Video bioinformatischen Analyse von humanen embryonalen Stammzellen Colony Growth
Summary
Video Bioinformatik ist die automatisierte Verarbeitung, Analyse, Verständnis und Data-Mining-biologischer räumlich-zeitliche Daten aus mikroskopischen Videos extrahiert. Der Zweck dieses Artikels ist es, ein Verfahren zur Messung an humanen embryonalen Stammzellen Kolonie Wachstum mit einem Video Bioinformatik Methode zu demonstrieren.
Abstract
Da Videodaten komplex und von vielen Bildern, Bergbau Informationen von Video-Material besteht nur schwer ohne Hilfe von Computer-Software zu tun. Video Bioinformatik ist eine mächtige quantitative Ansatz zur Gewinnung von räumlich-zeitlichen Daten von Video-Bildern mit Computer-Software, um aus Bergbau und Analyse durchzuführen. In diesem Artikel stellen wir ein Video Bioinformatik-Verfahren zur Quantifizierung des Wachstums von humanen embryonalen Stammzellen (hES) durch die Analyse von Zeitraffer-Videos in einer Nikon BioStation CT-Inkubator mit einer Kamera für Video-Bildgebung ausgestattet gesammelt. In unseren Experimenten wurden hESC Kolonien, die auf Matrigel befestigt wurden für 48 Stunden in der BioStation CT gefilmt. Zur Bestimmung der Wachstumsrate dieser Kolonien wurden Rezepturen entwickelt mit CL-Quant-Software, welche Benutzer auf verschiedene Arten von Daten von Videobildern zu extrahieren. Um genau zu beurteilen Koloniewachstum wurden drei Rezepte erstellt. Die erste segmentiert das Bild in der Kolonie und Hintergrund, die zweite erweiterte das Bild, um Kolonien in der Videosequenz genau zu definieren, und die dritte Messung der Anzahl der Pixel in der Kolonie im Laufe der Zeit. Die drei Rezepte wurden in Folge auf Video-Daten in einem BioStation CT gesammelt, um das Wachstum der einzelnen hESC Kolonien über 48 Stunden zu analysieren laufen. Um zu überprüfen, die Wahrhaftigkeit der CL-Quant Rezepte, waren die gleichen Daten manuell mit Hilfe von Adobe Photoshop-Software analysiert. Wenn die Daten mit dem CL-Quant Rezepte und Photoshop verglichen wurden erhalten, wurden die Ergebnisse praktisch identisch, was darauf hinweist das CL-Quant Rezepte wurden wahrheitsgetreu. Die hier beschriebene Methode könnte zu einer Video-Daten zu Wachstumsraten von menschlichen embryonalen Stammzellen oder andere Zellen, die in Kolonien wachsen beantragt werden. Darüber hinaus können andere Video Bioinformatik Rezepte in der Zukunft für andere zelluläre Prozesse wie Migration, Apoptose und Zelladhäsion entwickelt werden.
Protocol
Discussion
Video Bioinformatik-Werkzeuge sind für die schnelle Extraktion von Daten aus Videobildern mächtig. Unser Protokoll zur Quantifizierung hESC Kolonie Wachstum zeigt eine Anwendung von Video Bioinformatik an ein biologisches Problem. Diese Methode ist quantitativ und hat die interessante Eigenschaft Erschließen von Daten aus den einzelnen hESC Kolonien. Video Bioinformatik Rezepte entwickelt, um andere zelluläre Prozesse wie Proliferation, Migration, Apoptose und Zell-Bindung an das Substrat, und Zelladhäsion auf angr…
Acknowledgements
Die Entwicklung dieser Methode wurde durch Mittel aus dem California Tobacco-Related Disease Research Program, das California Institute for Regenerative Medicine, und NSF IGERT Zuschuss auf Video Bioinformatics (# 0903667) bei UCR ( http://www.cris.ucr .edu / IGERT / index.php ). Sabrina Lin von einer Dissertation Fellowship von der Graduate Division unterstützt wird, wird Shawn Forteno durch ein NIH MARC Fellowship unterstützt und Shruthi Satish wird durch eine Graduate Division Fellowship unterstützt. Wir sind dankbar, dass Anna Trtchounian für ihre Hilfe Anfertigung der Abbildungen. Wir danken auch Sam Alworth und Ned Jastromb für uns lehrt, wie die CL-Quant-Software zu benutzen.
Materials
| Material Name | Tipo | 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). |
