|
|
Zlepšení kvality obrazu v rentgenové výpočetní mikrotomografii s velkým úhlovým krokem s využitím hlubokého učení
Šrámek, Vojtěch ; Šalplachta, Jakub (oponent) ; Zikmund, Tomáš (vedoucí práce)
Rentgenová výpočetní mikrotomografie představuje neinvazivní metodu, díky které jsme schopni zobrazit vnitřní strukturu objektů, proto se využívá v průmyslu i ve výzkumu. Doba měření rentgenových projekcí, které jsou potřebné pro tomografickou rekonstrukci obrazu objektu, se však může pohybovat v řádu desítek hodin. Jeden ze způsobů, jak zkrátit čas měření, spočívá ve zmenšení počtu naměřených projekcí, což ovšem negativním způsobem ovlivňuje kvalitu výsledné rekonstrukce obrazu. Pro zlepšení kvality rekonstruovaného obrazu je však možné aplikovat různé interpolační techniky. V této práci budou na data z laboratoře rentgenové mikro a nano výpočetní tomografie na CEITEC VUT a na data z veřejného zdroje aplikovány vybrané interpolační metody, které využívají hluboké učení, a bude vyhodnocena jejich úspěšnost.
|
|
|
Quantitative 3D characterization of biological structures by X-ray computed microtomography
Tesařová, Markéta ; Vaňhara,, Petr (oponent) ; Oberta,, Peter (oponent) ; Zikmund, Tomáš (vedoucí práce)
Modern developmental biology uses a broad spectrum of methods for analysing structures of interest. Multi-disciplinary teams are currently pushing forward the understanding of biological questions using 3D approaches. However, one major challenge of 3D imaging techniques in biology is a lack of methodology for quantifying observed phenomena that are often the cause of developmental or genetic disorders. One of the methods whose application has been widely spread in recent years is X-ray computed microtomography (microCT). This technique provides isotropic resolution up to 1 µm and, when a sample is appropriately prepared, a wide variety of tissue differentiation. However, biological structures are usually diverse in size and shape, and every task requires a specific solution regarding data processing. This work addresses the implementation of microCT for imaging and mainly 3D characterization of biological structures ex-vivo. Particular emphasis is given to analysing soft tissues in mouse embryos’ heads and imaging salamander species, focusing on their regeneration ability. This work describes the relevant information for microCT users dealing with biological samples; it includes the preparation of the sample for measurements, selecting suitable parameters for the experiment and mainly subsequent quantitative analysis of 3D datasets. The latest technological advancements in 3D imaging were studied and tested on concrete projects in the field of developmental biology, where 3D information from microCT played a key role.
|
|
|
Determination of device geometrical misalignments influence on dimensional measurements in X-ray microcomputed tomography
Blažek, Pavel ; Klapetek, Petr (oponent) ; Zikmund, Tomáš (vedoucí práce)
This thesis deals with geometrical misalignments of X-ray computed tomography (CT) device components. It focuses on their adverse effects on metrological CT measurements and on the methods which can be used to eliminate them. Results of simulations of CT measurements with misaligned detector and rotation stage are present, showing which misalignments plays the most significant role in the measurement. The practical part deals with HeliScan microCT, which implements a unique calibration algorithm to eliminate errors from misaligned CT geometry. New reference objects (plates with ruby spheres and calibrated zircon sphere) are developed for the CT system complying with the requirements of guideline VDI/VDE 2630 1.3. for metrological performance testing of CT devices. Testing objects suitable for a larger field of view were manufactured, calibrated, and successfully tested in CT measurement.
|
|
|
Role proteinu Smarca5 (Snf2h) v regulaci transkripce vneseného DNA templátu.
Zikmund, Tomáš ; Stopka, Tomáš (vedoucí práce) ; Smetana, Karel (oponent)
Vlastnosti buněk a tkání jsou výsledkem dynamické regulace genové exprese. DNA zabalená do proteinových struktur, souhrně označovaných jako chromatin, vyžaduje zapojení mechanizmů regulujících přístupnost specifických sekvencí. U eukaryot hrají klíčovou roli při regulaci struktury chromatinu tzv. chromatin-remodelační enzymy, mezi které patří ISWI ATPáza SMARCA5. SMARCA5 se účastní řady biologických procesů na DNA včetně transkripce, přesto význam proteinu SMARCA5 v transkripci především ve vztahu ke změnám chromatinové struktury in vivo není zcela objasněn. Pro tento účel jsme vytvořili a optimalizovali systém, který nám umožnil sledovat vliv intracelulární hladiny proteinu SMARCA5 na genovou expresi a vývoj chromatinové struktury artificiálně vneseného reportérového vektoru. Naše výsledky ukazují, že DNA vneseného reportérového vektoru byla nabohacena specificky tri-methylovanými molekulami histonu H3 na lyzinu 4 (H3K4Me3), které patří mezi známky aktivovaného chromatinu. Po nadprodukci proteinu SMARCA5 došlo v kódující sekvenci reportérového genu k ~2,5-3 násobnému zvýšení relativního nabohacení histonu H3 a jeho methylace (H3K4Me3). Vyšší zapojení molekul reportéru do procesu transkripce vedlo neočekávaně k poklesu reportérové aktivity oproti kontrole. Tyto výsledky podporují přítomnost...
|
|
| |
|
|
X-ray computed tomography analysis of mouse embryonic heart
Dobrovodská, Daniela ; Oberta, Peter (oponent) ; Zikmund, Tomáš (vedoucí práce)
X-ray computed tomography is a versatile technique allowing non-destructive three-dimensional (3D) imaging. It is widely used in industry for metrology and material characterisation. Lately, it has found its importance also in biology and developmental science, where the 3D reconstructed data provide more comprehensive information about the sample than the conventional 2D imaging methods. Moreover, it can produce high-quality images of various biological samples. The obstacle in imaging biological samples might be a very similar attenuation coefficient of soft tissue, and therefore staining with chemical substance must be used. This thesis aims to use microcomputed tomography to visualise and qualitatively evaluate embryonic mouse hearts E17.5 and introduce the best staining protocol. Furthermore, the methodology for highlighting differences between wild type mice and mutant were introduced. Rigaku nano 3DX was used for the experiments with mouse heart interventricular septum, and after considering the specific setting of the device, the phase retrieval algorithm was applied. Finally, the validation of the $\mu$CT data was performed by comparing pictures from the confocal microscope.
|
|
|
Konstrukce motorizovaného výměníku filtrů pro tomografický systém Rigaku Nano3DX
Maleček, Lukáš ; Nožičková,, Dominika (oponent) ; Zikmund, Tomáš (vedoucí práce)
Rentgenová výpočetní tomografie je technika, která v dnešní době nachází široké uplatnění. Prvotní využití této techniky bylo zejména v lékařské diagnostice. Postupem času ovšem docházelo k vylepšování dosažitelných přesností, a proto nachází dnes počítačová tomografie uplatnění i v průmyslu. Jedná se o nedestruktivní metodu trojrozměrného zobrazení vnitřních struktur zkoumaných objektů. Kvalitu výsledných CT dat ovlivňuje hned několik faktorů. Jedním z nich jsou vlastnosti rentgenového záření, které pro měření využíváme. Vlastnosti rentgenového záření jsme schopni částečně měnit a tím získat kvalitnější CT data, bez výskytu některých tomografických artefaktů. Hlavním způsobem změny vlastností generovaného rentgenového záření je tzv. přídavná filtrace. Tato práce se zabývá studiem spekter rentgenového záření, na jejichž základě jsou optimalizovány filtry rentgenového záření, pro dosažení co nejefektivnější filtrace. Hlavním cílem této bakalářské práce je také konstrukce a výroba motorizovaného výměníku těchto filtrů, jehož účelem je urychlení procesu nastavování celého CT měření a rozvoj nových technik výpočetní tomografie.
|
|
|
Epigenetické aspekty normální a nádorové krvetvorby: role chromatin remodelační ISWI ATPázy
Zikmund, Tomáš
Chromatin remodelační protein Smarca5 se účastní řady buněčných procesů, které jsou důležité jak z hlediska vývoje tkání, tak i z pohledu nádorové biologie. Mezi procesy, v průběhu kterých Smarca5 remodeluje chromatinovou strukturu, patří například genová transkripce, replikace a opravy poškozené DNA. Předpokládali jsme, že Smarca5 představuje esenciální molekulu pro modulaci chromatinu především ve vývojově časných a rychle se dělících progenitorech tkání, u nichž se často objevuje i zvýšená hladina transkriptu této ATPázy. Jednou z takovýchto tkání je i krvetvorba. Předmětem předkládané disertační práce je analýza vlivu deplece Smarca5 na proliferaci a diferenciaci krvetvorných progenitorů in vivo a zároveň hledání mechanizmů narušení jejich vývoje. Pomocí námi vytvořeného myšího modelu s podmíněně deletovatelnou alelou (angl. "conditional knockout") genu Smarca5 v krvetvorných kmenových buňkách jsme zjistili, že deplece této ISWI ATPázy způsobuje akumulaci časných hematopoetických protenitorů a inhibici jejich maturace směrem do erytroidní a myeloidní řady. Proerytroblasty vykazovaly dysplastické změny a u podstatné frakce bazofilních erytroblastů se objevovala zástava buněčného cyklu na rozhraní fází G2/M. Předpokládaným mechanizmem pozorovaných změn se ukázala být aktivace stresové dráhy...
|
|
|
Epigenetické aspekty normální a nádorové krvetvorby: role chromatin remodelační ISWI ATPázy
Zikmund, Tomáš
Chromatin remodelační protein Smarca5 se účastní řady buněčných procesů, které jsou důležité jak z hlediska vývoje tkání, tak i z pohledu nádorové biologie. Mezi procesy, v průběhu kterých Smarca5 remodeluje chromatinovou strukturu, patří například genová transkripce, replikace a opravy poškozené DNA. Předpokládali jsme, že Smarca5 představuje esenciální molekulu pro modulaci chromatinu především ve vývojově časných a rychle se dělících progenitorech tkání, u nichž se často objevuje i zvýšená hladina transkriptu této ATPázy. Jednou z takovýchto tkání je i krvetvorba. Předmětem předkládané disertační práce je analýza vlivu deplece Smarca5 na proliferaci a diferenciaci krvetvorných progenitorů in vivo a zároveň hledání mechanizmů narušení jejich vývoje. Pomocí námi vytvořeného myšího modelu s podmíněně deletovatelnou alelou (angl. "conditional knockout") genu Smarca5 v krvetvorných kmenových buňkách jsme zjistili, že deplece této ISWI ATPázy způsobuje akumulaci časných hematopoetických protenitorů a inhibici jejich maturace směrem do erytroidní a myeloidní řady. Proerytroblasty vykazovaly dysplastické změny a u podstatné frakce bazofilních erytroblastů se objevovala zástava buněčného cyklu na rozhraní fází G2/M. Předpokládaným mechanizmem pozorovaných změn se ukázala být aktivace stresové dráhy...
|
|
|
Epigenetické aspekty normální a nádorové krvetvorby: role chromatin remodelační ISWI ATPázy.
Zikmund, Tomáš ; Stopka, Tomáš (vedoucí práce) ; Dráber, Peter (oponent) ; Otáhal, Pavel (oponent)
Chromatin remodelační protein Smarca5 se účastní řady buněčných procesů, které jsou důležité jak z hlediska vývoje tkání, tak i z pohledu nádorové biologie. Mezi procesy, v průběhu kterých Smarca5 remodeluje chromatinovou strukturu, patří například genová transkripce, replikace a opravy poškozené DNA. Předpokládali jsme, že Smarca5 představuje esenciální molekulu pro modulaci chromatinu především ve vývojově časných a rychle se dělících progenitorech tkání, u nichž se často objevuje i zvýšená hladina transkriptu této ATPázy. Jednou z takovýchto tkání je i krvetvorba. Předmětem předkládané disertační práce je analýza vlivu deplece Smarca5 na proliferaci a diferenciaci krvetvorných progenitorů in vivo a zároveň hledání mechanizmů narušení jejich vývoje. Pomocí námi vytvořeného myšího modelu s podmíněně deletovatelnou alelou (angl. "conditional knockout") genu Smarca5 v krvetvorných kmenových buňkách jsme zjistili, že deplece této ISWI ATPázy způsobuje akumulaci časných hematopoetických protenitorů a inhibici jejich maturace směrem do erytroidní a myeloidní řady. Proerytroblasty vykazovaly dysplastické změny a u podstatné frakce bazofilních erytroblastů se objevovala zástava buněčného cyklu na rozhraní fází G2/M. Předpokládaným mechanizmem pozorovaných změn se ukázala být aktivace stresové dráhy...
|
host ::
RSS.