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Métodos Computacionais para Análise e Caracterização de Imagens de Embriões da Drosophila melanogaster

Computational Methods for Analysis and Characterization of Drosophila melanogaster Embryos Images

dc.contributorLopes, Francisco José Pereira
dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/9802541551771948
dc.contributorTravençolo, Bruno Augusto Nassif
dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/2590427557264952
dc.contributorBackes, André Ricardo
dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/8590140337571249
dc.contributorBeletti, Marcelo Emílio
dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/1895300906751714
dc.contributorNeves, Leandro Alves
dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/2139053814879312
dc.contributorBianchi, Andrea Gomes Campos
dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/0251364589832974
dc.creatorPereira, Daniela Justiniano de Sousa
dc.date2021-01-22T17:31:21Z
dc.date2021-01-22T17:31:21Z
dc.date2020-12-15
dc.date.accessioned2023-09-28T20:37:46Z
dc.date.available2023-09-28T20:37:46Z
dc.identifierPEREIRA, Daniela Justiniano de Sousa. Métodos Computacionais para Análise e Caracterização de Imagens de Embriões da Drosophila melanogaster. 2020. 133 f. Tese (Doutorado em Ciência da Computação) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2021. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2021.1.
dc.identifierhttps://repositorio.ufu.br/handle/123456789/31136
dc.identifierhttp://doi.org/10.14393/ufu.te.2021.1
dc.identifier.urihttps://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/9055155
dc.descriptionIn this thesis, it is proposed a computational methodology for processing and analysis of Drosophila melanogaster embryos images. Basic investigations of the gene expression in this organism provide fundamental knowledge about important biological processes, such as cell development and differentiation. The methodology consists of six computational modules developed from Digital Image Processing techniques that can be applied sequentially or individually, namely: (1) Embryo isolation, (2) Standardization, (3) Nuclear segmentation, (4) Representation of nuclear data, (5) Representation of cytoplasm data and (6) Expression quantification. The modules include solutions for data standardization, image segmentation, representation of gene expression data and extraction of quantitative gene expression data – being useful for biological analysis ranging from the identification of the main embryo in the image to the visualization of the gene expression patterns. Together, it is offered a generic solution for the treatment of the data complexity of this image type. The proposal was validaded using embryo surface images and sagittal and transverse sections. These images were obtained from public image databases (BDGP and FlyEx) and also from our own databases. The results show that the proposed methodology is flexible and robust, as it handles a wide variety of images in this domain. Part of the proposed methods performed better than those found in the literature. In addition, it is presented the biological interpretations made from the data obtained with the application of the methodology.
dc.descriptionFAPEMIG - Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais
dc.descriptionTese (Doutorado)
dc.descriptionNo presente trabalho é proposto uma metodologia computacional para o processamento e análise de imagens relativas a embriões da Drosophila melanogaster. Investigações básicas sobre a expressão gênica desse organismo possibilitam conhecimentos fundamentais sobre processos biológicos importantes, como o desenvolvimento e a diferenciação celular. A metodologia apresentada é constituída por seis módulos computacionais desenvolvidos a partir de técnicas de Processamento Digital de Imagens que podem ser aplicados sequencialmente ou individualmente, a saber: (1) Isolamento do embrião, (2) Padronização, (3) Segmentação dos núcleos, (4) Representação dos dados nucleares, (5) Representação dos dados do citoplasma e (6) Quantificação da expressão. Os módulos incluem soluções para padronização dos dados, segmentação de imagens, representação dos dados de expressão gênica e extração de dados quantitativos – sendo útil para análises biológicas que vão desde a identificação do embrião principal na imagem até a visualização dos padrões de expressão gênica. Em conjunto, é oferecido uma solução genérica para o tratamento da complexidade dos dados desse tipo de imagem. Para validação da proposta, foram usadas imagens da superfície dos embriões e das seções sagital e transversa. Essas imagens foram obtidas de bases de imagens públicas (BDGP e FlyEx) e também de bases próprias. Os resultados comprovam que a metodologia proposta é flexível e robusta, uma vez que é capaz de tratar uma ampla variedade de imagens desse domínio. Parte dos métodos propostos tiveram desempenho superiores aos encontrados na literatura. Também são apresentadas interpretações biológicas realizadas a partir dos dados obtidos com a aplicação da metodologia.
dc.description2023-01-15
dc.formatapplication/pdf
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal de Uberlândia
dc.publisherBrasil
dc.publisherPrograma de Pós-graduação em Ciência da Computação
dc.rightsAcesso Embargado
dc.rightshttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/us/
dc.subjectProcessamento de imagens
dc.subjectImage processing
dc.subjectAnálise de Imagens
dc.subjectImage analysis
dc.subjectNúcleos celulares
dc.subjectCell nuclei
dc.subjectExpressão gênica
dc.subjectGene expression
dc.subjectSegmentação de imagens
dc.subjectImages segmentation
dc.subjectMicroscopia confocal
dc.subjectConfocal microscopy
dc.subjectDrosophila melanogaster
dc.subjectDrosophila melanogaster
dc.subjectCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
dc.subjectComputação
dc.titleMétodos Computacionais para Análise e Caracterização de Imagens de Embriões da Drosophila melanogaster
dc.titleComputational Methods for Analysis and Characterization of Drosophila melanogaster Embryos Images
dc.typeTese


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