Benchmarking three simple DNA staining-based image metrics for live-cell tracking of chromatin organization.

چکیده اصلی

Quantifying chromatin-state dynamics in living cells remains challenging, in part because most methods require fixation or cell lysis. Here, we introduce two simple DNA image-derived metrics - Diffuse Signal Index (DSI)and 1-Gini - and benchmark them against the coefficient of variation (CV) as fixation-free readouts of chromatin reorganization. Leveraging the pronounced compact-to-decompact chromatin transition of NETosis, we show that all three metrics track progressive chromatin reorganization, with DSI providing the strongest trajectory-level discrimination between NETing and non-NETing cells. All three metrics also correlate with ATAC-see-based chromatin accessibility measurement in fixed cells, supporting their biological interpretability. In dividing cells, the metrics capture mitotic chromatin compaction and post-mitotic decompaction, demonstrating applicability in diverse biological processes. Together, these results provide a practical framework for extracting readouts of chromatin reorganization from routine live-cell DNA staining. We also provide NucMetrics, an open-source ImageJ/Fiji macro toolset for easily computing CV, DSI and 1-Gini.

ترجمه فارسی چکیده

کمیت‌سازی دینامیک‌های حالت کروماتین در سلول‌های زنده همچنان چالش‌برانگیز است، به‌ویژه به این دلیل که اکثر روش‌ها نیاز به ثابت‌سازی یا لیزه کردن سلول دارند. در اینجا، ما دو شاخص ساده مبتنی بر تصویر DNA - شاخص سیگنال پراکنده (DSI) و 1-Gini - را در برابر ضریب تغییرات (CV) به عنوان خوانش‌های بدون ثابت‌سازی برای بازآرایی کروماتین مقایسه می‌کنیم. با بهره‌گیری از انتقال متمایز کروماتین از حالت فشرده به حالت منبسط در نیوتوز، نشان می‌دهیم که همه سه شاخص تغییرات بازآرایی کروماتین را ردیابی می‌کنند، با این تفاوت که DSI بیشترین تمایز را در سطح مسیر بین سلول‌های نیوتوز و غیر-نیوتوز ارائه می‌دهد. همه سه شاخص همچنین با اندازه‌گیری دسترسی کروماتین مبتنی بر ATAC-see در سلول‌های ثابت همبستگی دارند که پشتیبانی از تفسیر زیستی آن‌ها را نشان می‌دهد. در سلول‌های تقسیم‌کننده، این شاخص‌ها فشرده‌سازی کروماتین میتوزی و بازآرایی پس از میتوز را ثبت می‌کنند که کاربرد در فرآیندهای زیستی متنوع را نشان می‌دهد. این نتایج یک چارچوب عملی برای استخراج خوانش‌های بازآرایی کروماتین از رنگ‌آمیزی معمول DNA سلول‌های زنده ارائه می‌دهند. ما همچنین ابزارهای ماکرو NucMetrics، یک مجموعه ابزار متن‌باز برای ImageJ/Fiji، برای محاسبه آسان CV، DSI و 1-Gini ارائه می‌دهیم.

متن کامل اصلی