Parallelised live microscopy for high-throughput behavioural phenotyping in malaria research
用于疟疾研究中高通量行为表型分析的并行活体显微镜
基本信息
- 批准号:EP/R011443/1
- 负责人:
- 金额:$ 75.48万
- 依托单位:
- 依托单位国家:英国
- 项目类别:Research Grant
- 财政年份:2018
- 资助国家:英国
- 起止时间:2018 至 无数据
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Many smaller, simpler microscopes can often see more than one large, expensive machine. We propose to innovate a research-quality, fully automated microscope design that can be tailored to a particular experiment and easily replicated to perform many experiments in parallel. With computer vision to control and analyse these experiments, the bottlenecks of equipment and staff time are removed, and it becomes possible to keep pace with new genetic technologies - even for previously time-consuming studies, for example measuring the invasion of red blood cells by plasmodium parasites. We will develop the microscopy and computer vision technologies, demonstrate their efficacy in our malaria lab and those of our collaborators, and release open-source designs that allow others to replicate our progress. The ability to screen hundreds of different mutant strains efficiently will lead to a deeper understanding of many diseases, ultimately creating new drug discovery targets and potentially leading to new vaccines for conditions like malaria. Gene editing is in the midst of a revolution thanks to CRISPR-Cas9 protocols, and cell phenotyping needs to keep pace. Specifically in malaria, our collaborators are now scaling up knockouts in P. falciparum using CRISPR, and expect to make 200 knockout lines this year, and 1000 in the next five years . While strain generation is scaling so dramatically , phenotyping is not, i.e. we cannot determine the function of these genes - we need robust and cheap scalable phenotyping assays, which involve live cell imaging, and specifically of host/pathogen invasions. It is not conceivable to perform these assays through current methods and technologies. New, much more automated and affordable approaches to imaging have to be developed and deployed. This would then allow us to systematically screen GM lines for several phenotypes, including merozoite number, cytokinesis, egress and invasion. We address here the case of malaria, but point out that very similar challenges and objectives can be identified in many other infectious diseases.
许多更小、更简单的显微镜通常可以看到不止一台大型、昂贵的机器。我们建议创新一种研究质量的全自动显微镜设计,该设计可以针对特定实验进行定制,并且可以轻松复制以并行执行许多实验。通过计算机视觉来控制和分析这些实验,设备和人员时间的瓶颈被消除,并且可以跟上新的基因技术的步伐 - 即使对于以前耗时的研究,例如通过测量红细胞的侵袭疟原虫寄生虫。我们将开发显微镜和计算机视觉技术,在我们的疟疾实验室和我们的合作者的实验室中展示它们的功效,并发布开源设计,让其他人能够复制我们的进展。有效筛选数百种不同突变株的能力将导致对许多疾病的更深入了解,最终创造新的药物发现目标,并有可能开发出针对疟疾等疾病的新疫苗。得益于 CRISPR-Cas9 协议,基因编辑正处于一场革命之中,细胞表型分析也需要跟上步伐。特别是在疟疾方面,我们的合作者现在正在使用 CRISPR 扩大恶性疟原虫的敲除株系,预计今年将制造 200 个敲除株系,并在未来五年内制造 1000 个。虽然菌株产生的规模如此之大,但表型分析却没有,即我们无法确定这些基因的功能——我们需要强大且廉价的可扩展表型分析,其中涉及活细胞成像,特别是宿主/病原体入侵。通过当前的方法和技术来进行这些测定是不可能的。必须开发和部署新的、更加自动化且经济实惠的成像方法。这将使我们能够系统地筛选转基因系的几种表型,包括裂殖子数量、胞质分裂、流出和入侵。我们在这里讨论疟疾的情况,但指出在许多其他传染病中也可以找到非常相似的挑战和目标。
项目成果
期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Robotic microscopy for everyone: the OpenFlexure Microscope
适合所有人的机器人显微镜:OpenFlexure 显微镜
- DOI:10.1101/861856
- 发表时间:2019
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Collins J
- 通讯作者:Collins J
Modern Microscopy with the Web of Things: The OpenFlexure Microscope Software Stack
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- DOI:10.48550/arxiv.2101.00933
- 发表时间:2021
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Collins J
- 通讯作者:Collins J
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- DOI:10.5334/joh.20
- 发表时间:2019-01-01
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Bowman, R.;Vodenicharski, B.;Stirling, J.
- 通讯作者:Stirling, J.
HardOps: Utilising the software development toolchain for hardware design
HardOps:利用软件开发工具链进行硬件设计
- DOI:10.36227/techrxiv.15052848
- 发表时间:2021
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Bowman R
- 通讯作者:Bowman R
Simplifying the OpenFlexure microscope software with the web of things.
利用物联网简化 OpenFlexure 显微镜软件。
- DOI:10.17863/cam.79837
- 发表时间:2021
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Collins J
- 通讯作者:Collins J
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- 作者:
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M. Gherardi
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