Vidéo analyse bioinformatique des droits de croissance de la tige colonie de cellules embryonnaires
Summary
Vidéo bioinformatique est le traitement automatisé, l'analyse, la compréhension et l'exploration des données biologiques de la spatio-temporelle des données extraites de vidéos microscopiques. Le but de cet article est de démontrer une méthode pour mesurer la croissance embryonnaire humaine colonie de cellules souches en utilisant une méthode vidéo bioinformatique.
Abstract
Parce que les données vidéo sont complexes et sont constitués de nombreuses images, d'information minière du matériel vidéo est difficile à faire sans l'aide de logiciels informatiques. Vidéo bioinformatique est une approche puissante pour l'extraction quantitative spatio-temporelle des données à partir d'images vidéo en utilisant un logiciel informatique pour effectuer des mines datant et d'analyse. Dans cet article, nous introduisons une méthode vidéo bioinformatique pour quantifier la croissance des cellules souches embryonnaires humaines (CSEh) en analysant les vidéos time-lapse recueillies dans un incubateur à Nikon BioStation CT équipé d'une caméra pour l'imagerie vidéo. Dans nos expériences, les colonies de CSEh qui étaient attachés à Matrigel ont été filmés pendant 48 heures dans le CT BioStation. Pour déterminer le taux de croissance de ces colonies, les recettes ont été développées en utilisant CL-Quant logiciel qui permet aux utilisateurs d'extraire divers types de données à partir d'images vidéo. Pour évaluer avec précision la croissance de colonies, trois recettes ont été créées. La première segmentation de l'image dans la colonie et le fond, le second rehaussé l'image pour définir les colonies tout au long de la séquence vidéo avec précision, et le troisième a mesuré le nombre de pixels dans la colonie au cours du temps. Les trois recettes ont été exécutées en séquence sur les données recueillies dans la vidéo un CT BioStation d'analyser le taux de croissance des colonies de CSEh individuelles de plus de 48 heures. Pour vérifier la véracité des recettes CL-Quant, les mêmes données ont été analysées manuellement en utilisant le logiciel Adobe Photoshop. Lorsque les données obtenues en utilisant les recettes CL-Quant et Photoshop ont été comparés, les résultats étaient pratiquement identiques, indiquant les recettes CL-Quant étaient véridiques. La méthode décrite ici pourrait être appliquée à toutes les données vidéo pour mesurer les taux de croissance de CSEh ou d'autres cellules qui se développent dans les colonies. En outre, d'autres vidéos de recettes bioinformatique peuvent être développés à l'avenir pour d'autres processus cellulaires tels que la migration, l'apoptose et adhésion cellulaire.
Protocol
Discussion
Vidéo des outils bioinformatiques puissants pour les extraire des données rapidement à partir d'images vidéo. Notre protocole de quantification de la croissance de colonies de CSEh démontre une application de vidéo bioinformatique à un problème biologique. Cette méthode est quantitative et a la particularité intéressante de données révélant des colonies CSEh individuelles. Vidéo recettes bioinformatique peut être développé pour contrôler d'autres processus cellulaires comme la prolifération, …
Acknowledgements
Le développement de cette méthode a été rendue possible par un financement de la Californie concernant le tabac Programme de recherche sur les maladies, le California Institute for Regenerative, et NSF IGERT subvention sur Vidéo Bioinformatique (# 0903667) à l'UCR ( http://www.cris.ucr .edu / IGERT / index.php ). Sabrina Lin est soutenu par une bourse de thèse de la division supérieure, Shawn Forteno est soutenu par une bourse du NIH MARC, et Shruthi Satish est soutenu par une bourse de la Division des études supérieures. Nous sommes reconnaissants à Anna Trtchounian pour son aide la préparation des figures. Nous remercions également Sam Alworth et Ned Jastromb pour nous enseigner comment utiliser le logiciel CL-Quant.
Materials
| Material Name | Type | Company | Catalogue Number | Comment |
|---|---|---|---|---|
| mTeSR1 Human Embryonic Stem Cell Maintenance Medium | Stem Cell Technologies | 05850 | or any suitable medium for hESC culture. | |
| BD Matrigel | BD Bioscience | 356234 | or other suitable substrate. | |
| DMEM/F12 Basal Medium | Invitrogen | 11330-032 | ||
| Phosphate Buffered Saline without Ca2+ and Mg2+ | ||||
| Accutase Enzyme Cell Detachment Medium | eBioscience | 00-4555-56 | or other suitable detachment enzyme. | |
| 3mm Glass beads | Fisher Scientific | 11-312A | optional. | |
| 12-well Tissue Culture Plates | BD Falcon | 353043 | or any other plate format. | |
| Nikon BioStation CT/IM | or other incubator/microscope suitable for collecting video data. | |||
| CL-Quant software (Nikon) and/or Photoshop (Adobe). |
