December 16th, 2015
هنا يتم توضيح كيفية تتبع وقياس العمليات التنموية في C. ايليجانس. تعتمد الطرق المقدمة على أدوات مفتوحة المصدر يمكن تنفيذها بسهولة. يتم توضيح كيفية إعادة بناء نماذج شكل خلية ثلاثية الأبعاد ، وكيفية تتبع الهياكل الخلوية يدويا ، وكيفية تحليل التدفق المقلص القشري.
الهدف العام من استخدام برامج تحليل الصور والبيولوجيا التنموية هو الحصول على بيانات كمية للنماذج الميكانيكية للعمليات البيولوجية. يمكن أن تساعد هذه الطريقة في الإجابة على الأسئلة الرئيسية في علم الأحياء التنموي ، مثل كيف يمكن تحليل الأنماط الظاهرية الطافرة كميا؟ الميزة الرئيسية لهذه المنهجية هي أنها توفر للباحثين القدرة على تحديد التغيرات في العمليات البيولوجية والظواهر التنموية بطريقة غير متحيزة.
على الرغم من أنه يمكن استخدام هذه الطريقة لتوفير نظرة ثاقبة لتطور وتشكل أناقة البحر ، إلا أنه يمكن تطبيقها أيضا على الكائنات الحية النموذجية الأخرى مثل جوزيفا ، وتوضيح إعادة بناء شكل الخلية باستخدام IOD سيكون سينا ليمان ، طالب دكتوراه في مختبري. بعد تثبيت برنامج IM MOD ، افتح غلاف الخصي واكتب Im mod في نافذة IM mod. حدد الملف الذي يحتوي على البيانات الأولية المناسبة التي يمكنك من خلالها إنشاء نموذج ثلاثي الأبعاد واستخدم نافذة المعلومات لتحديد موقع الجزء السفلي والعلوي من الكائنات في نافذة zap.
في نافذة المعلومات ، مرة أخرى ، تتبع مخططات الخلية لإنشاء المحيط الأول في المستوى العلوي لكل خلية والحرص على إنشاء كائن جديد لكل خلية. ثم قم بالتمرير لأسفل في Z وقم بإنشاء محيط جديد لكل مستوى Z ، ثم قم بإنشاء كائن جديد لكل خلية. بعد تحديد أكبر عدد ممكن من الخلايا المناسبة للنموذج، افتح نافذة عرض النموذج لفحص الكائنات وخطوطها.
ثم في شريط أدوات عرض النموذج، اختر تحرير والكائنات. سيتم فتح نافذة التحرير المعنية لنمذجة جميع الخلايا ككائنات مملوءة ومغلقة. اختر الشبكة كنوع بيانات الرسم واملأها كنمط الرسم.
انقر فوق الربط وتحقق من الحد الأقصى للخيار. ثم تحقق من أكبر عدد ممكن من الكائنات حسب الضرورة وانقر فوق شبكة. سيقوم كل البرنامج بإنشاء أجسام صلبة من أكوام الخطوط.
قم بتغيير مقياس Z في نافذة العرض لضبط عامل أخذ العينات Z حسب الضرورة. ثم ضمن قائمة التحرير ، حدد العرض لتدوير الكائنات ثلاثية الأبعاد ، وحفظ اللقطات أو أفلام الخلايا حسب الاقتضاء لتتبع الكائنات من تسجيلات الفاصل الزمني الفلوري. باستخدام NDR أولا ، قم بتحويل البيانات الأولية إلى ملف TIFF.
ثم افتح الملف. في نهاية الإسقاط. حدد أيقونة عارض 2D وانقر على أيقونة نطاق الملاءمة لضبط الرسم البياني ضمن قائمة البيانات.
حدد الملف والاسم والصورة والمجموعة والقناة وتعيين دقة X و Y و Z وأدخل قيم X و Y و Z. للتعليق على النوى ، انتقل إلى مستوى الاهتمام وحدد عارض 2D مرة أخرى. ثم حدد النسب من القائمة المنسدلة واختر نسب جديد.
انقر واسحب على نواة الاهتمام بالسوق. ثم انقر بزر الماوس الأيمن على النواة واختر إعادة تسمية الجسيم. من القائمة المنسدلة ، أدخل اسما للجسيم ثم اسحب رمز السهم لتغيير قطر الدائرة.
بعد ذلك ، انقر فوق الرمز الأيمن لتحديد المستوى المركزي للنواة. ثم للمضي قدما في الوقت المناسب والمستوى ، اختر خيارات الإطار و Z في شريط الأدوات السفلي واضبط موضع أو حجم الدائرة التي تميز النواة وفقا لذلك حتى تنقسم الخلية المتعقبة. عند ملاحظة انقسام الخلية ، ضع علامة على النوى الابنة وانقر على أيقونة النوافذ للتبديل إلى النسب.
يقومالعارض بتمييز جميع النوى الثلاثة في وقت واحد وحدد الأصل المرتبط ضمن خيار النسب. ثم عندما يتم تتبع جميع الخلايا ، انقر فوق اسم الملف وقم بالتبديل إلى القناة. وضع علامة على بقايا انقسام الخلية لتحليل التدفق القشري كميا باستخدام برنامج تناظر سرعة صورة الجسيمات.
قم بتحميل ملفات الصور الجديدة في مختبر pif وحدد نمط التسلسل. 1 ، 2 ، 2 ، 3. بعد ذلك ، انتقل إلى الدليل الذي يحتوي على تسلسل الصور المطلوبة.
حدد الصور وانقر فوق إضافة لاستيراد الصور. ثم ضمن إعدادات التحليل، حدد الاستثناءات. قناع عائد الاستثمار واستخدام الزر.
ارسم أقنعة للإطار الحالي لتعطيل الجزء غير المرغوب فيه من الصور ضمن إعدادات التحليل. مرة أخرى ، حدد إعدادات PIF واختر تشوه نافذة تحويل فورييه السريع كخوارزمية PIF المطلوبة. بالنسبة للتمرير الأول، أدخل قيمة منطقة الاستجواب 64 بكسل مع خطوة 32 تمريرة اثنين.
أدخل قيمة منطقة الاستجواب 32 بكسل بخطوة 16. ثم حدد خطيا من القائمة المنسدلة لتشوه النافذة واختر طريقة Gaussian ثنائية في ثلاث نقاط لتقدير إزاحة البكسل الفرعي. الآن حدد تحليل من قائمة التحليل وحدد تحليل جميع الإطارات المعالجة اللاحقة ، وحدد التحقق من صحة المتجه من قائمة ما بعد المعالجة وقم بتطبيق عتبة مرشح الانحراف المعياري من سبعة على جميع الإطارات من قائمة المؤامرة.
حدد المعلمات المشتقة. قم بتعديل البيانات متبوعة بالمتجهات والبكسل لكل إطار وضبط سلاسة المتجهات ومرشح التمرير العالي. بعد تطبيق هذه التعديلات على جميع الإطارات، اضبط الإطارات المستخدمة على إطار واحد لنهايته.
أخيرا ، انقر فوق الزر "حساب متوسط المتجهات" لقياس متوسط المتجهات لجميع الإطارات ، مع التركيز على دوران الغدد التناسلية للبالغين الأناقة من النوع C البري ، كما هو موضح للتو. يتم إنشاء نموذج ثلاثي الأبعاد للخلايا الجرثومية من بيانات الفحص المجهري ، مما يسمح بتحليل التغيرات في حجم الخلية التي تحدث أثناء انتقال الخلايا من البعيد إلى الذراع القريب من cus باستخدام منظارين مجهريين بفاصل زمني. توضح النماذج التي تم الحصول عليها بواسطة بروتينات اندماج الهيستون الخطي والميوسين غير العضلي في NDR النمط النمطي للوراثة المبقية لانقسام الخلية.
علاوة على ذلك ، من بيانات الخط ، يمكن الحصول على مسارات لكل خلية L وبقايا انقسام الخلية والارتباط بتوقيت انقسام الخلية في هذه التجربة. تم إجراء فحص مجهري قصير المدى بفاصل زمني مع دقة زمنية عالية للميوسين القشري غير العضلي الثاني لتقييم الاختلافات في ديناميكيات تدفق الاستقطاب القشري بين النوع البري من الأجنة المستنفدة للصف gtpa المنشط للبروتين RGA ثلاثة كما هو متوقع. كان التدفق في الأجنة البرية في الغالب على طول المحور الطويل للجنين.
في حين أن التدفق في جنين تداخل RGA ثلاثي الحمض النووي الريبي كان متعامدا مع هذا المحور كما يتضح بسهولة من تحليل PIP. بمجرد إتقان التجزئة اليدوية للكائنات المعقدة وتتبع الخلايا أثناء التطور الجنيني يمكن أن يتم في غضون ساعات قليلة إذا كان بشكل صحيح ، أثناء محاولة إجراء تتبع الخلايا والكائنات. من المهم أن تتذكر إعداد الدقة الزمنية المناسبة حتى لا تفقد الكائن أثناء التحليل باستخدام الأدوات الثلاث الموضحة هنا.
يمكن أيضا إجراء التحليل الإحصائي للإجابة على الأسئلة حول التباين أو لمجرد مقارنة الأجنة المختلفة. يتيح لنا تنفيذ برنامج تحليل الصور الكمي لنا وعلماء الأحياء التنموية الآخرين مثلنا استكشاف آليات التطور المورفوجيني على مستوى غير مسبوق من التفاصيل. بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية استخدام مجموعة متنوعة من أدوات البرامج لإجراء تحليل كمي للصور.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
توضح هذه المقالة أساليب لتتبع وتقييم العمليات التنموية في C. elegans باستخدام أدوات مفتوحة المصدر. تغطي إعادة بناء نماذج أشكال الخلايا ثلاثية الأبعاد، والتتبع اليدوي للهياكل دون الخلوية، وتحليل التدفق الانقباضي القشري.
Quantitative tracking of developmental processes in C. elegans using open-source image analysis tools enables mechanistic de-risking and functional target validation in early discovery. These workflows provide unbiased, reproducible data critical for distinguishing mutant phenotypes and clarifying developmental pathways. Integrating such quantitative imaging approaches strengthens predictive confidence and supports risk-adjusted portfolio decisions in preclinical research.
These open-source imaging and analysis methods integrate from early discovery through preclinical model validation, supporting hypothesis testing, pathway clarification, and quantitative phenotyping.