Name: label-free imaging of lipid storage dynamics in caenorhabditis elegans using stimulated raman scattering microscopy
Uploaded: 2021-05-28T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Label-Free Imaging of Lipid Storage Dynamics in Caenorhabditis elegans using Stimulated Raman Scattering Microscopy at JoVE.com

עבודה זו נתמכה על ידי NIH מענקי R01AG045183 (M.C.W.), R01AT009050 (M.C.W.), R01AG062257 (M.C.W.), DP1DK113644 (M.C.W.), מרץ של קרן דימס (M.C.W.), קרן וולש (M.C.W.), ועל ידי חוקר HHMI (M.C.W.). אנו מודים למרכז לגנטיקה של Caenorhabditis (CGC) על זני C. elegans.

1. התקנה אינסטרומנטלית למיקרוסקופיה פיזור ראמאן מגורה
הערה: מערכת מיקרוסקופיה SRS בנויה על לייזר picosecond עם משאבה משולבת מתנד פרמטרי אופטי מיקרוסקופ סריקת לייזר confocal. המתנד מספק שתי רכבות דופק picosecond, כולל קרן סטוקס ב 1,064 ננומטר וקרן משאבה כוונון בין 700-990 ננומטר. חפיפה זמנית ומרחב...

<ol>
	<li>Luppino, F. 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=Overweight,+obesity,+and+depression:+a+systematic+review+and+meta-analysis+of+longitudinal+studies.">Overweight, obesity, and depression: a systematic review and meta-analysis of longitudinal studies.</a> Archives of General Psychiatry. 67 (3), 220-229 (2010).</li><li>Eckel, R. H., 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=Obesity+and+type+2+diabetes:+what+can+be+unified+and+what+needs+to+be+individualized.">Obesity and type 2 diabetes: what can be unified and what needs to be individualized.</a> Diabetes Care. 34 (6), 1424-1430 (2011).</li><li>Poirier, 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=Obesity+and+cardiovascular+disease:+pathophysiology,+evaluation,+and+effect+of+weight+loss.">Obesity and cardiovascular disease: pathophysiology, evaluation, and effect of weight loss.</a> Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 26 (5), 968-976 (2006).</li><li>Bhaskaran, 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=Body-mass+index+and+risk+of+22+specific+cancers:+a+population-based+cohort+study+of+5.24+million+UK+adults.">Body-mass index and risk of 22 specific cancers: a population-based cohort study of 5.24 million UK adults.</a> Lancet. 384 (9945), 755-765 (2014).</li><li>Shen, Y., Hu, F., Min, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Raman+imaging+of+small+biomolecules.">Raman imaging of small biomolecules.</a> Annual Review of Biophysics. 48, 347-369 (2019).</li><li>Daemen, S., van Zandvoort, M., Parekh, S. H., Hesselink, M. K. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microscopy+tools+for+the+investigation+of+intracellular+lipid+storage+and+dynamics.">Microscopy tools for the investigation of intracellular lipid storage and dynamics.</a> Molecular Metabolism. 5 (3), 153-163 (2016).</li><li>Syed, A., Smith, E. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Raman+imaging+in+cell+membranes,+lipid-rich+organelles,+and+lipid+bilayers.">Raman imaging in cell membranes, lipid-rich organelles, and lipid bilayers.</a> Annual Review of Analytical Chemistry. 10 (1), 271-291 (2017).</li><li>Thomas, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Raman+spectroscopy+of+protein+and+nucleic+acid+assemblies.">Raman spectroscopy of protein and nucleic acid assemblies.</a> Annual Review of Biophysics and Biomolecular Structure. 28, 1-27 (1999).</li><li>Evans, C. L., Xie, X. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coherent+anti-stokes+Raman+scattering+microscopy:+chemical+imaging+for+biology+and+medicine.">Coherent anti-stokes Raman scattering microscopy: chemical imaging for biology and medicine.</a> Annual Review of Analytical Chemistry. 1, 883-909 (2008).</li><li>Freudiger, C. W., 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=Label-free+biomedical+imaging+with+high+sensitivity+by+stimulated+Raman+scattering+microscopy.">Label-free biomedical imaging with high sensitivity by stimulated Raman scattering microscopy.</a> Science. 322 (5909), 1857-1861 (2008).</li><li>Hu, F., Shi, L., Min, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biological+imaging+of+chemical+bonds+by+stimulated+Raman+scattering+microscopy.">Biological imaging of chemical bonds by stimulated Raman scattering microscopy.</a> Nature Methods. 16 (9), 830-842 (2019).</li><li>Wang, M. C., Min, W., Freudiger, C. W., Ruvkun, G., Xie, X. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=RNAi+screening+for+fat+regulatory+genes+with+SRS+microscopy.">RNAi screening for fat regulatory genes with SRS microscopy.</a> Nature Methods. 8 (2), 135-138 (2011).</li><li>Wei, L., Yu, Y., Shen, Y., Wang, M. C., Min, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vibrational+imaging+of+newly+synthesized+proteins+in+live+cells+by+stimulated+Raman+scattering+microscopy.">Vibrational imaging of newly synthesized proteins in live cells by stimulated Raman scattering microscopy.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 110 (28), 11226-11231 (2013).</li><li>Wei, 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=Live-cell+imaging+of+alkyne-tagged+small+biomolecules+by+stimulated+Raman+scattering.">Live-cell imaging of alkyne-tagged small biomolecules by stimulated Raman scattering.</a> Nature Methods. 11 (4), 410-412 (2014).</li><li>Ramachandran, P. V., Mutlu, A. S., Wang, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Label-free+biomedical+imaging+of+lipids+by+stimulated+Raman+scattering+microscopy.">Label-free biomedical imaging of lipids by stimulated Raman scattering microscopy.</a> Current Protocols in Molecular Biology. 109, 31 (2015).</li><li>Srinivasan, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regulation+of+body+fat+in+Caenorhabditis+elegans.">Regulation of body fat in Caenorhabditis elegans.</a> Annual Review of Physiology. 77, 161-178 (2015).</li><li>Vrablik, T. L., Petyuk, V. A., Larson, E. M., Smith, R. D., Watts, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lipidomic+and+proteomic+analysis+of+Caenorhabditis+elegans+lipid+droplets+and+identification+of+ACS-4+as+a+lipid+droplet-associated+protein.">Lipidomic and proteomic analysis of Caenorhabditis elegans lipid droplets and identification of ACS-4 as a lipid droplet-associated protein.</a> Biochimca Et Biophysica Acta. 1851 (10), 1337-1345 (2015).</li><li>Yu, Y., Mutlu, A. S., Liu, H., Wang, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-throughput+screens+using+photo-highlighting+discover+BMP+signaling+in+mitochondrial+lipid+oxidation.">High-throughput screens using photo-highlighting discover BMP signaling in mitochondrial lipid oxidation.</a> Nature Communications. 8 (1), 865 (2017).</li><li>Kelley, L. 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=Live-cell+confocal+microscopy+and+quantitative+4D+image+analysis+of+anchor-cell+invasion+through+the+basement+membrane+in+Caenorhabditis+elegans.">Live-cell confocal microscopy and quantitative 4D image analysis of anchor-cell invasion through the basement membrane in Caenorhabditis elegans.</a> Nature Protocols. 12 (10), 2081-2096 (2017).</li><li>Murphy, C. T., Hu, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Insulin/insulin-like+growth+factor+signaling+in+C.+elegans.">Insulin/insulin-like growth factor signaling in C. elegans.</a> WormBook. , 1-43 (2013).</li><li>Shi, X., 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=Regulation+of+lipid+droplet+size+and+phospholipid+composition+by+stearoyl-CoA+desaturase.">Regulation of lipid droplet size and phospholipid composition by stearoyl-CoA desaturase.</a> Journal of Lipid Research. 54 (9), 2504-2514 (2013).</li><li>Watts, J. L., Ristow, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lipid+and+carbohydrate+metabolism+in+Caenorhabditis+elegans.">Lipid and carbohydrate metabolism in Caenorhabditis elegans.</a> Genetics. 207 (2), 413-446 (2017).</li><li>Kimura, K. D., Tissenbaum, H. A., Liu, Y., Ruvkun, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=daf-2,+an+insulin+receptor-like+gene+that+regulates+longevity+and+diapause+in+Caenorhabditis+elegans.">daf-2, an insulin receptor-like gene that regulates longevity and diapause in Caenorhabditis elegans.</a> Science. 277 (5328), 942-946 (1997).</li><li>Kwon, E. S., Narasimhan, S. D., Yen, K., Tissenbaum, H. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+DAF-16+isoform+regulates+longevity.">A new DAF-16 isoform regulates longevity.</a> Nature. 466 (7305), 498-502 (2010).</li><li>Chen, A. 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=Longevity+genes+revealed+by+integrative+analysis+of+isoform-specific+daf-16/FoxO+mutants+of+Caenorhabditis+elegans.">Longevity genes revealed by integrative analysis of isoform-specific daf-16/FoxO mutants of Caenorhabditis elegans.</a> Genetics. 201 (2), 613-629 (2015).</li><li>Lee, R. Y., Hench, J., Ruvkun, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regulation+of+C.+elegans+DAF-16+and+its+human+ortholog+FKHRL1+by+the+daf-2+insulin-like+signaling+pathway.">Regulation of C. elegans DAF-16 and its human ortholog FKHRL1 by the daf-2 insulin-like signaling pathway.</a> Current Biology. 11 (24), 1950-1957 (2001).</li><li>Mutlu, A. S., Gao, S. M., Zhang, H., Wang, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Olfactory+specificity+regulates+lipid+metabolism+through+neuroendocrine+signaling+in+Caenorhabditis+elegans.">Olfactory specificity regulates lipid metabolism through neuroendocrine signaling in Caenorhabditis elegans.</a> Nature Communications. 11 (1), 1450 (2020).</li><li>Chen, 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=Fingerprint+Stimulated+Raman+Scattering+imaging+reveals+retinoid+coupling+lipid+metabolism+and+survival.">Fingerprint Stimulated Raman Scattering imaging reveals retinoid coupling lipid metabolism and survival.</a> Chemphyschem: a European Journal of Chemical Physics and Physical Chemistry. 19 (19), 2500-2506 (2018).</li><li>Li, X., 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=Quantitative+imaging+of+lipid+synthesis+and+lipolysis+dynamics+in+Caenorhabditis+elegans+by+Stimulated+Raman+Scattering+microscopy.">Quantitative imaging of lipid synthesis and lipolysis dynamics in Caenorhabditis elegans by Stimulated Raman Scattering microscopy.</a> Analytical Chemistry. 91 (3), 2279-2287 (2019).</li><li>Lin, C. J., Wang, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microbial+metabolites+regulate+host+lipid+metabolism+through+NR5A-Hedgehog+signalling.">Microbial metabolites regulate host lipid metabolism through NR5A-Hedgehog signalling.</a> Nature Cell Biology. 19 (5), 550-557 (2017).</li><li>Fu, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+metabolic+fingerprinting+of+neutral+lipids+with+hyperspectral+stimulated+Raman+scattering+microscopy.">In vivo metabolic fingerprinting of neutral lipids with hyperspectral stimulated Raman scattering microscopy.</a> Journal of the American Chemical Society. 136 (24), 8820-8828 (2014).</li><li>Perez, C. L., Van Gilst, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+13C+isotope+labeling+strategy+reveals+the+influence+of+insulin+signaling+on+lipogenesis+in+C.+elegans.">A 13C isotope labeling strategy reveals the influence of insulin signaling on lipogenesis in C. elegans.</a> Cell Metabolism. 8 (3), 266-274 (2008).</li><li>Elle, I. C., Rodkaer, S. V., Fredens, J., Faergeman, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+method+for+measuring+fatty+acid+oxidation+in+C.+elegans.">A method for measuring fatty acid oxidation in C. elegans.</a> Worm. 1 (1), 26-30 (2012).</li><li>Ezcurra, 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=elegans+eats+its+own+intestine+to+make+yolk+leading+to+multiple+senescent+pathologies.">elegans eats its own intestine to make yolk leading to multiple senescent pathologies.</a> Current Biology. 28 (16), 2544-2556 (2018).</li><li>Lu, F. 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=Label-free+DNA+imaging+in+vivo+with+stimulated+Raman+scattering+microscopy.">Label-free DNA imaging in vivo with stimulated Raman scattering microscopy.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 112 (37), 11624-11629 (2015).</li><li>Long, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Two-color+vibrational+imaging+of+glucose+metabolism+using+stimulated+Raman+scattering.">Two-color vibrational imaging of glucose metabolism using stimulated Raman scattering.</a> Chemical Communications. 54 (2), 152-155 (2018).</li><li>Zhao, Z., Shen, Y., Hu, F., Min, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Applications+of+vibrational+tags+in+biological+imaging+by+Raman+microscopy.">Applications of vibrational tags in biological imaging by Raman microscopy.</a> Analyst. 142 (21), 4018-4029 (2017).</li><li>Liao, C. 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=In+vivo+and+in+situ+spectroscopic+imaging+by+a+handheld+Stimulated+Raman+Scattering+Microscope.">In vivo and in situ spectroscopic imaging by a handheld Stimulated Raman Scattering Microscope.</a> ACS Photonics. 5 (3), 947-954 (2018).</li><li>Lee, H. 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=Assessing+cholesterol+storage+in+live+cells+and+C.+elegans+by+stimulated+Raman+scattering+imaging+of+phenyl-Diyne+cholesterol.">Assessing cholesterol storage in live cells and C. elegans by stimulated Raman scattering imaging of phenyl-Diyne cholesterol.</a> Scientific Reports. 5, 7930 (2015).</li><li>Wang, 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=Imaging+lipid+metabolism+in+live+Caenorhabditis+elegans+using+fingerprint+vibrations.">Imaging lipid metabolism in live Caenorhabditis elegans using fingerprint vibrations.</a> Angewandte Chemie (International Edition in English). 53 (44), 11787-11792 (2014).</li><li>Chen, W. W., 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=Spectroscopic+coherent+Raman+imaging+of+Caenorhabditis+elegans+reveals+lipid+particle+diversity.">Spectroscopic coherent Raman imaging of Caenorhabditis elegans reveals lipid particle diversity.</a> Nature Chemical Biology. 16 (10), 1087-1095 (2020).</li><li>Freudiger, C. W., 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=Stimulated+Raman+Scattering+microscopy+with+a+robust+fibre+laser+source.">Stimulated Raman Scattering microscopy with a robust fibre laser source.</a> Nature Photonics. 8 (2), 153-159 (2014).</li><li>Brinkmann, 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=Portable+all-fiber+dual-output+widely+tunable+light+source+for+coherent+Raman+imaging.">Portable all-fiber dual-output widely tunable light source for coherent Raman imaging.</a> Biomedical Optics Express. 10 (9), 4437-4449 (2019).</li></ol>

בהגנה מפני השמנת יתר והפרעות מטבוליות הקשורות שלה, מאמצי מחקר חשובים יושמו כדי להבין טוב יותר את המנגנונים הרגולטוריים של הומאוסטזיס השומנים. לגילוי כמותי של מולקולות שומנים בדגימות ביולוגיות, הדמיה ללא תווית על ידי מיקרוסקופיה SRS הוכח כחלופה אמינה מבחנים ביוכימיים ושיטות כתמים אחרות. ה?...

השמנת יתר הפכה לבעיה בריאותית עולמית המאיימת על שליש מהאוכלוסייה ברחבי העולם, והיא מציגה דאגה רפואית חמורה, בהתחשב בקשר שלה עם בריאות נפשיתירודה 1 ומחלות קטלניות כולל סוכרת2, מחלות לב וכלידם 3 וסוגים מסוימים של סרטן4. מחקר של חילוף החומרים של השומנים חיוני כדי להבין טוב יותר את הבעיות הביולוגיות מאחורי השמנת יתר. כימות מהיר וספציפי של אחסון השומנים כרוך בזיהוי חומצות שומן ונגזרותיהן, כמו גם מטבוליטים המכילים סטרול, עם רגישות גבוהה ועדיף עם מידע מרחבי. שומנים הם מטרות מאתגרות לתמונה כי הם חסרים פלואורסצנטיות מהותית ולא ניתן לתייג בקלות פלואורסצנטית. תגי הפלואורסצנט הם לעתים קרובות גדולים יותר מאשר מולקולות השומנים, ולכן, יכול להיות פולשני מבחינה כימית ולא מעשי עבור יישומי vivo. אסטרטגיית תיוג ללא תווית או מינימלית נחוצה כדי לשמר את המבנה ההידרופובי של מולקולות השומנים5. ההתפתחויות האחרונות בטכנולוגיות הדמיה יצרו הזדמנויות מרגשות להדמיה נטולת תוויות של שומנים בתאים חיים, רקמות ואורגניזמים.
גישות מסורתיות לניתוחי אחסון שומנים בדגימות ביולוגיות כוללות מבחנים ביוכימיים ופרוטוקולי כתמים עם צבעים ליפופיליים. מבחני כימות ביוכימי מעורבים ספקטרומטריית מסה (MS) הם ללא תחרות בפתרון מולקולרי שלהם, אבל הם דורשים כמויות מדגם גדולות מאוד הכנה מדגם בדרך כלל לוקח כמה שעות, הגבלת היישום שלהם עבור הדמיה בזמן אמת של מערכותחיים 5. מגבלה מרכזית נוספת של מבחנים אלה היא היעדר מידע מרחבי. מצד שני, צבעים ליפופיליים כגון שמן אדום O סודן שחור לספק רקמות והפצה הסלולר של organelles אחסון השומנים לעומת טכניקות טרשת נפוצה, שיטות כתמים אלה הם גם בעלות נמוכה וקל לבצע. עם זאת, פרוטוקולי הכתמה אלה דורשים קיבעון, אשר יכול להשפיע על האופי ההידרופובי של טיפות השומנים, ליצור שינויים מלאכותיים במבנה שלהם לגרום חוסר עקביות בין ניסויים6. הקשיים הטכניים הקשורים לטכניקות ביוכימיות וכתמים הובילו לחיפוש שיטות נטולות תוויות לדימוי מולקולות שומנים ולעלייה המהירה בשימוש במיקרוסקופיה קוהרנטית של פיזור ראמאן (CRS) בהדמיית שומנים.
אפקט ראמאן הוכר לראשונה על ידי ראמאן וקרישנן, שם דיווחו כי באינטראקציה עם פוטון, מולקולה יכולה ליצור אור מפוזר ללא שינוי באורך הגל (הנקרא פיזור ריילי) או לעתים רחוקות עם אורך גל שונה (הנקרא פיזור ראמאן) ושינוי זה באורך הגל אופייני לקבוצות הכימיות הפונקציונליות בתוך המולקולה7. כאשר הקשרים הכימיים בתוך מולקולה מתרגשים לרמת אנרגיה רטט גבוהה יותר על ידי אירוע פוטון, הנקרא משאבת פוטון, האנרגיה של פוטון מפוזר, הנקרא פוטון סטוקס, להיות נמוך יותר. אחרת, הקשרים הכימיים יכולים להגיע לרמת אנרגיה רטט נמוכה יותר אם הם במקור ברמה גבוהה יותר, והפוטון המפוזר צובר אנרגיה כדי להיות פוטון אנטי סטוקס. הבדל התדרים בין האירוע לבין פוטונים מפוזרים ידוע בשם משמרת ראמאן. לכל קשר כימי בתוך מולקולה יש שינוי ראמאן אופייני וניתן לכימות. לדוגמה, אג"ח CH2 יש משמרת ראמאן של 2,845 ס"מ-1, אשר שופע שרשראות חומצות שומן8. אות ראמאן ספונטני זה הוא בדרך כלל חלש מאוד, אשר הגביל במידה ניכרת את מהירות ההדמיה במיקרוסקופיה ראמאן ספונטנית קונבנציונלית. במהלך השנים פותחו גישות שונות להגברת מהירות ההדמיה והרגישות של מיקרוסקופיה ראמאן ספונטנית. מיקרוסקופיית פיזור ראמאן קוהרנטית, כולל מיקרוסקופיה קוהרנטית נגד סטוקס ראמאן פיזור (CARS) ומיקרוסקופיה של פיזור ראמאן מגורה (SRS), היא ההתקדמות האחרונה. למכוניות ול-SRS יש עקרונות עבודה שונים במקצת, אך שתיהן טכניקות נטולות תוויות בעלות יכולת הדמיה חיה, יכולות להניב מידע מרחבי וטמפורלי על דינמיקת אחסון השומנים, ודורשות רק גודל דגימה קטן. מיקרוסקופיה של CARS סובלת מרקע לא מהדהד, שמקורו בתהליכים לא ליניאריים שונים, ולאותות CARS יש גם קשר לא ליניארי עם ריכוז המולקולה, אשר יחד מסבכים את תהליך הכימות9. שלא כמו מיקרוסקופיה של CARS, מיקרוסקופיה SRS אינה מייצרת אותות רקע שאינם מהדהדים ומציעה תלות ליניארית בריכוז המולקולה המעניינת. לכן, כיום מיקרוסקופיה SRS נעשה שימוש נרחב יותר עבור הדמיית שומנים.
במיקרוסקופיה SRS, אותות ראמאן ספונטני חלש ניתן להגביר כאשר נרגש על ידי שתי קרני לייזר מסונכרנות עם הפרש התדרים שלהם התאמת תדר רטט הקשר הכימי. המולקולה תחווה מעבר משופר למצב נרגש עקב עירור קוהרנטי. כתוצאה מכך, קצב ייצור הפוטונים של סטוקס מוגבר. כתוצאה מכך, עוצמת קרן "סטוקס" המשודרת עולה (מגורה רווח ראמאן, SRG) ואת עוצמת הקרן "משאבה" מועבר פוחתת (מגורה אובדן ראמאן, SRL). זיהוי אותות SRG או SRL עומד בבסיס הדמיית מיקרוסקופיה של מיקרוסקופיה של מולקולות עם קשרים כימיים ספציפיים10. אם הפרש התדרים בין שתי קרני הלייזר אינו תואם לתדר הרטט של הקשר הכימי בתוך מולקולה בעלת עניין, לא ייווצרו אותות SRG ולא SRL. מהירות ההדמיה של מיקרוסקופיה SRS היא סביב 2 μsec לפיקסל או 1 שנייה לכל מסגרת, וזה הרבה יותר מהר מאשר מיקרוסקופיה ראמאןספונטנית 11. רזולוציה רוחבית אופיינית עבור מיקרוסקופיה SRS מוגבלת עקיפה סביב 300 ננומטר. בנוסף, התהליכים האופטיים של שני פוטונים של מיקרוסקופיה SRS מאפשרים הדמיה תלת-ממדית נפחית של דגימות רקמה עבות יחסית ועומק ההדמיה יכול להגיע ל-300-500 מיקרומטר. בסך הכל, מיקרוסקופיה SRS מציגה טכניקת הדמיה יעילה, ללא תווית, כדי לזהות ביומולקולות ספציפיות, במיוחד שומנים.
טיפות השומנים הן אברונים חד-קרום, שהם אתר האחסון הסלולרי העיקרי עבור שומנים ניטרליים, כולל triacylglycerols (TAGs) ואסטרים כולסטרול (CEs). CH2 קשרים בשרשראות חומצות שומן של מולקולות השומנים האלה ליצור אותות SRS חזקים ב 2,845 ס"מ-1 כאשר נרגש8, ובכך מאפשר זיהוי וכימות של רמות השומנים אחסון בתאים שלמים, קטעי רקמות ואפילו אורגניזמים שלמים12,13,14,15. בפרט, C. elegans שימושיים עבור מחקרי הדמיה שומנים בשל השקיפות שלהם. כמו יונקים, C. elegans גם לאחסן שומנים טיפות השומנים ואת מסלולי סינתזה השפלה של מולקולות השומנים שמורים מאוד16. בפרוטוקול זה, אנו נספק את עקרון העבודה של מיקרוסקופיה SRS, ההתקנה הבסיסית שלה ולתאר את השיטות לשימוש בהדמיית שומנים ב- C. elegans.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>A/D converter</td>
			<td>Olympus</td>
			<td>Analog Unit</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Agarose</td>
			<td>GeneMate</td>
			<td>3119</td>
			<td>For making agarose pads</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alignment tool - adapter</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>SM1A4</td>
			<td>For mounting the tool on scope</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alignment tool - target</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>VRC2SM1</td>
			<td>For viewing IR laser</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alignment tool - tube</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>SM1L40</td>
			<td>Length can vary</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Autocorrelator (Optional)</td>
			<td>APE</td>
			<td>pulseCheck</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bandpass filter</td>
			<td>minicircuits</td>
			<td>BBP-21.4+ if modulated at 20MHz or KR Electronics 2724 if modulated at 8 MHz</td>
			<td>For signal with modulation frequency filtering</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BNC cables</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dissection microscope</td>
			<td>Nikon</td>
			<td>SMZ800</td>
			<td>For handling and picking worms for imaging</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dodecane</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>44010</td>
			<td>Used for calibration of the SRS signal</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Filter</td>
			<td>Chroma Technology</td>
			<td>890/220 CARS</td>
			<td>For removing Stokes beam</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>General purpose laboratory labeling tape</td>
			<td>VWR</td>
			<td>89097</td>
			<td>For making agarose pads</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass coverslips</td>
			<td>VWR</td>
			<td>48393-106</td>
			<td>For covering worms for imaging</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass microscope slide</td>
			<td>VWR</td>
			<td>16004-422</td>
			<td>For making agarose pads</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laser scanning microscope</td>
			<td>Olympus</td>
			<td>FV3000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lens</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>L1: AC254-050-B 
			L2: AC254-075-B</td>
			<td>For beam expander</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lock-in amplifier</td>
			<td>Zurich</td>
			<td>HF2LI</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lowpass filter</td>
			<td>minicircuits</td>
			<td>BLP-1.9+</td>
			<td>For power supply noise suppression</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mirrors</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>BB1-E03</td>
			<td>For relay and periscope</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Objective</td>
			<td>Olympus</td>
			<td>UPlanSAPO 20x 0.75, UPlanSAPO 60XW 1.20</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Photodiode</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>FDS1010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Picosecond laser source</td>
			<td>APE</td>
			<td>picoEmerald</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Power supply</td>
			<td>TEKPOWER</td>
			<td>TP1342U</td>
			<td>For photodiode, reversed 50V voltage</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium azide</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>S2002</td>
			<td>For anaesthesizing the worms</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Worm picker</td>
			<td>WormStuff</td>
			<td>59-AWP</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

label-free imaging of lipid storage dynamics in caenorhabditis elegans using stimulated raman scattering microscopy

חילוף החומרים של השומנים הוא תהליך פיזיולוגי בסיסי הנחוץ לבריאות התאים והאורגניזמים. Dysregulation של חילוף החומרים של השומנים לעתים קרובות מעורר השמנת יתר ומחלות רבות הקשורות כולל הפרעות לב וכלי דם, סוכרת מסוג II, וסרטן. כדי לקדם את ההבנה הנוכחית של ויסות מטבולי השומנים, שיטות כמותיות כדי למדוד במדויק את רמות אחסון השומנים vivo בזמן ובמרחב הפכו חשובים ושימושיים יותר ויותר. הגישות המסורתיות לניתוח אחסון שומנים הן כמותיות למחצה להערכה מיקרוסקופית או חסר מידע מרחבי-זמני למדידה ביוכימית. מיקרוסקופיית פיזור ראמאן מגורה (SRS) היא טכנולוגיית הדמיה כימית נטולת תוויות המאפשרת זיהוי מהיר וכמותי של שומנים בתאים חיים ברזולוציה תת-תאית. מכיוון שהניגוד מנוצל מתנודות מולקולריות מהותיות, מיקרוסקופיה SRS מאפשרת גם מעקב ארבע מימדי אחר שומנים בבעלי חיים. בעשור האחרון, מיקרוסקופיה SRS כבר בשימוש נרחב עבור הדמיה מולקולה קטנה במחקר ביו ולהתגבר על המגבלות העיקריות של כתמים פלואורסצנטיים קונבנציונליים ושיטות מיצוי השומנים. במעבדה, שילבנו מיקרוסקופיה SRS עם הכלים הגנטיים והביוכימיים הזמינים לאורגניזם המודל החזק, Caenorhabditis elegans, כדי לחקור את ההפצה וההטרוגניות של טיפות השומנים על פני תאים ורקמות שונים ובסופו של דבר לגלות מסלולי איתות שמורים חדשניים המווסתים את חילוף החומרים של השומנים. כאן, אנו מציגים את עקרונות העבודה ואת ההתקנה המפורטת של מיקרוסקופ SRS ולספק שיטות לשימוש בו לכימות אחסון השומנים בנקודות זמן התפתחותיות מובהקות של סוג פראי ואינסולין איתות מוטציה לקוי C. elegans.

איתות אינסולין הוא מסלול אנדוקריני חשוב המשפיע על התפתחות, רבייה, תוחלת חיים ומטבוליזם. בתולעים, איתות אינסולין מורכב כ 40 ליגנדים פפטיד דמויי אינסולין, אורתולוג קולטן פקטורי גדילה דמויי אינסולין DAF-2, במורד הזרם PI3K / AKT קינאז מפל, ואת אורתולוג גורם שעתוק FoxO, DAF-1620. מוטציות daf-2,</em...

Watch this Scientific Journal Video about Label-Free Imaging of Lipid Storage Dynamics in Caenorhabditis elegans using Stimulated Raman Scattering Microscopy at JoVE.com

Label-Free Imaging of Lipid Storage Dynamics in Caenorhabditis elegans using Stimulated Raman Scattering Microscopy

מיקרוסקופיית פיזור ראמאן מגורה (SRS) מאפשרת הדמיה סלקטיבית ונטולת תווית של moieties כימיים ספציפיים והיא שימשה ביעילות כדי לדמות מולקולות השומנים ב vivo. כאן, אנו מספקים היכרות קצרה עם העיקרון של מיקרוסקופיה SRS ומתארים שיטות לשימוש בו באחסון השומנים הדמיה ב Caenorhabditis elegans.

הדמיה ללא תווית של דינמיקת אחסון השומנים באלגנים של Caenorhabditis באמצעות מיקרוסקופיית פיזור ראמאן מגורה

Lipid metabolism is a fundamental physiological process necessary for cellular and organism health. Dysregulation of lipid metabolism often elicits ...

מיקרוסקופיית פיזור ראמאן מגורה היא טכנולוגיית הדמיה כימית המאפשרת גילוי מהיר וכמותי של שומנים ומאפשרת מעקב אחר שומנים בבעלי חיים באופן נטול תוויות. היתרון החשוב ביותר של מיקרוסקופיה SRS על פני טכניקות מסורתיות לגילוי שומנים הוא שזה תווית חינם ולכן, הוא לא בר קיימא כדי הלבנת צילום כמו פלואורסצנטיות אחרים וכתמים עניינים. השימוש במיקרוסקופיה SRS בשילוב עם הכלים הגנטיים והביוכימיים הזמינים עבור אורגניזמים מודל, במיוחד Caenorhabditis elegans מספק מסגרת רבת עוצמה לחקר הרגולטורים הרגילים של ביולוגיה של השומנים ומטבוליזם.כדי להזין קרני לייזר לתוך מיקרוסקופ SRS, הראשון, להגדיר את periscope כדי להרים את הקרן מיציאת מקור אור picosecond ליציאת כניסת לייזר אינפרא אדום בסורק של המיקרוסקופ ולפתוח את תוכנת בקרת הלייזר כדי להפעיל את הלייזרים. הורידו את כוח הלייזר של המשאבה ל-50 מילי-וואט והגדירו את אות המשאבה ל-750 ננומטר. השתמש מרחיב קרן כדי להתאים את קוטר הקרן כדי להתאים את הצמצם האחורי של מטרות מיקרוסקופ.השתמש בשתי מראות ממסר, M1 ו- M2, כדי להנחות את קרן הלייזר ל periscope ולהגדיר את הנהוני periscope במרכז טווח הכוונון. בחר את המיקום והזווית הראשוניים של כל מראה כך שקרן הלייזר תפגע בקירוב במרכז המראה כדי לשגר את הקרן למיקרוסקופ ולהשתמש ביציאה ריקה על הצריח האובייקטיבי של המיקרוסקופ כדי לבצע את יישור הקורס. הנח את גשוש מד הכוח ביציאה האובייקטיבית כדי למדוד את העוצמה של האור המשודר ולהגדיר את הסורק של המיקרוסקופ בזום הגבוה ביותר, 50X.למדוד את העוצמה של האור המועבר עם נקודת קרן לייזר ממוקדת לייעל את הידיות של מראות M1 ו M2 איטרטיבית כדי להשיג את כוח לייזר המשודר הגבוה ביותר. השתמש בכלי היישור כדי לבצע את היישור העדין של האור המשודר כדי לוודא שהנורית עוברת במרכז המטרה ולמקם את מכסה היישור של יעד הפלואורסצנטיות על המושב האובייקטיבי הריק. כוונן את הידיות של מראה ההיגוי הראשונה, M1, כדי למרכז את נקודת קרן הלייזר ולהציג את צינור ההרחבה עם מכסה היישור בקצה השני למושב אובייקטיבי ריק לניטור נקודת קרן הלייזר.לאחר מכן, כוונן את הידיות של מראת ההיגוי השנייה, M2, כדי למרכז שוב את נקודת קרן הלייזר בקצה השני של צינור ההרחבה. כדי להגדיר את מודול הזיהוי SRS, מקם קוביית מפצל קרן לאחר המסוף כדי לכוון את הלייזר המשודר למודול דיודה צילום. כדי להגדיר את חיבור האלקטרוניקה, השתמש אפנן אלקטרו אופטי מובנה ב 20 מגה הרץ בתוך לייזר picosecond כוונון מסוגל לווסת את עוצמת קרן סטוקס ולהאכיל את אות הפלט של דיודה צילום לתוך מגבר נעילה ב עבור demodulation של אובדן ראמאן מגורה.לאחר מכן, הזן את פלט מגבר הנעילה לתיבה האנלוגית של המיקרוסקופ כדי להמיר את האות האנלוגי החשמלי לאות דיגיטלי. כדי למטב את תנאי ההדמיה, הוסיפו חמישה מיקרוליטרים של חומצה אולאית לתא שקופיות זעיר של מיקרוסקופ וכסו את הדגימה בתעודת כיסוי. מניחים את הדגימה על שלב המיקרוסקופ ומשתמשים בקצה הכרית כדי לאתר ולהתמקד בטיפה.כוונן את המדחף לתאורה של קולר והשתמש בכרטיס חיישן אינפרא-אדום ובמציג אינפרא-אדום כדי לבדוק אם נתיב קרן המשאבה עדיין נכון. ודא כי שלב ההשהיה מוגדר לאפס femtoseconds ולהגדיר את אורך הגל קרן המשאבה ל 795.8 ננומטר. כוון את העוצמה של קרן המשאבה ל-50 מילי-וואט והכוון את קרן סטוק ל-100 מילי-וואט.פתח את התריס עבור שתי הקורות, כמו גם את התריס הראשי של הלייזר. סרוק את הדגימה ובדוק את התמונה על מסך המחשב. שנה את מצב התצוגה לשפל גבוה והתאם את הטווח כך יראה רוויה של כ- 50%.בדקו אם הרוויה ממורכזת בתמונה, תוך התאמה קפדנית של מראות ההיגוי בתוך מערכת הלייזר המכווננת לפיקוסקונד לחפיפה ממוטבת של המשאבה והסטוקס כדי למקסם את עוצמת התמונה ולמרכז את עוצמת השיא לפי הצורך. לפני כל הפעלת הדמיה, הוסף 100 מיקרוליטרים של 2%agarose חמים לשקופית זכוכית נקייה הממוקמת בין שקופיות תמיכה עם שתי שכבות של קלטת מעבדה והנח במהירות שקופית שנייה מעל השקופית הראשונה. לחוץ בעדינות כדי ליצור כרית agarose דק, אפילו, ולאפשר agarose להתקרר.כדי להרכיב את התולעים להדמיה, הניחו טיפת 4-5 מיקרוליטר של חומר הרדמה לכל 10 עד 20 תולעים על תלוש כיסוי והשתמשו במיקרוסקופ ניתוק כדי לבחור את התולעים לצילום, תוך הנחת התולעים על טיפת ההרדמה בזמן איסוףן. כאשר כל התולעים נאספו, לכסות את התולעים עם שקופית הזכוכית עם כרית agarose. להדמיה, התקן את דגימת התולעת עם החלקת הכיסוי מול העדשה האובייקטיבית והפנה את מקור אור השדה הבהיר אל העינית כדי לאתר את התולעים.להביא את התולעים לפוקוס ולהתאים את מיקום המקדם בהתאם. כוונן את כוחות הלייזר על-ידי הגדרת עוצמת הלייזר של המשאבה ל- 200 מילי-וואט ואת עוצמת האי-ר-וואט ל- 400 מילי-וואט. הגדר את מגבר הנעילה להורדה בדרגה של אות ה-SRS של התולעת.התחל לסרוק את התולעת הראשונה בקצב סריקה מהיר, תוך התאמת המיקוד העדין כדי למצוא את תחום העניין. לאחר אופטימיזציה של האות, עבור לקצב סריקה איטי יותר ולרזולוציית פיקסלים גבוהה יותר כדי להשיג את תמונת ה- SRS ולשמור את התמונה בתבנית המאפשרת רזולוציה גבוהה. לאחר שכל הדגימות תצויד, הנח את מקור הלייזר במצב המתנה וכבה את כל הציוד המשויך.כדי לנתח את התמונות, פתח את הקבצים ב- ImageJ ובחר נתח והגדר מידות כדי לבחור את המאפיינים שיש לנתח. השתמש בכלי בחירת המצולע כדי לתאר את האזור של מעי התולעת לכימות ולחץ על לנתח ולמדוד שוב. המידות יופיעו בחלון התוצאות.לאחר שכל התולעים תוארו, העתק והדבק את המידות עבור כל אחת מהתולעים בגנוטיפ נתון לתוך גיליון אלקטרוני. עבור ערך מדידת הרקע, בחר אזור בקרבת התולעת שאין לו אות SRS והפחת את ערך האפור הממוצע ברקע מהמדידה עבור כל תולעת בודדת כדי לחשב את הממוצע וסטיית התקן של הרקע חיסור ערכי אפור ממוצעים מכל התולעים בקבוצת גנוטיפ או קבוצת בדיקה נתונה. לאחר מכן ניתן לנרמל ערכים אלה לממוצע של קבוצת הביקורת.בניתוח מייצג זה, רמות השומנים במעיים בתולעים מסוג בר מסונכרנות לגיל ומוטנטים daf-2 חסר קולטן האינסולין היו מכמתים במהלך הבגרות. כצפוי, ירידה ברמות השומנים נצפתה בתולעים מסוג בר, החל מהיום הראשון וממשיכה עד היום התשיעי לבגרות. עם זאת, רמות השומנים במוטנטים daf-2 עולות עד גיל חמישה ימים, ובשלב זה הן נשארות קבועות בערך פי 2.5 עד 3 גבוה יותר מסוג הפרא.חוסר פעילות Daf-16 מדכא את העלייה ברמות השומנים של מוטציות daf-2. ביטוי של daf-16a a או daf-16b isoform ב daf-2, מוטציות כפולות daf-16 אינו משחזר את רמות השומנים. הביטוי של isoform daf-16d/f/h, עם זאת, מספיק כדי לשחזר את רמות השומנים ב daf-2, daf-16 מוטציות כפולות לרמות שנצפו מוטציות יחיד daf-2.תוצאות אלו מצביעות על כך שהאיזופורם daf-16d/f/h מווסת באופן ספציפי את חילוף החומרים של השומנים בתולעים מוטנטיות daf-2. חשוב להשתמש באותו כוח לייזר עבור משאבה וקרני סטוקס לאורך כל מפגש ההדמיה ולכלול קבוצת ביקורת בכל שש וארבעה כימות עקבי. בנוסף לכימות אחסון השומנים, מיקרוסקופיה SRS ניתן לשלב עם תגי bioorthogonal, כגון deuterium, ומיושם כדי לדמיין את הדינמיקה של שילוב השומנים, סינתזה והשפלה.מיקרוסקופיה SRS מאפשר מולטיפלקסים והוא יכול להיות מיושם כדי תמונה ביומולקולות מרובות בתאים תת תאיים שונים. מה שנקרא מיקרוסקופ SRS היפרספקטרלי יש עתיד גדול לחקור את הדינמיקה המטבולית.

Research

JoVE Journal

Biology

Label-Free Imaging of Lipid Storage Dynamics in Caenorhabditis elegans using Stimulated Raman Scattering Microscopy

Label-free in situ Imaging of Lignification in Plant Cell Walls

Label-free in situ Imaging of Lignification in Plant Cell Walls

ללא תווית באתרו הדמיה של Lignification בתוך קירות התא הצמח

Meeting growing energy demands safely and efficiently is a pressing global challenge. Therefore, research into biofuels production that seeks to find ...

Differential Imaging of Biological Structures with Doubly-resonant Coherent Anti-stokes Raman Scattering (CARS)

Differential Imaging of Biological Structures with Doubly-resonant Coherent Anti-stokes Raman Scattering CARS

דיפרנציאל הדמיה של מבנים ביולוגיים עם פיזור כפליים-התהודה אנטי סטוקס קוהירנט ראמאן (CARS)

Coherent Raman imaging techniques have seen a dramatic increase in activity over the past decade due to their promise to enable label-free optical imaging ...

Time-lapse Microscopy of Early Embryogenesis in Caenorhabditis elegans

Time-lapse Microscopy of Early Embryogenesis in Caenorhabditis elegans

זמן לשגות מיקרוסקופית של העובר בשלב מוקדם Caenorhabditis elegans

Caenorhabditis elegans has often been used as a model system in studies of early developmental processes.  The transparency of the 
embryos, the genetic ...

Basic Caenorhabditis elegans Methods: Synchronization and Observation

Basic Caenorhabditis elegans Methods: Synchronization and Observation

בסיסי<em&gt; Caenorhabditis elegans</em&gt; שיטות: סנכרון תצפית

Research into the molecular and developmental biology of the nematode Caenorhabditis elegans was begun in the early seventies by Sydney Brenner and it has ...

Prostaglandin Extraction and Analysis in Caenorhabditis elegans

Prostaglandin Extraction and Analysis in Caenorhabditis elegans

הפקה וניתוח בפרוסטגלנדין<em&gt; Elegans Caenorhabditis</em

Caenorhabditis elegans is emerging as a powerful animal model to study the biology of lipids1-9. Prostaglandins are an important class of eicosanoids, ...

Using Caenorhabditis elegans as a Model System to Study Protein Homeostasis in a Multicellular Organism

Using Caenorhabditis elegans as a Model System to Study Protein Homeostasis in a Multicellular Organism

The folding and assembly of proteins is essential for protein function, the long-term health of the cell, and longevity of the organism. Historically, the ...

Quantification of Lipid Abundance and Evaluation of Lipid Distribution in Caenorhabditis elegans by Nile Red and Oil Red O Staining

Quantification of Lipid Abundance and Evaluation of Lipid Distribution in Caenorhabditis elegans by Nile Red and Oil Red O Staining

כימות של השומנים לשפע, הערכה של השומנים הפצה Caenorhabditis elegans ע י הנילוס אדום אדום שמן מכתים O

Caenorhabditis elegans is an exceptional model organism in which to study lipid metabolism and energy homeostasis. Many of its lipid genes are conserved ...

Measurement of Oxygen Consumption Rates in Intact Caenorhabditis elegans

Measurement of Oxygen Consumption Rates in Intact Caenorhabditis elegans

מדידה של קצב הצריכה של חמצן בשלם Caenorhabditis elegans

Optimal mitochondrial function is critical for healthy cellular activity, particularly in cells that have high energy demands like those in the nervous ...

Oligomerization Dynamics of Cell Surface Receptors in Living Cells by Total Internal Reflection Fluorescence Microscopy Combined with Number and Brightness Analysis

ליגריזציה דינמיקה של קולטני פני שטח תא בתאי חיים על ידי סך הכל השתקפות פנימית מיקרוסקופ פלואורסצנטית בשילוב עם ניתוח מספר ובהירות

Despite the importance and ubiquity of receptor oligomerization, few methods are applicable for detecting clustering events and measuring the degree of ...

Using Caenorhabditis elegans to Screen for Tissue-Specific Chaperone Interactions

Using Caenorhabditis elegans to Screen for Tissue-Specific Chaperone Interactions

שימוש באלגנים של Caenorhabditis למסך עבור אינטראקציות ממלווים ספציפיות לרקמות

Correct folding and assembly of proteins and protein complexes are essential for cellular function. Cells employ quality control pathways that correct, ...