聚集前盘基网柄菌的行为研究课件.pptx

1、盘基网柄菌的生物学性质v从孢子壳中孵化v环境良好：单细胞v环境恶劣：产生cAMP信号（环腺苷酸）自发聚集形成粘聚菌 顶部长有孢子的植株v饥饿处理；在显微镜下观察聚集前运动规律图片来源http:/ squared displacement)v朗之万方程 对布朗运动：随机项 能均分定理，即=const t/m时存在线性关系准备工作配置SM液体培养基、SM固体培养基、培养克雷伯氏菌电子天平、药匙、高压灭菌锅、超净工作台、恒温箱、冰箱、IKA搅拌器、烧PH计、磁力杯等琼脂粉、葡萄糖、胰蛋白胨、KH2PO4、K2HPO43H2O、MgSO4、酵母抽提粉盘基网柄菌的扩大培养超净工作台、恒温培养箱、移液枪、

2、接种环、涂布棒、酒精灯等40小时盘基网柄菌发育细胞的收集及其运动的观察和记录配置PB和PDF缓冲液电子天平、药匙、量筒、烧杯、PH计、超净工作台、高压灭菌锅、冰箱等电子天平、药匙、发育细胞的收集超净工作台、酒精灯、平头小铲、离心管、离心机、移液枪冰箱等发育细胞的计数超声清洗机、计数板、盖玻片、显微镜、移液枪、计算机等细胞样品的制备及数据采集铺有琼脂的小培养皿、细胞母液、PB缓冲液、移液枪、显微镜、相机拍摄间隔时间10秒area,x,y,0,0细胞识别2016.5.18.王冬逸、王子为组.area,x,y,t,id标记跟踪对t时刻的某个点作一边长为2r的正方形区域，若t+1时刻有且只有一个点落在

3、该区域内，则将其标记为同一个id.否则赋予新的id.t15000s的长轨迹Id-长度分布Msd算法vMsd1取每条轨迹的每个点顺次计算.vMsd2比对每张图与之后的图，找相同的id计算.vMsd3对每条轨迹，它的时间-轨迹数组总长为n，shift后两轨迹相减.共shift(n-1)次.对第k次shift，取相减后数组前(n-k)行矩阵元，即t等于k时的坐标差.Msdtt较小t适中R=0.9999R=0.9997Msd分析T较小时对布朗运动，若不满足t/m：Ornstein和Fiirth的结果：当t很小时，可泰勒展开得到T较大时前部分为良好的线性关系后部分 1.追踪长度有限，样本数过小 2.照片

4、边界 3.培养皿的圆形边界 4.若样本数足够应当稳定在一定值附近(该稳定值与边界条件有关).所有细胞速率分布直方图麦克斯韦速率分布图片来源https:/upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/19/Maxwell-Boltzmann_distribution_pdf.svg/同一时刻细胞的速率分布、细胞平均速率随时间的变化关系n t=0sn t=20000sn t=40000sn t=60000s平均速率标准差数量、平均面积随时间的变化v变小 猜想：有水 or 分裂 or 聚集v如果仅是有水，那么变多？可能刚好拍摄到聚集处？但到拍摄结束时也

5、没开始聚集，无从判断同一id细胞速率随时间的变化关系n id=4n id=29758n id=57509“反常”速度的成因猜想：v某个细胞离开边界的同时有其他细胞进入到其原先识别区域内v细胞变形、分裂或合体导致质心突变v某些细胞的速度确实如此比对轨迹及动画观察讨论与改进v对“反常”速度，算法保证t3000s时样本数在 106量级及以上，因此影响较小.v为排除“反常”速度，标记时增加条件：若某个id对应的细胞面积突变，则认为其丢失.v对边缘的细胞，如果有质心坐标离边界小于平均半径，则认为其丢失.v根据速率分布及分析结果修正r.v可进一步研究造成面积减小的原因，及面积与运动情况的关系v可针对细胞平

6、均面积随时间明显减小的情况，分段处理数据结论及感想v均方位移在t较小时与时间成幂次关系，指数 ，随着t增大过渡到线性关系，扩散系数为 .后因边界条件限制，均方位移不再增加.v生物系统是复杂系统，在实验和分析时都具有较大的不确定性.v为得到好的识别结果，制备好的样品非常重要。v在细胞识别、跟踪中各参数的选择非常重要，应充分考虑实际情况，并通过比对识别结果与真实情况，修正和改进识别、跟踪方法。参考文献1 苏汝铿.统计物理学.高等教育出版社.1990年6月.2Uhlenbeck G,Ornstein L(1930).On the Theory of the Brownian Motion.Physical Review 36:823-841.3Aleksandra Radenovie.Brownian Motion and Single Particle Tracking.感谢陈唯老师及张佳政学长的耐心指导；感谢王东逸和王子为同学的配合与讨论！