超分辨率显微镜

基因组学研究

SMLM可视化染色体的三维组织,连接到功能

用vutara vxl成像基因组

染色体的三维组织在染色体函数和基因表达中起着关键作用。染色体在染色体内和之间的区域基础上表现出结构差异。理解这些结构差异可能在理解正常和病理状态的理解染色体功能方面。传统方法以了解染色体组织,染色体构象捕获测定,是能够从数百万细胞提供基因组的平均结构的集合测序技术。虽然这提供了普通细胞中DNA组织的良好概述,但由于数据收集的集成性质,它缺乏蜂窝环境。可视化基因组组织和结构对亚染色体水平是理解基因与其环境之间的关系的必要条件。

oligostorm和oligodna-paint

Based on the use of OligoSTORM (B. J. Beliveau et al., 2015), the laboratory of Ting Wu at Harvard University, in collaboration with Bruker, has developed a method for imaging and visualizing DNA sequences in specific chromosomal regions at the super-resolution level using the Vutara VXL (查看网络研讨会)。专门设计的寡核苷酸与染色体序列杂交。通过用次级寡核苷酸顺序地标记样品,然后用定位显微镜进行成像,可以产生该标记区域的结构的3D图像。

19号染色体父系同源物的14个探针。
在拓扑相关域内的染色体19个隔室。

orca成像

除了用于基因组成像的超分辨率工作流,vutara平台SRX软件完全能够通过分析从采集中进行ORCA(光学重建染色质架构)实验。orca,源于斯坦福大学的Alistair Boettiger的实验室,是一种宽阔的基因组成像技术,可用于看小型基因组区域或单一基因,具有小探针步长(2-10kb)。While diffraction-limited, this method provides high sequence resolution because of smaller probe step sizes in comparison to OligoSTORM and allows for higher throughput studies due to the faster acquisition of widefield images compared to single-molecule localization data (L. J. Mateo et al., 2019).

使Vutara VXL成为理想基因组成像平台的关键功能:

  • 采用专利双平面技术进行三维定位——每个图像平面包含1 μm厚的切片
  • 通过z系列扩展轴向范围 - 扫描通过细胞成像深度可达30μm的整个核
  • 多个核的多位置捕获

全面的可视化和分析

SRX软件提供了一套完整的数据过滤和统计分析工具,用于执行各种各样的分析。聚类算法如DBScan、OPTICS和Delaunay分析可用于识别基因组数据的聚类。在确定了星团之后,可以进一步计算出星团中的粒子、体积、球度比、粒子密度和旋转半径等指标。

SRX软件还配备了自动图像分割和ORCA数据集重建的分析工作流程。这包括生成与通过集合染色体构象捕获技术获得的Hi-C地图类似的距离和接触频率图。

SRX集群分析接口。
ORCA数据显示来自一轮成像的基因组信号的SRX自动剪辑识别。圆形连接以形成ORCA流程。
SRX中ORCA流线的3D可视化。
从ORCA数据中的SRX生成的接触频率映射。

综合应用流体学

通过超分辨率或宽地成像基因组需要标记大量探针,远远超过有频谱明显的探针可用。因此,这些方法严重依赖顺序标签策略。满的流体集成与Vutara和SRX可用于所有顺序标签的需要。

SRX软件已被优化,以满足此苛刻应用程序的要求。关键步骤是实现微流体控制以便执行顺序标记步骤。SRX Microfluidics控制模块允许用户使用每个流体步骤的含有无限数量的缓冲剂和试剂的流体序列,以及每个实验的无限数量。SRX为每个步骤中的本地化分配用户定义的颜色,并且在可视化和分析期间,整个数据集合并。可以可视化和分析无限数量的步骤。

SRX流体控制界面。