Дикти-отслеживание

О

Dicty Tracking — это автономный инструмент на базе MATLAB®, разработанный для полуавтоматического отслеживания мигрирующих клеток Dictyostelium discoideum из серий фазоконтрастных покадровых изображений. Для этого инструмента требуется Fiji/ImageJ и установка MATLAB Runtime.

Как это работает

Обнаружение клеток : использование оператора Собеля, реализованного в пакете инструментов обработки изображений MATLAB®, а также последующих шагов расширения и эрозии. Отслеживание Dicty позволяет эффективно обнаруживать клеточные тела мигрирующих клеток Dictyostelium на фазово-контрастных изображениях. Возможна и в некоторых случаях может потребоваться настройка нескольких параметров, влияющих на точность обнаружения тел клеток.
Контроль качества и выбор клеток : точность обнаружения тел клеток может быть проверена пользователем в Fiji/ImageJ. После этого графический интерфейс пользователя (GUI) позволяет выбирать ячейки, которые должен отслеживать алгоритм. Обычно некоторые клетки приходится исключать из анализа из-за столкновения, деления или выхода из поля зрения.
Отслеживание ячеек и экспорт данных : алгоритм Dicty Tracking отслеживает выбранные ячейки, соединяя центроиды ячейки в каждый момент времени серии изображений. Dicty Tracking создает стек .tif с дорожками ячеек разного цвета и сохраняет следующие параметры каждой отслеживаемой ячейки в каждый момент времени в листе Excel:
- положение x и y
- расстояние до предыдущей точки (размер шага)
- общая длина пути
- прямое расстояние до начальной точки
- мгновенная скорость
- мгновенный угол (угол между вектором смещения и осью X, более подробную информацию см. в руководстве пользователя )
- угол поворота (разность последующих мгновенных углов)
- косинус угла поворота.
Дальнейший анализ : Dicty Tracking поставляется с дополнительными книгами Excel на базе VBA, позволяющими рассчитывать
- средняя скорость
- коэффициент направленности
- среднеквадратичное смещение (MSD).

Более подробное описание отслеживания клеток Dictyostelium и последующего анализа миграции с помощью Dicty Tracking представлено в руководстве пользователя .

Скриншоты и примеры отслеживания

Окно настройки параметров обнаружения ячеек

Контроль обнаружения клеток с помощью Fiji/ImageJ

Графический интерфейс для выбора ячеек, которые необходимо отслеживать.

Отслеживание данных, экспортированных в книгу Excel

Расчет MSD с помощью связанной книги Excel

неограниченный
Свободно (неограниченно) и случайно мигрирующие клетки Dictyostelium дикого типа Ax2, отслеживаемые с помощью Dicty Tracking

ограниченный
Клетки Dictyostelium дикого типа Ax2, ограниченные срезом 1,5% агарозы размером 0,17 нм, отслеживаемые с помощью Dicty Tracking

Видеоурок

Короткое видеоруководство (около 3 минут) по Dicty Tracking доступно на vimeo.com .

Код

Код Dicty Tracking хранится в исходном коде субрепозитория. Быстрый и прямой доступ к конкретным файлам кода возможен по следующим ссылкам:

Код MATLAB®
- Dicty_tracking_v1_3.m: идентификация тела ячейки, извлечение центроида, графический интерфейс выбора ячейки, отслеживание, экспорт данных
Код VBA связанных книг Excel
- trajectories.vb: сдвигает траектории всех отслеживаемых ячеек к началу координат (для создания графиков траекторий)
- Speed.vb: вычисляет среднюю скорость всех отслеживаемых ячеек серии изображений.
- diratio.vb: вычисляет среднее соотношение dir для всех отслеживаемых ячеек серии изображений.
- MSD Preparation.vb: подготавливает данные отслеживания для импорта в книгу расчетов MSD.
- MSD_1.vb, MSD_2.vb, MSD_3.vb и MSD_4.vb: позволяют рассчитывать среднеквадратичное смещение (MSD) в каждый момент времени для до 4 различных популяций клеток.

Лицензия

Инструмент и связанные с ним файлы, включая книги Excel, руководство пользователя и примеры фильмов, лицензируются по лицензии MIT.

Дикти Трекинг в литературе

Dicty Tracking и/или связанные файлы использовались в следующих исследовательских работах:

Личко С, Брюман С, Чисар А, Стефан Т, Димчев В, Дамиано-Гуэрсио Дж, Юнеманн А, Кёрбер С, Винтерхофф М, Нордхольц Б, Рамалингам Н, Пекхэм М, Роттнер К, Меркель Р, Фаикс Дж. (2019) Функциональная целостность сократительной актиновой коры обеспечивается множеством форминов, связанных с Diaphanous . Proc Natl Acad Sci USA 116(9):3594-3603. https://doi.org/10.1073/pnas.1821638116
Личко С., Линкнер Дж., Брюманн С., Страдал ТЭБ, Рейнл Т., Янш Л., Роттнер К., Фэйкс Дж. (2017) Дифференциальные функции субъединиц регуляторного комплекса WAVE в регуляции процессов, управляемых актином . Eur J Cell Biol. 96(8):715-727. https://doi.org/10.1016/j.ejcb.2017.08.003
Лэтэм С.Л., Эмке Н., Рейнке ПЯА, Тафт М.Х., Эйке Д., Рейндл Т., Стензель В., Лайонс М.Дж., Фриз М.Дж., Ли Дж.А., Хеккер Р., Фрювальд М.К., Беккер К., Нойханн Т.М., Хорн Д., Шрок Э., Нихаус И. , Сарнов К, Грютцманн К, Гавен Л, Клинк Б, Рамп А, Шапонье C, Фигейредо C, Кнофлер Р., Манштейн DJ, Ди Донато Н (2018) Варианты экзонов 5 и 6 ACTB вызывают синдромальную тромбоцитопению . Нац Коммун. 9(1):4250. https://doi.org/10.1038/s41467-018-06713-0

Кроме того, отслеживание Dicty Tracking описано в главе, посвященной методу анализа случайной миграции Dictyostelium . В этой главе также представлена подробная информация о разделении ограниченных и неограниченных образцов, получении изображений и полезные советы:

Личко С., Дамиано-Гуэрсио Дж., Брюман С., Фэйкс Дж. (2018) Анализ случайной миграции Dictyostelium Amoeba в замкнутых и незамкнутых средах . Методы Мол Биол. 1749:341-350. https://doi.org/10.1007/978-1-4939-7701-7_24

Как цитировать

Набор файлов Dicty Tracking также находится в публичном доступе на figshare . Ему присвоен идентификатор цифрового объекта (DOI) — 10.6084/m9.figshare.5024552. Dicty Tracking можно назвать

Личко С. (2017) Отслеживание Dicty: автономный инструмент для быстрого и простого отслеживания мигрирующих клеток Dictyostelium. Фиговая доля. https://doi.org/10.6084/m9.figshare.5024552

Расширять

Дополнительная информация