生きた細菌バイオフィルムにおける非侵入単一細胞形態計測【JST・京大機械翻訳】

Zhang, M.; Zhang, J.; Wang, Y.; Wang, J.; Achimovich, A. M.; Acton, S. T.; Gahlmann, A.

プレプリント

J-GLOBAL ID：202202211906642480 整理番号：22P0236549

生きた細菌バイオフィルムにおける非侵入単一細胞形態計測【JST・京大機械翻訳】

Non-Invasive Single-Cell Morphometry in Living Bacterial Biofilms

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発行年： 2020年10月24日プレプリントサーバーでの情報更新日： 2020年10月24日
JST資料番号： O7001B 資料種別：プレプリント
記事区分：プレプリント発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

※このプレプリント論文は学術誌に掲載済みです。なお、学術誌掲載の際には一部内容が変更されている可能性があります。

蛍光顕微鏡は生細胞および細胞コミュニティの空間的および時間的測定を可能にする。しかし,この可能性は,高密度,3次元(3D)細菌バイオフィルムにおける個々の細胞挙動および表現型変化の調査についてはまだ完全には実現されていない。高密度充填生物膜における正確な細胞検出と細胞形状測定は,蛍光顕微鏡画像における限られた分解能と低い信号対バックグラウンド比(SBRs)のため,挑戦的である。本研究では,細菌細胞形態計測3D(BCM3D),画像分析ワークフロー,を数学的画像分析と結びつけて,3D蛍光画像における単一細菌細胞を正確にセグメント化し,分類した。BCM3Dでは,深い畳み込みニューラルネットワーク(CNN)を,実験的に現実的なSBR,細胞密度,ラベリング法,および細胞形状を有する模擬生物膜画像を用いて訓練した。シミュレーションと実験画像の両方を用いて,BCM3Dのセグメンテーション精度を系統的に評価した。最先端の細菌細胞分割アプローチと比較して,BCM3Dは,一貫してより高いセグメンテーション精度を達成し,さらに,マルチポピュレーションバイオフィルムにおける自動形態計測細胞分類を可能にする。【JST・京大機械翻訳】

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生体の顕微鏡観察法

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