terminal

Here we illustrate how single molecule photo-activated localization microscopy can be carried out on the motor nerve terminal of a live Drosophila melanogaster third instar larva.