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Four dimensional particle tracking in biological dynamic processes

Cavallo, Antonio

German Title: vier dimensionale aufspürt in den dynamischen biologischen Prozessen

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Abstract

Hiermit wird ein allgemeiner Annährungsversuch zur Bildanalyse in multidimensionalen Raum vorgelegt, der des run lenght encoding Prozesses und volume field methode sich bedient. Die Forschung über die volume field methode wurde durchgeführt, um die Grenzen der Methode nachzuprüfen und, um die Gaussianobjekte (spots) zu analysieren: quantitative Messungen erfolgten dank dem Vergleich zwischen den Ergebnissen und den vorgesehenen Daten, indem man ein 'angle distribution parameter' verwendete. Eine Anwendung von der volume field methode wurde bezüglich der Ergebnisse aus den Simulationen von den chromosomenbereichen getestet, indem man das spherical loop domain (SCD) verwendet hat, und der quantitative Vergleich wurde mit dem Zweck durchgeführt, die tatsächlichen Anwendungen in dem biologischen Bereich zu erklären. Es wurden zwei Experimente mit der Methode run lenght encoding durchgeführt. Aus biologischen Mustern, die in vivo labeling und dann zu FISH hybridization unterzogen wurden, haben wir die subchromosomischen Bewegungen analysiert, um zu beobachten, ob Modifikationen in den unteren Strukturen vorliegen: wir haben diese Verstellungen quantifiziert und wir haben sie mit anderen Messungen verglichen, die mit anderen Methoden durchgeführt wurden. Ein in der Zeit gemessenem Zellmuster HeLA in vivo labeled wurde analysiert und ihre intern markierten chromosomen wurden beobachtet, um die Verstellungen zu analysieren, die mit den Bewegungen gekoppelt sind: hier, indem man die run lenght encoding verwendet, wurden spots beobachtet und herausgezogen. Eine darauf folgende Monte Carlo Algorithmminimisierung wurde dazu verwendet, die systematischen Fehler zu reduzieren.

Translation of abstract (English)

Here is presented a general approach to data analysis in multidimensional space using the run length encoding process and volume field method. A study on volume field was carried in order to test the limits on the method and testing against simple Gaussian objects (spots) was made: quantitative measurement was then carried using an angle distribution parameter between the computed results and the expected values. An application of volume field method was tested against results from simulations of chromosome territories using the spherical loop domain (SCD) and the quantitative comparison was made in order to clarify real applications in biologic related field. Two experiment were made, using the run length encoding method. From biological samples subjected to in vivo labeling an then to FISH hybridization, we analyzed the sub-chromosomal movements to see if there were modifications to the underlying structures: we quantify these displacements and compared to other measurements made with other methods. A time recorded HeLA cell sample in vivo labeled was analyzed and his internal marked chromosomes were tracked to analyze displacements related to the activities: here, using the run length encoding, spots were tracked and extracted. A successive Monte Carlo minimization algorithm was used in order to reduce systematic errors.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Jähne, Prof. Dr. Bernd
Date of thesis defense: 19. June 2002
Date Deposited: 23. Jul 2002 00:00
Date: 2002
Faculties / Institutes: Service facilities > Interdisciplinary Center for Scientific Computing
Subjects: 530 Physics
Controlled Keywords: biologie physik dynamisch
Uncontrolled Keywords: biophysics dynamic segmentation particle
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