المصدر المفتوح تحليل واحد الجسيمات لسوبر قرار المجهري مع VirusMapper

الهدف العام من هذا الإجراء هو إنتاج نماذج جزيئية عالية الدقة للفيروسات أو المجمعات الجزيئية الكلية من خلال تطبيق تحليل الجسيم الفردي على صور فائقة الدقة للهياكل ذات المكونات ذات العلامات الفلورية. يمكن لهذه الطريقة الإجابة على الأسئلة الرئيسية في مجال علم الفيروسات ، بما في ذلك بنية البروتين للفيروسات المعقدة ، وكيف يتغير هذا أثناء الإصابة. الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أنه من خلال جمع صور متعددة لنفس الهيكل ، يصبح من الممكن إنشاء خريطة عالية الدقة لمكوناتها.

على الرغم من أن هذه الطريقة يمكن أن توفر نظرة ثاقبة لبنية الفيروسات ، إلا أنه يمكن تطبيقها أيضا على أنظمة أخرى مثل مسببات الأمراض الأخرى والمجمعات الجزيئية داخل خلايا الثدييات. أولا ، قم بتصوير العينة باستخدام الفحص المجهري الفلوري فائق الدقة. احصل على صور للعديد من مجالات الرؤية التي تحتوي على مئات إلى آلاف الجسيمات المنفصلة جيدا بدون هياكل فلورية غير مرغوب فيها.

بمجرد الحصول على الصور ومعالجتها ، قم باستيراد الصور وتسلسلها في مكدس مع قنوات مقسمة إذا لزم الأمر، قم بتحويل الصورة المتسلسلة من مكدس فائق إلى مكدس. بعد ذلك ، حدد استخراج الهياكل الفيروسية "في القائمة الفرعية VirusMapper وقم بتعيين مسار الملف للجسيمات المستخرجة.

املأ عدد قنوات التألق المصورة. اضبط القناة المرجعية على قناة التألق التي يكون فيها للجسيمات المظهر الأكثر اتساقا. إذا كانت هذه الجسيمات تفتقر إلى حد أقصى مركزي ، فقم بتطبيق ضبابية غاوسية قبل الكشف للحث على ظهور واحدة.

بعد ذلك ، قم بتقدير قطر أكبر الجسيمات بالبكسل. اضبط نصف قطر عائد الاستثمار على ما يزيد قليلا عن نصف هذه القيمة. تقدير عدد عائد الاستثمار المطلوب لكل إطار.

لا تستخدم أكثر من مائة عائد استثمار في البداية. قم بتعيين الحد الأقصى لتداخل عائد الاستثمار بناء على فصل الجسيمات. معاينة عائد الاستثمار لهذا الإطار.

اضبط نصف القطر وعدد عائد الاستثمار والحد الأقصى للتداخل بحيث يتم إحاطة كل جسيم في الإطار بعائد استثمار واحد. تأكد من أن عائد الاستثمار أعرض ببضعة بكسل على الأقل من أكبر الجسيمات. ثم انقر فوق "موافق" لتشغيل التجزئة.

أغلق نموذج الصورة في مدير عائد الاستثمار بعد الاستخراج. لا تقم بإعادة تسمية مجموعات الجسيمات المستخرجة. حدد إنشاء البذور"وافتح المجلد الذي يحتوي على بيانات الجسيمات المستخرجة.

قم بتعيين القناة المرجعية وحدد جميع القنوات التي يجب إنشاء بذرة لها. إذا لزم الأمر لمطابقة النماذج السابقة ، فقم بتدوير البذور بتسعين درجة. بالنسبة للقنوات التي تفتقر فيها الجسيمات إلى حد أقصى مركزي ، قم بزيادة قيمة التمويه الغوسي قبل المحاذاة كما كان من قبل.

إذا لم تكن القنوات محاذاة بشكل وثيق، فقم بتمكين تصحيح الإزاحة للقنوات غير المرجعية. ابحث في تسلسل الجسيمات عن بنية تظهر باستمرار. حدد جسيما تمثيليا وأدخل رقم الإطار المقابل في حقل الإطارات المراد استخدامها.

راجع البذور الناتجة. يعد اختيار البذور مرحلة حاسمة من هذا الإجراء. عرض البيانات الأولية بعناية لتحديد واحد أو عدة هياكل ليتم تصميمها.

جودة النموذج بشكل كبير على اختيار البذور التي تعكس هذه الهياكل بدقة. اضبط القناة المرجعية ونصف قطر التمويه الغوسي وتصحيح الإزاحة حسب الحاجة لتحسين تحديد الإطارات الإضافية ذات البذور المماثلة. استمر في إضافة الإطارات وضبط معلمات الإنشاء حتى يمثل متوسط البنية بشكل أفضل بنية مرصودة في البيانات.

أدخل اسم المجلد وبادئة الملف للبذور. انقر فوق موافق "لحفظ الصور الأولية للنمذجة لاحقا. حدد إنشاء نماذج بناء على البذور "وافتح مجلد الجسيمات المستخرجة.

قم بتحميل متوسطات البذور لكل قناة. في حالة إجراء اكتشاف البنية المستندة إلى المرجع، حدد قناة مرجعية للمحاذاة. يمكن استخدام بنية الجسيمات المعروفة في قناة واحدة كمرجع لمحاذاة قناة ثانية غير معروفة.

هذا يسمح برسم خرائط غير متحيز للهيكل غير المعروف. ضع في اعتبارك أنه يجب تصحيح التحول اللوني بين القنوات مسبقا. إذا كان التحليل يبحث عن اختلافات صغيرة أو ميزات دقيقة في النموذج، فحدد مربع كثافة الصورة أثناء مطابقة القالب.

اضبط الحد الأدنى للتشابه على ما بين ستين وثمانين بالمائة ، وعدد التكرارات على واحد. حدد النماذج والجسيمات التي سيتم عرضها أثناء الحساب، وقم بإنشاء نماذج المعاينة. افحص نماذج المعاينة.

قم بزيادة الحد الأدنى من التشابه ليشمل فقط الجسيمات ذات التشكل المطلوب. قم بتحسين معلمات حساب النموذج الأخرى حسب الحاجة وحدد عناصر إضافية في عملية إنشاء النموذج ليتم عرضها إذا رغبت في ذلك. بمجرد أن تكون نماذج المعاينة مرضية ، قم بزيادة عدد التكرارات إلى عشرة.

قم بتعيين اسم المجلد وبادئة الملف. انقر فوق موافق" لحفظ مكدسات تطور النموذج التي تحتوي على جميع التكرارات للنموذج النهائي. تم تصوير فيروس اللقاح المؤتلف مع بروتينين مميزين ببروتينات الفلورسنت الخضراء والحمراء بواسطة الفحص المجهري الهيكلي للإضاءة وتم تصميمه باستخدام المكون الإضافي VirusMaper.

تم إنشاء البذور بشكل منفصل للاتجاهين الأمامي والسهمي ، وبلغ متوسط كل منها من خمسة جزيئات تمثيلية. اعتمادا على اتجاه الفيروس ، يمكن تمييز جسم أو جسمين جانبيين. لذلك ، يمكن إنشاء نماذج منفصلة للاتجاهين.

أثناء محاولة هذا الإجراء ، من المهم أن تتذكر أن جودة النماذج تعتمد إلى حد كبير على جودة البيانات الأولية التي تم الحصول عليها. في حين أن تحليل الجسيمات المفردة يمكن أن يزيد من الدقة ، إلا أنه لا يمكن تعويض الصور منخفضة الجودة. باتباع هذا الإجراء ، يمكن إجراء مزيد من القياس الكمي أو تركيب النموذج على هذه النماذج.

يمكن أن يساعد هذا في الإجابة على أسئلة إضافية على وجه التحديد حول ، على سبيل المثال ، تغييرات مقياس النانو في الهندسة الفيروسية أثناء الإصابة. بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية استخدام برنامج تحليل الجسيمات المفردة VirusMapper لإنشاء نماذج للهندسة الجزيئية من الصور فائقة الدقة.