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Mapping molecular assemblies with fluorescence microscopy and object-based spatial statistics

机译：使用荧光显微镜和基于对象的空间统计图绘制分子装配图

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Elucidating protein functions and molecular organisation requires to localise precisely single or aggregated molecules and analyse their spatial distributions. We develop a statistical method SODA (Statistical Object Distance Analysis) that uses either micro- or nanoscopy to significantly improve on standard co-localisation techniques. Our method considers cellular geometry and densities of molecules to provide statistical maps of isolated and associated (coupled) molecules. We use SODA with three-colour structured-illumination microscopy (SIM) images of hippocampal neurons, and statistically characterise spatial organisation of thousands of synapses. We show that presynaptic synapsin is arranged in asymmetric triangle with the 2 postsynaptic markers homer and PSD95, indicating a deeper localisation of homer. We then determine stoichiometry and distance between localisations of two synaptic vesicle proteins with 3D-STORM. These findings give insights into the protein organisation at the synapse, and prove the efficiency of SODA to quantitatively assess the geometry of molecular assemblies.
机译：阐明蛋白质的功能和分子组织要求精确定位单个或聚集的分子并分析其空间分布。我们开发了一种统计方法SODA（统计对象距离分析），该方法使用微观或纳米显微镜显着改善了标准的共定位技术。我们的方法考虑了细胞的几何形状和分子密度，以提供分离的和相关的（偶联的）分子的统计图。我们将SODA与海马神经元的三色结构照明显微镜（SIM）图像配合使用，并统计表征数千个突触的空间组织。我们显示突触前突触与非对称三角形排列与2个突触后标记荷马和PSD95，表明荷马的更深的本地化。然后，我们确定与3D-STORM的两个突触小泡蛋白的定位之间的化学计量和距离。这些发现为突触中的蛋白质组织提供了见识，并证明了SODA定量评估分子组装的几何形状的效率。

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