Name: probing cell mechanics with bead-free optical tweezers in the drosophila embryo
Uploaded: 2018-11-02T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Probing Cell Mechanics with Bead-Free Optical Tweezers in the Drosophila Embryo at JoVE.com

Bu eser bir FRM Equipe Grant FRM DEQ20130326509, Agence Nationale de la Recherche ANR-Blanc Grant, Morfor ANR-11-BSV5-0008 (için s.-Tayback) tarafından desteklenmiştir. Fransız Ulusal Araştırma Ajansı (ANR-10-INBS-04-01, «Yatırımlar gelecek için») tarafından desteklenen Fransa-BioImaging altyapı anıyoruz. Biz Brice Detailleur ve Claude Moretti PICSL-FBI altyapı teknik destek için teşekkür ederiz.

1. ayarlama hafif levha mikroskop
<ol><li>Önceki yayın25kurulumunun açıklamasını bakın. Not: Kurulum bir dik mikroskop sahne ve yatay düzlemde hafif bir levha üreten bir hafif levha modülü oluşur. 10 X uyarma objektif lens hafif levha cam küvet (Şekil 4) yönlendirir. Algılama objektif lens verimli (aşağıya bakın) tweezing için gerekli olan yüksek NA (1.1), var.</li>
</ol>2. ayarlama Optik cımbız yolu
<p class="jov...

<ol>
	<li>Lecuit, T., Lenne, P. -. F., Munro, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Force+generation,+transmission,+and+integration+during+cell+and+tissue+morphogenesis.">Force generation, transmission, and integration during cell and tissue morphogenesis.</a> Annual review of cell and developmental biology. 27 (1), 157-184 (2011).</li><li>Heisenberg, C. -. P., Bella&#239;che, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Forces+in+tissue+morphogenesis+and+patterning.">Forces in tissue morphogenesis and patterning.</a> Cell. 153 (5), 948-962 (2013).</li><li>Sugimura, K., Lenne, P. -. F., Graner, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measuring+forces+and+stresses+in+situ+in+living+tissues.">Measuring forces and stresses in situ in living tissues.</a> Development. 143 (2), 186-196 (2016).</li><li>Camp&#224;s, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+toolbox+to+explore+the+mechanics+of+living+embryonic+tissues.">A toolbox to explore the mechanics of living embryonic tissues.</a> Seminars in cell &amp; developmental biology. 55, 119-130 (2016).</li><li>Kiehart, D. P., Galbraith, C. G., Edwards, K. A., Rickoll, W. L., Montague, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multiple+forces+contribute+to+cell+sheet+morphogenesis+for+dorsal+closure+in+Drosophila.">Multiple forces contribute to cell sheet morphogenesis for dorsal closure in Drosophila.</a> Journal of Cell Biology. 149 (2), 471-490 (2000).</li><li>Farhadifar, R., Roper, J. C., Aigouy, B., Eaton, S., Julicher, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+influence+of+cell+mechanics,+cell-cell+interactions,+and+proliferation+on+epithelial+packing.">The influence of cell mechanics, cell-cell interactions, and proliferation on epithelial packing.</a> Current Biology. 17 (24), 2095-2104 (2007).</li><li>Rauzi, M., Verant, P., Lecuit, T., Lenne, P. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nature+and+anisotropy+of+cortical+forces+orienting+Drosophila+tissue+morphogenesis.">Nature and anisotropy of cortical forces orienting Drosophila tissue morphogenesis.</a> Nature Cell biology. 10 (12), 1401-1410 (2008).</li><li>Ma, X., Lynch, H. E., Scully, P. C., Hutson, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Probing+embryonic+tissue+mechanics+with+laser+hole+drilling.">Probing embryonic tissue mechanics with laser hole drilling.</a> Physical Biology. 6 (3), 036004 (2009).</li><li>Hutson, M. S., Tokutake, Y., 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=Forces+for+morphogenesis+investigated+with+laser+microsurgery+and+quantitative+modeling.">Forces for morphogenesis investigated with laser microsurgery and quantitative modeling.</a> Science. 300 (5616), 145-149 (2003).</li><li>Bonnet, I., Marcq, P., Bosveld, F., Fetler, L., Bella&#239;che, Y., Graner, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanical+state,+material+properties+and+continuous+description+of+an+epithelial+tissue.">Mechanical state, material properties and continuous description of an epithelial tissue.</a> Journal of the Royal Society, Interface / the Royal Society. 9 (75), 2614-2623 (2012).</li><li>Etournay, R., Popovi&#263;, 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=Interplay+of+cell+dynamics+and+epithelial+tension+during+morphogenesis+of+the+Drosophila+pupal+wing.">Interplay of cell dynamics and epithelial tension during morphogenesis of the Drosophila pupal wing.</a> eLife. 4, e07090 (2015).</li><li>Rauzi, M., Lenne, P. -. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cortical+forces+in+cell+shape+changes+and+tissue+morphogenesis.">Cortical forces in cell shape changes and tissue morphogenesis.</a> Current topics in developmental biology. 95, 93-144 (2011).</li><li>Saha, A., Nishikawa, M., Behrndt, M., Heisenberg, C. -. P., J&#252;licher, F., Grill, 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=Determining+Physical+Properties+of+the+Cell+Cortex.">Determining Physical Properties of the Cell Cortex.</a> Biophysical journal. 110 (6), 1421-1429 (2016).</li><li>Desprat, N., Supatto, W., Pouille, P. A., Beaurepaire, E., Farge, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tissue+deformation+modulates+twist+expression+to+determine+anterior+midgut+differentiation+in+Drosophila+embryos.">Tissue deformation modulates twist expression to determine anterior midgut differentiation in Drosophila embryos.</a> Developmental cell. 15 (3), 470-477 (2008).</li><li>Mitrossilis, D., R&#246;per, 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=Mechanotransductive+cascade+of+Myo-II-dependent+mesoderm+and+endoderm+invaginations+in+embryo+gastrulation.">Mechanotransductive cascade of Myo-II-dependent mesoderm and endoderm invaginations in embryo gastrulation.</a> Nature Communications. 8, 13883 (2017).</li><li>Camp&#224;s, O., Mammoto, 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=Quantifying+cell-generated+mechanical+forces+within+living+embryonic+tissues.">Quantifying cell-generated mechanical forces within living embryonic tissues.</a> Nature Methods. 11 (2), 183-189 (2013).</li><li>Serwane, F., Mongera, 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=In+vivo+quantification+of+spatially+varying+mechanical+properties+in+developing+tissues.">In vivo quantification of spatially varying mechanical properties in developing tissues.</a> Nature Methods. 14 (2), 181-186 (2017).</li><li>Chiou, K. K., Hufnagel, L., Shraiman, B. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanical+stress+inference+for+two+dimensional+cell+arrays.">Mechanical stress inference for two dimensional cell arrays.</a> PLoS computational biology. 8 (5), e1002512 (2012).</li><li>Ishihara, S., Sugimura, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bayesian+inference+of+force+dynamics+during+morphogenesis.">Bayesian inference of force dynamics during morphogenesis.</a> Journal of theoretical biology. 313, 201-211 (2012).</li><li>Brodland, G. W., Veldhuis, J. H., Kim, S., Perrone, M., Mashburn, D., Hutson, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CellFIT:+a+cellular+force-inference+toolkit+using+curvilinear+cell+boundaries.">CellFIT: a cellular force-inference toolkit using curvilinear cell boundaries.</a> PLoS ONE. 9 (6), e99116 (2014).</li><li>Svoboda, K., Block, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biological+applications+of+optical+forces.">Biological applications of optical forces.</a> Annual Review of Biophysics and Biomolecular Structure. 23, 247-285 (1994).</li><li>Huisken, J., Swoger, J., Del Bene, F., Wittbrodt, J., Stelzer, E. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+sectioning+deep+inside+live+embryos+by+selective+plane+illumination+microscopy.">Optical sectioning deep inside live embryos by selective plane illumination microscopy.</a> Science. 305 (5686), 1007-1009 (2004).</li><li>Bambardekar, K., Cl&#233;ment, R., Blanc, O., Chard&#232;s, C., Lenne, P. -. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+laser+manipulation+reveals+the+mechanics+of+cell+contacts+in+vivo.">Direct laser manipulation reveals the mechanics of cell contacts in vivo.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. , (2015).</li><li>Cl&#233;ment, R., Dehapiot, B., Collinet, C., Lecuit, T., Lenne, P. -. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Viscoelastic+Dissipation+Stabilizes+Cell+Shape+Changes+during+Tissue+Morphogenesis.">Viscoelastic Dissipation Stabilizes Cell Shape Changes during Tissue Morphogenesis.</a> Current biology: CB. 27 (20), (2017).</li><li>Chard&#232;s, C., M&#233;n&#233;lec, P., Bertrand, V., Lenne, P. -. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Setting-up+a+simple+light+sheet+microscope+for+in+toto+imaging+of+C.+elegans+development.">Setting-up a simple light sheet microscope for in toto imaging of C. elegans development.</a> Journal of visualized experiments. 87, e51342 (2014).</li><li>Serge, A., Bertaux, N., Rigneault, H., Marguet, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+multiple-target+tracing+to+probe+spatiotemporal+cartography+of+cell+membranes.">Dynamic multiple-target tracing to probe spatiotemporal cartography of cell membranes.</a> Nature Methods. 5 (8), 687-694 (2008).</li><li>Cavey, M., Lecuit, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Imaging+Cellular+and+Molecular+Dynamics+in+Live+Embryos+Using+Fluorescent+Proteins.">Imaging Cellular and Molecular Dynamics in Live Embryos Using Fluorescent Proteins.</a> Drosophila. 420, 219-238 (2008).</li></ol>

Optik cımbız mutlak mekanik ölçümler doğrudan gelişmekte olan embriyonik epitel içinde non-invaziv bir şekilde gerçekleştirmek için izin verir. Bu anlamda, invaziv ve göreli ölçüler, manyetik kuvvetler, enjeksiyonları gerektiren sağlamak veya güçlü varsayımlara dayanır kesmesi zorla ve aynı zamanda göreceli sağlayan lazer ablasyon gibi diğer yöntemler üzerinde avantajları sunar ölçümleri.
İletişim kuralı birkaç kritik adımları içerir. İlk olarak, objekt...

Embriyonik gelişim sırasında hücre ve dokulara gelecekteki hayvan şekli deforme son derece tekrarlanabilir bir süreçtir. Bu tür deformasyonlar güçler hücre düzey1,2de etkin nesil gerektirecek şekilde gösterilmiştir. Morfogenetik işlemleri sırasında hücre ve dokuların onların şekli Dönüştür anlamak için o bu nedenle hücreleri ilgili mekanik özelliği değerlendirmek ve doku içinde güçler sırasında işlem3,4 ölçmek için anahtarıdır . Epitel katmanlarda, özellikle Drosophila, yaygın olarak onların yarı-2D geometri nedeniyle ve onların kolayca idare incelenmiştir.
Bir takım teknikler böylece bize ve diğer geliştirme sırasında epitel mekaniği vivo içinde değerlendirmek için tarafından geliştirilmiştir. Biz üç ana teknikleri içinde epitel doku kullanılan hızlı bir bakış verecektir. Yerel mekanik stres hücre kavşak5,6,7,8 veya daha büyük ölçekli9,10,11 ortaya çıkarmak için lazer ablasyon, yaygın olarak kullanılan bir yöntem sağlar hedef mekanik bütünlüğünü bozmaya yerel kesim yaparak. Kesme takip açılış dinamikleri stres önceki ablasyon hem doku12,13Reolojisi bilgi sağlar. İse bir lazer Ablasyon yerel bozulma hücre korteksin gerektirdiği invaziv, dezavantajıdır. Bir doku bütünlüğünün korunması istiyorsa bu nedenle, biri yalnızca ablations sınırlı sayıda yapabilirsiniz. Başka bir dezavantajı açılış hızı genellikle bilinmemektedir viskoz sürtünme üzerinde bağımlı olduğundan ablations sadece gerginlik, hücre kişiler, göreli tahminleri sağlamak olduğunu. Manyetik manipülasyon ayrıca geliştirilmiş ve ferrofluids14 kullanımı ya da ultramagnetic lipozomlar15içeren Drosophilaiçinde kullanılan. Mutlak ölçümler16,17sağlayabilirsiniz, ancak aynı zamanda invaziv Onlar sonda istediğiniz yere, enjeksiyon gerektirir anlamda. Bu her zaman hassas enjeksiyon için müsait değildir sistemine bağlı olarak çok yanıltıcı olabilir. Üçüncü bir teknik, tamamen non-invaziv, kuvvet çıkarım18,19,20' dir. Kuvvet çıkarım mekanik (tricellular kavşak veya köşeleri) puan Equilibrium'da varsayımına dayanır ve gerilimler hiç hücre-hücre kişiler (ve muhtemelen, baskılar tüm hücrelerdeki) tarafından ters bir problem çözme tahmin etmesine olanak verir. Gerginlikler için her köşe iki denklemler (X ve Y) sağlar. Bu gerginlik, tüm hücre kişileri değerlendirmek için bazı koşullar altında ters Lineer Denklem büyük bir sistem verir. Sadece kesimli bir görüntü ve hiçbir ilave deney veya kurulum gerektirir gibi bu yöntem çok çekici olmakla birlikte, onun doğruluğunu henüz tespit etmektir ve tekrar sadece sürece bir mutlak kalibrasyon ölçüm gerçekleştirilir göreli değerleri sağlar.
Bazı bu sınırlamalar üstesinden gelmek için biz tanıtmak bu makalede bir Kur Optik cımbız kontrollü güçler Drosophila melanogasterembriyonik epitel hücre ölçeğinde de uygulamak için hafif levha mikroskop için birleştiğinde. Optik cımbız tek protein ve organelleri ve hücreleri21manipülasyon üzerinde ölçümler de dahil olmak üzere çok sayıda biyolojik uygulamaları için kullanılmaktadır. Burada, küçük bir kaç düzine pN aralığında uygulanan kuvvetler raporu henüz yerel deformasyonlar hücre kişileri ikna etmek ve mekanik ölçümler vivo içindegerçekleştirmek yeterli. Genellikle, hücre kişileri, kymographs, analizi ile izlenen dik sehimi kuvvet deformasyon için ilişkilendirmek için kullanılır. Önemlisi, Optik cımbız doğrudan kuvvetleri hücre-hücre kişiler üzerinde uygulamak için güçlü olduğu gibi bizim ayarlarına boncuk doku, istenen konumda enjeksiyon gerektirmez. Hafif levha mikroskop için Optik cımbız kaplin bir aydınlatma beri çok kayda değer bir mekanik analiz kısa süre ölçekler ve azaltılmış fototoksisite, hızlı görüntüleme (birkaç kare / saniye), gerçekleştirmek izin verir örnek22Imaging uçak için sınırlıdır.
Genel olarak, Optik cımbız bir non-invaziv kontrollü güçler hücre kişiler içinde Drosophila embriyo vivo de uygulamak için ve sertlik ve hücre kişiler23, gerginlik rheological Özellikler gibi mekanik bilgileri ayıklamak için bir yoludur 24ve degrade veya anizotropi gerginlik23.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1377">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:428px;">Ytterbium Fiber Laser LP, 10 W, CW</td>
			<td style="width:179px;">IPG Laser</td>
			<td style="width:179px;">YLM-10-LP-SC</td>
			<td style="width:591px;">including collimator LP : beam D=1.6 mm and red guide laser</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:428px;">&#216;1/2&#34; Optical Beam Shutter</td>
			<td style="width:179px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:179px;">SH05</td>
			<td style="width:591px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:428px;">Small Beam Diameter Galvanometer Systems</td>
			<td style="width:179px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:179px;">GVS001</td>
			<td style="width:591px;">1 for X displacement, 1 for Y displacement</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:428px;">1D or 2D Galvo System Linear Power Supply</td>
			<td style="width:179px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:179px;">GPS011</td>
			<td style="width:591px;">galvanometers power supply</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:428px;">2 lenses f = 30mm</td>
			<td style="width:179px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:179px;">LB1757-B</td>
			<td style="width:591px;">relay telescope between 2 galva</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:428px;">Lens f = 200mm</td>
			<td style="width:179px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:179px;">LB1945-B</td>
			<td style="width:591px;">2.5X telescope</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:428px;">Lens f = 500mm</td>
			<td style="width:179px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:179px;">LB1869-B</td>
			<td style="width:591px;">2.5X telescope</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:428px;">Right-Angle Kinematic Elliptical Mirror Mount with Tapped Cage Rod Holes</td>
			<td style="width:179px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:179px;">KCB1E</td>
			<td style="width:591px;">Periscope</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:428px;">Laser Safety Glasses, Light Green Lenses, 59% Visible Light Transmission, Universal Style</td>
			<td style="width:179px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:179px;">LG1</td>
			<td style="width:591px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:428px;">45&#176; AOI, 50.0mm Diameter, Hot Mirror</td>
			<td style="width:179px;">Edmund Optics</td>
			<td style="width:179px;">#64-470</td>
			<td style="width:591px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:428px;">Multiphoton-Emitter HC 750/S</td>
			<td style="width:179px;">AHF</td>
			<td style="width:179px;">HC 750/SP</td>
			<td style="width:591px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:428px;">CompactDAQ Chassis</td>
			<td style="width:179px;">National Instruments</td>
			<td style="width:179px;">cDAQ-9178</td>
			<td style="width:591px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:428px;">C Series Voltage Output Module</td>
			<td style="width:179px;">National Instruments</td>
			<td style="width:179px;">NI-9263</td>
			<td style="width:591px;">Analog output module</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:428px;">C Series Voltage Input Module</td>
			<td style="width:179px;">National Instruments</td>
			<td style="width:179px;">NI-9215</td>
			<td style="width:591px;">Analog input module</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">FluoSpheres Carboxylate-Modified Microspheres, 0.5 &#181;m, red fluorescent (580/605), 2% solids</td>
			<td>ThermoFisher Scientific</td>
			<td>F8812</td>
			<td>calibration beads</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">C++ (Qt) home made optical tweezers software</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>developed by Olivier Blanc and Claire Chard&#232;s. Alternative solution: labview</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

probing cell mechanics with bead-free optical tweezers in the drosophila embryo

Morfogenez genetik desenlendirme ve sağlam hücre ve dokuların şekillendirmek için mekanik kuvvetleri arasındaki koordinasyon gerektirir. Bu nedenle, morfogenetik süreçleri anlamak için bir meydan okuma doğrudan hücresel kuvvetler ve mekanik özellikleri içinde vivo embriyogenez sırasında ölçmek etmektir. Burada, bir Kur Optik cımbız doğrudan kuvvetleri erken Drosophila embriyo hücre-hücre kişiler üzerinde uygulamak için izin verir, bir hafif levha mikroskop birleştiğinde mevcut görüntüleme birkaç kare / saniye hızında iken. Bu teknik genellikle orta sonda üzerinde optik kuvvetleri sarf kullanılan embriyo içine boncuk enjeksiyon gerektirmeyen avantajı vardır. Biz adım adım Kur uygulanması ayrıntı ve deneylerden mekanik bilgi ayıklamak için araçlar önermek. Hücre-hücre kişiler gerçek zamanlı talebiyle izleyerek, bir gerilim ölçümleri gerçekleştirmek ve hücre kişilerinizin Reolojisi araştırmak.

Şekil 5 tuzak sinüsoidal bir hareketi koyarak elde edilen deneysel verileri gösterir. Tuzak bir saptırma arabirimin adıyla 3 ardışık arabirimi pozisyonlar (Şekil 5A)23gösterilen 3 anlık görüntüleri tarafından örneği oluşturur. Kaydedilmiş film bir kymograph (Şekil 5B) oluşturmak için kullanılan ve daha fazla her çerçeve için x yön boyunca bir Gauss k...

Watch this Scientific Journal Video about Probing Cell Mechanics with Bead-Free Optical Tweezers in the Drosophila Embryo at JoVE.com

Probing Cell Mechanics with Bead-Free Optical Tweezers in the Drosophila Embryo

Biz Optik cımbız hafif levha mikroskop ve hücre mekaniği Drosophila embriyo boncuklar olmadan soruşturma için uygulanması için birleştiğinde bir kurulumu mevcut.

Hücre mekanik ile boncuk-Alerjik Optik cımbız Drosophila embriyo sondalama

Morphogenesis requires coordination between genetic patterning and mechanical forces to robustly shape the cells and tissues. Hence, a challenge to ...

Bu yöntem doku morfogenezi sırasında hücre temaslarının uzay ve zamanda nasıl değiştiği gibi doku mekaniğinde anahtar soruların yanıtlatına yardımcı olabilir. Bu tekniğin en büyük avantajı zayıf invaziv olması ve ışık sac mikroskobu gibi canlı görüntüleme ile uyumlu olmasıdır. Bu teknik dokuya boncuk enjeksiyonu gerektirmez.Genellikle froses almak için hangi demiere sondalar olarak kullanılan, ben heyecanlıyım. Süreci gösteren Chardes, bir mühendis, ve Raphael Clement, arazi benim düzeyde araştırma bilim adamı olacaktır. Başlamak için, yatay düz ışık levha mikroskobu için dik bir mikroskop kurmak, sonra optik cımbız olarak hareket lazer ve optik hazırlamak.Sonra, bir cam cuvette için 500 nanometre floresan boncuk bir mikro litre dışarı boru, ve distile su 10 mililitre ekleyin. Cuvette'yi hedefin altına çivi tutucuya yerleştirin ve hedefin odak noktasını, amacın su yüzeyine değecek şekilde ayarlayın. Şimdi, satın alma yazılımını denetlemek için kullanılan Entegre Geliştirme Ortamı QT Creator'ı açın.MicroRheo'yu açarak satın alma yazılımını açın. profili ve canlı satın alma modunu canlı seçerek açın. Lazeri açmadan önce, güvenlik gözlüğü tonulayın, sonra lazer gücünü bir watt'a ayarlayın ve lazeri açın.Canlı yayın, lazerin odağında sıkışmış bir boncuk göstermelidir. Gerekirse, odak boncuk gözlemlemek için, ikinci teleskop lens konumunu ayarlayın. Ayrıca görüntüdeki boncuk merkezi periskop manevraları açısını ayarlamak gerekebilir.Veri toplama panosunu ve aşağıdaki metin protokolünün üçüncü şekilinde açıklandığı gibi kaldırım bağlantılarını hazırlayın. Optik deklanşör arabiriminde, saat açık sn parametresini 000.000'e, zaman kapalı sn parametresini 000.000'e, mod parametresini teke ve tetik parametresini EXT'ye ayarlayın. Ayarlandıktan sonra etkinleştir düğmesini seçin.QT Creator'da ot'u açın. profili projeyi açmak için. Aogenerator'daki giriş ve çıktının adını değiştirin.kurulumunuzda kullanılan MI kartlarıyla eşleşecek cpp dosyası. Son olarak, optik cımbız yazılımını derleyin ve çalıştırın. Satın alma yazılımında, istenilen pozlama süresini, oyunu, iki görüntü arasındaki zamanı, elde edilecek görüntü sayısını ve lazerin gücünü seçin.Daha sonra, optik cımbız yazılımında, burada gösterilen optik cımbız parametresini bir dairenin izini sürmek için ayarlayın. Ardından, AI parametreleri kutusunu, ağırlık ileri kutusunu işaretleyin ve kayıt düğmesine basın, ardından görüntü edinmeye başlayın. Optik cımbızları açın, üreten düğmeyi seçin ve kapana kısılmış boncuk en az iki tam daire tamamlamak için izin, sonra üreten düğmesini seçerek, optik cımbız durdurmak.Son olarak, görüntü edinimi durdurun. Varsayılan klasörde bir tiff filminin ve galvanometre gerilimlerine sahip bir metin dosyasının oluşturulduğunu unutmayın. Matlab'ı açın, kalibrasyon klasörüne gidin ve pozisyon iki gerilim komut dosyasını çalıştırın Komut dosyası enterpolasyon işlevini hesaplar, galvanometre voltajlarını optik tuzak konumuna çevirin.Ardından, kalibrasyon filmini ayarlamak için eşlik eden metin protokolünü takip edin. X ve Y lazer konumları için enterpolasyon haritasının hesaplanıp görüntülenmeip görüntülenmedigini kontrol edin. Eksik değerleri temsil eden haritadaki beyaz bölgeleri denetleyin.Önemli beyaz alanlar varsa, işlemi yeni bir kalibrasyon filmi ile tekrarlayın. Burada gösterilen kalibrasyon filmi yeterli veriye sahip bir filmi temsil eder. Bir pike veya nemli bir fırça kullanarak, istenilen aşamada yaklaşık 10 embriyo seçin ve onları hizalayın.Sonra 10 tarafından 20 bir milometre tarafından, cam slayt bir parça kesmek için bir elmas işaretleme kalem kullanın. Kesilen parçanın bir tarafına tutkal ekleyin ve 20 saniye kurumasını bekleyin, sonra kesilen parçayı ters çevirin ve slaytın kenarına yapıştırarak embriyoların çizgisine yerleştirin. Daha sonra, numune tutucuda preparat yükleyin ve tutucuyu cuvette'ye yerleştirin, sonra cuvette'yi piso-electric durumuna yerleştirin ve suyla doldurun.Başlamak için, ilgi yerini bulun ve pisar sahnesini kullanarak hedef kavşağın orta noktasını lazer tuzağının konumuna taşıyın. Temas hattına dik salınımlar elde etmek için tuzağın parametrelerini ayarlayın. Ayrıca, temas hattına dik bir hareket için X ve Y yönlerdeki genlikleri sıfır olarak fazları ayarlayın ve genliği 0,1 volta ayarlayın.Şimdi, saniyede 10 kare gibi hızlı bir kare hızı kullanarak satın alma başlatın. Görüntüleme başladıktan sonra, git düğmesine basarak optik cımbızları açın. Görüntüleme tamamlandığında cımbızları kapatın ve görüntü edinimi durdurun.Belirtilen klasörde, bir film ve satın alma sırasında galvanometre voltajlarını içeren bir metin dosyası olacaktır. Toplanan kareleri gözlemlemek için filmi açın. Videonun analizini takiben, matlab'da videoyu açarak doku örneğindeki sertliği ve gerginliği ölçün.Burada, tuzak konumunun işlevi olarak arabirim konumunu çizmek için çizim işlevini kullanın. Ardından, verilerin doğrusal bir şekilde sığması için Matlab kolay sığdırılmış ücretsiz araç kutusunu kullanın. Uyumun eğiminin tersi, tuzak konumunun arayüz konumu na göre ortalama oranını sağlar.Bu bilgilerden, sertliği ve gerilim değerlerini belirlemek için eşlik eden metin protokolündeki denklemleri kullanın. Lazer kapanı, arabirime dik olan numunenin sinüzoidal sapması üretir. üç ardışık arayüz pozisyonları olarak burada gösterilir.Bu da bir climograph oluşturmak için film olarak kaydedilebilir ve daha fazla alt piksel çözünürlüğü ile arabirimin konumunu belirlemek için analiz edilir. Burada, dönem beş saniye ydi. Küçük deformasyonlar rejiminde, tuzak ve arayüz konumları orantılıdır.Arabirim sapmasının bindirmesi, bindirmeninkine göre arayüz gerilimine veya sertliğine erişim sağlar. Burada gösterilen bir çekme ve serbest bırakma deneyinin temelleri dir. Optik tuzak açıldığında, iki hücre arasındaki arabirimin orta noktasından yaklaşık bir mikrometre uzakta, arayüz kapanın konumuna doğru saptırılır.Tuzak daha sonra istenilen süre den sonra kapatılır. Elde edilen grafik, maxwell gibi bir model gibi varsayımsal gerçek mantıksal modeller ile karşılaştırılabilir. Kızılötesi lazer ile çalışmanın son derece tehlikeli olabileceğini ve koruyucu gözlük takmak gibi önlemlerin bu işlemi yaparken her zaman alınması gerektiğini unutmayın.Burada, embriyo olanlar için cımbız en sık kullanıcı ile, yöntem de gibi diğer anne sistemleri için kullanılabilir

Research

JoVE Journal

Developmental Biology

Probing Cell Mechanics with Bead-Free Optical Tweezers in the Drosophila Embryo

Microbead Implantation in the Zebrafish Embryo

Zebra balığı Embriyo microbead İmplantasyonu

The zebrafish has emerged as a valuable genetic model system for the study of developmental biology and disease. Zebrafish share a high degree of genomic ...

Imaging Subcellular Structures in the Living Zebrafish Embryo

Yaşayan Zebra balığı Embriyo Hücre alt yapıları görüntüleme

In vivo imaging provides unprecedented access to the dynamic behavior of cellular and subcellular structures in their natural context. Performing such ...

Identification Of Erythromyeloid Progenitors And Their Progeny In The Mouse Embryo By Flow Cytometry

Akım Sitometresi ile Fare Embriyosunda Eritromiyeloid Progenitörlerin Ve Döllerinin Belirlenmesi

Macrophages are professional phagocytes from the innate arm of the immune system. In steady-state, sessile macrophages are found in adult tissues where ...

Dissection and Immunofluorescent Staining of Mushroom Body and Photoreceptor Neurons in Adult Drosophila melanogaster Brains

Dissection and Immunofluorescent Staining of Mushroom Body and Photoreceptor Neurons in Adult Drosophila melanogaster Brains

Diseksiyon ve mantar vücut immünfloresan boyama ve yetişkin Drosophila melanogaster beynindeki nöronlar Photoreceptor

Nervous system development involves a sequential series of events that are coordinated by several signaling pathways and regulatory networks. Many of the ...

AFM and Microrheology in the Zebrafish Embryo Yolk Cell

AFM ve Zebra balığı embriyo sarısı hücre Microrheology

Elucidating the factors that direct the spatio-temporal organization of evolving tissues is one of the primary purposes in the study of development. ...

Cell Aggregation Assays to Evaluate the Binding of the Drosophila Notch with Trans-Ligands and its Inhibition by Cis-Ligands

Cell Aggregation Assays to Evaluate the Binding of the Drosophila Notch with Trans-Ligands and its Inhibition by Cis-Ligands

Hücre toplama Trans Drosophila çentikle bağlama değerlendirmek için deneyleri-ligandlar ve onun inhibisyon CIStarafından-ligandlar

Notch signaling is an evolutionarily conserved cell-cell communication system used broadly in animal development and adult maintenance. Interaction of the ...

Following Endocardial Tissue Movements via Cell Photoconversion in the Zebrafish Embryo

Zebra balığı embriyo hücre Photoconversion ile aşağıdaki Endocardial doku hareketleri

During embryogenesis, cells undergo dynamic changes in cell behavior, and deciphering the cellular logic behind these changes is a fundamental goal in the ...

Minimally Invasive Embryo Transfer and Embryo Vitrification at the Optimal Embryo Stage in Rabbit Model

En düşük Invaziv embriyo transferi ve tavşan modelinde optimum embriyo aşamasında embriyo vitrifikasyon

Assisted reproductive techniques (ARTs), such as in vitro embryo culture or embryo cryopreservation, affect natural development patterns with perinatal ...

Microinjection-based System for In Vivo Implantation of Embryonic Cardiomyocytes in the Avian Embryo

Embriyonik Cardiomyocytes kuş embriyo implantasyonu Vivo için Mikroenjeksiyon tabanlı sistem

Interpreting the relative impact of cell autonomous patterning versus extrinsic microenvironmental influence on cell lineage determination represents a ...

Live Imaging and Analysis of Muscle Contractions in Drosophila Embryo

Live Imaging and Analysis of Muscle Contractions in Drosophila Embryo

Canlı görüntüleme ve Drosophila embryo kas kasılmaları Analizi

Coordinated muscle contractions are a form of rhythmic behavior seen early during development in Drosophila embryos. Neuronal sensory feedback circuits ...