Αυτοματοποιημένη μικροσκοπική ανάλυση βιομορίων κυτταρικού κύκλου
Σημαντικά εργαλεία στην βιολογική έρευνα αποτελούν τα μικροσκόπια. Οι διάφορες τεχνολογίες που έχουν αναπτυχθεί ανά τα χρόνια δίνουν την δυνατότητα εξαγωγής βιολογικής γνώσης, αξιοποιώντας διάφορες ιδιότητες του φωτός και των βιομορίων. Μια ιδιαίτερη οικογένεια φωτονικών μικροσκοπίων αποτελούν τα μι...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2022
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | https://hdl.handle.net/10889/23741 |
| id |
nemertes-10889-23741 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Μικροσκοπία Ανάλυση εικόνας Αυτοματοποίηση Κυτταρικός κύκλος Microscopy Image analysis Automation Cell cycle |
| spellingShingle |
Μικροσκοπία Ανάλυση εικόνας Αυτοματοποίηση Κυτταρικός κύκλος Microscopy Image analysis Automation Cell cycle Πρέζα, Ουρανία Αυτοματοποιημένη μικροσκοπική ανάλυση βιομορίων κυτταρικού κύκλου |
| description |
Σημαντικά εργαλεία στην βιολογική έρευνα αποτελούν τα μικροσκόπια. Οι διάφορες τεχνολογίες που έχουν αναπτυχθεί ανά τα χρόνια δίνουν την δυνατότητα εξαγωγής βιολογικής γνώσης, αξιοποιώντας διάφορες ιδιότητες του φωτός και των βιομορίων. Μια ιδιαίτερη οικογένεια φωτονικών μικροσκοπίων αποτελούν τα μικροσκόπια φθορισμού. Στα μικροσκόπια αυτά αξιοποιείται η ιδιότητα συγκεκριμένων μορίων να φθορίζουν σε συγκεκριμένα μήκη κύματος ύστερα από διέγερση. Επισημαίνοντας πρωτεΐνες με φθορίζοντα μόρια, καθίσταται δυνατός ο χωροχρονικός εντοπισμός των πρωτεϊνών ενδιαφέροντος.
Με την είσοδο των πειραμάτων υψηλής απόδοσης (HCS) δόθηκε η δυνατότητα εκτέλεσης πολυπαραμετρικών πειραμάτων. Η αποθήκευση και ανάλυση του όγκου δεδομένων που προκύπτουν από τέτοιου είδους πειράματα, αποτελεί πρόκληση. Η ανάλυση γίνεται συχνά από εξειδικευμένους ερευνητές λόγω της πολυπλοκότητας των δεδομένων. Για την επεξεργασία των εικόνων απαιτούνται αλγόριθμοι που είναι προσαρμόσιμοι στην ποικιλομορφία των δειγμάτων που μελετώνται.
Στην παρούσα εργασία παρουσιάζονται μια σειρά από αυτοματοποιημένα εργαλεία ανάλυσης μορίων επιδιόρθωσης του DNA σε κύτταρα που υφίστανται απορρύθμιση της αδειοδότησης της αντιγραφής. Πιο συγκεκριμένα, αναπτύχθηκαν εργαλεία για την αναγνώριση πυρήνων και υπο-πυρηνικών δομών, χωρικής συσχέτισης των δομών μεταξύ τους και μέτρηση της έντασης φθορισμού τους. Αξιοποιήθηκαν εικόνες από διαφορετικά μικροσκόπια, δύο (xy) και τριών (xyz) διαστάσεων, πολλαπλών χρωματικών καναλιών (R,G,B).
Τα εργαλεία αναπτύχθηκαν με σκοπό την χρήση τους από μη εξειδικευμένους ερευνητές, δίνοντάς τους την δυνατότητα ελέγχου/εποπτείας όλης της πειραματικής διαδικασίας από την προετοιμασία των δειγμάτων ως την εξαγωγή βιολογικής γνώσης. Για τον λόγο αυτό, σε όλες τις ροές εργασίας υπάρχει παράθυρο αλληλεπίδρασης του χρήστη με τις παραμέτρους ανάλυσης, χωρίς να υπάρχει άμεση τροποποίηση του κώδικα. |
| author2 |
Preza, Ourania |
| author_facet |
Preza, Ourania Πρέζα, Ουρανία |
| author |
Πρέζα, Ουρανία |
| author_sort |
Πρέζα, Ουρανία |
| title |
Αυτοματοποιημένη μικροσκοπική ανάλυση βιομορίων κυτταρικού κύκλου |
| title_short |
Αυτοματοποιημένη μικροσκοπική ανάλυση βιομορίων κυτταρικού κύκλου |
| title_full |
Αυτοματοποιημένη μικροσκοπική ανάλυση βιομορίων κυτταρικού κύκλου |
| title_fullStr |
Αυτοματοποιημένη μικροσκοπική ανάλυση βιομορίων κυτταρικού κύκλου |
| title_full_unstemmed |
Αυτοματοποιημένη μικροσκοπική ανάλυση βιομορίων κυτταρικού κύκλου |
| title_sort |
αυτοματοποιημένη μικροσκοπική ανάλυση βιομορίων κυτταρικού κύκλου |
| publishDate |
2022 |
| url |
https://hdl.handle.net/10889/23741 |
| work_keys_str_mv |
AT prezaourania automatopoiēmenēmikroskopikēanalysēbiomoriōnkyttarikoukyklou AT prezaourania automatedmicroscopicanalysisofcellcyclemolecules |
| _version_ |
1771297163030036480 |
| spelling |
nemertes-10889-237412022-11-08T04:35:16Z Αυτοματοποιημένη μικροσκοπική ανάλυση βιομορίων κυτταρικού κύκλου Automated microscopic analysis of cell cycle molecules Πρέζα, Ουρανία Preza, Ourania Μικροσκοπία Ανάλυση εικόνας Αυτοματοποίηση Κυτταρικός κύκλος Microscopy Image analysis Automation Cell cycle Σημαντικά εργαλεία στην βιολογική έρευνα αποτελούν τα μικροσκόπια. Οι διάφορες τεχνολογίες που έχουν αναπτυχθεί ανά τα χρόνια δίνουν την δυνατότητα εξαγωγής βιολογικής γνώσης, αξιοποιώντας διάφορες ιδιότητες του φωτός και των βιομορίων. Μια ιδιαίτερη οικογένεια φωτονικών μικροσκοπίων αποτελούν τα μικροσκόπια φθορισμού. Στα μικροσκόπια αυτά αξιοποιείται η ιδιότητα συγκεκριμένων μορίων να φθορίζουν σε συγκεκριμένα μήκη κύματος ύστερα από διέγερση. Επισημαίνοντας πρωτεΐνες με φθορίζοντα μόρια, καθίσταται δυνατός ο χωροχρονικός εντοπισμός των πρωτεϊνών ενδιαφέροντος. Με την είσοδο των πειραμάτων υψηλής απόδοσης (HCS) δόθηκε η δυνατότητα εκτέλεσης πολυπαραμετρικών πειραμάτων. Η αποθήκευση και ανάλυση του όγκου δεδομένων που προκύπτουν από τέτοιου είδους πειράματα, αποτελεί πρόκληση. Η ανάλυση γίνεται συχνά από εξειδικευμένους ερευνητές λόγω της πολυπλοκότητας των δεδομένων. Για την επεξεργασία των εικόνων απαιτούνται αλγόριθμοι που είναι προσαρμόσιμοι στην ποικιλομορφία των δειγμάτων που μελετώνται. Στην παρούσα εργασία παρουσιάζονται μια σειρά από αυτοματοποιημένα εργαλεία ανάλυσης μορίων επιδιόρθωσης του DNA σε κύτταρα που υφίστανται απορρύθμιση της αδειοδότησης της αντιγραφής. Πιο συγκεκριμένα, αναπτύχθηκαν εργαλεία για την αναγνώριση πυρήνων και υπο-πυρηνικών δομών, χωρικής συσχέτισης των δομών μεταξύ τους και μέτρηση της έντασης φθορισμού τους. Αξιοποιήθηκαν εικόνες από διαφορετικά μικροσκόπια, δύο (xy) και τριών (xyz) διαστάσεων, πολλαπλών χρωματικών καναλιών (R,G,B). Τα εργαλεία αναπτύχθηκαν με σκοπό την χρήση τους από μη εξειδικευμένους ερευνητές, δίνοντάς τους την δυνατότητα ελέγχου/εποπτείας όλης της πειραματικής διαδικασίας από την προετοιμασία των δειγμάτων ως την εξαγωγή βιολογικής γνώσης. Για τον λόγο αυτό, σε όλες τις ροές εργασίας υπάρχει παράθυρο αλληλεπίδρασης του χρήστη με τις παραμέτρους ανάλυσης, χωρίς να υπάρχει άμεση τροποποίηση του κώδικα. Microscopes constitute an integral tool in biological research. The various technologies that have been developed over the years make possible the extraction of knowledge by making use of several properties of light and biomolecules. A particular family of photonic microscopes are fluorescent microscopes. These microscopes make use of the property of particular molecules to fluoresce on certain wavelength after stimulation. Protein tagging with fluorescent molecules allows the spatio-temporal tracking of the proteins of interest. With the advent of High Content Screening (HCS) technology, conduction of multi-parameter experiments has been made possible. Storing and analyzing the datasets that occur from HCS is challenging. Analysis of such experiments is often performed by specialists due to data complexity. Image processing requires algorithms adaptable to the variability of the samples. In this study, a series of automated tools are introduced in regards to the analysis of DNA repair molecules in cells undergoing deregulation of replication. Specifically, there have been developed tools for nuclear and sub-nuclear segmentation, spatial correlation among the structures and the measurement of their fluorescence. Analysis was performed on 2D (xy), 3D (xyz) multi-channel (R,G,B) images, from different microscopes. The tools were developed with the aim of being used by non-specialists, giving the opportunity to the biology researchers to control/oversee the whole experimental procedure, from the sample preparation to the extraction of biological knowledge. For this reason, there is a user interface for every pipeline in order for the user to import the analysis parameters without interfering directly with the code. 2022-11-07T10:08:37Z 2022-11-07T10:08:37Z 2022-10-11 https://hdl.handle.net/10889/23741 el Attribution 3.0 United States http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/us/ application/pdf |
