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CALIPERS：用于表型分析实验和再生研究的细胞周期感知活体成像
1. 意大利帕维亚大学合成生理学实验室 2. 意大利米兰人类科技城 3. 意大利都灵大学“Guido Tarone”分子生物技术中心 * 通讯作者：francesco.pasqualini@unipv.it；moises.disante@unipv.it 摘要 在活细胞成像中测量细胞结构和功能以及细胞周期进程一直很有挑战性，因为荧光泛素细胞周期指示剂 (FUCCI) 和大多数表型传感器都使用绿色 (GFP) 和红色 (RFP) 荧光蛋白。我们介绍了 CALIPERS，一种用于表型分析实验和再生研究的细胞周期感知活细胞成像方法。CALIPERS 使用一种名为 FUCCIplex 的定制 FUCCI 传感器，该传感器与基于 GFP 和 RFP 的传感器进行光谱多路复用。为了证明 CALIPERS 的广泛应用范围，我们用上皮和人类诱导性多能干细胞多色报告基因系在增殖、迁移、心脏药物检测和再生医学研究中对其进行了验证。正文组学和成像技术的融合为基础科学 1,2 、药物检测 3 和再生医学 4 中的细胞表型的高级评估提供了动力。此外，参考人类诱导性多能干细胞 (hiPSC) 和多谱系分化的强大协议（例如心肌细胞、hiPSC-CM）增强了可重复性 5 ，并将表型分析工作扩展到类器官 6,7 和器官芯片 8,9。然而，细胞周期 (CC) 可能会混淆这些研究，因为随着细胞在分裂后生长（G1 期）、复制其 DNA（S）、在随后的分裂前生长（G2）或分裂（M）10 ，基因表达、形态和行为会发生变化。这在分子表型分析中得到了很好的解决，因为由于同时测量许多 CC 基因/蛋白质 11 ，大多数组学研究都具有 CC 感知能力。然而，基于成像的 CC 感知表型分析具有挑战性。通过对 G1/S/G2/M 标记物进行特定染色，可以使化学固定样品的结构表型分析具有 CC 感知能力 12 。然而，功能表型分析只有通过活细胞成像 13,14 才有可能，目前很难使用标准荧光显微镜同时评估 CC 以及细胞结构和功能。事实上，绿色和红色荧光蛋白 (GFP、RFP) 为荧光泛素细胞周期指标 (FUCCI) 10 和大多数表型传感器 15 提供动力。在这里，我们引入了一个可复用的 FUCCI 传感器 FUCCIplex，并展示了 CC 感知实时成像，用于人类上皮细胞（HaCaT，图 1）和 hiPSC（图 2）中的表型分析实验和再生研究（CALIPERS）。为了创建 FUCCIplex，我们将 fastFUCCI 传感器 16 中的 GFP 和 RFP 替换为 miRFP670（iRFP）和 mTurquoise2（CFP）。因此，FUCCIplex 细胞的细胞核在 G1 中包含 CFP，在 G1-S 过渡期包含 CPF 和 iRFP，在 S/G2/M 期仅包含 iRFP（图 1a）。为了展示 CALIPERS，我们在 HaCaT 细胞中共表达了 FUCCIplex 和肌动蛋白结合肽 RFP-LifeAct 17，并使用 40 小时以上的活细胞荧光成像来追踪细胞在每个 CC 期所花费的时间（图 1b 和补充视频 1 和 2）。我们证实 HaCaT 细胞约 40% 的时间处于 G1 期，其余时间处于 S/G2/M 期，这与使用 FUCCIplex 或 DNA 标记在静态图像和流式细胞术实验中测得的 CC 期占有率一致（图 1c-d 和扩展图 1）。此外，我们开发了一个开源插件，可将 CFP 和 iRFP 强度转换为 FUCCIphase 信号，该信号可追踪 CC 完成百分比并实现 CC 感知的形态和运动分析（图 1e、补充视频 3 和扩展图 2）。
人类凝集素阵列用于表征宿主 - 病原体相互作用
已经开发了人类凝集素阵列，以探测具有致病性和共生微生物的先天免疫受体的侵蚀。Following the successful intro- duction of a lectin array containing all of the cow C-type carbohydrate-recognition domains (CRDs), a human array described here contains the C-type CRDs as well as CRDs from other classes of sugar-binding receptors, including galectins, siglecs, R-type CRDs, fi colins, intelectins, and chitinase-like lectins.阵列是用单位生物素标签修饰的CRD构建的，以确保CRD中的糖结合位点显示在定义方向的链霉亲和素涂层的表面上，并可以访问Mi-Crobes的表面。一种用于表达和显示来自聚糖结合受体所有不同结构类别的CRD的常见方法，可以在凝集素家族之间进行比较。除了先前记录的含量标记细菌结合的方案外，还开发了通过用DNA结合染料染色来检测与阵列结合的未标记细菌的方法。筛查也已被病毒糖蛋白以及细菌和真菌多糖未侵蚀。阵列为与受体相互作用的糖配体提供了一个公正的筛选，并且许多人表现出了较早研究所没有预期的结合。例如，某些甲状腺蛋白与缺乏乳糖或N-乙酰乳糖胺的细菌甘氨酸结合。结果证明了人类凝集素阵列的实用性，以提供与先天免疫系统中多种类似聚糖蛋白相互作用的独特概述，并提供了不同类型的微生物。
辣椒囊肿的多样性。基于表型和分子标记的基因型以及父母选择1
摘要：观赏辣椒植物具有遗传变异性，可以通过形态学和分子特征进入。基因型选择以形成基本种群进行育种，可以通过对几种类型的数据的联合分析进行繁殖，从而提供更高的选择准确性。从这个角度来看，这项研究旨在根据对表型性状和分子标记的分析评估胡椒加入之间的多样性，并选择在育种计划中用作父母的最佳方法。这项研究是在巴西Paraíba的联邦DaParaíba大学的CenciasAgrárias进行的。使用了16种观赏性胡椒基因型，并针对八个定量性状，九个定性性状和18对微卫星引物进行了表征。使用Tocher的聚类方法，Ward的群集算法和差异矩阵进行了同时变量分析。通过定量，定性和分子数据的联合分析，聚类方法在分离基因型，鉴定遗传变异性和准确性方面是有效的。通过Tocher方法（六组）和Ward的方法（三个组）形成了基因型之间的不同组。考虑到定量，定性和分子数据的联合分析，观赏性胡椒基因型之间存在遗传变异。定性性状对于鉴定观赏辣椒垫之间的遗传差异很重要。UFPB基因型46、134、137、443和449，迷你胡椒akamu和品种Calypso被指示用于选择，可用于执行十字架并继续育种计划。
一种简单的方法，用于表征Bione单使用发酵罐中的氧转移速率（OTR）
基因疗法是一种快速前进的技术，在该技术中，将修饰的基因引入患者以解决特定的遗传状况。这些疗法经常利用质粒DNA作为载体将改良基因传递到患者的基因组中。最常见的是，质粒DNA通过称为微生物发酵的过程在大肠杆菌培养物中表达。随着对这些疗法的需求增加，需要高质量的质粒DNA，这是可以通过精确且可重复的发酵技术实现的。这包括在生物反应器系统中保持最佳的溶解氧浓度。氧转移速率（OTR）表征对于过程设计和扩展是必要的，以确保对微生物培养的足够溶解的氧气控制。
新的整合载体可增加农杆菌的转化并有助于表征大豆 GmTML 基因家族成员的作用
。CC-BY-NC-ND 4.0 国际许可，根据 提供（未经同行评审认证）是作者/资助者，他已授予 bioRxiv 永久展示预印本的许可。它是此预印本的版权持有者此版本于 2024 年 7 月 26 日发布。；https://doi.org/10.1101/2024.07.25.605222 doi：bioRxiv 预印本
用于表观遗传学研究的 FFPE 肿瘤样本的规模化制备
图 4. Charles River Laboratories 共享了小鼠模型患者来源的异种移植瘤 (PDX) 的 FFPE 卷轴。来自 2 名患者样本的 PDX 肿瘤被嵌入 1 至 7 年的石蜡块中。使用 Qiagen AllPrep DNA/RNA FFPE 试剂盒从核材料中提取 gDNA，并通过 Agilent TapeStation 评估 DNA 完整性评分 (DIN)。K562 对照 A (未固定) gDNA 由 Qiagen AllPrep DNA/RNA FFPE 试剂盒提取，K562 对照 B (未固定) gDNA 由 Zymo Quick-DNA/RNA 纯化试剂盒提取，以提供来自 2 个 DNA 提取试剂盒的高质量样本示例。顶部代表性图像：明场碎片。底部代表性图像核标记：碘化丙啶。
基于表面触觉感觉的肘角引导系统，可轻巧可穿戴的织物执行器
摘要 - 对于各种应用，对可穿戴触觉设备的需求已迅速增加。但是，许多障碍设备会干扰佩戴者的活动和动作。此外，通过适应佩戴者的自然姿势，几种触觉设备无法引起直觉的触觉感觉。为了解决这些问题，我们建议使用轻巧的可穿戴织物执行器提出肘角引导系统。所提出的执行器是由织物制成的，并在其上附着两个麦基本型人工肌肉，使其非常轻巧，并促进了表面触觉的传递，以直观地诱导肘部伸展和流失。由织物执行器引起的表面触觉感觉已调整为自然运动，而不会干扰佩戴者的运动。此外，提议的系统通过改变向用户实时传递给用户的表面感觉的强度来测量并指导肘角。通过涉及人类参与者的实验证明了拟议系统的准确性。
用于表征...
从实验测量中获得的云云中非球体气泡与起泡的冲击之间的复杂耦合相互作用极具挑战性。它需要通过受监视的气泡动力学同时监测空化云中时空演化的冲击波。在本报告中，我们复制并扩展了[Gluzman和Thomas，2022a]的基于计算机视觉（CV）的数据处理代码，以通过新的冲击波检测功能从高速影像记录中获得泡泡检测，以获取有关冲击波进化的有价值数据，以获得冲击形态的相互作用及其与它们的c耦合与非cavity Cavity vlow的相互作用。为了完成这项任务，我们利用了[Gluzman和Thomas，2022b]提出的增强的梯度阴影技术，以检测充气的空洞流中的冲击波存在，我们将其与CV代码BLOB分析程序相结合，以检测和表征与Bubbles的空间 - 临时型临时型时间变化。我们首先将复制的检测代码与[Gluzman和Thomas，2022a]的实验结果进行比较，以表征仅在CD喷嘴流中的气泡破裂运动学。然后，我们验证了我们在充气的cd-nozzzle中的充气填充流中报告的结果，并通过[Gluzman and Thomas，2022b]报告的结果来获取新的数据，以获取有关冲击波形态的新数据，并与注入的气泡相互互动，这对新型模型具有高度的预测液化性物质，这些模型具有高度的重要性。
计算机视觉算法用于表征湍流气流喷气机的表征
摘要：开发了一种计算机视觉算法，以确定以5-10 m/s范围内以速度行驶的水气体混合物的两相湍流射流的参数，以评估实时质量交换设备的流体动力效率，并预测汽油汇率。该算法基于阈值分割，主动轮廓方法，主成分方法的回归和特征叠加层的比较，这可以稳定地确定喷气边界，并且在使用低质量数据时是一种比传统的方法更有效的方法。基于喷气机的高速视频记录，提出的算法允许计算Jet的关键特征：速度，入射角，结构密度等。讨论了算法的描述和基于在喷气生物反应器的实验原型上创建的真实喷气机的视频记录的测试应用程序。将结果与计算流体动力学建模和理论预测进行了比较，并证明了良好的一致性。提出的算法本身代表了喷气生物反应器中曝气器操作的实时控制系统的基础，并在实验室喷射流安装中使用，用于积累有关JET的结构和动态性能的大数据。
使用基于表面肌电信号的用户独立分类方法控制电动轮椅
摘要 轮椅因其舒适性和机动性而成为运动障碍人士中最受欢迎的辅助技术 (AT) 之一。手指有问题的人可能会发现使用传统的操纵杆控制方法操作轮椅很困难。因此，在本研究中，开发了一种基于手势的控制方法来操作电动轮椅 (EPW)。本研究选择了基于舒适度的手部位置来确定停止动作。还进行了额外的探索以研究四种手势识别方法：线性回归 (LR)、正则化线性回归 (RLR)、决策树 (DT) 和多类支持向量机 (MC-SVM)。前两种方法 LR 和 RLR 的准确率分别为 94.85% 和 95.88%，但每个新用户都必须接受培训。为了克服这个限制，本研究探索了两种独立于用户的分类方法：MC-SVM 和 DT。这些方法有效地解决了手指依赖性问题，并在识别不同用户的手势方面取得了显著的成功。MC-SVM 的准确率和准确度约为 99.05%，DT 的准确率和准确度约为 97.77%。所有六名参与者都成功控制了 EPW，没有发生任何碰撞。根据实验结果，所提出的方法具有很高的准确性，并且可以解决手指依赖性问题。