纺锤体动力学、细胞形状及体积的自动化三维单细胞表型分析

我们提出了活细胞中三维特征发现与跟踪算法，并展示了其在测量细胞生物学过程中重要度量方面的效用。我们开发了一种计算成像混合方法，将类点特征的自动化三维跟踪与表面确定相结合，从中可提取细胞（或核）体积、形状及关注平面。验证后，我们将该技术应用于分裂活细胞中有丝分裂纺锤体的富含真实空间背景的动力学，以及细胞体积与其纺锤体长度的关系。这些方法还可用于芽殖酵母中前期末和后期纺锤体群体的自动分离。我们发现，酵母驱动蛋白-5有丝分裂马达cin8的基因缺失导致大的母细胞和子细胞在大小上无法区分，且在这些细胞中纺锤体长度与细胞大小变得不相关。该技术可用于可视化和量化相对于细胞边界表面标志（如细胞分裂平面）的跟踪特征坐标，并将推动活细胞中非平衡过程的研究。