gP2S, מערכת ניהול מידע לניסויי CryoEM
10 ביוני 2021
gP2S הוא יישום אינטרנט למעקב אחר ניסויי cryoEM. התכונות העיקריות שלו מתוארות, כמו גם השלבים הדרושים להתקנה וקביעת התצורה של היישום. לאחר קביעת התצורה, היישום מאפשר לרשום במדויק מטה-נתונים הקשורים לניסויי כתם והקפאה שליליים.
כדי להיכנס ל- gP2S, הקלד את שם המשתמש והסיסמה שלך. בצד שמאל, באפשרותך לראות את סרגל הניווט המורכב מבורר פרוייקטים וקבוצה של פריטי ניווט המפרטת את סוגי הישויות הניסיוניים של זרימת העבודה CryoEMEM, דגימות המורכבות מחלבונים או ליגנדים או שילוב של שני אלה, רשתות, הפעלות מיקרוסקופיה, הפעלות עיבוד, מפות ודגמים. הרכיב האחרון בסרגל הניווט הוא קישור למקטע ההגדרות של היישום.
כאן, תוכל להוסיף מספר ישויות שיאפשרו לך להקליט ניסויים ב- gP2S. מילויו יספק מידע עבור רשימות נפתחות שונות לשימוש ברחבי המערכת. כתב היד הנלווה כולל מידע מפורט על אופן ההתקנה וההגדרה של gP2S כך שניתן יהיה להשתמש בו לרישום ניסויים.
בסרטון זה, אנו רק להמחיש אחד משלבי התצורה, כיצד לרשום מחזיק מדגם קריוגני, ולאחר מכן כדי להמחיש בפירוט רב יותר כיצד משתמשים יכולים לרשום ניסויים gP2S. ניתן להגדיר מחזיקי דגימה לאחר רישום מיקרוסקופים על-ידי ניווט למקטע המחזיק לדוגמה. בעת רישום מחזיק מדגם חדש, עליך לציין עם אילו מהמיקרוסקופים המוגדרים ניתן להשתמש בו, והאם ניתן להשתמש בו כדי להקריא דגימות.
יישום gP2S הוא מונחה פרוייקט. משמעות הדבר היא שניתן ליצור את ישות זרימת העבודה רק בהקשר של פרוייקט. יש לבחור את הפרוייקט הרלוונטי מתוך רשימה נפתחת.
בעת בחירת פרוייקט, מספר הישויות מכל סוג המשויכות לפרוייקט זה מוצג במקטע זרימת העבודה. ניתן לראות שבמקרה הספציפי הזה נרשמו 89 דגימות, 203 רשתות, 80 מפגשי מיקרוסקופיה, חמישה מפגשי עיבוד, שבע מפות ושני דגמים. בעת לחיצה על כל אחד מסוגי ישויות זרימת העבודה, לדוגמה הפעלות מיקרוסקופיות, מוצגת רשימה של ישויות אלה.
רשימה זו מורכבת מתווית. ייתכן שיש גם דגל, כמו במקרה זה, כדי להראות אם זה היה מפגש קריו או מיקרוסקופיה כתם שלילי, ועד שישה שדות מטה-נתונים מרכזיים. במקרה של הפעלת מיקרוסקופיה, ניתן לראות איזו רשת תועדה, את מספר התמונות שנאספו, את שעות התאריך של ההתחלה והסיום של הפגישה, ואיזה מיקרוסקופ וגלאי שימשו.
בחירת אחת הישויות המפורטות פותחת דף פרטים המפרט את כל המידע הזמין עבור פריט זה, אשר במקרה של הפעלות מיקרוסקופיה הוא הרבה. מתחת לפרטי המיקרוסקופיה, ניתן לראות רשימת סיכום של כל ישויות האבות, כגון רשתות ודוגמאות. זה מאפשר ניווט מהיר מאוד דרך השושלת של הישות המוצגת.
בואו נקפוץ לדוגמניות כדי לדמיין את זה טוב יותר. לבסוף, ניתן להגיב על כל ישות ב- gP2S על-ידי בחירת הערות. כפי שניתן לראות עבור מודל מסוים זה, הערה אחת כבר קיימת.
לחיצה עליו מראה מי ומתי יצר אותו. באפשרותך להוסיף הערה נוספת על-ידי הזנת טקסט חופשי ובמידת האופן אופציונלי צירוף קובץ אחד או יותר. כעת, לאחר שסיירנו בחלק העיקרי של האפליקציה, נדגים כיצד לרשום ישויות ניסיוניות במהלך ניסוי CryoEM.
בשלב הראשון של זרימת העבודה, תתבקש לתאר את הדוגמה שלך. על מנת לעשות זאת, אתה צריך להגדיר תחילה לפחות מרכיב אחד, חלבון או ligand. הוספת חלבון חדש דורשת רק תווית חלבון, אך כדי לסייע בתיאור טוב יותר של החלבון, ניתן גם להוסיף מזהה טיהור.
שדה זה יכול להכיל מספר אצווה רב או לשמש כמקום לתווית ברקוד. אם gP2S הותאם אישית כדי להשתלב עם מערכת רישום חלבונים, ניתן לאמת את מזהה PUR באופן אוטומטי ולהשתמש בו כדי לאחזר ולהציג מידע מפורט על כמות זו של חלבון. עבור ליגנדים, תווית וריכוז מלאי הם חובה ושני שדות אחרים הם אופציונליים, מזהה מנה של מושג ואצווה.
מדגם מוגדר על ידי כל שילוב של חלבונים ו ligands ואת הריכוזים הסופיים שלהם. במקרה שלנו, ניצור מדגם המכיל חלבון אחד שנרשם בעבר ב- gP2S. קל למצוא רכיבים הודות לירידה הניתנת לחיפוש.
אם אינך מוצא את הרכיב שלך, באפשרותך ליצור רכיב מאפס בשלב זה. באופן אופציונלי, באפשרותך גם לציין פרטים ניסיוניים אחרים של המדגם שלך, כגון זמן וטמפרטורה של דגירה, מאגר ותיאור פרוטוקול טקסט חופשי. כאשר המדגם שלך מוכן ואתה עושה רשתות, לנווט לרשתות וליצור אחד cryo חדש.
בחר את סוג הרשת ואת פרוטוקול הטיפול במשטח המשמש, לדוגמה פרוטוקול פריקה זוהר. לאחר מכן ציינו אם אתם מכינים קריו או רשת כתמים שלילית ובחרו באחד מפרוטוקולי הוויטריפיקציה שהוגדרו מראש מהרשימה הנפתחת. לאחר מכן, בחר מהרשימה הנפתחת את הדוגמה שהחלת על הרשת.
אם תבחר לדלל או לרכז את הדגימה שנבחרה, השתמש בדוגמה הדו-מצבית וציין את גורם הדילול או הריכוז הרלוונטי. עליך גם לציין את אמצעי האחסון המוחל על הרשת ובמידת הנראה לציין זמן דגירה. לבסוף, עליך להגדיר את מיקום האחסון ברשת.
אם תרצה, שנה את תווית ברירת המחדל ושמור את הרשת. לאחר שרשמת את הרשתות שלך, תוכל לרשום ניסויים באיסוף נתונים על ידי יצירת מפגש מיקרוסקופיה. הטופס מורכב מארבעה חלקים: מידע בסיסי, הגדרות מיקרוסקופ, הגדרות חשיפה ובקרת מיקרוסקופ.
המקטע הראשון מכיל מידע בסיסי, תווית, שנה את ערך ברירת המחדל אם תרצה בכך. שים לב שהמערכת ממלאת באופן אוטומטי את התאריך והשעה ההתחלתיים. תאריך ושעת הגימור הם אופציונליים מכיוון שכנראה תרשום את הפעלת המיקרוסקופיה בזמן שהניסוי שלך עדיין נמשך.
אם ידועים לך התאריך והשעה לסיום, באפשרותך להקליד אותם באופן ידני או להשתמש בלחצן Now כדי להזין את התאריך והשעה הנוכחיים. לאחר מכן בחר באיזו רשת תצויד ובאיזה מיקרוסקופ נעשה שימוש. כברירת מחדל, המיקרוסקופ האחרון שנעשה בו שימוש בפרוייקט הנוכחי נבחר מראש.
בחר גלאי ובמידת האופן, כמה תמונות נאספו. החלק השלישי של הפעלת המיקרוסקופיה מכיל מידע על הגדרות החשיפה. במקטע זה נרשמים המטא-נתונים הבאים: הגדלה, גודל ספוט, קוטר אזור מואר, קצב חשיפה, משך חשיפה ומספר מסגרות.
אתה צריך לציין אם nanoprobe, מצב ספירה, שבר מינון, ורזולוציה סופר שימשו. הם מופעלים רק אם למיקרוסקופ ולגלאי שנבחרו יש תכונות אלה. לאחר הזנת גורם האיתור של הפיקסל, אם קיים, מספר פרמטרים חשובים מבחינה ניסיונית מחושבים תוך כדי תנועה ומוצגים.
עבודת עיבוד תמונה נרשמת בהפעלת עיבוד. כל הפעלת עיבוד קשורה לפחות להפעלת מיקרוסקופיה אחת, אותה אתה בוחר מתוך רשימה נפתחת. ניתן להוסיף הפעלות מיקרוסקופיות נוספות אם תמזגו נתונים ממספר הפעלות במהלך העיבוד.
עליך גם לציין אילו חבילות תוכנה שימשו לבחירת תווית התוכנה והגירסה שלה. יש גם מקום לכמה הערות קשורות. אתה צריך לספק את מספר המיקרוגרפים וחלקיקים הרים.
באפשרותך גם לרשום את שם הספריה או את הנתיב המלא שבו ביצעת את העיבוד. לאחר שחזור תלת מימדי אחד או יותר הושגו, המפות ניתן להפקיד לתוך gP2S. כל מפה משויכת להפעלת עיבוד ומורכבת מקובץ המפה הממשי.
gP2S מאפשר כל סוג קובץ. הזן מטה-נתונים מרכזיים כגון גודל הפיקסל, מומלץ הוא רמת מתאר לעיבוד פני השטח, איזו סימטריה החלת, מספר התמונות המשמשות ליצירת המפה והרזולוציה המשוערת בחלקים הטובים ביותר שלה, הרזולוציה הגלובלית הממוצעת והרזולוציה בחלקים הגרועים ביותר. כמו במקרה, בחלקים רבים של gP2S, כללי אימות לבדוק את הקלט שלך עבור טעויות ברורות.
מפות עשויות להיות משויכות זו לזו באמצעות סוגים שונים של קשרי גומלין. בעת רישום שיוך כזה, עליך לבחור את סוג קשר הגומלין והמפה הקשורה. לאחר שהושג מודל אטומי, ניתן להפקיד אותו ב- gP2S.
הוסף קובץ מודל, רזולוציה ומפה או רשימת מפות שממנה נגזר המודל. בנוסף, ניתן לציין כי דגם הוא גרסה מעודנת של דגם שהופקד בעבר. שנה את התווית ושמור את הרשומה.
אם תשתף פעולה עם חוקרים אחרים שאין להם גישה ליישום, ייתכן שיהיה עליך ליצור מסמכי סיכום שתוכל לשתף לאחר מכן. למטרה זו, gP2S מספק פונקציונליות של דוח. פעולה זו יוצרת קובץ PDF הניתן להדפסה הכולל את כל המטה-נתונים המתארים את הישות ואת כל ישויות האבות שלה, כולל כל ההערות.
תכונה זו היא בעלת ערך מיוחד בעקבות תצהיר המודל, שכן כל הנתונים ומטה-נתונים התחקות אחר השושלת של המודל האטומי הסופי כל הדרך חזרה חלבון ספציפי מולקולה קטנה ליגנד הרבה באמצעות מפגשי מיקרוסקופיה ורשתות זמינים במסמך יחיד. אבל מסמך PDF יכול להיווצר מכל עמוד תצוגה של פרטים. כפי שניתן לראות, gP2S מאפשר לך לעקוב אחר ישויות שונות מובנות היטב וקל לניווט.
כפי שהוצג קודם לכן, אימות נתונים בעת רישום ישויות מסוימות תורם למטא-נתונים באיכות גבוהה יותר מכפי שניתן להשיג בגיליונות אלקטרוניים או במחברות קלאסיים. תודה שצפיתם. אנו מקווים וידאו זה יעודד אותך לנסות gP2S כמערכת ניהול מידע מעבדה עבור מעבדת CryoEM שלך.
סקירה כללית
gP2S היא אפליקציית אינטרנט המיועדת למעקב אחר ניסויי cryoEM, ומאפשרת למשתמשים לתעד במדויק מטא-נתונים הקשורים לניסויים אלו. האפליקציה כוללת תכונות לניהול ישויות ניסיוניות שונות ודורשת תצורה לשימוש אופטימלי.
מרכיבי מחקר מרכזיים
תחום המדע
- מיקרוסקופיית אלקטרונים קריוגנית (cryoEM)
- ניהול נתונים בתהליכי עבודה ניסיוניים
- תעדוף מטא-נתונים לניסויים מדעיים
רקע
- gP2S מאפשרת ארגון ניסויי cryoEM.
- היא תומכת ברישום ישויות ניסיוניות שונות.
- האפליקציה ממוקדת פרוייקטים, ומשפרת את ניהול תהליכי העבודה.
- משתמשים יכולים לרשום מידע מפורט על דגימות ומפעלי מיקרוסקופיה.
מטרת המחקר
- לספק גישה מובנית למעקב אחר ניסויי cryoEM.
- לאפשר תעדוף מדויק של מטא-נתונים עבור מרכיבים ניסיוניים שונים.
- לייעל את תהליך העבודה עבור חוקרים ב-cryoEM.
שיטות בשימוש
- כניסה וניווט דרך ממשק gP2S.
- תצורה של מחזיקי דגימות ומיקרוסקופים.
- רישום של דגימות, רשתות ומפעלי מיקרוסקופיה.
- שימוש ברשימות טפטוף לצורך הקלת הזנת נתונים וניהולם.
תוצאות עיקריות
- רישום מוצלח של ישויות מרובות בתוך פרויקט.
- מעקב מפורט אחר מפעלי מיקרוסקופיה והמטא-נתונים המשייכים להם.
- יכולת להגיב על ישויות לצורך מחקר שיתופי.
- שילוב עם מערכות רישום חלבונים לדיוק משופר של הנתונים.
מסקנות
- gP2S משפרת משמעותית את ניהול ניסויי cryoEM.
- האפליקציה משפרת את דיוק הנתונים והנגישות עבור חוקרים.
- פיתוחים עתידיים עשויים לכלול שילוב נוסף עם מערכות קיימות.
שאלות נפוצות
Executive Industry Relevance
gP2S addresses a critical bottleneck in structure-enabled drug discovery by standardizing and tracking the complex cryoEM experimental workflow across multiple projects and operators. Accurate, lineage-aware record keeping enhances reproducibility, supports cross-functional collaboration, and enables reliable structure-based ligand design when crystallography is not feasible. This capability is essential for portfolio teams seeking to reduce experimental ambiguity and accelerate early-stage decision making.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables systematic tracking of protein and ligand sample provenance for robust target validation.
- Supports mechanistic de-risking by linking experimental parameters to structural outcomes.
- Facilitates portfolio triage by providing transparent lineage from sample to atomic model.
Screening & Assay Development
- Standardizes metadata capture for grid preparation and microscopy sessions, ensuring reproducibility.
- Prepares validated biological systems for downstream screening and structure-based design workflows.
- Enables scalable, project-oriented management of multiple ligand-protein co-structures.
Translational & Preclinical Research
- Maintains continuity of experimental data from early discovery through preclinical structure validation.
- Aligns structural data lineage with translational biomarker strategies when supported by project needs.
- Supports risk-adjusted advancement by providing comprehensive experimental documentation.
Pipeline & Workflow Integration
gP2S integrates into the discovery-to-preclinical continuum by organizing cryoEM data from sample registration through atomic model deposition, supporting both standalone and ecosystem-based workflows.
- Discovery Biology: Provides structured hypothesis testing and pathway clarification through detailed sample and experiment tracking.
- Screening: Ensures assay readiness and reproducibility by capturing all relevant experimental parameters and metadata.
- Analytics: Delivers quantitative outputs and lineage reports for cross-condition comparison and decision support.
- Translational Research: Enables traceability of structural data for preclinical validation and regulatory documentation.
- Enterprise Reuse: Functions as a reusable, configurable information management capability across multiple projects and teams.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in structure-based drug discovery.
- Operational Value: Drives standardization, reproducibility, and scalability of cryoEM workflows.
- Strategic Value: Improves go/no-go decisions and capital efficiency by ensuring high-quality, lineage-aware data.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization and advancement of structurally enabled programs.
Implementation Considerations
- Requires scientific expertise in cryoEM workflow and metadata standards.
- Needs robust IT infrastructure for web-based deployment and data storage.
- Demands cross-team agreement on controlled vocabularies and protocol standardization.
- Supports adaptation to diverse project needs via configurable entities and integration APIs.
- Dependent on user compliance with data entry and validation rules for maximum benefit.
