Dicty-Tracking

Inhaltsverzeichnis

Um
Screenshots und Tracking-Beispiele
Video-Tutorial
Code
Lizenz
Wie man zitiert
Dicty Tracking in der Literatur

Um

Dicty Tracking ist ein MATLAB®-basiertes eigenständiges Tool, das für die halbautomatische Verfolgung wandernder Dictyostelium discoideum- Zellen aus Phasenkontrast-Zeitrafferbildserien entwickelt wurde. Das Tool erfordert Fiji/ImageJ und die Installation von MATLAB Runtime.

Wie es funktioniert

Zellerkennung : Mithilfe des in der Image Processing Toolbox von MATLAB® implementierten Sobel-Operators sowie anschließender Dilatations- und Erosionsschritte ist Dicty Tracking in der Lage, Zellkörper migrierender Dictyostelium- Zellen anhand von Phasenkontrastbildern effizient zu erkennen. Die Anpassung mehrerer Parameter, die die Genauigkeit der Zellkörpererkennung beeinflussen, ist möglich und kann in einigen Fällen erforderlich sein.
Qualitätskontrolle und Zellauswahl : Die Genauigkeit der Zellkörpererkennung kann vom Benutzer in Fiji/ImageJ überprüft werden. Anschließend ermöglicht eine grafische Benutzeroberfläche (GUI) die Auswahl der Zellen, die vom Algorithmus verfolgt werden sollen. Normalerweise müssen einige Zellen aufgrund von Kollisionen, Teilungen oder weil sie das Sichtfeld verlassen, von der Analyse ausgeschlossen werden.
Zellverfolgung und Datenexport : Der Dicty Tracking-Algorithmus verfolgt die ausgewählten Zellen, indem er die Schwerpunkte einer Zelle zu jedem Zeitpunkt der Bildserie verbindet. Dicty Tracking generiert einen .tif-Stapel mit verschiedenfarbigen Zellspuren und speichert die folgenden Parameter jeder verfolgten Zelle zu jedem Zeitpunkt in einer Excel-Tabelle:
- x- und y-Position
- Abstand zum vorherigen Punkt (Schrittgröße)
- Gesamtlänge der Strecke
- direkte Entfernung zum Ausgangspunkt
- Momentangeschwindigkeit
- Momentanwinkel (Winkel zwischen dem Verschiebungsvektor und der x-Achse, weitere Einzelheiten finden Sie im Benutzerhandbuch )
- Drehwinkel (Differenz der aufeinanderfolgenden Momentanwinkel)
- der Kosinus des Drehwinkels.
Weitere Analysen : Dicty Tracking enthält zusätzliche VBA-basierte Excel-Arbeitsmappen, die die Berechnung von ermöglichen
- mittlere Geschwindigkeit
- Richtungsverhältnis
- mittlere quadratische Verschiebung (MSD).

Eine detailliertere Beschreibung der Dictyostelium -Zellverfolgung und der anschließenden Migrationsanalyse mit Dicty Tracking finden Sie im Benutzerhandbuch .

Screenshots und Tracking-Beispiele

Fenster zur Einstellung der Zellerkennungsparameter

Kontrolle der Zellerkennung mit Fiji/ImageJ

GUI zur Auswahl der Zellen, die verfolgt werden sollen

Verfolgen Sie in eine Excel-Arbeitsmappe exportierte Daten

Berechnung von MSD mit einer zugehörigen Excel-Arbeitsmappe

unbeschränkt
Frei (unbegrenzt) und zufällig wandernde Ax2-Wildtyp- Dictyostelium- Zellen, verfolgt mit Dicty Tracking

beschränkt
Ax2-Wildtyp- Dictyostelium- Zellen, eingeschlossen durch einen 0,17 nm großen 1,5 %igen Agaroseschnitt, verfolgt mit Dicty Tracking

Video-Tutorial

Ein kurzes Video-Tutorial (ca. 3 Minuten) für Dicty Tracking ist unter vimeo.com verfügbar.

Code

Der Code hinter Dicty Tracking ist im Subrepository-Quellcode gespeichert. Über die folgenden Links ist ein schneller und direkter Zugriff auf die jeweiligen Codedateien möglich:

MATLAB®-Code
- Dicty_tracking_v1_3.m: Zellkörperidentifikation, Schwerpunktextraktion, Zellauswahl-GUI, Verfolgung, Datenexport
VBA-Code der zugehörigen Excel-Arbeitsmappen
- trajectories.vb: verschiebt die Trajektorien aller verfolgten Zellen zum Ursprung (zur Generierung von Trajektoriendiagrammen)
- speed.vb: Berechnet die mittlere Geschwindigkeit aller verfolgten Zellen einer Bildserie
- dir ratio.vb: Berechnet das mittlere Dir-Verhältnis aller verfolgten Zellen einer Bildserie
- MSD-Vorbereitung.vb: Bereitet Tracking-Daten für den Import in die MSD-Berechnungsarbeitsmappe vor
- MSD_1.vb, MSD_2.vb, MSD_3.vb und MSD_4.vb: ermöglichen die Berechnung der mittleren quadratischen Verschiebung (MSD) zu jedem Zeitpunkt für bis zu 4 verschiedene Zellpopulationen

Lizenz

Das Tool und die zugehörigen Dateien, einschließlich Excel-Arbeitsmappen, das Benutzerhandbuch und Beispielfilme, sind unter der MIT-Lizenz lizenziert.

Dicty Tracking in der Literatur

Dicty Tracking und/oder zugehörige Dateien wurden in den folgenden Forschungsarbeiten verwendet:

Litschko C, Brühmann S, Csiszár A, Stephan T, Dimchev V, Damiano-Guercio J, Junemann A, Körber S, Winterhoff M, Nordholz B, Ramalingam N, Peckham M, Rottner K, Merkel R, Faix J. (2019) Die funktionelle Integrität des kontraktilen Aktinkortex wird durch mehrere mit Diaphanous verwandte Formine gewährleistet . Proc Natl Acad Sci USA 116(9):3594-3603. https://doi.org/10.1073/pnas.1821638116
Litschko C, Linkner J, Brühmann S, Stradal TEB, Reinl T, Jänsch L, Rottner K, Faix J. (2017) Differenzielle Funktionen von WAVE-Regulierungskomplex-Untereinheiten bei der Regulierung aktingesteuerter Prozesse . Eur J Cell Biol. 96(8):715-727. https://doi.org/10.1016/j.ejcb.2017.08.003
Latham SL, Ehmke N, Reinke PYA, Taft MH, Eicke D, Reindl T, Stenzel W, Lyons MJ, Friez MJ, Lee JA, Hecker R, Frühwald MC, Becker K, Neuhann TM, Horn D, Schrock E, Niehaus I , Sarnow K, Grützmann K, Gawehn L, Klink B, Rump A, Chaponnier C, Figueiredo C, Knöfler R, Manstein DJ, Di Donato N (2018) Varianten in den Exons 5 und 6 von ACTB verursachen syndromale Thrombozytopenie . Nat Commun. 9(1):4250. https://doi.org/10.1038/s41467-018-06713-0

Dicty Tracking wird außerdem in einem Methodenkapitel über die Analyse der zufälligen Migration von Dictyostelium beschrieben. Dieses Kapitel enthält außerdem detaillierte Informationen zur Probenvorbereitung in begrenzten und unbeschränkten Räumen, zur Bildaufnahme und hilfreiche Hinweise:

Litschko C, Damiano-Guercio J, Brühmann S, Faix J (2018) Analyse der zufälligen Migration von Dictyostelium Amoeba in begrenzten und nicht begrenzten Umgebungen . Methoden Mol Biol. 1749:341-350. https://doi.org/10.1007/978-1-4939-7701-7_24

Wie man zitiert

Der Dicty Tracking-Dateisatz ist auch öffentlich auf figshare verfügbar. Die zugeschriebene digitale Objektkennung (DOI) lautet 10.6084/m9.figshare.5024552. Dicty Tracking kann zitiert werden als:

Litschko C (2017) Dicty Tracking: Ein eigenständiges Tool zur schnellen und einfachen Verfolgung wandernder Dictyostelium-Zellen. Feigenaktie. https://doi.org/10.6084/m9.figshare.5024552

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