Nuevas herramientas para el análisis de interacciones y adquisición automatizada inteligente en microscopia óptica
Author
Megías Vázquez, DiegoAdvisor
Montoya, María C.Entity
UAM. Departamento de BioquímicaDate
2016-02-08Subjects
Biología - Técnica - Tesis doctorales; Microscopía - Técnica - Tesis doctorales; Biología - Aparatos y accesorios - Tesis doctorales; MedicinaNote
Tesis doctoral inédita, leída en la Universidad Autónoma de Madrid, Facultad de Medicina, Departamento de Bioquímica. Fecha de lectura: 08 de febrero de 2016Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.
Abstract
La comunidad científica necesita de nuevas tecnologías y métodos que
permitan profundizar en el entendimiento de los distintos procesos biológicos.
En esta tesis presentamos nuevos abordajes en microscopía óptica que
permiten resolver algunas de las limitaciones existentes en este campo.
Por una parte, presentamos el desarrollo de un nuevo método denominado
FRET que posibilita medir la interacción entre moléculas utilizando el
fenómeno de transferencia de energía de la fluorescencia por resonancia, que
permite resolver muchas de las limitaciones de los métodos existentes,
haciendo este tipo de estudios más fiables y sensibles cuando se compara con
algunos de los métodos más usados. Este nuevo método ha sido validado en
estudios de interacción entre las moléculas CD44 y MT1-MMP, demostrando su
utilidad en el campo.
Aun así, el mayor inconveniente de dicho tipo de ensayos y en general de las
adquisiciones de imagen complejas es el gran consumo de tiempo y recursos.
Las opciones disponibles de automatización son aún muy básicas y poco
eficientes. Por ejemplo, las técnicas de screening convencional (o adquisición
aleatoria automatizada) necesitan de muestras homogéneas y con una
localización estandarizada que muchas veces resulta imposible de conseguir
en biología, ya sea por la baja frecuencia del evento de estudio como por su
heterogeneidad.
En este trabajo presentamos también el desarrollo y validación de una nueva
técnica de “screening inteligente” denominado iMSRC (Intelligent Matrix
Screening Remote Control) que posibilita realizar de forma fácil e intuitiva la
adquisición de imágenes dirigida por análisis de imagen automatizada en
microscopios de fluorescencia estándar y en microscopios confocales. Esta
nueva herramienta permite la realización de estudios de microscopía óptica
basados en la localización de eventos de baja frecuencia en una muestra y
otros ensayos complejos, que antes eran prácticamente inviables. The scientific community needs new technologies and methods which may
allow us to study biological processes in depth.
In this Ph.D. Thesis we present new approaches in optical microscopy which
that allow solving some of the current limitations in this field.
On the one hand, we present here the development of a new method named
FRET which allows the measurement of molecular interactions by using the
fluorescence resonance energy transfer phenomenon. This novel method
overcomes most of the limitations from previously existing methods. The
measurements with this new method proved to be more reliable and sensitive
than most common ones based in optical microscopy.
Furthermore, we have validated this method in the study of the interaction
between CD44 and MT1MMP.
The main problem of this kind of assays and of complex image acquisition in
microscopy in general is that they require long acquisition time and resources.
The currently available options for automation are still very simple and poorly
efficient. For example conventional screening approaches (random automated
acquisition of images) require homogenous samples and the location of the
events of interest must be predefined. This is often difficult to achieve in most
common assays characterized by biological heterogeneity or when trying to
quantify rare events.
To overcome these limitations we have developed and validated the iMSRC
(intelligent matrix screening remote control), a new platform for running
intelligent screenings (automated acquisition driven by image analysis) in a user
friendly manner, and compatible with conventional and confocal microscopes.
This new approach allow performing microscopy studies based on the detection
of low frequency events in a sample and other complex assays that were almost
impossible before.
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