Integration of Software for 3D Tissue Reconstruction Based on Optical Probe Nanotomography Data

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The task of three-dimensional (3D) reconstruction of tissues at the cellular and subcellular level is an integral part of modern biomedical research. Developing 3D reconstruction methods based on atomic force and optical microscopy images enables a more detailed understanding of the morphology and structure of biological specimens at the nanoscale. In the present study, we integrated dedicated software into the workflow of optically probed nanotomography (OPNT) to optimize and standardize the volumetric reconstruction process and demonstrated the capabilities of the enhanced method by reconstructing a fragment of an astrocyte in 3D. The incorporation of 3D Slicer into the OPNT protocol provides a reliable, high-precision platform for the three-dimensional reconstruction of complex biological structures. The proposed approach has practical utility for specialized tasks – such as evaluating the synaptic environment of individual neurons – as well as for a wide range of investigations in biomedical research and materials science.

About the authors

D. О Solovyevа

Shemyakin–Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry

Email: d.solovieva@mail.ru
Russia, Moscow

О. Y Popadinets

National Research Nuclear University MEPhI

Russia, Moscow

I. S Kolpashnikov

National Research Nuclear University MEPhI

Russia, Moscow

A. V Altunina

Shemyakin–Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry; Moscow Institute of Physics and Technology (National Research University)

Russia, Moscow; Russia, Dolgoprudny

V. A Oleinikov

Shemyakin–Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry; National Research Nuclear University MEPhI

Russia, Moscow

References

  1. Jacquemet G., Carisey A.F., Hamidi H., Henriques R., Letterrier C. // J. Cell Sci. 2020. V. 133. P. jcs240713. https://doi.org/10.1242/jcs.240713
  2. Mochalov K.E., Korzhov D.S., Altunina A.V., Agapova O.I., Oleinikov V.A. // Act. Nat. 2024. V. 16. P. 14–29. https://doi.org/10.32607/actanaturae.27323
  3. Solovyevа D.О., Altuninа А.V., Tretyak M.V., Mochalov К.Е., Oleinikov V.А. // Russ. J. Bioorg. Chem. 2024. V. 50. P. 1215–1236. https://doi.org/10.1134/S1068162024040356
  4. Mochalov K.E., Chistyakov A.A., Solovyeva D.O., Mezin A.V., Oleinikov V.A., Vaskan I.S., Molinari M., Agapov I.I., Nabiev I., Efimov F.E. // Ultramicroscopy. 2017. V. 182. P. 118–123. https://doi.org/10.1016/j.ultramic.2017.06.022
  5. Агапова О.И., Ефимов А.Е., Мочалов К.Е., Соловьева Д.О., Гилева А.М., Марквичева Е.А., Яковлев Д.В., Люндуп А.В., Олейников В.А., Агапов И.И., Готье С.В. // Доклады РАН. Науки о жизни. 2023. Т. 509. С. 119–123. https://doi.org/10.31857/S2686738923700178
  6. Агапова О.И., Ефимов А.Е., Мочалов К.Е., Соловьева Д.О., Свирщевская Е.В., Климентов С.М., Попов А.А., Олейников В.А., Агапов И.И., Готье С.В. // Доклады РАН. Науки о жизни. 2022. T. 504. C. 219–222. https://doi.org/10.31857/S2686738922030027
  7. Balashov V., Efimov A., Agapova O., Pogorelov A., Agapov I., Agladze K. // Acta Biomaterialia. 2018. V. 68. P. 214–222. https://doi.org/10.1016/j.actbio.2017.12.031
  8. Fedorov A., Beichel R., Kalpathy-Cramer J., Finet J., Fillion-Robin J-C., Pujol S., Bauer C., Jennings D., Fennessy F.M., Sonka M., Buatti J., Aylward S.R., Miller J.V., Pieper S., Kikinis R. // Magnetic Resonance Imaging. 2012. V. 30. P. 1323–1341. https://doi.org/10.1016/j.mri.2012.05.001
  9. D Slicer image computing platform. https://www.slicer.org/
  10. ImageJ. Image Processing and Analysis in Java. https://imagej.net/ij/index.html

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».