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火星,一个分子档案套件,用于从生物图像中重现分析和报告单分子特性。

Mars, a molecule archive suite for reproducible analysis and reporting of single-molecule properties from bioimages.

机构信息

Structure and Dynamics of Molecular Machines, Max Planck Institute of Biochemistry, Martinsried, Germany.

Physik Department, Technische Universität München, Garching, Germany.

出版信息

Elife. 2022 Sep 13;11:e75899. doi: 10.7554/eLife.75899.

DOI:10.7554/eLife.75899
PMID:36098381
原文链接:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9470159/
Abstract

The rapid development of new imaging approaches is generating larger and more complex datasets, revealing the time evolution of individual cells and biomolecules. Single-molecule techniques, in particular, provide access to rare intermediates in complex, multistage molecular pathways. However, few standards exist for processing these information-rich datasets, posing challenges for wider dissemination. Here, we present Mars, an open-source platform for storing and processing image-derived properties of biomolecules. Mars provides Fiji/ImageJ2 commands written in Java for common single-molecule analysis tasks using a Molecule Archive architecture that is easily adapted to complex, multistep analysis workflows. Three diverse workflows involving molecule tracking, multichannel fluorescence imaging, and force spectroscopy, demonstrate the range of analysis applications. A comprehensive graphical user interface written in JavaFX enhances biomolecule feature exploration by providing charting, tagging, region highlighting, scriptable dashboards, and interactive image views. The interoperability of ImageJ2 ensures Molecule Archives can easily be opened in multiple environments, including those written in Python using PyImageJ, for interactive scripting and visualization. Mars provides a flexible solution for reproducible analysis of image-derived properties, facilitating the discovery and quantitative classification of new biological phenomena with an open data format accessible to everyone.

摘要

新的成像方法的快速发展产生了更大、更复杂的数据集,揭示了单个细胞和生物分子的时间演化。特别是单分子技术,可以获得复杂的多阶段分子途径中的稀有中间体。然而,处理这些信息丰富的数据集的标准很少,这给更广泛的传播带来了挑战。在这里,我们介绍了 Mars,这是一个用于存储和处理生物分子图像衍生属性的开源平台。Mars 提供了用 Java 编写的 Fiji/ImageJ2 命令,用于使用分子档案架构执行常见的单分子分析任务,该架构可以轻松适应复杂的多步骤分析工作流程。涉及分子跟踪、多通道荧光成像和力谱学的三个不同工作流程,展示了分析应用的范围。一个用 JavaFX 编写的综合图形用户界面通过提供图表、标记、区域突出显示、可脚本化的仪表板和交互式图像视图,增强了生物分子特征的探索。ImageJ2 的互操作性确保了分子档案可以轻松地在多个环境中打开,包括使用 PyImageJ 编写的 Python 环境,用于交互式脚本和可视化。Mars 为可重复的图像衍生属性分析提供了一个灵活的解决方案,通过开放的数据格式促进了新生物现象的发现和定量分类,使每个人都可以访问。

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