Kemiske kort over væv kan rumme enorme datamængder og ende i forskellige filformater, alt efter hvilket instrument der har lavet målingerne. Python-værktøjet Thyra skal gøre det lettere at få disse kort ind i samme analysearbejde som mikroskopibilleder og andre rumlige biologiske data. En ny beskrivelse af værktøjet er offentliggjort den 28. oktober i Nature Methods.

Bag publikationen står blandt andre Theodoros Visvikis, Tim F. E. Hendriks og Eva Cuypers. Deres udgangspunkt er en praktisk flaskehals: Forskere kan have værdifulde målinger af den samme prøve, men stadig bruge meget arbejde på at gøre data tilgængelige for fælles analyse.

Et kemisk kort har mange lag

Ved billeddannende massespektrometri måles molekylære signaler på forskellige positioner i en prøve. Resultatet forbinder kemi med placering. Hvor et almindeligt billede giver farver eller lysintensitet, kan denne type måling levere et spektrum for hver position og dermed mange forskellige kort over signalernes fordeling.

Det er let at forestille sig værdien af at lægge sådanne informationer ved siden af et mikroskopibillede. Man vil kunne sammenholde en synlig struktur med kemiske mønstre i samme område. Men sammenligningen kræver, at programmerne kan læse målingerne, og at positioner og skalaer bliver fortolket korrekt.

I tidsskriftsbeskrivelsen peger forskerne på opsplitningen mellem producenternes egne formater og begrænsninger ved eksisterende åbne standarder. Thyra konverterer rådata og imzML-data til SpatialData, som er et åbent format og et Python-bibliotek til rumlig biologi.

Fra instrumentfil til fælles arbejdsformat

Ifølge projektets dokumentation understøtter Thyra data fra Bruker, Waters og PHI samt imzML fra forskellige producenter. Konverteringen kan startes med én kommando. Programmet finder blandt andet filtype, pixelstørrelse og masseaksen, så brugeren ikke skal angive alle disse oplysninger manuelt.

Det fælles arbejdsformat er vigtigt, fordi forskellige spørgsmål ofte kræver forskellige programmer. Et hold kan ville vise et enkelt kemisk signal, mens et andet vil sammenligne mange positioner eller koble målingerne til andre datatyper. En fælles indgang kan mindske behovet for en særskilt importløsning til hvert næste trin.

Dokumentationen tilbyder også en browserbaseret afprøvning gennem Google Colab. Dermed kan interesserede undersøge arbejdsgangen med eksempeldata, før de etablerer en lokal installation og arbejder med egne store målinger. Det er en mulighed for at afprøve formatet, snarere end et bevis for, at enhver konvertering er problemfri.

Eksempeldata viser størrelsesordenen

Projektets vejledning bruger blandt andet en massespektrometrisk optagelse af et musehjernesnit. Det komprimerede arkiv fylder 19,1 gigabyte. Der findes desuden data fra rumlig transkriptomik og vævsfarvning til arbejde på tværs af målemetoder. Eksemplet gør det konkret, hvorfor store filer kan blive en barriere i hverdagen.

Den beskrevne Bruker-optagelse kræver Windows eller Linux, fordi indlæsningen bruger producentens bibliotek. Den kan ikke læses på en Mac med samme fremgangsmåde. Vejledningens mindre, syntetiske eksempel kan derimod bruges på alle tre platforme. Understøttelse skal altså vurderes for den konkrete datatype og computer.

Vejledningen viser, hvordan resultatet kan åbnes som en tabel med spektre, et samlet intensitetsbillede og former, der angiver målepunkternes placering. Dermed kan brugeren kontrollere både signaler og geometri. At bevare denne forbindelse er centralt: Et kemisk signal bliver først et rumligt fund, når det stadig kan knyttes til det rigtige sted i prøven.

Formatet løser en del af opgaven

Et åbent format gør ikke automatisk to målinger sammenlignelige. Forskelle i prøvebehandling, opløsning og den information, instrumenterne registrerer, skal fortsat håndteres i selve undersøgelsen. Et farvet kort kan være let at vise på en skærm, men to ens farver fortæller kun det samme, hvis skalaerne og signalerne faktisk kan sammenholdes.

Nyheden er dagens tidsskriftsudgivelse, ikke at softwaren først findes nu. Projektets ændringshistorik dokumenterer versioner fra tidligere på året og en opdatering den 23. oktober. Thyra skal derfor ses som et løbende udviklet forskningsværktøj. Dets konkrete bidrag er en bro mellem instrumenternes filer og et fælles miljø, hvor flere typer rumlige målinger kan undersøges sammen.

Kilder og videre læsning

Har du fundet en fejl? Læs om rettelser.