Name: biophysical assays to probe the mechanical properties of the interphase cell nucleus: substrate strain application and microneedle manipulation
Uploaded: 2011-09-14T12:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Biophysical Assays to Probe the Mechanical Properties of the Interphase Cell Nucleus: Substrate Strain Application and Microneedle Manipulation at JoVE.com

Dit werk werd ondersteund door de National Institutes of Health (R01 HL082792 en R01 NS059348) en het Brigham and Women&#39;s Hospital Cardiovascular Leadership Group Award.

1. Ondergrond spanning toepassing De meting van genormaliseerde nucleaire stam omvat de voorbereiding van de stam gerechten met transparante, elastische siliconen membranen als celkweek oppervlak, plating cellen op de gerechten, en het verwerven van beelden van de cellen voor, tijdens en na (uniaxiale of biaxiaal) stam toepassing. De voorbereiding van siliconen membraan gerechten en hechting van cellen <ol><li> Elke stam gerecht bestaat uit een op maat gemaakt bod...

<ol>
	<li>Friedl, P., Wolf, K., Lammerding, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nuclear+mechanics+during+cell+migration.">Nuclear mechanics during cell migration.</a> Curr Opin Cell Biol. 23, 55-64 (2011).</li><li>Mejat, A., Misteli, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=LINC+complexes+in+health+and+disease.">LINC complexes in health and disease.</a> Nucleus. 1, 40-52 (2010).</li><li>Worman, H. J., Fong, L. G., Muchir, A., Young, S. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Laminopathies+and+the+long+strange+trip+from+basic+cell+biology+to+therapy.">Laminopathies and the long strange trip from basic cell biology to therapy.</a> J Clin Invest. 119, 1825-1836 (2009).</li><li>Caille, N., Tardy, Y., Meister, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessment+of+strain+field+in+endothelial+cells+subjected+to+uniaxial+deformation+of+their+substrate.">Assessment of strain field in endothelial cells subjected to uniaxial deformation of their substrate.</a> Ann Biomed Eng. 26, 409-416 (1998).</li><li>Lammerding, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lamins+A+and+C+but+not+lamin+B1+regulate+nuclear+mechanics.">Lamins A and C but not lamin B1 regulate nuclear mechanics.</a> J Biol Chem. 281, 25768-25780 (2006).</li><li>Lammerding, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Abnormal+nuclear+shape+and+impaired+mechanotransduction+in+emerin-deficient+cells.">Abnormal nuclear shape and impaired mechanotransduction in emerin-deficient cells.</a> J Cell Biol. 170, 781-791 (2005).</li><li>Lammerding, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lamin+A/C+deficiency+causes+defective+nuclear+mechanics+and+mechanotransduction.">Lamin A/C deficiency causes defective nuclear mechanics and mechanotransduction.</a> J Clin Invest. 113, 370-378 (2004).</li><li>Verstraeten, V. L., Ji, J. Y., Cummings, K. S., Lee, R. T., Lammerding, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Increased+mechanosensitivity+and+nuclear+stiffness+in+Hutchinson-Gilford+progeria+cells:+effects+of+farnesyltransferase+inhibitors.">Increased mechanosensitivity and nuclear stiffness in Hutchinson-Gilford progeria cells: effects of farnesyltransferase inhibitors.</a> Aging Cell. 7, 383-393 (2008).</li><li>Brooks, S. V., Zerba, E., Faulkner, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Injury+to+muscle+fibres+after+single+stretches+of+passive+and+maximally+stimulated+muscles+in+mice.">Injury to muscle fibres after single stretches of passive and maximally stimulated muscles in mice.</a> J Physiol. 488, 459-469 (1995).</li><li>Maniotis, A. J., Chen, C. S., Ingber, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Demonstration+of+mechanical+connections+between+integrins,+cytoskeletal+filaments,+and+nucleoplasm+that+stabilize+nuclear+structure.">Demonstration of mechanical connections between integrins, cytoskeletal filaments, and nucleoplasm that stabilize nuclear structure.</a> Proc Natl Acad Sci. 94, 849-854 (1997).</li></ol>

Substraat stam assay Stam aanvraag is met succes gebruikt door ons en andere groepen om geïnduceerde nucleaire vervormingen in de cellen blootgesteld aan mechanische belasting te bestuderen en om de bijdrage van specifieke nucleaire envelop-eiwitten te onderzoeken nucleaire stijfheid. 4-8 Het voordeel van deze techniek is dat het sondes mechanische eigenschappen van het leven kernen in hun normale cellulaire en cytoskeletale milieu en dat de ondergrond stam applicatie lijkt op de fy...

<table border="1"><tbody><tr><td> Naam van het reagens </td><td> Vennootschap </td><td> Catalogus nummer </td></tr><tr><td> Fibronectine </td><td> Millipore </td><td> FC010 </td></tr><tr><td> MitoTracker Red FM en Groen FM </td><td> Invitrogen </td><td> M22425-en M-7514 </td></tr><tr><td> Hoechst 33342 </td><td> Invitrogen </td><td> H3570 </td></tr><tr><td> Gebufferde Salt Hank&#39;s Saline </td><td> Invitrogen </td><td> 14185 </td></tr><tr><td> Fenol gratis, DMEM </td><td> Invitrogen </td><td> 21063 </td></tr><tr><td> Foetaal runderserum </td><td> Aleken Biologicals </td><td> FBSS500 </td></tr><tr><td> Penicilline / streptomycine </td><td> Sigma </td><td> P0781-100ML </td></tr><tr><td> Borosilicaatglas met een gloeidraad </td><td> Sutter Instrument </td><td> BF100-78-10 </td></tr><tr><td> Gloss / Gloss niet-versterkte siliconen bekleding, 0,005 &quot; </td><td> Specialty Manufacturing Inc </td><td></td></tr><tr><td> Dulbecco&#39;s fosfaat gebufferde fysiologische zoutoplossing </td><td> Invitrogen </td><td> 14200 </td></tr><tr><td> 35 mm glazen bodem cultuur gerechten (FluoroDish) </td><td> Wereld precisie-instrumenten, INC </td><td> FD35-100 </td></tr><tr><td> Braycote 804 Vacuum Grease </td><td> Spi levert </td><td> 05133A-AB </td></tr></tbody></table>

biophysical assays to probe the mechanical properties of the interphase cell nucleus: substrate strain application and microneedle manipulation

In de meeste eukaryotische cellen, de kern is de grootste organel en is meestal 2 tot 10 keer stijver dan de omringende cytoskelet, bijgevolg, de fysische eigenschappen van de kern belangrijke mate bijdragen aan de algehele biomechanische gedrag van cellen onder fysiologische en pathologische omstandigheden. Bijvoorbeeld bij het ​​migreren van neutrofielen en binnendringende kankercellen, de nucleaire stijfheid kan een groot obstakel vormen bij extravasatie of passage door smalle ruimtes binnen weefsels. 1 Aan de andere kant, de kern van cellen in mechanisch actief weefsel zoals spier vereist voldoende structurele steun aan bestand tegen herhaalde mechanische belasting. Belangrijk is dat de kern nauw geïntegreerd in de cellulaire architectuur, het is fysiek verbonden met de omliggende cytoskelet, dat is een kritische voorwaarde voor de intracellulaire beweging en positionering van de kern, bijvoorbeeld in gepolariseerde cellen, synaptische kernen op neuromusculaire verbindingen, of in migrerende cellen. 2 is niet verrassend, mutaties in de nucleaire enveloppe eiwitten zoals lamins en nesprins, die een kritische rol spelen bij het ​​bepalen van de nucleaire stijfheid en nucleo-cytoskeletale koppeling, zijn onlangs resulteerde in een aantal menselijke ziekten, waaronder Emery- Dreifuss spierdystrofie, limb-girdle spierdystrofie, en gedilateerde cardiomyopathie. 3 Om de biofysische functie van diverse nucleaire envelop eiwitten en het effect van specifieke mutaties te onderzoeken, hebben we experimentele methoden om de fysische eigenschappen van de kern studie in enkele, levende cellen onderworpen aan globale of lokale mechanische storing. Het meten van geïnduceerde nucleaire vervormingen in reactie op precies toegepast ondergrond stam toepassing levert belangrijke informatie over de vervormbaarheid van de kern en maakt kwantitatieve vergelijking tussen verschillende mutaties of cellijnen die deficiënt zijn voor specifieke nucleaire envelope eiwitten. Gelokaliseerde cytoskelet stam applicatie met een microneedle wordt gebruikt om deze test te vullen en kan aanvullende informatie opleveren over intracellulaire krachtoverbrenging tussen de kern en het cytoskelet. Studeren nucleaire mechanica in intacte levende cellen behoudt zich het normale intracellulaire architectuur en vermijdt mogelijke artefacten die kunnen ontstaan ​​bij het werken met geïsoleerde kernen. Bovendien ondergrond stam toepassing presenteert een goed model voor de fysiologische stress ervaren door cellen in de spieren of andere weefsels (bijvoorbeeld vasculaire gladde spiercellen blootgesteld aan schip-stam). Ten slotte, terwijl deze tools zijn primair ontwikkeld om nucleaire mechanische studie, kunnen ze ook worden toegepast op de functie van cytoskeleteiwitten en mechanotransductie signalering te onderzoeken.

Watch this Scientific Journal Video about Biophysical Assays to Probe the Mechanical Properties of the Interphase Cell Nucleus: Substrate Strain Application and Microneedle Manipulation at JoVE.com

Biophysical Assays to Probe the Mechanical Properties of the Interphase Cell Nucleus: Substrate Strain Application and Microneedle Manipulation

We presenteren twee onafhankelijke, microscoop-gebaseerde tools om de veroorzaakte nucleaire en cytoskelet vervormingen in enkele, levende hechtende cellen te meten in reactie op globale of lokale stam toepassing. Deze technieken worden gebruikt om de nucleaire stijfheid (dat wil zeggen, vervormbaarheid) te bepalen en om intracellulaire krachtoverbrenging tussen de kern en het cytoskelet sonde.

Biofysische Testen om de mechanische eigenschappen van de interfase celkern Probe: Basismateriaal Strain Toepassing en micronaaldjes Manipulatie

In most eukaryotic cells, the nucleus is the largest organelle and is typically 2 to 10 times stiffer than the surrounding cytoskeleton; consequently, the ...

Research

JoVE Journal

Biology

Mechanical Stimulation of Stem Cells Using Cyclic Uniaxial Strain

Mechanische stimulatie van stamcellen Met behulp van Cyclische uniaxiale Strain

The role of mechanical forces in the development and maintenance of biological tissues is well documented, including several mechanically regulated ...

Purification of the M. magneticum Strain AMB-1 Magnetosome Associated Protein MamA&Delta;41

Purification of the M. magneticum Strain AMB-1 Magnetosome Associated Protein MamAÃƒÅ½Ã¢â‚¬Â41

Zuivering van het M. magneticum Strain AMB-1 Magnetosome geassocieerd eiwit MamAΔ41

Magnetotactic bacteria comprise a diverse group of aquatic microorganisms that are able to orientate themselves along geomagnetic fields. This behavior is ...

Photobleaching Assays (FRAP &amp; FLIP) to Measure Chromatin Protein Dynamics in Living Embryonic Stem Cells

Photobleaching Assays FRAP & FLIP to Measure Chromatin Protein Dynamics in Living Embryonic Stem Cells

Fotobleken Analyses (FRAP &amp; FLIP) om chromatine eiwit Dynamics Meet in Living Embryonale stamcellen

Fluorescence Recovery After Photobleaching (FRAP) and Fluorescence Loss In Photobleaching (FLIP) enable the study of protein dynamics in living cells with ...

Pharmacological and Functional Genetic Assays to Manipulate Regeneration of the Planarian Dugesia japonica

Pharmacological and Functional Genetic Assays to Manipulate Regeneration of the Planarian Dugesia japonica

Farmacologische en Functionele genetische Testen om de regeneratie van de Planarian manipuleren Dugesia japonica</em

Free-living planarian flatworms have a long history of experimental usage owing to their remarkable regenerative abilities1. Small fragments excised from ...

Selective Capture of 5-hydroxymethylcytosine from Genomic DNA

Selectieve vangen van 5-hydroxymethylcytosine van genomisch DNA

5-methylcytosine (5-mC) constitutes ~2-8% of the total cytosines in human genomic DNA and impacts a broad range of biological functions, including gene ...

Super-resolution Imaging of the Bacterial Division Machinery

Super-resolution Imaging van de bacteriële Division Machinery

Bacterial cell division requires the coordinated  assembly of more than ten essential proteins at midcell1,2. Central  to this process is the formation of ...

Application of an In vitro DNA Protection Assay to Visualize Stress Mediation Properties of the Dps Protein

Application of an In vitro DNA Protection Assay to Visualize Stress Mediation Properties of the Dps Protein

Toepassing van een<em&gt; In vitro</em&gt; DNA Protection Assay om stress Mediation Eigenschappen van de Dps Protein Visualiseer

Oxidative stress is an unavoidable byproduct of  aerobic life.  Molecular oxygen is  essential for terrestrial metabolism, but it also takes part in many ...

The Cell-based L-Glutathione Protection Assays to Study Endocytosis and Recycling of Plasma Membrane Proteins

Membrane trafficking involves transport of proteins from the plasma membrane to the cell interior (i.e. endocytosis) followed by trafficking to lysosomes ...

Probe-based Real-time PCR Approaches for Quantitative Measurement of microRNAs

Probe-gebaseerde real-time PCR Benaderingen voor kwantitatieve meting van microRNAs

Probe-based quantitative PCR (qPCR) is a favoured method for measuring transcript abundance, since it is one of the most sensitive detection methods that ...

Sequential Application of Glass Coverslips to Assess the Compressive Stiffness of the Mouse Lens: Strain and Morphometric Analyses

Sequentiële Toepassing van dekglaasjes naar de Samenpersende stijfheid van de Muis Lens Assess: Strain en Morfometrische Analyses

The eye lens is a transparent organ that refracts and focuses light to form a clear image on the retina. In humans, ciliary muscles contract to deform the ...