dicty 추적

에 대한

Dicty Tracking 은 위상차 시간 경과 이미지 시리즈에서 Dictyostelium discoideum 세포 이동을 반자동 추적하기 위해 개발된 MATLAB® 기반 독립 실행형 도구입니다. 이 도구를 사용하려면 Fiji/ImageJ와 MATLAB Runtime 설치가 필요합니다.

작동 원리

세포 탐지 : MATLAB®의 Image Process Toolbox에 구현된 Sobel 연산자와 후속 확장 및 침식 단계를 사용하여 Dicty 추적은 위상차 이미지에서 이동하는 Dictyostelium 세포의 세포체를 효율적으로 탐지할 수 있습니다. 세포체 검출의 정확성에 영향을 미치는 여러 매개변수의 조정이 가능하며 경우에 따라 필요할 수도 있습니다.
품질 관리 및 세포 선택 : Fiji/ImageJ에서 사용자가 세포체 검출의 정확성을 확인할 수 있습니다. 그런 다음 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)를 통해 알고리즘으로 추적해야 하는 셀을 선택할 수 있습니다. 일반적으로 일부 세포는 충돌, 분할 또는 시야를 벗어나는 이유로 분석에서 제외되어야 합니다.
셀 추적 및 데이터 내보내기 : Dicty Tracking 알고리즘은 이미지 시리즈의 각 시점에서 셀의 중심을 연결하여 선택한 셀을 추적합니다. Dicty Tracking은 다양한 색상의 셀 트랙이 포함된 .tif 스택을 생성하고 각 시점에서 추적된 각 셀의 다음 매개변수를 Excel 시트에 저장합니다.
- x와 y 위치
- 이전 지점까지의 거리(단계 크기)
- 전체 트랙 길이
- 출발점까지의 직접적인 거리
- 순간 속도
- 순간 각도(변위 벡터와 x축 사이의 각도, 자세한 내용은 사용자 가이드 참조)
- 회전 각도(이후 순간 각도의 차이)
- 회전 각도의 코사인.
추가 분석 : Dicty Tracking에는 추가 VBA 기반 Excel 통합 문서가 함께 제공되어 다음을 계산할 수 있습니다.
- 평균 속도
- 방향성 비율
- 평균 제곱 변위(MSD).

Dictyostelium 세포 추적 및 Dicty Tracking을 사용한 후속 마이그레이션 분석에 대한 자세한 설명은 사용자 가이드 에서 제공됩니다.

스크린샷 및 추적 예시

세포 검출 매개변수 설정 창

Fiji/ImageJ를 이용한 세포 검출 제어

추적해야 하는 셀 선택을 위한 GUI

Excel 통합 문서로 내보낸 데이터 추적

관련 Excel 통합 문서를 사용하여 MSD 계산

제한되지 않은
Dicty Tracking으로 추적된 자유롭게(제한되지 않고) 무작위로 이동하는 Ax2 야생형 Dictyostelium 세포

Dicty Tracking으로 추적된 0.17nm 1.5% 아가로스 슬라이스로 제한된 Ax2 야생형 Dictyostelium 세포

비디오 튜토리얼

Dicty Tracking에 대한 짧은 비디오 튜토리얼(약 3분)은 vimeo.com 에서 볼 수 있습니다.

암호

Dicty Tracking 뒤에 있는 코드는 하위 저장소 소스 코드에 저장되어 있습니다. 다음 링크를 통해 특정 코드 파일에 빠르고 직접 액세스할 수 있습니다.

MATLAB® 코드
- Dicty_tracking_v1_3.m: 세포체 식별, 중심 추출, 세포 선택 GUI, 추적, 데이터 내보내기
관련 Excel 통합 문서의 VBA 코드
- trajectories.vb: 추적된 모든 셀의 궤적을 원점으로 이동합니다(궤적 플롯 생성용).
- speed.vb: 이미지 시리즈에서 추적된 모든 셀의 평균 속도를 계산합니다.
- dir ratio.vb: 이미지 시리즈에서 추적된 모든 셀의 평균 dir 비율을 계산합니다.
- MSD prepare.vb: MSD 계산 통합 문서로 가져올 추적 데이터를 준비합니다.
- MSD_1.vb, MSD_2.vb, MSD_3.vb 및 MSD_4.vb: 최대 4개의 서로 다른 세포 집단에 대해 각 시점에서 평균 제곱 변위(MSD)를 계산할 수 있습니다.

특허

이 도구와 Excel 통합 문서, 사용자 가이드 및 샘플 동영상을 포함한 관련 파일은 MIT 라이선스에 따라 라이선스가 부여됩니다.

문헌에서의 Dicty 추적

Dicty Tracking 및/또는 관련 파일은 다음 연구 논문에서 사용되었습니다.

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) 수축성 액틴 피질의 기능적 무결성은 여러 Diaphanous 관련 포르민에 의해 보호됩니다 . 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) 액틴 구동 프로세스 규제에서 WAVE 규제 복합 하위 단위의 차동 기능 . 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, Früwald MC, Becker K, Neuhann TM, Horn D, Schrock E, Niehaus I , Sarnow K, Grützmann K, Gawehn L, Klink B, 엉덩이 A, Chaponnier C, Figueiredo C, Knöfler R, Manstein DJ, Di Donato N (2018) ACTB의 엑손 5 및 6 변종은 증후군성 혈소판 감소증을 유발합니다 . 냇 커뮤. 9(1):4250. https://doi.org/10.1038/s41467-018-06713-0

Dicty 추적은 Dictyostelium 무작위 이동 분석에 대한 방법 장에 추가로 설명되어 있습니다. 이 장에서는 또한 제한된 샘플 준비 및 제한되지 않은 샘플 준비, 이미지 획득 및 유용한 힌트에 대한 자세한 정보를 제공합니다.

Litschko C, Damiano-Guercio J, Brühmann S, Faix J (2018) 제한된 환경과 제한되지 않은 환경에서 Dictyostelium Amoeba의 무작위 이동 분석 . 방법 Mol Biol. 1749:341-350. https://doi.org/10.1007/978-1-4939-7701-7_24