Georgia-Technologie-Wissenschaftler Entwickeln Microfluidic-Einheit, um Hunderte von den Fliegen-Embryos Zu Orientieren

Published on December 27, 2010 at 3:49 AM

Forscher haben eine microfluidic Einheit entwickelt, die automatisch Hunderte von der Fruchtfliege und von anderen Embryos orientiert, um sie für Forschung vorzubereiten.

Die Einheit könnte die Studie solcher Punkte wie ermöglichen, wie Organismen ihre komplexen Zellen von den Einzelzellen entwickeln -- einer der faszinierendsten Aspekte der Biologie.

Wissenschaftler wissen, dass unter einem Embryo erste bedeutende Entwicklungen die Einrichtung seines dorsoventral Schwerpunkts ist, der von seinem zurück zu seinem Bauch ausgeführt wird. Bestimmung, wie diese Schwerpunktsentwicklung aufklappt -- speziell das Vorhandensein und der Einbauort von Proteinen während des Prozesses -- benötigt die Fähigkeit überwachen gleichzeitig viele Embryos mit verschiedenen genetischen Hintergründen an einigen Zeitpunkten.

„Das Montieren und das Analysieren des Signalisierens und der transcriptional Muster des dorsoventral Schwerpunkts benötigt gewöhnlich die manuelle Manipulation von einzelnen Embryos, sie an ihren Enden zu stehen und macht ihn schwierig, Hochdurchsatz Experimente zu leiten, die beträchtliche Ergebnisse statistisch erzielen können,“ sagten Fall Lu, ein außerordentlicher Professor in der Georgia-Technologie-Schule der Chemischen u. Biomolekularen Technik.

Um umfangreiche quantitative Analysen von Proteinpositionsinformationen entlang dem dorsoventral Schwerpunkt zu aktivieren, konstruierte Lu eine microfluidic Einheit der zuverlässig und robust mehrere Hundert Embryos in gerade einigem Protokoll orientiert.

Details der Einheitsauslegung und -ergebnisse von den Machbarkeitsnachweisexperimenten mit Fruchtfliegenembryos wurden in der Voronlineausgabe Am 26. Dezember der Zapfen Natur-Methoden veröffentlicht. Dieses Projekt wurde durch die National Science Foundation, die Nationalen Institute der Gesundheit, den Alfred P. Sloan Foundation und das Du Pont Junge Professorprogramm unterstützt.

Lu konstruierte und fabrizierte die Einheit mithilfe Kwanghun Chung und Emily-Klingel, die an dem Projekt als Georgia-Technologieabsolvent und -Undergraduate-Studenten arbeiteten, beziehungsweise. Fabriziert vom polydimethylsiloxane (PDMS), ist die kompakte Einheit die Größe eines Objektträgers und enthält ungefähr 700 Fallen für Embryos, die geformt wie Reiskorn aber an Größe kleiner sind.

In Kraft, fließt Flüssigkeit einen en-förmig Kanal „S“ breit genug für Embryos jeder möglicher Orientierung durch, um sich durch sie leicht zu bewegen. Die Flüssigkeit richtet effizient die Embryos auf die Fallen, beim Fegen heraus von besonders und unsachgemäß aufgefangenen Embryos.

„Das Flussmuster erhöhte beträchtlich die Frequenz, an der Embryos die Fallen in Kontakt brachten und in sie belastet wurden,“ erklärter Lu. „Experimentell, fanden wir, dass im Durchschnitt 90 Prozent der Embryos in der Einheit eingeschlossen wurden, die für Studien wertvoll ist, die haben nur eine geringe Anzahl erhältliche Embryos.“

Wenn ein Embryo einer leeren Falle sich nähert, erfährt sie ungleichmäßigen Druck und Schere von der umgebenden Flüssigkeit. Die resultierende Kraft schlägt den Embryo vertikal leicht und schiebt ihn in die zylinderförmige Falle in einer aufrechten Stellung, mit seinem dorsoventral Schwerpunkt ein, der zu Boden parallel ist. Der Embryo wird dann innerhalb der Falle, ohne irgendeinen Bedarf an der Benutzerintervention oder -regelung befestigt. Verriegelung-im Merkmal erlaubt, dass die Einheit, vom Rest der Kleinteile und für Darstellung oder von der Speicherung mit den eingeschlossenen Embryos getrennt zu werden transportiert wird.

„Bei einem Punkt, sendeten wir eine microfluidic Embryoblockierreiheneinheit voll von aufgefangenen Fruchtfliegenembryos zu unseren Mitarbeitern an der Universität von Princeton, und nach Ankunft, waren die Embryos in ihren verschlossenen Fallen noch aufrecht,“ sagte Lu.

Um die Fähigkeiten der Einheit zu zeigen, arbeitete Lu mit Stanislav Shvartsman, ein außerordentlicher Professor in der Abteilung der Chemischen und Biologischen Technik an der Universität von Princeton und an seinem Studenten im Aufbaustudium Yoosik Kim zusammen. Die Princeton-Forscher verwendeten die Einheit, um Steigungen von den Signalisierenmolekülen mengenmäßig zu bestimmen, die morphogens in örtlich festgelegten Embryos genannt wurden und verwendeten sie auch, um Kernabteilungen in den Liveembryos zu überwachen.

In einem Experiment bestimmten die Princeton-Forscher den räumlichen Umfang einer Verteilung des Rückenwirbels, ein Übertragungsfaktor, der das dorsal-zu-ventrale Kopieren des Taufliegenembryos initialisiert. Sie zeigten auch, dass diese Steigung zwischen den wild-artigen und Mutantembryos quantitativ verglichen werden könnte.

„Die Blockierreiheneinheit lieferte einen bedeutenden Anstieg in der Anzahl von örtlich festgelegten und Liveembryos, die wir Bild gleichzeitig könnten und uns erlaubt, zum von Punkten von Zinsen zu den Entwicklungsbiologen genau heute zu lösen,“ erklärte Lu.

In der Zukunft sollten Wissenschaftler in der Lage sein, die microfluidic Einheit für Studien der Musterentstehung und der Morphogenese in anderen vorbildlichen Organismen, wie zebrafish oder Endlosschraubenembryos anzupassen. Ergebnisse jener Studien sind zur wissenschaftlichen Gemeinschaft wichtig, weil viele Gene, die Entwicklung steuern, in den Endlosschrauben, in den Fruchtfliegen und in den Säugetieren ähnlich sind.

Quelle: Anstieg

Last Update: 11. January 2012 15:03

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