與分子電機相互作用的細胞骨骼絲在理解細胞和分子醫學中的不同生理過程中起著至關重要的作用。但是,在體外(IVM)移動性分析是為此目的的主要技術,通常涉及對視頻記錄中細絲運動的準確和快速分析的挑戰。在這裡,初始車輛稱為台階絲,提供基於Python的自動化解決方案進行高分析。

由亞利桑那大學的Carol Gregorio教授,Ryan Bowser和Gerrie Farman博士開發,是一種用於跟踪絲的計劃,以顯著提高IVM分析的效率和準確性。他們的工作發表在《生物物理學期刊報告》上,提出了一種新的數據提取方法,可減少個體的偏見並實現快速,全面的分析。

Gregorio教授說:“細絲的主要優點在於它可以自動化整個過程的能力,從視頻處理到數據提取,使其成為研究Actomos相互作用的研究人員的強大工具。” “使用開源Python軟件包程序可確保其保持 – 日期,並且可以訪問未來的發展。”

IVM分析通常包括檢查熒光標記的細絲的運動,例如F-肌動蛋白或微管,上塗有運動蛋白(例如肌球蛋白或中國)的表面。雖然傳統的分析方法通常需要手動跟踪,但燈絲可以自動化此過程,從而繪製速度和平均速度,燈絲長度和運動柔軟度的數據。通過將圖像轉換為二進制量表並使用質心痕量算法,燈絲即使在高層環境中也可以詳細分析細絲運動。

細絲的突出特徵之一是他能夠處理重疊的細絲而不會失去跟踪數據,這是舊軟件的常見問題。這樣可以確保不拒絕關鍵信息,從而導致更可靠和包容的結果。 Gregorio教授解釋說:“即使細絲暫時重疊或立即失去外觀,我們的程序也可以追溯到細絲的運動,在細絲再次出現後準確地恢復。”

研究人員強調了細絲在進行心血管力學研究中的重要性,因為它通過減少與復雜的圖像分析程序和程序相關的學習曲線來簡化進入該領域的進入。 Gregorio教授補充說:“細絲的自動化技能提供了IVM的高數據分析,這對於研究各種生理狀況(例如疾病,運動和疲勞)的影響至關重要。”

在他們的研究中,團隊通過將其結果與手動跟踪方法和其他半自動化程序進行了比較,證明了細絲的性能。他們發現,燈絲不僅與手動測量的準確性相匹配,而且還超過了遵循的對像數量的速度和數量。 Gregorio教授指出:“與以前的程序相比,燈絲通過因子10加快了分析,從而允許最快,最有效的數據收集和分析。”

可能的細絲應用超出了基礎研究,提供了對藥物檢測和開發的寶貴知識。通過對影響肌動蛋白相互作用的化合物進行高度檢查,細絲可以促進鑑定新的治療目標並評估藥物效率。

雖然研究界繼續研究細胞骨架細絲和運動蛋白的複雜動態,但諸如Felament的工具將在促進我們的理解和發現醫學和科學進步的新機會方面起著至關重要的作用。借助其用戶友好的界面和強大的數據分析技能,燈絲是現代科學研究中自動化力量的證詞。 Gregorio教授及其團隊為我們如何接近和分析汽車燈絲的互動,為未來的創新鋪平了道路。

日記

Bowser,RM,Farman,GP和Gregorio,CC(2024)。細絲:跟踪細絲的程序,以快速準確地分析體外移動性。生物物理報告,4,100147。 Doi: https://doi.org/10.1016/j.bpr.2024.100147

關於

我目前是亞利桑那大學的一名研究科學家,研究了肉眼蛋白相互作用在健康和患病組織中的作用。我檢查了這些相互作用中蛋白質結構的變化如何通過突變,肥厚或擴張的心肌病和磷酸化(翻譯後修飾)的變化。為此,我使用了許多許多技術,例如單細胞,以及纖維包裝的力學來檢查對拉伸和鈣的組織反應,這是用於調節肌肉合約性的主要離子。我還檢查了這些蛋白質如何使用體外遷移率(IVM)和旋轉剛度在單分子的水平上相互作用,這是一種檢查在各種生理條件下或通過X射線射線衍射產生的肌球蛋白(肌肉中的運動分子)的手段,使我們能夠檢查肌肉的結構。允許我們考慮肌肉烤架中有多少蛋白質相互作用。

除此之外,我還指導了許多實驗室中的許多學生和文檔,他們經歷了這些知識獲得的知識。在實驗室之外,我喜歡在圖森地區瀏覽並抬起自行車,探索城市內部和周圍的自然美景。

我是亞利桑那大學的加速碩士學生,研究了格雷戈里奧實驗室的監管心臟蛋白質相互作用。我的項目著重於對靜脈脫氨氨基酶角色(LMOD)和蛋白2與腺苷酸環化酶(CAP2)相關的蛋白質2的最佳理解。我在Python上是自製的,當我第一次與Gregorio博士和Farman博士合作時,我學到了這些東西,我喜歡對編程問題的創造力和解決。

在實驗室中,我開發了自動化的數據分析方法以簡化研究,例如我們的軟件絲 體外 移動性(IVM),以及其他各種單個單細胞力學腳本和正弦疾病。除了創建數據分析工具外,我還使用一個細胞進行研究項目進行IVM力學實驗。

在實驗室外,我活躍於科學教育。我出現在KXCI 91.3“星期四論文”中,我建議高中生作為Star Lab的協調員,我喜歡去談論來自高中幼兒園的學生!

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