비디오 생물 정보학은 자동 처리, 분석, 이해하고, 미세한 동영상에서 추출한 생물 spatio - 시간적 데이터의 데이터 마이닝이다. 이 문서의 목적은 비디오 생물 정보학 방법을 사용하여 인간의 배아 줄기 세포 콜로니 성장을 측정하는 방법을 설명하는 것입니다.
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이 논문에서
요약
초록
비디오 데이터는 복잡하며 여러 이미지, 동영상 자료에서 광산 정보로 구성되어 있기 때문에 컴퓨터 소프트웨어의 도움없이 할 어렵습니다. 비디오 생물 정보학 데이트 마이닝 및 분석을 수행하기 위해 컴퓨터 소프트웨어를 사용하여 비디오 이미지 spatio - 시간적 데이터를 추출하기위한 강력한 양적 접근 방식이다. 이 문서에서는, 우리는 비디오 이미지를위한 카메라가 장착된 니콘 BioStation 중부 표준시 인큐베이터에서 수집한 시간 경과 비디오 분석을 통해 인간 배아 줄기 세포 (hESC)의 성장을 quantifying위한 비디오 생물 정보학 방법을 소개합니다. 우리의 실험에서, Matrigel에 첨부된되었습니다 hESC 식민지는 BioStation 중부 표준시에 48 시간 동안 촬영했다. 이러한 식민지의 성장 속도를 확인하려면, 조리법은 사용자가 비디오 이미지의 데이터의 다양한 유형을 추출할 수 있도록 CL - 퀀트 소프트웨어를 사용하여 개발되었습니다. 정확하게 식민지의 성장을 평가하는 세 요리법이 만들어졌습니다. 식민지와 배경, 정확하게 비디오 시퀀스에 걸쳐 식민지를 정의하는 두 번째 강화된 이미지, 세 번째로 첫 번째 세그먼트 이미지가 시간이 지남에 따라 식민지의 픽셀의 개수를 측정했습니다. 세 조리법은 48 시간 이상의 개별 hESC 식민지의 성장의 속도를 분석 BioStation 중부 표준시에서 수집한 영상 데이터를 차례로 실행되었습니다. CL - 퀀트 조리법의 신뢰를 확인하려면 동일한 데이터는 어도비 포토샵 소프트웨어를 사용하여 수동으로 분석했다. 데이터가 CL - 퀀트 조리법을 사용하고 포토샵을 비교했다 얻은 때, 결과는 CL - 퀀트 조리법은 진실했다 나타내는 거의 동일했다. 여기에서 설명한 방법은 hESC 또는 식민지에서 성장의 다른 세포의 성장 속도를 측정하는 모든 동영상 데이터에 적용 수 있습니다. 또한, 다른 비디오 생물 정보학의 조리법은 이러한 마이 그 레이션, apoptosis와 세포 유착과 같은 다른 세포 프로세스의 미래에 개발할 수 있습니다.
프로토콜
1 부 : 실험 절차
비디오 데이터는 정보의 풍부가 포함되어 있습니다. 그러나,이 정보는 자주 추출하기 어려운 인간에 의해 수동으로 수행하고 완료하기 위해 개인 시간의 많은 시간이 필요할 수 있습니다 때. 인간의 수동 분석도 해석 및 오류의 변화에 따라 달라질 수 있습니다. 동영상 생물 정보학 비디오 이미지에서 특정 데이터를 나와 컴퓨터 소프트웨어의 사용을 포함한다. 분석의이 방법은 신속하고 분석 인간에 의해 수동으로 완료되면 발생하는 오류를 제거할 수 있습니다. 이 문서의 목적은 비디오 생물 정보학 방법을 사용하여 인간의 배아 줄기 세포 콜로니 성장을 quantifying하는 방법을 설명하는 것입니다.
본 논문에서는, 시간 저속 영상은 세포의 여러 분야는 (그림 1) 시간이 지남에 따라 몇 군데있을 수있는 니콘 BioStation 중부 표준시의 배양 장치를 사용하여 수집되었습니다. 이 보고서에서 설명하는 방법은 설정 현미경 모든 동영상 의해 수집된 영상 데이터에 적용됩니다.
우리의 실험 계획법, 우리는 48 시간 동안 12 잘 조직 배양 플레이트에 H9 hESC를 도금. 이 간격 동안 식민지 완전히 첨부하여 Matrigel에 확산하기 ....
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토론
비디오 생물 정보학 도구는 빠른 속도로 비디오 이미지로부터 데이터를 추출하기위한 강력한 있습니다. hESC 콜로니 성장을 quantifying위한 프로토콜은 생물 학적 문제에 대한 비디오 생물 정보학의 한 응용 프로그램을 보여줍니다. 이 방법은 양적이며 개별 hESC의 식민지에서 공개 데이터의 재미있는 기능이 있습니다. 비디오 생물 정보학의 조리법은 이러한 확산, 마이 그 레이션, apoptosis, 그리고 기판에 세포 부착과 인접 세포에 세포 부착 등 다른 세포 프로세스를 모니터하기 위해 개발된 수 있습니다. 조리법의 정확성은 포토샵을 사용하여 검증되었습니다 CL - 퀀트 소프트웨어를 사용하여 개발하고 솔직 발견되었습니다. 적절한 조리법이 개발되면, 어떤 소스로부터 비디오 데이터는 매우 신속하게 분석할 수 있습니다. 동영상 생물 정보학 도구를 사용하여 비디오 데이터를 분석하는 데 필요한 시간은 포토샵을 사용하여 수작업으로 수행 분석에 필요한 시간보다 훨씬 적습니다. 분석을 수행하는 인간은 이미지 분석 때마다 오류 또는 약간 .......
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감사의 글
이 방법의 개발은 캘리포니아 담배 관련 질병 연구 프로그램, UCR에서 비디오 생물 정보학에서 재생 의학에 대해 캘리포니아 공과 대학, 그리고 NSF IGERT 부여 (# 0903667) (에서 기금에 의해 가능하게되었다 http://www.cris.ucr .edu / IGERT / index.php ). 사브리나 린이 연구 부문에서 논문의 원정대에 의해 지원됩니다, 숀 Forteno는 NIH MARC 원정대에 의해 지원되며, Shruthi Satish는 대학원 부문 원정대에 의해 지원됩니다. 우리는 수치를 준비 그녀의 도움 안나 Trtchounian에 감사하고 있습니다. 우리는 또한 CL - 퀀트 소프트웨어를 사용하는 방법 우리를 가르치는 샘 알워쓰와 네드 Jastromb 감사드립니다.
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재료
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| mTeSR1 인간 배아줄기세포 유지 배지 | Stem Cell Technologies | 05850 | 또는 hESC 배양에 적합한 임의의 배지. |
| BD Matrigel | BD Biosciences | 356234 | 또는 기타 적합한 기질. |
| DMEM/F12 기초 배지 | Invitrogen | 11330-032 | |
| Ca2+ 및 Mg2+가 없는 인산염 완충 식염수 | |||
| Accutase 효소 세포 분리 배지 | eBioscience | 00-4555-56 | 또는 기타 적합한 분리 효소. |
| 3mm 유리 비즈 | Fisher Scientific | 11-312A | 선택 사항. |
| 12-well 조직 배양 플레이트 | BD Biosciences | 353043 | 또는 기타 임의의 플레이트 형식. |
| Nikon BioStation CT/IM | 또는 비디오 데이터 수집에 적합한 기타 인큐베이터/현미경. | ||
| CL-Quant 소프트웨어 (Nikon) 및/또는 Photoshop (Adobe). |
재인쇄 및 허가
