محاذاة بيانات السلاسل الزمنية المتزامنة باستخدام توصيف فقدان نموذج تزامن دورة الخلية للمقارنات عبر التجارب

Summary

يتمثل أحد تحديات تحليل تجارب السلاسل الزمنية المتزامنة في أن التجارب غالبا ما تختلف في طول فترة التعافي من التزامن وفترة دورة الخلية. وبالتالي ، لا يمكن تحليل القياسات من التجارب المختلفة بشكل إجمالي أو مقارنتها بسهولة. نصف هنا طريقة لمواءمة التجارب للسماح بإجراء مقارنات خاصة بالطور.

Abstract

غالبا ما يعتمد التحقيق في دورة الخلية على مزامنة مجموعات الخلايا لقياس المعلمات المختلفة في سلسلة زمنية حيث تجتاز الخلايا دورة الخلية. ومع ذلك ، حتى في ظل ظروف مماثلة ، تظهر التجارب المكررة اختلافات في الوقت اللازم للتعافي من التزامن واجتياز دورة الخلية ، وبالتالي منع المقارنات المباشرة في كل نقطة زمنية. تتفاقم مشكلة مقارنة القياسات الديناميكية عبر التجارب في المجموعات السكانية الطافرة أو في ظروف النمو البديلة التي تؤثر على وقت استعادة التزامن و / أو فترة دورة الخلية.

لقد نشرنا سابقا نموذجا رياضيا بارامتريا يسمى توصيف فقدان تزامن دورة الخلية (CLOCCS) الذي يراقب كيفية إطلاق المجموعات المتزامنة للخلايا من التزامن والتقدم خلال دورة الخلية. يمكن بعد ذلك استخدام المعلمات المستفادة من النموذج لتحويل النقاط الزمنية التجريبية من تجارب السلاسل الزمنية المتزامنة إلى مقياس زمني طبيعي (نقاط شريان الحياة). بدلا من تمثيل الوقت المنقضي بالدقائق من بداية التجربة ، يمثل مقياس شريان الحياة التقدم من التزامن إلى دخول دورة الخلية ثم عبر مراحل دورة الخلية. نظرا لأن نقاط شريان الحياة تتوافق مع مرحلة الخلية المتوسطة داخل السكان المتزامنين ، فإن هذا المقياس الزمني الطبيعي يسمح بإجراء مقارنات مباشرة بين التجارب ، بما في ذلك تلك التي لها فترات وأوقات استرداد مختلفة. علاوة على ذلك ، تم استخدام النموذج لمواءمة تجارب دورة الخلية بين الأنواع المختلفة (على سبيل المثال ، Saccharomyces cerevisiae و Schizosaccharomyces pombe) ، مما يتيح المقارنة المباشرة لقياسات دورة الخلية ، والتي قد تكشف عن أوجه التشابه والاختلاف التطورية.

Introduction

تعد قياسات السلاسل الزمنية التي يتم إجراؤها على مجموعات متزامنة من الخلايا أثناء تقدمها خلال دورة الخلية طريقة قياسية للتحقيق في الآليات التي تتحكم في تقدم دورة الخلية¹،²،³،⁴،⁵،⁶،^7،8. تعد القدرة على إجراء مقارنات عبر تجارب السلاسل الزمنية المتزامنة / الإصدار أمرا حيويا لفهمنا لهذه العمليات الديناميكية. يمكن أن يؤدي استخدام التجارب المكررة لتأكيد النتائج إلى زيادة الثقة في إمكانية استنساخ الاستنتاجات. علا....

Protocol

1. جمع مرحلة دورة الخلية والبيانات التجريبية

1. قم بمزامنة الخلايا فيما يتعلق بدورة الخلية باستخدام طريقة التزامن المطلوبة (على سبيل المثال ، التطهير بالطرد المركزي كما هو موضح في Leman et al.18 أو تزاوج اعتقال الفرمون كما هو موضح في Rosebrock 19 ؛ يتضمن كل من Leman et ^al.18 و Rosebrock ¹⁹ أيضا طرقا للإفراج عن التزامن). ابدأ في أخذ العينات عبر السلسلة الزمنية ، مع التأكد من أن السلسلة الزمنية لا تقل عن فترتين كاملتين من دورة الخلية ، وعلى النحو الأمثل ، اجمع 10 عينات على الأقل لكل دورة خلية. في كل نقطة زمنية ، اجمع عينة لبيانات طور دورة الخلية (التبر....

النتائج

تم تطبيق الخطوات الموضحة في البروتوكول أعلاه وفي سير العمل في الشكل 1 على خمس تجارب سلاسل زمنية متزامنة لدورة الخلية لإظهار مقارنتين تمثيليتين: بين النسخ المتماثلة بطرق تزامن مختلفة (فرمون التزاوج وشطف الطرد المركزي¹⁸) ومنصات التسلسل (تسلسل الحمض النووي الريب?.......

Discussion

تقدم هذه الورقة طريقة لتقييم البيانات بشكل أكثر دقة وكمية من تجارب السلاسل الزمنية على مجموعات متزامنة من الخلايا. تستخدم الطريقة المعلمات المستفادة من CLOCCS ، وهو نموذج استدلال بايزي يستخدم بيانات مرحلة دورة الخلية المدخلة ، مثل البيانات الناشئة وبيانات محتوى الحمض النووي الخلوي المتدفق.......

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
2x PBS			For Fixative Solution. Described in Leman 2014.
4% formaldehyde			For Fixative Solution.
100% Ethanol			For flow cytometry fixation. Described in Haase 2002.
CLOCCS			https://gitlab.com/haase-lab-group/cloccs_alignment.git
Flow Cytometer			For flow cytometry protocol.
Git			https://git-scm.com/
Java 19			https://www.oracle.com/java/technologies/downloads/#java19
Microscope			For counting cells and buds.
Miniconda			https://docs.conda.io/en/latest/
Protease solution			For flow cytometry protocol. Described in Haase 2002.
RNAse A solution			For flow cytometry protocol. Described in Haase 2002.
SYTOX Green Nucleic Acid Stain	Invitrogen	S7020	For flow cytometry staining. Described in Haase 2002.
Tris			pH 7.5