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Research Article
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Erratum Notice
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Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
Quelle: Castells-Nobau, A., et al. Zwei Algorithmen für die Hochdurchsatz- und multiparametrische Quantifizierung der Morphologie des neuromuskulären Übergangs von Drosophila. J. Vis. Exp. (2017).
Die Drosophila Neuromuscular Junction (NMJ) wird als Modell verwendet, um die Morphologie und Funktion von Synapsen zu untersuchen. Dieses Video beschreibt wichtige Merkmale, die Forscher quantifizieren, um das NMJ zu charakterisieren. Das Beispielprotokoll demonstriert eine Software, die in der Lage ist, die Quantifizierung automatisch durchzuführen.
Dieses Protokoll ist ein Auszug aus Castells-Nobau et al., Two Algorithms for High-throughput and Multi-parametric Quantification of Drosophila Neuromuscular Junction Morphology, J. Vis. Exp. (2017).
1. Anforderungen vor der Bildverarbeitung
2. Softwareanforderungen und Installation
3. Führen Sie das Untermakro "Convert to Stack" aus, um Z-Projektionen und Hyperstacks der NMJ-Bilder zu erstellen
4. Führen Sie das Untermakro "ROI definieren" aus, um das NMJ-Terminal von Interesse abzugrenzen
5. Führen Sie das Untermakro "analyze" aus, um die Funktionen der NMJ-Klemmen zu quantifizieren
6. Passen Sie die Makroeinstellungen an die Bilder an

Abbildung 1: Beispiele für unangemessene Makrosegmentierungsergebnisse. Ergebnisbilder nach dem Ausführen von "Drosophila NMJ Morphometrics" oder "Drosophila NMJ Bouton Morphometrics". Teile des synaptischen Terminals sind in der gelben Umrandung (A) nicht enthalten. Teile des Hintergrunds sind durch den gelben Umriss (B) im synaptischen Terminal enthalten. Die blaue Skelettlinie erstreckt sich über das synaptische Terminal (C - D) hinaus. Es werden zu viele aktive Zonen erkannt (E - E'). Einige aktive Zonen bleiben bei der Analyse unentdeckt (G - G'). Aktive Zonen werden außerhalb der Synapse nachgewiesen (F). Falsche Bouton-Segmentierung (gilt nur bei Ausführung von Drosophila NMJ Bouton Morphometrics), Boutons werden übersehen (H) oder zu viele Boutons werden von der Segmentierung erkannt (I). Partikel wie Kristalle oder Staub, die Teil des Hintergrunds sind, werden in die Segmentierung einbezogen (J). Informationen zum Ändern der Einstellungen zur Vermeidung dieser Fehler finden Sie in Tabelle 1. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Abbildung 2: Beispiele für Anpassungen der Makroeinstellungen und deren Auswirkungen auf die Bildsegmentierung. (A) Subtrahieren Sie die Hintergrundvorschau einer Dlg-1-immunmarkierten Synapse, die auf einem Fluoreszenzmikroskop mit ApoTome aufgenommen wurde, wenn der "Rollballradius" auf 20 (A) oder 500 (A') eingestellt ist. (B) Ausgabe von Bildern, die nach dem Ausführen von Image | Anpassen | Automatischer Schwellenwert | Probieren Sie alle Bilder aus, die Bildsegmentierungen veranschaulichen, die durch die 16 verschiedenen Algorithmen für die automatische Schwelle erhalten werden. (C) "Find Maxima"-Vorschau beim Einrichten von "Rauschtoleranz" bei 50 (C) und 500 (C'); Aktive Zonen, die durch die Segmentierung erkannt werden, sind durch ein kleines Kreuz gekennzeichnet. (D) Messung der "kleinen Partikel", die im Bildhintergrund einer mit Anti-Hrp immunmarkierten Synapse erscheinen, aufgenommen mit einem konfokalen Mikroskop. (E) "Summenschichten"-Projektion, die aus dem 2_active_zone_stack_ima-ge_name erhalten wurde. Der Schwellenwert wird auf 400 (E) und 50 (E') festgelegt. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
| Segmentierung | Beobachtete Fehler | Beispiel | Erforderliche Anpassungen | |
| NMJ Fläche und Umfang (Dargestellt durch gelben Umriss im Ergebnisbild) |
Teile des synaptischen Terminals sind entweder nicht enthalten in der gelben Umrandung oder in Teilen des Hintergrunds sind im gelb umrandeten synaptischen Terminal enthalten. |
Abbildung 2A-B | Passen Sie den Wert für 'Rollkugelradius' an. Siehe Abschnitt 6.1. |
Passen Sie die 'NMJ-Konturschwelle' an. Siehe Abschnitt 6.2. |
| Parameter für die NMJ-Länge (Dargestellt durch die blaue Skelettlinie im Ergebnisbild) |
Die blaue Skelettlinie erstreckt sich entweder über oder ist nicht entlang des gesamten synaptischen Terminals vorhanden. |
Abbildung 2C-D | Passen Sie den Wert für 'Rollkugelradius' an. Siehe Abschnitt 6.1. |
Passen Sie die 'NMJ-Konturschwelle' an. Siehe Abschnitt 6.2. |
| Brp-positives puncta (Dargestellt durch Punkte im Ergebnisbild) |
Es werden zu viele aktive Zonen erkannt. | Abbildung 2E-E" | Verringern Sie den Wert für 'Maximale Rauschtoleranz ermitteln'. Siehe Abschnitt 6.5. |
|
| Brp-positives puncta (Dargestellt durch Punkte im Ergebnisbild) |
Aktive Zonen werden in der Analyse übersehen. | Abbildung 2G-G" | Erhöhen Sie den Wert für 'Maximale Rauschtoleranz ermitteln' Siehe Abschnitt 6.5. |
'Untere Schwelle von Brp-puncta' verringern Siehe Abschnitt 6.6. |
| Brp-positives puncta (Dargestellt durch Punkte im Ergebnisbild) |
Artefakte der aktiven Zone werden erkannt außerhalb des synaptischen Terminals. |
Abbildung 2F | Passen Sie den Abschnitt 6.2 "Schwellenwert für aktive Zone" an. | Erhöhen Sie die untere Schwelle von Brp-puncta. Siehe Abschnitt 6.6. |
| Kleine Partikel | Partikel wie Kristalle oder Staub, die Teil des Hintergrunds scheinen in enthalten zu sein. die Segmentierung. |
Abbildung 2J | Wählen Sie das Kästchen 'Kleine Partikel entfernen'. Siehe Abschnitt 6.3. |
Bestimmen Sie die maximale Größe kleiner Partikel. Siehe Abschnitt 6.3. |
| Segmentierung von Bouton | Falsche Bouton-Segmentierung (Gilt nur für Drosophila NMJ Bouton Morphometrics; verwenden Sie nicht Drosophila NMJ Morphometrics für die Bouton-Segmentierung). |
Abbildung 2H-I | Passen Sie die 'NMJ-Konturschwelle' an. Siehe Abschnitt 6.1. |
Bestimmen Sie die 'minimale Boutongröße'. Siehe Abschnitt 6.4. |
Tabelle 1: Leitfaden zur Fehlerbehebung für die verschiedenen Arten von Fehlern in der Bildsegmentierung, die durch die Makros erzeugt werden können. In dieser Tabelle werden die verschiedenen Arten von Bildsegmentierungsfehlern beschrieben, die von den Makros verursacht werden. Diese sind in den Ergebnisbildern leicht zu erkennen. Beispiele für die einzelnen Fehlertypen sind in Abbildung 1 dargestellt. Im Abschnitt "Anpassungen" der Tabelle werden die Einstellungen hervorgehoben, die angepasst werden müssen, und der Benutzer wird auf den kritischen Teilschritt von Abschnitt 6 verwiesen, in dem beschrieben wird, wie diese Einstellungen angepasst werden können.
| Immunfärbung | Verdünnung | ||
| Maus Anti-Discs groß 1 | Entwicklungsstudien Hybridom-Bank | AFFN-DLG1-4D6 | 1/25 (konjungiert mit dem Zenon Alexa Fluor 528 Beschriftungskit) |
| Kaninchen Anti-Meerrettich-Peroxidase | Jackson IR | Artikel-Nr.: 323-005-021 | 1/500 | Blatt
| Kaninchen Anti-Synaptotagmin | Geschenk von Hugo Bellen | 00. Januar | |
| Maus-Anti-Cystein-String-Protein | Entwicklungsstudien Hybridom-Bank | DCSP-1(ab49) | 1/10 (konkrutiert mit dem Zenon Alexa Fluor 528 Labeling Kit) |
| Maus Anti-Bruchpilot | Entwicklungsstudien Hybridom-Bank | NC82 | 50. Januar |
| Anti-Maus für Ziegen Alexa Fluor 488 | Lebenstechnologien | Nr. A11029 | Nr. 1/200 |
| Anti-Kaninchen Alexa Fluor 568 | Lebenstechnologien | Nr. A11011 | 1/500 | Blatt
| Zenon Alexa Fluor 568 Maus IgG1 Beschriftungskit | ThermoFisher | Z25006 | |
| ProLong Gold Antifading-Eindeckmittel | ThermoFisher | Nr. P36930 | |
| Ausrüstung | |||
| Konfokalmikroskop oder Fluoreszenzmikroskop | Leica SP5 | ||
| Zeiss Axio Imager | |||
| Computer | Mac oder PC | ||
| Software | |||
| Fidschi |