AMEBaS: استخراج خط الوسط التلقائي وطرح الخلفية للفواصل الزمنية الفلورية النسبية للخلايا المفردة المستقطبة

تحدد هذه الطريقة الديناميكيات الزمانية المكانية للخلايا المستقطبة على طول خط الوسط الذي يعبر عن مراسل أو صبغة فلورية لكيان معين مهم مثل الأكتين أو الأيونات أو ديناميكيات الحويصلة. يزيل إصدار الأتمتة التحيزات ويسمح بقابلية التوسع ، خاصة بالنسبة للمهام التي يتم تنفيذها رقميا يدويا ويمكن أن تصبح مستهلكة للوقت وغير موضوعية. للبدء ، افتح Jupyter Notebook واقرأ ملفات الفاصل الزمني ، إما عن طريق الوصول إلى الصفحة الرئيسية لدفتر الملاحظات التفاعلي Google CoLab ، أو تنزيل وفتح AMEBaS_local IP YNB من GitHub.

لإعداد إعداد الدليل لبيانات الإدخال والإخراج باستخدام الإصدار المحلي ، ضع الفاصل الزمني الفلوري كملف TIF أو DV داخل مجلد باسم البيانات الموجودة في المجلد الجذر للبرنامج. قم بإنشاء مجلد صادر لتلقي البيانات التي تم إنشاؤها ، ثم قم بتشغيل كتلة رمز الإعداد. إذا كنت تستخدم دفتر الملاحظات على Google CoLab ، فقم بتنفيذ كتلة رمز الإعداد لإنشاء البيانات والمجلدات الصادرة تلقائيا ، ثم قم بتشغيل كتلة رمز إدخال الملف لقراءة بيانات الفاصل الزمني بالنقر فوق زر التشغيل.

إذا كنت تستخدم Google CoLab ، فقم بتحميل ملف الفاصل الزمني إلى مجلد البيانات بالنقر فوق الزر اختيار ملف. بعد ذلك ، اختر إنشاء مخرجات إضافية لكل خطوة عن طريق تعيين المعلمة المطولة إلى صواب أو خطأ. لاكتشاف الخلية الرئيسية والمقطع من الخلفية ، قم بتشغيل كتلة رمز تجزئة الخلية المفردة بالنقر فوق زر التشغيل لفصل الخلية ذات الاهتمام تلقائيا عن الخلفية.

اضبط قيمة سيجما في متغير سيجما لضبط نعومة قناع التجزئة. القيمة الافتراضية هي 2.0. الآن قم بتعيين تقدير المتغير إلى false لتخزين العتبة المقدرة مباشرة من بيانات ISO ، أو true لتجانسها عبر الإطارات المجاورة باستخدام الانحدار المحلي متعدد الحدود.

اضبط المتغير n_points لضبط الدالة بدقة بحيث تكون القيمة الافتراضية 40. لتتبع خط الوسط على طول امتداد الخلية ، قم بتشغيل كتلة رمز تتبع خط الوسط للخلية بالنقر فوق زر التشغيل لهيكلة الخلية باستخدام طريقة لي وتمديد طرف الهيكل العظمي الأخير من خلال الاستقراء الخطي. بعد ذلك، حدد خيار التتبع لخط الوسط بضبط وسيطة complete_skeletonization للتتبع إما على الإطار الأخير أو مرة واحدة لكل إطار.

اضبط المتغير interpolation_fraction لتعيين جزء النقاط في الهيكل العظمي للاستيفاء أثناء الاستقراء. القيمة الافتراضية هنا هي 0.25. بعد ذلك ، قم بتعديل المتغير extrapolation_length لتحديد طول استقراء خط الوسط.

القيمة الافتراضية هي ناقص واحد ، والتي تمتد الهيكل العظمي إلى أقرب حافة. الآن قم بتشغيل أول كتلة رمز لتصور البيانات بالنقر فوق زر التشغيل لإنشاء صور كيموغرافية تلقائيا لكلتا القناتين. اختر حجم نواة Gaussian للتنعيم عن طريق ضبط متغير kymograph_kernel.

لعرض شدة الهياكل العظمية غير الممتدة بشكل صحيح ، هناك حاجة إلى خريطة ألوان مخصصة لصور kymograph المغطاة الخاصة بهم. اضبط المتغير shift_fraction لاختيار نسبة الكسر من الشدة التي سيتم تعيينها كلون الخلفية، أسود. ثم قم بتشغيل كتلة رمز تصور البيانات الثانية بالنقر فوق زر التشغيل لإنشاء مخطط كيموغراف متري للنسبة والفاصل الزمني تلقائيا.

اضبط المتغير switch_ratio لتغيير ترتيب القنوات المستخدمة كبسط ومقام أثناء حسابات النسبة مع كون الافتراضي خطأ. تحقق مما إذا كان الفاصل الزمني للنسبة يتطلب تجانسا إضافيا باستخدام تمرير مرشح متوسط عن طريق ضبط متغير smooth_ratio. بشكل افتراضي ، يتم تعيين هذا إلى خطأ.

بعد ذلك ، اختر إما إزالة القيم المتطرفة الناتجة عن الإشارة المنخفضة في قناة المقام أو الاحتفاظ بها عن طريق ضبط متغير reject_outliers. يتم تمييز القيم المتطرفة كقيم 1.5 مرة من النطاق الربيعي فوق الربع الثالث. أخيرا ، اختر ما إذا كان يجب تصدير الخلفية وإخراج مقياس النسبة عن طريق ضبط background_ratio المتغير.

الافتراضي هو خطأ لاستبدال الخلفية بالأصفار. تم اختبار AMEBaS على مجموعات البيانات مثل أنابيب حبوب اللقاح التي تعبر عن كاميليون مراسل الكالسيوم ، وأنابيب حبوب اللقاح التي تعبر عن فلورين مؤشر الأس الهيدروجيني ، وشعر الجذر الذي يعبر عن مراسل الكالسيوم NESYC 3.6 عملت بنجاح على الرغم من الاختلافات في اتجاه النمو ، وتقنيات التصوير ، ومراسلي الفلورسنت ، وأنواع الخلايا. تذكر تنفيذ مجموعة الكتلة حتى تتمكن من تثبيت الحزم المطلوبة.

بالإضافة إلى ذلك ، من الضروري ضبط قيم سيجما خصيصا لصورك حتى تتمكن من الحصول على نتائج أكثر دقة. يمكن بعد ذلك استخدام أجهزة القياس الدقيقة الناتجة لتحليل الديناميات الزمانية المكانية لمصلحة الحل. بالإضافة إلى ذلك ، يمكنك حسابها لإيجاد طريقة ونمو وسلاسل زمنية لتحليل الحل الصحيح.