Site Sponsors
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions

Georgia Tech forskare att utveckla mikroflödessystem enhet till Orient Hundratals Fly embryon

Published on December 27, 2010 at 3:49 AM

Forskare har utvecklat en mikroflödessystem anordning som automatiskt orienterar hundratals fruktflugor och andra embryon för att förbereda dem för forskning.

Enheten skulle kunna underlätta studier av sådana frågor som hur organismer utvecklar sin komplexa strukturer från enstaka celler - en av de mest fascinerande aspekterna av biologi.

Forskarna vet att det bland en embryots första stora utvecklingen är etableringen av sin dorsoventral axel, som går från ryggen till buken. Bestämma hur denna axel utveckling utvecklar sig - speciellt närvaro och lokalisering av proteiner under processen - kräver förmåga att samtidigt övervaka ett stort antal embryon med olika genetisk bakgrund vid flera tidpunkter.

"Insamling och analys av signal-och transkriptionella mönster av dorsoventral axeln vanligtvis kräver manuell hantering av enskilda embryon att stå dem på högkant, vilket gör det svårt att bedriva hög kapacitet experiment som kan uppnå statistiskt signifikanta resultat", säger Hang Lu, ett intresseföretag professor vid Georgia Tech Institutionen för kemi-och biomolekylär Engineering.

För att möjliggöra storskalig kvantitativa analyser av protein positionsinformation längs dorsoventral axel, utformad Lu en mikroflödessystem enhet som tillförlitligt och robust orienterar flera hundra embryon på bara några minuter.

Detaljerna i den anordning design och resultat från proof-of-concept experiment med embryon bananfluga publicerades den 26 december förväg nätupplagan av tidskriften Nature Methods. Detta projekt stöds av National Science Foundation, National Institutes of Health, Alfred P. Sloan Foundation och DuPont Young professor programmet.

Lu konstruerade och tillverkade enheten med hjälp av Kwanghun Chung och Emily Gong, som arbetade med projektet som Georgia Tech forskarstuderande och studenter, respektive. Tillverkade av Polydimetylsiloxan (PDMS), är kompakt enhet storleken på ett objektsglas och innehåller ca 700 fällor för embryon, som är formade som riskorn men mindre i storlek.

I drift, vätskan rinner genom ett "S"-formad kanal tillräckligt bred för embryon från vilket håll som helst att röra sig lätt genom den. Vätskan leder effektivt embryona mot fällor, medan sopa extra och felaktigt fångade embryon.

"Flödet mönstret avsevärt ökat den frekvens där embryon kontaktade fällor och lastades in i dem", förklarar Lu. "Experimentellt fann vi i genomsnitt 90 procent av de embryon fastnade i enheten, som kommer att vara värdefull för studier som bara har ett fåtal embryon finns tillgängliga."

När ett embryo närmar sig en tom fälla, upplever den icke-enhetlig tryck och skjuvning från den omgivande vätskan. Den resulterande kraft vänder embryot vertikalt och skär den i cylindriska fälla i upprätt läge, med dess dorsoventral axel parallell med marken. Embryot är då säkrad inne i fällan, utan att användaren behöver ingripa eller kontroll. Låset-funktion som gör att enheten kopplas bort från resten av hårdvaran och transporteras för avbildning eller lagring med den medföljande embryon.

"Vid ett tillfälle skickade vi en mikroflödessystem embryo device fälla samling full av instängda embryon frukt flyga till våra medarbetare vid Princeton University, och vid ankomsten, var embryon fortfarande upprätt i sin låsta fällor," säger Lu.

För att visa enhetens kapacitet, samarbetat Lu med Stanislav Shvartsman, docent vid Institutionen för kemi-och bioteknik vid Princeton University, och hans doktorand Yoosik Kim. Den Princeton Forskarna använde enheten att kvantifiera gradienter av signalmolekyler som kallas morfogener i fasta embryon och även använt den för att övervaka kärnvapen divisioner i levande embryon.

I ett experiment bestämde Princeton forskarna den geografiska omfattningen av distributionen av ryggfenan, en transkriptionsfaktor som initierar ryggstycket till ventrala mönstring av Drosophila embryot. De visade också att denna lutning kvantitativt kan jämföras mellan vildtyp och mutant embryon.

"Fällan array anordning som är en betydande ökning av antalet fasta och levande embryon vi kunde bild samtidigt och tillät oss att korrekt lösa frågor av intresse för utvecklings-biologer idag", förklarar Lu.

I framtiden bör forskarna kunna anpassa mikroflödessystem enheten för studier av mönster bildas och morfogenes i andra modellorganismer, exempelvis zebrafisk eller en mask embryon. Resultaten av dessa studier kommer att vara viktigt att den vetenskapliga världen, eftersom många gener som styr utvecklingen är liknande i maskar, flugor frukt och däggdjur.

Källa: http://www.gatech.edu/

Last Update: 3. October 2011 03:10

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit