High-speed High-throughput AFM For Cell And Developmental Biology

适用于细胞和发育生物学的高速高通量 AFM

基本信息

  • 批准号:
    BB/R000042/1
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 22.04万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Research Grant
  • 财政年份:
    2017
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2017 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Atomic force microscopy is a form of microscopy in which a tiny needle-like tip is scanned over a surface, thus feeling its contours in a manner similar to that used to read Braille. This technique also functions for work on surfaces immersed in water, which is of great relevance for biology as salty water is the medium that surrounds the minute machinery that makes up living cells, and thus also the human body.The use of Atomic force microscopy is wide-spread in the Physical sciences. However, its use for biology research has been hampered by a number of drawbacks. The aim of this proposal is to create a new-generation atomic force microscopy system that will be uniquely suited to research in cell and developmental biology. The new system will have greatly improved sensitivity and be capable of imaging biological cells and tissues within seconds, compared to minutes for conventional instruments. Importantly, it can go from atomic-resolution imaging of small surfaces to indenting and stretching cells over many microns to determine their mechanical properties. Finally, it can be combined with optical microscopy, which facilitates the detection of fluorescently labelled proteins that be used to report on other phenomena occurring in the cell as it is being probed by the atomic force microscope.These properties make the new-generation atomic force microscopy system highly suitable for addressing a wide range of scientific questions. With our investigators/ collaborators, we have identified five topics for which the application of this system will be most productive:(i) Understand the changes in mechanics that take place during the formation of the spinal chord. Perturbations in the mechanical forces exerted by tissues are at the root of spinal malformations such as spina bifida.(ii) Investigate the mechanical changes that occur during cell division. The answer to this fundamental question has potential implications for future cancer therapies, as tumours are characterised by uncontrolled cell divisions.(iii) Understand how the signals that orchestrate the mechanical changes that occur during cell division.(iv) Determine the physical forces that allow cancer cells to leave a primary tumour and establish secondary tumours in the body.(v) Investigate how pores are formed in the membranes of bacteria and virus infected cells during key functions of the immune response.The instrument we plan to purchase will be located in a user facility at UCL that is widely-used by researchers from all major research-intensive London universities. This will ensure that the expertise gained by the co-investigators will get passed on to the wider AFM user community and that it will benefit biosciences in London at large.
原子力显微镜是一种显微镜的形式,其中在表面上扫描了细小的针状尖端,因此以类似于读盲文的方式感觉到其轮廓。该技术还适用于浸入水中的表面上的工作,这与生物学非常相关,因为咸水是围绕组成活细胞的微小机械,因此也是人体的介质。原子力显微镜在物理科学中的使用广泛。但是,它在生物学研究中的使用受到了许多缺点的阻碍。该提案的目的是创建一个新一代的原子力显微镜系统,该系统将非常适合于细胞和发育生物学研究。与常规仪器的分钟相比,新系统将大大提高灵敏度,并能够在几秒钟内成像生物细胞和组织。重要的是,它可以从小表面的原子分辨率成像到许多微米的缩进和拉伸细胞以确定其机械性能。最后,它可以与光学显微镜结合,这有助于检测荧光标记的蛋白质,这些蛋白质用于报告细胞中发生的其他现象,因为它通过原子力显微镜进行了探测,这些特性使新生成的原子学显微镜系统非常适合解决广泛的科学问题范围。与我们的研究人员/合作者一起,我们确定了五个主题,该主题将为该系统的应用最有生产力:(i)了解脊柱和弦形成期间机械的变化。组织施加的机械力的扰动是脊柱畸形的根源,例如脊柱裂。(ii)研究细胞分裂过程中发生的机械变化。这个基本问题的答案对未来的癌症治疗具有潜在的影响,因为肿瘤的特征是不受控制的细胞分裂。(iii)了解如何在细胞分裂过程中策划发生机械变化的信号。(iv)确定允许癌细胞留下原发性肿瘤的癌细胞的物理力,并在身体中形成了per虫的孔子和孔子在embote中的形成。免疫反应。我们计划购买的工具将位于UCL的用户设施中,该设施由所有主要研究密集型伦敦大学的研究人员广泛使用。这将确保共同研究人员获得的专业知识将传递给更广泛的AFM用户社区,并且它将使伦敦的生物科学受益。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Extent of myosin penetration within the actin cortex regulates cell surface mechanics.
  • DOI:
    10.1038/s41467-021-26611-2
  • 发表时间:
    2021-11-11
  • 期刊:
  • 影响因子:
    16.6
  • 作者:
    Truong Quang BA;Peters R;Cassani DAD;Chugh P;Clark AG;Agnew M;Charras G;Paluch EK
  • 通讯作者:
    Paluch EK
Cortical cell stiffness is independent of substrate mechanics
皮质细胞硬度与基底力学无关
  • DOI:
    10.1101/829614
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Rheinlaender J
  • 通讯作者:
    Rheinlaender J
Cortical cell stiffness is independent of substrate mechanics.
  • DOI:
    10.1038/s41563-020-0684-x
  • 发表时间:
    2020-09
  • 期刊:
  • 影响因子:
    41.2
  • 作者:
    Rheinlaender J;Dimitracopoulos A;Wallmeyer B;Kronenberg NM;Chalut KJ;Gather MC;Betz T;Charras G;Franze K
  • 通讯作者:
    Franze K
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知道了