Name: direct force measurements of subcellular mechanics in confinement using optical tweezers
Uploaded: 2021-08-31T13:00:00
Duration: 9 min 56 s
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<p class="jove_content">एमके योजना Nacional (PGC2018-097882-A-I00), FEDER (EQC2018-005048-P), Severo Ochoa कार्यक्रम के माध्यम से अर्थव्यवस्था और प्रतिस्पर्धा के स्पेनिश मंत्रालय से वित्तीय सहायता स्वीकार करता है अनुसंधान और विकास में उत्कृष्टता के केंद्रों के लिए (CEX2019-000910-S; RYC-2016-21062), Fundació Privada Cellex, Fundació Mir-Puig से, और CERCA और अनुसंधान कार्यक्रम (2017 SGR 1012) के माध्यम से Generalitat de Catalunya से, ERC (MechanoSystems) और HFSP (CDA00023/2018) के माध्यम से वित्त पोषण के अलावा। वी.आर. EMBL साझेदारी के लिए स्पेनिश विज्ञान और नवाचार मंत्रालय से समर्थन को स्वीकार करता है, Centro de Excelencia Severo Ochoa, MINECO की योजना Nacional (BFU2017-86296-P, PID2020-117011GB-I00) और Generalitat de Catalunya (CERCA)। वी.वी. यूरोपीय संघ के क्षितिज 2020 अनुसंधान और नवाचार कार्यक्रम द्वारा वित्त पोषित ICFOstepstone पीएचडी कार्यक्रम से मैरी Skóodowska-Curie अनुदान समझौते 665884 के तहत समर्थन स्वीकार करता है। हम पांडुलिपि के महत्वपूर्ण पढ़ने के लिए Arnau Farré को धन्यवाद देते हैं; 24 एचपीएफ भ्रूण की इमेजिंग और बढ़ते के साथ मदद के लिए मारिया मार्सल और; Zebrafish micronjections के साथ समर्थन के लिए Senda Jiménez-Delgado।</p>

<p class="jove_content">लेखकों के पास खुलासा करने के लिए कुछ भी नहीं है।</p>

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>#1.5 22 mm cover glasses</td>
			<td>Ted Pella</td>
			<td>260148</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>#1.5 22x60 mm Coverglasses</td>
			<td>Ted Pella</td>
			<td>260152</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>#1.5H glass bottom dishes</td>
			<td>Willco</td>
			<td>GWST-5040</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10-um beads</td>
			<td>Supelco</td>
			<td>72986</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1-mm glass capillaries</td>
			<td>Harvard Apparatus</td>
			<td>30-0020 GC100F-15</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1-um polystyrene microbeads</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>89904</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1-um red-fluorescent beads</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td>F8816</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Agar</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td>16500500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aqcuisition cameras sCMOS</td>
			<td>Andor</td>
			<td>Sona-4BV11-UNI</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Auxiliary camera (Figure 3, AUX)</td>
			<td>Blackfly, FLIR</td>
			<td>BFS-U3-200S6M-C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Calbryte 520</td>
			<td>AAT Bioquest</td>
			<td>520 AM</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifuge</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>5453000011</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Concanavalin A</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>C5275</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMEM</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>D2906</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DNA-Hoechst</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td>33342</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Double scotch tape</td>
			<td>Biesse Adesivi</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>E3</td>
			<td>5 mM NaCl. 0.17 mM KCl. 0.33 mM CaCl2. 0.33 mM MgSO4</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Eclipse Ti2</td>
			<td>Nikon</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Forceps</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>11252-20</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GPI-GFP</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>H2A-mCh</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Image acquisition software</td>
			<td>Fusion-Andor</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Immersion Oil</td>
			<td>Cargille</td>
			<td>Type B: 16484</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IR protection googles</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>LG1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lap2b-eGFP</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micro loader pipette</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>GELoader</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microinjector</td>
			<td>World Precision Instruments</td>
			<td>SYS-PV820</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MicroManager 2.0</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micromiter slide</td>
			<td>ID5243 GXMGRAT-5 5mm/100 divisions</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mineral oil</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>M3616</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Motorized stage</td>
			<td>ASI</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Needle puller</td>
			<td>Sutter instrument Co.</td>
			<td>Model P-97</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Optical tweezers platform</td>
			<td>Impetux Optics</td>
			<td>Sensocell</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>OTs software (LightAce)</td>
			<td>Impetux Optics</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PDMS</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>Sylgard 184</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PDMS Curing agent</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>Sylgard 184</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Post processing software (Matlab)</td>
			<td>Mathworks</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RNAse free water</td>
			<td>Thermofisher</td>
			<td>AM9937</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Short-pass dichroic mirror (Figure 3, IR-F)</td>
			<td>Semrock</td>
			<td>FF01-950/SP-25</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spin-coater</td>
			<td>Specialty Coating Systems</td>
			<td>Spincoat G3P-8</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spinning-disk confocal microscope</td>
			<td>Andor</td>
			<td>DragonFly 502</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereomicroscope</td>
			<td>Leica M80</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triangular microinjection mold</td>
			<td>Adaptive Science Tools</td>
			<td>TU1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Universal oven</td>
			<td>Memmert</td>
			<td>UNB 200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Water immersion objective</td>
			<td>Nikon</td>
			<td>MRD07602</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

direct force measurements of subcellular mechanics in confinement using optical tweezers

<p class="jove_content">एक बहुकोशिकीय जीव के विकास के दौरान, एक एकल निषेचित कोशिका विभाजित होती है और विविध कार्यों के साथ कई ऊतकों को जन्म देती है। ऊतक morphogenesis एकल सेल स्तर पर आणविक और संरचनात्मक परिवर्तनों के साथ हाथ में चला जाता है जिसके परिणामस्वरूप उपकोशिकीय यांत्रिक गुणों की विविधताएं होती हैं। नतीजतन, यहां तक कि एक ही सेल के भीतर, विभिन्न ऑर्गेनेल और डिब्बे यांत्रिक तनाव के लिए अलग-अलग विरोध करते हैं; और mechanotransduction pathways सक्रिय रूप से उनके यांत्रिक गुणों को विनियमित कर सकते हैं। ऊतक आला के माइक्रोएन्वायरमेंट के अनुकूल होने के लिए एक सेल की क्षमता इस प्रकार यांत्रिक तनावों को समझने और प्रतिक्रिया करने की क्षमता के कारण भाग में है। हमने हाल ही में एक नया मेकेनोसेंसेशन प्रतिमान प्रस्तावित किया है जिसमें परमाणु विरूपण और पोजिशनिंग एक सेल को भौतिक 3 डी वातावरण को मापने में सक्षम बनाता है और सेल के आकार में परिवर्तन को डिकोड करने के लिए प्रोप्रियोसेप्शन की भावना के साथ सेल को संपन्न करता है। इस लेख में, हम उन बलों और भौतिक गुणों को मापने के लिए एक नई विधि का वर्णन करते हैं जो जीवित कोशिकाओं के अंदर सेल नाभिक को आकार देते हैं, जो अनुयायी कोशिकाओं और यांत्रिक रूप से सीमित कोशिकाओं पर उदाहरण देते हैं। माप को कोशिकाओं के अंदर ऑप्टिकल ट्रैप के साथ गैर-आक्रामक रूप से किया जा सकता है, और बल सीधे प्रकाश गति के अंशांकन-मुक्त पहचान के माध्यम से सुलभ होते हैं। यह कोशिका सतह विरूपण से स्वतंत्र रूप से नाभिक के यांत्रिकी को मापने और बहिर्ग्रहणशील और इंटरोसेप्टिव मेचानोट्रांसडक्शन मार्गों के विच्छेदन की अनुमति देता है। महत्वपूर्ण रूप से, ट्रैपिंग प्रयोग को साइटोस्केलेटन, कैल्शियम आयनों या परमाणु आकृति विज्ञान के प्रतिदीप्ति इमेजिंग का उपयोग करके सेलुलर प्रतिक्रिया और उपकोशिकीय गतिशीलता की जांच करने के लिए ऑप्टिकल माइक्रोस्कोपी के साथ जोड़ा जा सकता है। प्रस्तुत विधि लागू करने के लिए सीधी है, बल माप के लिए वाणिज्यिक समाधानों के साथ संगत है, और आसानी से अन्य उपकोशिकीय डिब्बों के यांत्रिकी की जांच करने के लिए विस्तारित किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, माइटोकॉन्ड्रिया, तनाव-फाइबर और एंडोसोम।</p>

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Direct Force Measurements of Subcellular Mechanics in Confinement using Optical Tweezers

<p class="jove_content">यहां, हम एक ऑप्टिकल ट्रैप द्वारा प्रत्यक्ष बल माप के साथ तीन आयामी कारावास में अलग-थलग भ्रूण जेब्राफ़िश कोशिकाओं के इंट्रासेल्युलर यांत्रिक गुणों की जांच करने के लिए एक प्रोटोकॉल प्रस्तुत करते हैं।</p>

ऑप्टिकल चिमटी का उपयोग कर कारावास में उपकोशिकीय यांत्रिकी के प्रत्यक्ष बल माप

During the development of a multicellular organism, a single fertilized cell divides and gives rise to multiple tissues with diverse functions. Tissue ...

Research

JoVE Journal

Developmental Biology

Direct Induction of Hemogenic Endothelium and Blood by Overexpression of Transcription Factors in Human Pluripotent Stem Cells

मानव स्टेम कोशिकाओं में प्रतिलेखन कारक की overexpression द्वारा प्रत्यक्ष Hemogenic endothelium के प्रेरण और रक्त

During development, hematopoietic cells arise from a specialized subset of endothelial cells, hemogenic endothelium (HE). Modeling HE development in vitro ...

Using Isolated Mitochondria from Minimal Quantities of Mouse Skeletal Muscle for High throughput Microplate Respiratory Measurements

उच्च throughput के Microplate श्वसन माप के लिए माउस कंकाल की मांसपेशी की कम मात्रा से माइटोकॉन्ड्रिया पृथक का उपयोग

Skeletal muscle mitochondria play a specific role in many disease pathologies. As such, the measurement of oxygen consumption as an indicator of ...

Imaging Subcellular Structures in the Living Zebrafish Embryo

लिविंग zebrafish भ्रूण में subcellular संरचनाओं इमेजिंग

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

Analysis of Zebrafish Kidney Development with Time-lapse Imaging Using a Dissecting Microscope Equipped for Optical Sectioning

समय चूक इमेजिंग एक विदारक माइक्रोस्कोप का उपयोग के साथ Zebrafish गुर्दे का विकास का विश्लेषण ऑप्टिकल सेक्शनिंग के लिए लैस

In order to understand organogenesis, the spatial and temporal alterations that occur during development of tissues need to be recorded. The method ...

Protocol for the Direct Conversion of Murine Embryonic Fibroblasts into Trophoblast Stem Cells

ट्रोफोब्लास्ट स्टेम कोशिकाओं में Murine भ्रूण fibroblasts की प्रत्यक्ष रूपांतरण के लिए प्रोटोकॉल

Trophoblast stem cells (TSCs) arise as a consequence of the first cell fate decision in mammalian development. They can be cultured in vitro, retaining ...

Subcutaneous Neurotrophin 4 Infusion Using Osmotic Pumps or Direct Muscular Injection Enhances Aging Rat Laryngeal Muscles

चमड़े के नीचे न्यूरोट्रोफिन 4 आसमाटिक पंप्स या डायरेक्ट पेशी इंजेक्शन का उपयोग करने वाली आसव

Laryngeal dysfunction in the elderly is a major cause of disability, from voice disorders to dysphagia and loss of airway protective reflexes. Few, if ...

Probing Cell Mechanics with Bead-Free Optical Tweezers in the <em>Drosophila</em> Embryo

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

<em>Drosophila</em> भ्रूण में मनका मुक्त ऑप्टिकल चिमटी के साथ सेल यांत्रिकी की जांच

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

Visualizing the Node and Notochordal Plate In Gastrulating Mouse Embryos Using Scanning Electron Microscopy and Whole Mount Immunofluorescence

Gastrulating माउस में नोड और Notochordal प्लेट visualizing इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी और पूरे माउंट इम्यूनोफ्लोरेसेंस का उपयोग कर भ्रूण

The post-implantation mouse embryo undergoes major shape changes after the initiation of gastrulation and morphogenesis. A hallmark of morphogenesis is ...

Direct Lineage Reprogramming of Adult Mouse Fibroblast to Erythroid Progenitors

वयस्क माउस के प्रत्यक्ष वंश reprogramminging Fibroblast करने के लिए Erythroid Progenitors

Erythroid cell commitment and differentiation proceed through activation of a lineage-restricted transcriptional network orchestrated by a group of cell ...

Isotropic Light-Sheet Microscopy and Automated Cell Lineage Analyses to Catalogue Caenorhabditis elegans Embryogenesis with Subcellular Resolution

समदैशिक प्रकाश-शीट माइक्रोस्कोपी और स्वचालित कोशिका वंश का विश्लेषण करने के लिए सूचीपत्र caभयावहता हैडिटिस एलिगेंस भ्रूणोद्भव subcellular संकल्प के साथ

Caenorhabditis elegans (C. elegans) stands out as the only organism in which the challenge of understanding the cellular origins of an entire nervous ...