Narzędzie opracowane przez zespół nosi nazwę CShaper.
Jest to potężne narzędzie obliczeniowe, które to potrafi
systematycznie segmentuj i analizuj obrazy komórek na poziomie konkretnych przedstawicieli. Jest to bardzo ważne w badaniu podziału komórek, a także funkcji komórek i genów.Tekst pracy
Aby stworzyć komputertego urządzenia biolodzy badali, w jaki sposób zwierzęta wyrastają z pojedynczej komórki, zapłodnionego jaja lub w wyniku niezliczonych podziałów komórkowych. W szczególności chcieli poznać pewne funkcje genów, np. które geny biorą udział w podziale komórek w celu utworzenia różnych narządów lub co powoduje nieprawidłowe podziały komórek, które powodują wzrost nowotworów.
Aby to zrobić, naukowcy najpierw uzyskaliobrazy komórek - ich „drzewo genealogiczne”. Następnie „wybijają” (usuwają) gen z sekwencji DNA i porównują dwa drzewa linii rodowych, aby przeanalizować zmiany w komórkach i wywnioskować funkcję genu. Następnie eksperyment powtarza się, ale z innymi genami.
W badaniu biolodzy wykorzystali zarodkiCaenorhabditis elegans to rodzaj robaka, który ma wiele wspólnych cech biologicznych z ludźmi, dlatego może być stosowany do badania wzrostu guza u ludzi.
„Biorąc pod uwagę, że C.elegans ma około 20 000 genów, co oznacza, że pobieranie próbek z jednego genu wymagałoby prawie 20 000 eksperymentów. To będzie ogromna ilość danych. Dlatego niezwykle istotne jest wykorzystanie opracowanego przez nas zautomatyzowanego systemu analizy obrazu” – tekst badania.
Obrazy komórek są zwykle uzyskiwane za pomocąskanowanie wiązką laserową. Istniejące systemy analizy obrazu mogą z powodzeniem wykryć tylko jądro komórkowe, ale obraz błony komórkowej będzie słabej jakości, co utrudnia rekonstrukcję kształtu komórki.
Co więcej, nie ma niezawodnego algorytmusegmentacja trójwymiarowych obrazów poklatkowych (tj. obrazów czterowymiarowych) podziału komórek. Segmentacja obrazu to ważny proces w wizji komputerowej, który polega na dzieleniu sygnału wizualnego na segmenty w celu ułatwienia analizy obrazu. Jednak badacze muszą spędzać setki godzin na ręcznym oznaczaniu wielu obrazów komórek.
Nowe rozwiązania CShaper może wykryćbłon komórkowych, generować kształty komórek w przestrzeni 3D i, co ważniejsze, automatycznie segmentować obrazy komórek na poziomie komórki.
Czytaj więcej
Niebezpieczne ocieplenie klimatu rozpocznie się za 7 lat
Aborcja i nauka: co stanie się z dziećmi, które będą rodzić
Zobacz najpiękniejsze zdjęcia Hubble'a. Co teleskop widział przez 30 lat?