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A workflow to process 3D+time microscopy images of developing organisms and reconstruct their cell lineage

机译：处理正在发展的生物体的3D +时间显微图像并重建其细胞谱系的工作流程

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The quantitative and systematic analysis of embryonic cell dynamics from in vivo 3D+time image data sets is a major challenge at the forefront of developmental biology. Despite recent breakthroughs in the microscopy imaging of living systems, producing an accurate cell lineage tree for any developing organism remains a difficult task. We present here the BioEmergences workflow integrating all reconstruction steps from image acquisition and processing to the interactive visualization of reconstructed data. Original mathematical methods and algorithms underlie image filtering, nucleus centre detection, nucleus and membrane segmentation, and cell tracking. They are demonstrated on zebrafish, ascidian and sea urchin embryos with stained nuclei and membranes. Subsequent validation and annotations are carried out using Mov-IT, a custom-made graphical interface. Compared with eight other software tools, our workflow achieved the best lineage score. Delivered in standalone or web service mode, BioEmergences and Mov-IT offer a unique set of tools for in silico experimental embryology.
机译：来自体内3D +时间图像数据集的胚胎细胞动力学的定量和系统分析是发展生物学最前沿的主要挑战。尽管在活体系统显微成像方面取得了最新突破，但要为任何发育中的生物体生成准确的细胞谱系树仍然是一项艰巨的任务。我们在这里介绍了BioEmergences工作流程，它集成了从图像获取和处理到重建数据的交互式可视化的所有重建步骤。原始的数学方法和算法是图像过滤，核中心检测，核和膜分割以及细胞跟踪的基础。它们在斑马鱼，海鞘和海胆的胚胎中被证实，它们的核和膜都被染色。随后的验证和注释使用Mov-IT（一个定制的图形界面）进行。与其他八种软件工具相比，我们的工作流程获得了最佳的谱系得分。 BioEmergences和Mov-IT以独立或网络服务模式提供，为计算机模拟实验胚胎学提供了一套独特的工具。

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