Laboratoř experimentálních komplexních systémů (LECOS)

Laboratoř experimentálních komplexních systémů (LECOS)

Laboratoř experimentálních komplexních systémů (LECOS)
1) Na tématice hejnového chování pomocí 5iD vieweru jsme dále pokračovali optimalizací
analytického software a ručním zpracováním dat.
2) Na AFM (D. Malakhova) byla úspěšně změřena první sada vzorků mesenchymálních
kmenových buněk. Bylo též otestováno měření zaměřené zejména na testování vzorků pro
Donau Universität Krems.
Fig. 1 Zobrazení mesenchymální kmenové buňky pomocí AFM s vysokým rozlišením.
3) Nanoskop byl upraven firmou Optax a v současnosti se testuje upravená verze software.
Mesenchymální kmenové buňky byly měřeny i na něm.
Fig. 2. Mesenchymální kmenová buňka změřená na nanoskopu, LIL konverze.
4) Na problematice Bělousovovy – Žabotinského reakce jsme pokračovali ve snahách o
pochopení modelu a zjistili jsme, že v případě, že stavy jsou definovány přirozenými čísly, liší
se případy, kdy je pro šíření vlny třeba dvou sousedních nenulových buněk a kdy postačí
jedna – to se řídí konstantami k1, k2 a zaokrouhlováním. V prvním případě je finálním
periodicky se měnícím stavem kombinace spirál a vln jako je pozorováno v přírodě (obr. 3),
v druhém pak směs vláknovitých struktur. I při nastavení, které by normálně vedlo
k druhému případu, se směs vln a spirál vyskytuje při zavedení Gaussovského šumu. Pro
pozorování tohoto jevu je dolní limit velikosti šumu. Zdá se, že právě toto je vysvětlení pro
časté pozorování spirál v přírodě.
Fig. 3. Srovnání experimentu a hodgepodge modelu pro konstanty k1=k3=3, což je případ, kdy ke
tvorbě vln je třeba existence dvou sousedních nenulových buněk.
Z dalších aktivit:
Tomáš Náhlík, Renata Rychtáriková a Dalibor Štys měli přednášku na konferenci XIII Discussions in
Structural Molecular Biology, Anna Zhyrova prezentovala poster.
Publikace „ 5iD Viewer – Observation of Fish School Behaviour in Labyrinths and Use of Semantic and
Syntactic Entropy for School Structure Definition“ vyšla ve Waset Journalu
V souvislosti s konferencí IWWBIO v Granadě vyšel článek D. Štys, J. Urban, R. Rychtáriková, A.
Zhyrova a P. Císař Measurement in Biological Systems fromthe Self-organisation Point of View a Š.
Papáček, J. Jablonský, C. Matonoha, R. Kaňa a SKindermann FRAP & FLIP: Two sides of the same
coin?. Ve sborníku Lecture Notes in Bioinformaticshttp://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3319-16480-9_43, Ostatní články z tohoto sborníku jistě budou v novinkách sousední laboratoře
V knize Programs and Algorithms of Numerical Mathematics 17,ISBN 978-80-85823-64-6 vyšel
článekS. Papacek, J. Jablonský, Ctirad Matonoha, On two methods for the parametre himation
problem with spatio-temporal FRAP data
Článek v referencovaném časopise je FriederikeKlemke, Antje Baier, HenningKnoop, Ramona Kern,
Jiri Jablonsky, Gabriele Beyer, Thomas Volkmer, Ralf Steuer, Wolfgang Lockau, Martin
Hagemann Identificationofthelight-independent phosphoserinepathway as additional source for
serine in the cyano bakterium Synechosystissp. PCC 6803, MicrobiologyPapers in Press.
PublishedFebruary 20, 2015 as doi:10.1099/mic.0.000055
Další články byly zaslány
Laboratoř zpracování signálu a obrazu ( LoSIP )
Experimenty s monitorováním systému pro krmení ryb byly realizovány ve spolupráci se
společností SINTEF a za podpory AQUAEXCEL projektu. Experimentální data rybí aktivity byla pořízena
během krmení v mořských klecích v Norsku. Získaná experimentální data budou analyzována a
výsledky budou použity pro optimalizaci krmného procesu.
Popis a výsledky získané z předchozích vyvinutých infračervených odrazových (IREF)
monitorovacích systémů pro vnitřní tanky, jsou nyní připravovány pro publikaci v Aquacultural
Engineeringjournal. Publikace článku se plánuje koncem dubna 2015.
3D Mapa rybí trajektorie za použití RGB-D obrázků z Kinect zařízení
Kroky, které byly udělány:
1. RGB a hloubkové obrázky z Kinect zařízení verze 1 byly naměřeny na rybách číslo 1,2,3 a 4.
2. Reálný svět X a Y souřadnic byl stanoven za použití idTrackeru s akceptovatelnou přesností.
3. Obrázky hloubky byly konvertovány pro lepší zpracování. Byl zde však posun v Z hodnotě,
která znemožňuje produkovat přesnou trajektorii.
4. Sestavené vyrovnávací funkce v Kinect SDK byly použity pro zarovnání RGB a obrázků
hloubky, i když byla snížena kvalita RGB obrázků, což může mít vliv na kvalitu X a Y souřadnic
stanovených pomocí idTrackeru.
Srovnání růstu experimentální buněk s logickým modelem
Množství jednotlivých buněk (černá křivka) a oblast (zelená), byly porovnány s logickým modelem
růstu populace (červená a modrá). Buňky zabírají prostor poměrně podle jejich množství. Mrtvé
buňky se automaticky ignorují algoritmickým hodnocením (pohyb se zastaví).
Distribuované úložiště dat a metadat
BioWes systém pro správu experimentálních dat a metadat je připraven k použití s novou hierarchií
databáze. Systém bude implementován do Aquaexcel 2020 projektu, kde bude sloužit jako úložiště
TNA projektů (cíle projektu, časový harmonogram, očekávané výsledky). TNA formulář je v BioWesu
již implementován. Je možné sledovat evoluci projektu a experimentů od podání grantu, po
experimentální měření po finální výsledky. Vše je zaznamenáno pomocí BioWesu. Uživatelé i
hodnotitelé projektu mají vždy možnost nahlédnout na progres vědecké práce. Na konci projektu je
možné projít celý experiment, od podání až po finální výsledky, včetně vydaného článku.
Fotografická komora
Laboratoř zpracování signálu a obrazu začala s budováním fotografické komory pro vyhodnocování
změn vybarvení ryb. Komora bude využívat homogenního osvětlení, automatické kalibrace vyvážení
bílé, vypočítat velikostní parametry a měřit váhu. Vše se bude měřit stisknutím jednoho tlačítka.
Spolupráce s Vídeňskou univerzitou
Spolupráce s Vídeňskou univerzitou v oblastech substraktivní konfokální fluorescenční mikroskopie
pokračuje. Zlepšili jsme získání signálu z pinholy a transformaci barev. Dosavadní výsledky nabízejí
možnost vysokého rozlišení struktur chloroplastů a dalších organel selaginellaserpens a
peperomiametallica. Budeme pokračovat v ověřování během měření v Z-ose a porovnáním známých
metod.
Vlevo: optimální nastavení podle dosavadních norem,
Vpravo: substraktivní obrázek
Laboratoř tkáňových kultur
Vedoucí laboratoře tkáňových kultur reprezentovala činnost laboratoře na mezinárodní
konferenci „Invazní akvatické druhy živočichů“ v Českých Budějovicích konané dne 9.
prosince 2014. Prezentované téma „Studium toxicity výluhů z tkání a pletiv na živočišné
buňky in vitro pomocí sběrné mikrokinematografie“ zaujalo posluchače konference zejména
díky propracovaným slidům s praktickými ukázkami videozáznamů přímého kontaktu
živočišných buněčných linií s testovanými vzorky. Prezentované téma bylo následně uvedeno
ve sborníku vydaném pro pořádanou mezinárodní konferenci.
Dále byl zveřejněn článek „Interakce slitiny kovu a buněčné linie”, připravovaný společně s
panem Ing. Březinou. Článek byl vydán ve druhém čísle impaktovaného časopisu Chemické
listy 109, 151-154(2015).
Workshop Povrchy 2015
Workshop Povrchy 2015 se zaměřením na „Základy sběrné mikrokinematografie“ se konal ve dnech
25.2. -3. 3. 2015. Workshop byl určen pro vědecké pracovníky, kteří používají, anebo chtějí používat
metodu "live cell imaging" což je progresivní metoda na výzkum interakcí živých buněk in vitro s
jinými materiály, nebo tkáněmi. Jednalo se o výběrový workshop, kterého se zúčastnilo 8 zájemců z
Technické univerzity v Liberci, Fakulty textilní, Katedry netkaných textilií a nanovlákenných materiálů.
Obsahem workshopu byla teorie testování tolerantnosti biopovrchů a jejich praktické provedení,
třírozměrné substráty. Dále metoda kolonizace, včetně statistiky. Během workshopu bylo provedeno
několik pokusů na dovezených materiálech, např. na PCL (mikro a nanovlákna) a PLA (mikro a
nanovlákna) v různých technologických úpravách. Pokusy a vzájemná aktivní spolupráce na
workshopu předčila očekávání na obou stranách a tím umožnila budoucí spolupráci s laboratoří
tkáňových kultur.