gP2S, ein Informationsmanagementsystem für KryoEM-Experimente

Um sich bei gP2S anzumelden, geben Sie Ihren Benutzernamen und Ihr Kennwort ein. Auf der linken Seite sehen Sie die Navigationsleiste, die aus einem Projektselektor und einer Reihe von Navigationselementen besteht, die die experimentellen Entitätstypen des CryoEMEM-Workflows, Proben, die aus Proteinen oder Liganden bestehen, oder kombinationen dieser beiden, Raster, Mikroskopiesitzungen, Verarbeitungssitzungen, Karten und Modelle auflisten. Das letzte Element in der Navigationsleiste ist ein Link zum Einstellungsabschnitt der Anwendung.

Hier können Sie eine Reihe von Entitäten hinzufügen, mit denen Sie Experimente in gP2S aufzeichnen können. Wenn Sie es ausfüllen, erhalten Sie Informationen für verschiedene Dropdown-Listen, die im gesamten System verwendet werden können. Das dazugehörige Manuskript enthält detaillierte Informationen zur Installation und Konfiguration von gP2S, damit es zum Protokollieren von Experimenten verwendet werden kann.

In diesem Video veranschaulichen wir nur einen der Konfigurationsschritte, wie man einen kryogenen Probenhalter registriert und dann genauer veranschaulicht, wie Benutzer Experimente in gP2S registrieren können. Probenhalter können konfiguriert werden, sobald Mikroskope registriert wurden, indem Sie zum Probenhalterabschnitt navigieren. Bei der Registrierung eines neuen Probenhalters müssen Sie angeben, mit welchem der konfigurierten Mikroskope er verwendet werden kann und ob er zum Kryoproben verwendet werden kann.

Die gP2S-Anwendung ist projektorientiert. Dies bedeutet, dass die Workflowentität nur im Kontext eines Projekts erstellt werden kann. Das entsprechende Projekt muss aus einer Dropdown-Liste ausgewählt werden.

Wenn Sie ein Projekt auswählen, wird die Anzahl der Entitäten jedes Typs, die diesem Projekt zugeordnet sind, im Workflowabschnitt angezeigt. Sie können sehen, dass in diesem speziellen Fall 89 Samples registriert wurden, 203 Raster, 80 Mikroskopiesitzungen, fünf Verarbeitungssitzungen, sieben Karten und zwei Modelle. Wenn Sie auf einen der Workflowentitätstypen klicken, z. B. Mikroskopiesitzungen, wird eine Liste dieser Entitäten angezeigt.

Diese Liste besteht aus einer Bezeichnung. Es kann auch ein Flag geben, wie in diesem Fall, um anzuzeigen, ob es sich um eine Kryo- oder negative Fleckenmikroskopie-Sitzung handelte, und bis zu sechs wichtige Metadatenfelder. Im Falle einer Mikroskopiesitzung können Sie sehen, welches Raster abgebildet wurde, wie viele Bilder gesammelt wurden, die Start- und Enddatumszeiten der Sitzung und welches Mikroskop und Detektor verwendet wurden.

Wenn Sie eine der aufgelisteten Entitäten auswählen, wird eine Detailseite geöffnet, auf der alle für dieses Element verfügbaren Informationen aufgeführt sind, was im Falle der Mikroskopiesitzungen eine Menge ist. Unterhalb der Mikroskopiedetails finden Sie eine Zusammenfassung aller übergeordneten Entitäten wie Raster und Stichproben. Dies ermöglicht eine sehr schnelle Navigation durch die Abstammung der angezeigten Entität.

Lassen Sie uns zu Modellen springen, um dies besser zu visualisieren. Schließlich kann jede Entität in gP2S durch Auswahl von Kommentaren kommentiert werden. Wie Sie für dieses spezielle Modell sehen können, ist bereits ein Kommentar vorhanden.

Wenn Sie darauf klicken, wird angezeigt, wer und wann sie erstellt wurde. Sie können einen weiteren Kommentar hinzufügen, indem Sie einen freien Text eingeben und optional eine oder mehrere Dateien anfügen. Nun, da wir den Hauptteil der Anwendung besichtigt haben, werden wir zeigen, wie experimentelle Entitäten während eines CryoEM-Experiments registriert werden können.

Im ersten Schritt des Workflows werden Sie aufgefordert, Ihr Beispiel zu beschreiben. Dazu müssen Sie zunächst mindestens eine Komponente, Protein oder Liganden, definieren. Das Hinzufügen eines neuen Proteins erfordert nur ein Proteinetikett, aber um das Protein besser zu beschreiben, können Sie auch einen Reinigungsbezeichner hinzufügen.

Dieses Feld kann eine Chargennummer enthalten oder als Ort für ein Barcode-Etikett dienen. Wenn gP2S für die Integration in ein Proteinregistrierungssystem angepasst wurde, kann die PUR-ID automatisch validiert und zum Abrufen und Anzeigen detaillierter Informationen über diese Menge Protein verwendet werden. Für Liganden sind ein Etikett und die Lagerkonzentration obligatorisch und zwei weitere Felder sind optional, Konzept und Chargenloskennung.

Eine Probe wird durch eine beliebige Kombination von Proteinen und Liganden und deren Endkonzentrationen definiert. In unserem Fall erstellen wir eine Probe, die ein Protein enthält, das zuvor in gP2S registriert wurde. Komponenten sind dank der durchsuchbaren Dropdown-Liste leicht zu finden.

Wenn Sie Ihre Komponente nicht finden, können Sie in diesem Schritt eine Komponente von Grund auf neu erstellen. Optional können Sie auch andere experimentelle Details Ihrer Probe angeben, z. B. Inkubationszeit und -temperatur, Puffer und eine Freitextprotokollbeschreibung. Wenn Ihr Beispiel fertig ist und Sie Raster erstellen, navigieren Sie zu Rastern und erstellen Sie ein neues Kryofeld.

Wählen Sie den Rastertyp und das verwendete Oberflächenbehandlungsprotokoll aus, z. B. ein Glüh-Entladungsprotokoll. Geben Sie dann an, ob Sie ein Kryo oder ein negatives Fleckenraster vorbereiten, und wählen Sie eines der vorkonfigurierten Verglasungsprotokolle aus der Dropdownliste aus. Wählen Sie als Nächstes aus der Dropdownliste das Beispiel aus, das Sie auf das Raster angewendet haben.

Wenn Sie die ausgewählte Probe verdünnen oder konzentrieren möchten, verwenden Sie den Umschalter und geben Sie den relevanten Verdünnungs- oder Konzentrationsfaktor an. Sie müssen auch das Aufdemdason des Rasters angewendete Volumen angeben und optional eine Inkubationszeit aufzeichnen. Schließlich müssen Sie den Rasterspeicherort definieren.

Wenn Sie möchten, ändern Sie die Standardbeschriftung, und speichern Sie das Raster. Sobald Sie Ihre Raster registriert haben, können Sie Datenerfassungsexperimente registrieren, indem Sie eine Mikroskopiesitzung erstellen. Das Formular besteht aus vier Abschnitten: Grundlegende Informationen, Mikroskopeinstellungen, Belichtungseinstellungen und Mikroskopsteuerung.

Der erste Abschnitt enthält grundlegende Informationen, eine Bezeichnung, ändern Sie den Standardwert, wenn Sie möchten. Beachten Sie, dass das System das Startdatum und die Startzeit automatisch ausfüllt. Fertigstellungsdatum und -zeit sind optional, da Sie wahrscheinlich die Mikroskopiesitzung registrieren werden, während Ihr Experiment noch läuft.

Wenn Sie den Endtermin und die Endzeit kennen, können Sie ihn manuell eingeben oder die Schaltfläche jetzt verwenden, um die aktuelle Uhrzeit einzugeben. Wählen Sie dann aus, welches Raster abgebildet wurde und welches Mikroskop verwendet wurde. Standardmäßig ist das zuletzt im aktuellen Projekt verwendete Mikroskop vorgewählt.

Wählen Sie einen Detektor aus und optional, wie viele Bilder gesammelt wurden. Der dritte Abschnitt der Mikroskopie-Sitzung enthält Informationen zu den Expositionseinstellungen. In diesem Abschnitt werden die folgenden Metadaten aufgezeichnet: Vergrößerung, Spotgröße, Durchmesser der beleuchteten Fläche, Belichtungsrate, Belichtungsdauer und Anzahl der Frames.

Sie sollten angeben, ob Nanoprobe, Zählmodus, Dosisfraktionierung und Superauflösung verwendet wurden. Sie sind nur aktiviert, wenn das ausgewählte Mikroskop und der Detektor diese Eigenschaften aufweisen. Nach Eingabe des Pixel-Binning-Faktors werden ggf. eine Reihe experimentell wichtiger Parameter im Flug berechnet und angezeigt.

Bildverarbeitungsarbeiten werden in einer Verarbeitungssitzung aufgezeichnet. Jede Verarbeitungssitzung bezieht sich auf mindestens eine Mikroskopiesitzung, die Sie aus einer Dropdown-Liste auswählen. Sie können weitere Mikroskopiesitzungen hinzufügen, wenn Sie während der Verarbeitung Daten aus mehreren Sitzungen zusammenführen.

Sie müssen auch angeben, welche Softwarepakete verwendet wurden, indem Sie das Softwareetikett und seine Version auswählen. Es gibt auch einen Platz für einige verwandte Notizen. Sie müssen die Anzahl der Mikrographen und entnommenen Partikel angeben.

Sie können auch den Namen des Verzeichnisses oder den vollständigen Pfad aufzeichnen, in dem Sie die Verarbeitung erstellt haben. Sobald eine oder mehrere dreidimensionale Rekonstruktionen vorliegen, können die Karten in gP2S hinterlegt werden. Jede Karte ist einer Verarbeitungssitzung zugeordnet und besteht aus der eigentlichen Kartendatei.

gP2S ermöglicht jeden Dateityp. Geben Sie wichtige Metadaten ein, z. B. die Größe des Pixels, empfohlen ist eine Konturebene für das Rendern von Oberflächen, welche Symmetrie Sie angewendet haben, die Anzahl der Bilder, die zum Erstellen der Karte verwendet wurden, und die geschätzte Auflösung in den besten Teilen, die durchschnittliche globale Auflösung und die Auflösung in den schlimmsten Teilen. Wie in diesem Fall überprüfen Validierungsregeln in vielen Teilen von gP2S Ihre Eingabe auf offensichtliche Fehler.

Karten können mithilfe verschiedener Arten von Beziehungen miteinander verknüpft werden. Wenn Sie eine solche Zuordnung registrieren, müssen Sie den Typ der Beziehung und die zugehörige Zuordnung auswählen. Sobald ein Atommodell erhalten wurde, kann es in gP2S abgelagert werden.

Fügen Sie eine Modelldatei, eine Auflösung und die Karte oder eine Liste von Karten hinzu, von denen das Modell abgeleitet wurde. Darüber hinaus kann angegeben werden, dass es sich bei einem Modell um eine verfeinerte Version eines zuvor hinterlegten Modells handelt. Ändern Sie die Bezeichnung, und speichern Sie den Datensatz.

Wenn Sie mit anderen Forschern zusammenarbeiten, die keinen Zugriff auf die Anwendung haben, kann es erforderlich sein, Zusammenfassungsdokumente zu generieren, die Sie dann freigeben können. Zu diesem Zweck stellt gP2S eine Berichtsfunktionalität bereit. Dadurch wird eine druckbare PDF-Datei generiert, die alle Metadaten enthält, die die Entität und die einzelnen übergeordneten Entitäten beschreiben, einschließlich aller Kommentare.

Diese Funktion ist nach der Modellabscheidung besonders wertvoll, da alle Daten und Metadaten, die die Abstammung des endgültigen Atommodells bis hin zu bestimmten Protein- und kleinen Molekülligandenpartien über Mikroskopiesitzungen und Raster nachzeichnen, im Einzeldokument verfügbar sind. Aber eine PDF kann von jeder Detailansichtseite generiert werden. Wie Sie sehen können, ermöglicht gP2S Ihnen, verschiedene Entitäten zu verfolgen, die gut strukturiert und leicht zu navigieren sind.

Wie bereits gezeigt, trägt die Datenvalidierung bei der Registrierung bestimmter Entitäten zu Metadaten höherer Qualität bei, als dies bei klassischen Tabellenkalkulationen oder Notizbüchern möglich sein könnte. Danke für das Aufpassen. Wir hoffen, dass dieses Video Sie dazu anregt, gP2S als Laborinformationsmanagementsystem für Ihr CryoEM-Labor auszuprobieren.