众包图像分析,以更好地理解细胞内病毒繁殖

科学家们喜欢数据,但有时候有太多的处理。幸运的是,公民科学平台动物之间的协作,英国国家同步加速器设施和牛津大学,英国展示公众的力量在大型数据集的分析。

科学小文人:病毒工厂项目汇集了研究人员正试图更好地理解病毒的生命周期通过感染细胞深处,探索病毒与宿主之间的相互作用。同步加速器团队钻石光源使用电子束探索细胞感染了呼吸道的内部——感染动物和植物的一个大家庭,但通常不引起任何症状。

“我们想先呼肠孤病毒,因为它是一个温和的病毒,没有一些其他病毒的控制水平问题,也因为它是最近开始被用来帮助癌症治疗,”米歇尔说丹诺从钻石光源。该团队使用了一种叫做冷冻电子断层扫描采取多个横截面的图像在一个细胞,然后回来在一起形成一个3 d体积进行分析。

很酷的本钱

首先,有必要准备一个样品。研究人员然后感染细胞生长在一个3毫米盘称为网格。一个固定的时间段后,细胞迅速冻结防止晶体的形成可能干扰成像。冷冻细胞对电子束穿透太厚,所以一束镓离子用于爆破部位的细胞和揭示一层约100纳米厚,准备低温电子断层扫描。

简洁的细胞还是可以在不到一个小时,但只有一个样本生成的数据可能需要研究一个月完全注释。这就是为什么研究人员依靠公众的力量,丹诺解释道。对个体研究者来说,它成为一个不可逾越的任务标记每一个病毒和段病毒背后的整个蜂窝组件。我们绝对需要公民科学家来做这个项目。

钻石光源

来源:钻石光源

钻石光源研究人员要求公众帮助筛选数据

团队邀请公众参观他们的在线项目和“段”图像数据通过标记指定一个地区的形象不同于另一个。在2019年初,推出的第一部分细分已经完成。1000多名志愿者完成识别和盘旋病毒的数据集,现在忙着病毒类型分类研究人员通过比较他们所提供的图片。

伟大的事情是,任何人都可以参与,丹诺说。“这任务真的非常适合工作与公民科学家,因为你可以看到一个不必知道对应于视觉差异。所以,这使它更容易为人们参与项目——他们不需要生物学专家或化学专家或类似的东西。他们只是需要看图片和说“这看起来不同”,然后也许一些标志表明我们。”

团队一直在努力确保数据是由公民科学家健壮。大型低温电子断层扫描图像生成的是切成小块,更容易分析,和大图的每一部分功能的次数的数据集,这样不同的公民科学家看相同的形象,希望达成共识。澳门万博公司

这种众包的方法有助于加快生成的海量数据分析人员每一天,同时也为人工智能创造训练数据系统,可以在未来执行数据分割过程。

但丹诺并不认为人类会被完全取代。这是不太可能,我们能完全取代人类的眼睛或人机交互与数据在很多这些任务。我们要做的是更容易。

进入动物

威康信托基金会资助的研究人员还整合他们的一些自己的软件到动物平台。软件使用机器学习来帮助研究人员加快分割,这意味着研究人员可以简单地标记一个点在一个形状和依赖于软件找到边缘。对于动物,团队希望任何人想启动一个细分项目会有能够做更多的科学和更快。

这个软件还可以帮助病毒工厂项目的下一阶段。一旦所有的病毒数据集分类,公民科学家将专注于蜂窝组件的数据。因为细胞组件有更多的大小和形状差异,这可能是更具挑战性的第一段,然后每个组件进行分类。希望细分软件将允许志愿者只是潦草的中心结构,依靠一个算法来扩展他们的涂鸦的边缘结构和轮廓跟踪。然后,一旦所有病毒和细胞组件被分割和分类,他们会分析数据集在一起。丹诺解释说,这是整个目标。我们希望能够看到病毒在细胞内上下文我们可以更好地了解他们的生命周期以及他们如何与细胞相互作用使病毒工厂。”