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

עבודה זו נתמכה על ידי מכוני הבריאות הלאומיים (R01 ו R01 HL082792 NS059348) ואת בריגהם לב וכלי דם החולים לנשים מנהיגות פרס הקבוצה.

1. זן התשתית ליישום מדידת המתח הגרעיני מנורמל כולל הכנת מאכלים עם זן, ממברנות סיליקון אלסטי שקוף כמו משטח תרבית תאים, התאים ציפוי על המנות, ורכישת תמונות של התאים לפני, במהלך ולאחר יישום (uniaxial או biaxial) זן. <p class="jove_step" style=";text-align:right;dir...

<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>

זן תשתית assay יישום מסננים שימש בהצלחה על ידינו וקבוצות אחרות ללמוד דפורמציות גרעיני המושרה בתאים נתון ללחץ מכני לחקור את התרומה של חלבונים ספציפיים מעטפת הגרעין כדי נוקשות גרעיני. 4-8 היתרון של שיטה זו היא כי בדיקות תכונות מכנ...

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> שם מגיב </td><td> חברה </td><td> מספר קטלוגי </td></tr><tr><td> פיברונקטין </td><td> Millipore </td><td> FC010 </td></tr><tr><td> MitoTracker אדום וירוק FM FM </td><td> Invitrogen </td><td> M22425 ו - M-7514 </td></tr><tr><td> Hoechst 33342 </td><td> Invitrogen </td><td> H3570 </td></tr><tr><td> האנק של שנאגרו מלח מלוחים </td><td> Invitrogen </td><td> 14185 </td></tr><tr><td> חינם פנול, DMEM </td><td> Invitrogen </td><td> 21063 </td></tr><tr><td> בסרום שור עוברית </td><td> Aleken הביולוגיים </td><td> FBSS500 </td></tr><tr><td> פניצילין / סטרפטומיצין </td><td> סיגמא </td><td> P0781-100 מ&quot;ל </td></tr><tr><td> זכוכית בורוסיליקט עם נימה </td><td> סאטר Instrument </td><td> BF100-78-10 </td></tr><tr><td> גלוס / יריעות גלוס שאינם מחוזקים סיליקון, 0.005 &quot; </td><td> התמחות ייצור בע&quot;מ </td><td></td></tr><tr><td> פוספט של Dulbecco בופר </td><td> Invitrogen </td><td> 14200 </td></tr><tr><td> 35 מ&quot;מ תחתית זכוכית תרבות מנות (FluoroDish) </td><td> העולם Precision מכשירים, INC </td><td> FD35-100 </td></tr><tr><td> Braycote 804 אבק גריז </td><td> והנשמה אספקה </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

בתאים אוקריוטים ביותר, הגרעין הוא אברון הגדול הוא בדרך כלל 2 עד 10 פעמים נוקשה יותר cytoskeleton שמסביב; וכתוצאה מכך, את התכונות הפיסיקליות של גרעין לתרום באופן משמעותי התנהגות ביומכנית הכולל של תאים בתנאים פיזיולוגיים ופתולוגיים. לדוגמה, נודדות נויטרופילים הפולשים תאים סרטניים, נוקשות גרעיני יכול להוות מכשול מרכזי במהלך extravasation או מעבר דרך מקומות צרים בתוך רקמות. 1 מצד שני, את הגרעין של תאים ברקמות פעיל מכנית כגון שריר דורש תמיכה מבנית מספיק לעמוד בפני הלחץ המכני חוזרות. חשוב לציין, בגרעין היא משולבת בתוך האדריכלות הסלולר: הוא מחובר פיזית cytoskeleton שמסביב, אשר היא דרישה קריטית עבור התנועה תאיים ומיצוב של הגרעין, למשל, בתאים מקוטב, גרעינים הסינפטי בצמתים neuromuscular, או תאים נודדים. 2 באופן לא מפתיע, מוטציות חלבונים מעטפת הגרעין כגון lamins ו nesprins, אשר לשחק תפקיד קריטי בקביעת קשיחות גרעיני Nucleo-cytoskeletal צימוד, הוכחו לאחרונה תוצאה במספר מחלות אנושיות, כולל שמיר, ניוון שרירים דרייפוס, איבר-המחוך ניוון שרירים, קרדיומיופתיה מורחבים. 3 כדי לחקור את הפונקציה biophysical של מגוון חלבונים מעטפת הגרעין ואת ההשפעה של מוטציות ספציפיות, פיתחנו שיטות ניסיוניות ללמוד את התכונות הפיסיקליות של גרעין ב, תאים בודדים חיים נתון ההפרעות מכני גלובלי או מקומי. מדידת דפורמציות גרעיני הנגרמת בעקבות יישום מיושם דווקא זן המצע התשואות מידע חשוב על deformability של הגרעין ומאפשר השוואה כמותית בין מוטציות שונות או שורות תאים לקוי של חלבונים ספציפיים מעטפת הגרעין. זן מקומי יישום cytoskeletal עם microneedle משמש כדי להשלים את זה assay והוא יכול להניב מידע נוסף על העברת כוח תאיים בין הגרעין לבין cytoskeleton. לימוד המכניקה הגרעין בתאים חיים שלמים משמר את הארכיטקטורה תאיים רגיל ונמנע חפצים פוטנציאליים שיכולים להתעורר בעת עבודה עם גרעינים מבודדים. יתר על כן, זן יישום המצע מציג מודל טוב הלחץ הפיזיולוגי מנוסים על ידי תאים בשריר או ברקמות אחרות (למשל, כלי הדם לתאי שריר חלק חשוף זן כלי שיט). לבסוף, כאשר כלים אלה פותחו בעיקר כדי ללמוד מכניקה גרעיני, הם יכולים להיות מיושם גם לחקור את תפקודם של חלבונים cytoskeletal והאיתות mechanotransduction.

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

אנו מציגים שתי עצמאית, מיקרוסקופ מבוססי כלים למדידת דפורמציות גרעיני cytoskeletal המושרה, תאים בודדים חיים חסיד בתגובה לבקשה מאמץ עולמי או מקומי. טכניקות אלו משמשות כדי לקבוע קשיחות גרעיני (כלומר, deformability) וכן לחקור העברת כוח תאיים בין הגרעין לבין cytoskeleton.

מבחני Biophysical לחקור את תכונות מכניות של גרעין התא שלבי הביניים: מסננים תשתית יישומים מניפולציה Microneedle

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

גירוי מכני של גזע תאים באמצעות מסננים uniaxial מחזורי

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

טיהור של מ magneticum מסננים השגריר-1 Magnetosome חלבון Associated 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

מבחני photobleaching (FRAP &amp; FLIP) כדי למדוד Dynamics חלבון הכרומטין בתוך החיים בתאי גזע עובריים

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

מבחני גנטית תרופתי ו פונקציונלית לתפעל התחדשות של Planarian Japonica Dugesia</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

לכידה סלקטיבית של 5-hydroxymethylcytosine מהדנ&quot;א הגנומי

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

הדמית סופר רזולוציה של מכונות אגף קטריאלי

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

יישום של<em&gt; במבחנה</em&gt; Assay הגנת ה-DNA כדי להמחיש את מאפייני גישור לחץ של חלבון DPS

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

בזמן אמת המבוסס על הבדיקה PCR גישות למדידת כמותית של מיקרו-רנ&quot;א

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

יישום סדרתית של הזכוכית Coverslips להעריך את הדחיסה הנוקשת של עדשות העכבר: ניתוח זנים ואת morphometric

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 ...