Le sonde Microscopiche semplificano il trattamento di misurazione dei segnali elettrici in piccoli animali

Le sonde Microscopiche sviluppate alla Rice University hanno semplificato il trattamento di misurazione dell'attività elettrica in diverse celle di piccoli animali vivi. La tecnica permette che un singolo animale come un verme sia esaminato ripetutamente e che potrebbe rivoluzionare la raccolta dati per la caratterizzazione e le interazioni della droga di malattia.

Il laboratorio del Riso di elettrico e dell'ingegnere informatico Jacob Robinson ha inventato “gli stendiment elettrodici sospesi nanoscale„ -- aka nano-Lance -- per dare i ricercatori accedono a ai segnali elettrofisiologici dalle celle di piccoli animali senza ferirli. Le Nano-Lance sostituiscono gli elettrodi di vetro della pipetta che devono essere allineato a mano ogni volta essi sono usati.„

Uno dei gravi ostacoli sperimentali nello studio il comportamento sinaptico e delle malattie degeneranti che pregiudicano la sinapsi sta realizzando le misure elettriche a quelle sinapsi,„ Robinson ha detto. “Precisiamo per studiare i grandi gruppi di animali nell'ambito dei lotti delle circostanze differenti per schermare le droghe o verificare i fattori genetici differenti che si riferiscono agli errori nella segnalazione a quelle sinapsi.„

La ricerca è dettagliata questa settimana in Nanotecnologia della Natura.

Il primo lavoro a Riso messo a fuoco su di alta qualità, caratterizzazione elettrica di Robinson di alto-capacità di lavorazione di diverse celle. La nuova piattaforma adatta il concetto per sondare le celle di superficie dei nematodi, vermi che compongono 80 per cento di tutti gli animali su Terra.

La Maggior Parte di che cosa è conosciuto circa attività di muscolo e la trasmissione sinaptica nei vermi viene dai pochi studi che hanno utilizzato con successo le pipette di vetro manualmente state allineate per misurare l'attività elettrica dalle diverse celle, Robinson ha detto. Tuttavia, questa tecnica del morsetto di toppa richiede che richiede tempo e l'intervento di alta chirurgia che potrebbero pregiudicare negativamente i dati che sono riuniti dai piccoli animali della ricerca.

La piattaforma sviluppata tramite i lavori di gruppo di Robinson qualcosa gradisce una cabina di tributo per i vermi di viaggio. Mentre ogni animale attraversa un canale stretto, temporaneamente è vincolato e stampato contro una o parecchia nano-LANCIA che penetrano il suo muscolo della parete corporea e registrano l'attività elettrica dalle celle vicine. Che l'animale poi è rilasciato, il seguente è catturato e misurato, ecc. Robinson ha detto l'unità rivelata molto più velocemente usare che le tecniche di misura elettrofisiologiche tradizionali delle cellule.

Le nano-Lance sono create facendo uso delle procedure del deposito e fascio di elettroni o fotolitografia di sottili pellicole standard e possono essere fatte da meno di 200 nanometri spesso a più di 5 micron, secondo la dimensione dell'animale da provare. Poiché le nano-Lance possono essere da costruzione su silicio o su vetro, la tecnica si combina facilmente con microscopia di fluorescenza, Robinson ha detto.

Gli animali adatti a sondaggio con una nano-LANCIA possono essere grandi quanto parecchi millimetri, come la hydra, i cugini delle meduse e l'argomento di studio imminente. Ma i nematodi conosciuti come i elegans di Caenorhabditis erano pratici per parecchie ragioni: In Primo Luogo, Robinson ha detto, sono abbastanza piccole essere compatibili con le unità e gli elettrodi microfluidic del nanowire. In Secondo Luogo, c'era molto loro giù il corridoio al laboratorio del collega Weiwei Zhong, che del Riso studia i nematodi come trasparenti, modelli facilmente manipolati per segnalare le vie che sono comuni a tutti gli animali.

“Ho usato per lanciare a partire dall'elettrofisiologia di misurazione perché il metodo convenzionale di pressione di toppa è così tecnicamente provocatorio,„ ho detto Zhong, un assistente universitario della biochimica e della biologia cellulare ed il co-author del documento. “Soltanto alcuni dottorandi o postdocs possono farlo. Con l'unità di Jacob, anche uno studente universitario può misurare l'elettrofisiologia.„

“Questo ingrana piacevolmente la alto-capacità di lavorazione phenotyping che fa,„ Robinson ha detto. “Può ora correlare i fenotipi locomotivi con attività alle celle di muscolo. Crediamo che saranno utili da studiare le malattie degeneranti concentrate intorno alle giunzioni neuromuscolari.„

Infatti, i laboratori hanno cominciato agire in tal modo. “Ora stiamo usando questa impostazione per profilare i vermi con i modelli neurodegenerative di malattia quale Parkinson e schermo per le droghe che diminuiscono i sintomi,„ Zhong ha detto. “Questo non sarebbe possibile facendo uso del metodo convenzionale.„

Le prove Iniziali sui modelli dei elegans del C. per la sclerosi laterale amiotrofica e la Malattia del Parkinson hanno rivelato per la prima volta le chiare differenze nelle risposte elettrofisiologiche fra i due, i ricercatori riferiti. Verificare l'efficacia delle droghe sarà aiutato dalla nuova capacità di studiare i piccoli animali per i lungi periodi. “Che Cosa possiamo fare per la prima volta, è lo sguardo ad attività elettrica su un lungo periodo di tempo e scopre gli schemi di comportamento interessanti,„ Robinson ha detto.

Alcuni vermi sono stati studiati per fino ad un'ora ed altri sono stati provati i giorni multipli, hanno detto l'autore principale Daniel Gonzales, un dottorando del Riso nel laboratorio di Robinson che ha assunto il controllo di branco dei nematodi tramite le unità microfluidic.

“Era in qualche modo più facile del lavorando con le celle isolate perché i vermi sono più grandi ed equo solidi,„ Gonzales ha detto. “Con le celle, se c'è troppa pressione, muoiono. Se colpiscono una parete, muoiono. Ma i vermi sono realmente solidi, in modo da era appena un aspetto di arrivarli su contro gli elettrodi e di conservazione loro.„

Il gruppo ha costruito le schiere microfluidic con i canali multipli che hanno permesso le prove di molti nematodi immediatamente. In confronto alle tecniche dipressione che limitano i laboratori a studiare circa un animale all'ora, Robinson ha detto che il suo gruppo ha misurato l'altrettanto come 16 nematodi all'ora.

“Poiché questo è ad una tecnologia basata a silicio, facente le schiere e producente le camere della registrazione in numeri alti si trasforma in in una possibilità reale,„ ha detto.

Sorgente: http://news.rice.edu/2017/04/17/nano-spears-gently-measure-electrical-signals-in-small-animals/