A Hidden Markov Model for Single Particle Tracks Quantifies Dynamic Interactions between LFA-1 and the Actin Cytoskeleton
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Notice bibliographique
Résumé
The extraction of hidden information from complex trajectories is a continuing problem in single-particle and single-molecule experiments. Particle trajectories are the result of multiple phenomena, and new methods for revealing changes in molecular processes are needed. We have developed a practical technique that is capable of identifying multiple states of diffusion within experimental trajectories. We model single particle tracks for a membrane-associated protein interacting with a homogeneously distributed binding partner and show that, with certain simplifying assumptions, particle trajectories can be regarded as the outcome of a two-state hidden Markov model. Using simulated trajectories, we demonstrate that this model can be used to identify the key biophysical parameters for such a system, namely the diffusion coefficients of the underlying states, and the rates of transition between them. We use a stochastic optimization scheme to compute maximum likelihood estimates of these parameters. We have applied this analysis to single-particle trajectories of the integrin receptor lymphocyte function-associated antigen-1 (LFA-1) on live T cells. Our analysis reveals that the diffusion of LFA-1 is indeed approximately two-state, and is characterized by large changes in cytoskeletal interactions upon cellular activation.
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Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle