Volume electron microscopy is the method of choice for the in-situ interrogation of cellular ultrastructure at the nanometer scale. Recent technical advances have led to a rapid increase in large raw image datasets that require computational strategies for segmentation and spatial analysis. In this protocol, we describe a practical and annotation-efficient pipeline for organelle-specific segmentation, spatial analysis, and visualization of large volume electron microscopy datasets using freely available, user-friendly software tools that can be run on a single standard workstation. We specifically target researchers in the life sciences with limited computational expertise, who face the following tasks within their volume electron microscopy projects: i) How to generate 3D segmentation labels for different types of cell organelles while minimizing manual annotation efforts, ii) how to analyze the spatial interactions between organelle instances, and iii) how to best visualize the 3D segmentation results. To meet these demands we give detailed guidelines for choosing the most efficient segmentation tools for the specific cell organelle. We furthermore provide easily executable components for spatial analysis and 3D rendering and bridge compatibility issues between freely available open-source tools, such that others can replicate our full pipeline starting from a raw dataset up to the final plots and rendered images. We believe that our detailed description can serve as a valuable reference for similar projects requiring special strategies for single- or multiple organelle analysis which can be achieved with computational resources commonly available to single-user setups.


翻译:体积电子显微镜是纳米尺度细胞超结构现场审问的首选方法。最近的技术进步导致大型原始图像数据集的快速增长,这需要为分解和空间分析制定计算战略。在本协议中,我们描述了一个实用和注释高效的管道,用于特定器官的分解、空间分析以及利用可自由获取、方便用户的软件工具对大型体积电子显微镜数据集进行可视化。我们特别针对在单标准工作站运行的生命科学中具有有限计算专长、在数量电子用户显微镜项目中面临以下任务的研究人员:i)如何为不同类型细胞器官生成3D分解标签,同时尽量减少人工注解努力,ii)如何分析器官各例之间的空间互动,以及(iii)如何最好地对3D分解结果进行视觉化。为了满足这些需求,我们为选择特定细胞器官最有价值的分解工具提供了详细的指南。我们还提供了易于执行的参考要素,用于空间分析,在数量电子用户量电子显微镜项目中,3D为不同类型直径的直径分析制作和桥梁相容图像,从而可以自由复制、复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、可复制、</s>

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