StormGraph: A graph-based algorithm for quantitative clustering analysis of diverse single-molecule localization microscopy data
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Clustering of proteins is crucial for many cellular processes and can be imaged at nanoscale resolution using single-molecule localization microscopy (SMLM). Ideally, molecular clustering in regions of interest (ROIs) from SMLM images would be assessed using computational methods that are robust to sample and experimental heterogeneity, account for uncertainties in localization data, can analyze both 2D and 3D data, and have practical computational requirements in terms of time and hardware. While analyzing surface protein clustering on B lymphocytes using SMLM, we encountered limitations with existing cluster analysis methods. This inspired us to develop StormGraph, an algorithm using graph theory and community detection to identify clusters in heterogeneous sets of 2D and 3D SMLM data while accounting for localization uncertainties. StormGraph generates both multi-level and single-level clusterings and can quantify cluster overlap for two-color SMLM data. Importantly, StormGraph automatically determines scale-dependent thresholds from the data using scale-independent input parameters. This makes identical choices of input parameter values suitable for disparate ROIs, eliminating the need to tune parameters for different ROIs in heterogeneous SMLM datasets. We show that StormGraph outperforms existing algorithms at analyzing heterogeneous sets of simulated SMLM ROIs where ground-truth clusters are known. Applying StormGraph to real SMLM data in 2D, we reveal that B-cell antigen receptors (BCRs) reside in a heterogeneous combination of small and large clusters following stimulation, which suggests for the first time that two conflicting models of BCR activation are not mutually exclusive. We also demonstrate application of StormGraph to real two-color and 3D SMLM data.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,003 | 0,007 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,002 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,002 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,005 | 0,003 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,002 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,003 | 0,003 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,003 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,006 | 0,003 |
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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».