Automated quantification of protein periodic nanostructures in fluorescence nanoscopy images: Abundance and regularity of neuronal spectrin membrane-associated skeleton

Authors
Barabas, Federico Martín; Masullo, Luciano Andrés; Bordenave, Martín Diego; Giusti, Sebastian Alejandro; Unsain, Nicolas; Refojo, Damian; Caceres, Alfredo Oscar; Stefani, Fernando Daniel
Publication Year
2017
Language
English
Format
article
Status
Published version
Description
Fluorescence nanoscopy imaging permits the observation of periodic supramolecular protein structures in their natural environment, as well as the unveiling of previously unknown protein periodic structures. Deciphering the biological functions of such protein nanostructures requires systematic and quantitative analysis of large number of images under different experimental conditions and specific stimuli. Here we present a method and an open source software for the automated quantification of protein periodic structures in super-resolved images. Its performance is demonstrated by analyzing the abundance and regularity of the spectrin membrane-associated periodic skeleton (MPS) in hippocampal neurons of 2 to 40 days in vitro, imaged by STED and STORM nanoscopy. The automated analysis reveals that both the abundance and the regularity of the MPS increase over time and reach maximum plateau values after 14 DIV. A detailed analysis of the distributions of correlation coefficients provides indication of dynamical assembly and disassembly of the MPS.
Fil: Barabas, Federico Martín. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Centro de Investigaciones en Bionanociencias ; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física; Argentina
Fil: Masullo, Luciano Andrés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Centro de Investigaciones en Bionanociencias ; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física; Argentina
Fil: Bordenave, Martín Diego. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Centro de Investigaciones en Bionanociencias ; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física; Argentina
Fil: Giusti, Sebastian Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigación en Biomedicina de Buenos Aires - Instituto Partner de la Sociedad Max Planck; Argentina
Fil: Unsain, Nicolas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra; Argentina
Fil: Refojo, Damian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigación en Biomedicina de Buenos Aires - Instituto Partner de la Sociedad Max Planck; Argentina
Fil: Caceres, Alfredo Oscar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra; Argentina
Fil: Stefani, Fernando Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Centro de Investigaciones en Bionanociencias ; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física; Argentina
Subject
PROTEIN SELF-ASSEMBLY
SUPER-RESOLUTION
NEURON
CYTOSKELETON
Otras Ciencias Biológicas
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CIENCIAS NATURALES Y EXACTAS
Access level
Open access
License
https://creativecommons.org/licenses/by/2.5/ar/
Repository
CONICET Digital (CONICET)
Institution
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
OAI Identifier
oai:ri.conicet.gov.ar:11336/54317