Abstract Elucidating the wiring diagram of the human cell is a central goal of the post-genomic era. We combined genome engineering, confocal live-cell imaging, mass spectrometry and data science to systematically map the localization and interactions of human proteins. Our approach provides a data-driven description of the molecular and spatial networks that organize the proteome. Unsupervised clustering of these networks delineates functional communities that facilitate biological discovery, and uncovers that RNA-binding proteins form a specific sub-group defined by unique interaction and localization properties. Furthermore, we discover that remarkably precise functional information can be derived from protein localization patterns, which often contain enough information to identify molecular interactions. Paired with a fully interactive website opencell.czbiohub.org, we provide a resource for the quantitative cartography of human cellular organization.

ABSTRACT Elucidating the developmental processes of organisms requires a comprehensive understanding of cellular lineages in the spatial, temporal, and molecular domains. In this study, we introduce Zebrahub, a dynamic atlas of zebrafish embryonic development that integrates single-cell sequencing time course data with lineage reconstructions facilitated by light-sheet microscopy. This atlas offers high-resolution and in-depth molecular insights into zebrafish development, achieved through the sequencing of individual embryos across ten developmental stages, complemented by trajectory reconstructions. Zebrahub also incorporates an interactive tool to navigate the complex cellular flows and lineages derived from light-sheet microscopy data, enabling in silico fate mapping experiments. To demonstrate the versatility of our multi-modal resource, we utilize Zebrahub to provide fresh insights into the pluripotency of Neuro-Mesodermal Progenitors (NMPs). Our publicly accessible web-based platform, Zebrahub, is a foundational resource for studying developmental processes at both transcriptional and spatiotemporal levels, providing researchers with an integrated approach to exploring and analyzing the complexities of cellular lineages during zebrafish embryogenesis.

Recent developments in Oblique Plane Microscopy (OPM) have shown that it can achieve high spatio-temporal resolution. Here we describe a single objective light-sheet microscope based on oblique plane illumination that achieves: (i) large field of view and high-resolution imaging via a custom remote focusing objective; (ii) fast volumetric imaging by means of light-sheet stabilised stage scanning – a novel scanning modality that extends the imaging volume without compromising imaging speed nor quality; (iii) multi-view imaging by alternating the orientation of light-sheet illumination and detection to improve the image quality on large samples; (iv) simpler design and ergonomics by remote placement of coverslips to allow inverted imaging, enabling imaging across scales in a high-throughput format. Overall, we achieved a resolution of 450 nm laterally and 2 μm axially and a field of view of 3000 μm × 800 μm × 300 μm. We demonstrate the speed, field of view, resolution and versatility of our novel instrument by imaging various systems, including zebrafish whole brain activity, Drosophila egg chamber development, and zebrafish development – up to nine embryos simultaneously.

Platelets are anucleate cells in blood whose principal function is to stop bleeding by forming aggregates for hemostatic reactions. In addition to their participation in physiological hemostasis, platelet aggregates are also involved in pathological thrombosis and play an important role in inflammation, atherosclerosis, and cancer metastasis. The aggregation of platelets is elicited by various agonists, but these platelet aggregates have long been considered indistinguishable and impossible to classify. Here we present an intelligent method for classifying them by agonist type. It is based on a convolutional neural network trained by high-throughput imaging flow cytometry of blood cells to identify and differentiate subtle yet appreciable morphological features of platelet aggregates activated by different types of agonists. The method is a powerful tool for studying the underlying mechanism of platelet aggregation and is expected to open a window on an entirely new class of clinical diagnostics, pharmacometrics, and therapeutics.

In the past few decades, aquatic animals have become popular model organisms in biology, spurring a growing need for establishing aquatic facilities. Zebrafish are widely studied and relatively easy to culture using commercial systems. However, a challenging aspect of maintaining aquatic facilities is animal feeding, which is both time- and resource-consuming. We have developed an open-source fully automatic daily feeding system, Zebrafish Automatic Feeder (ZAF). ZAF is reliable, provides a standardized amount of food to every tank, is cost-efficient and easy to build. The advanced version, ZAF+, allows for the precise control of food distribution as a function of fish density per tank, and has a user-friendly interface. Both ZAF and ZAF+ are adaptable to any laboratory environment and facilitate the implementation of aquatic colonies. Here we provide all blueprints and instructions for building the mechanics, electronics, fluidics, as well as to setup the control software and its user-friendly graphical interface. Importantly, the design is modular and can be scaled to meet different user needs. Furthermore, our results show that ZAF and ZAF+ do not adversely affect zebrafish culture, enabling fully automatic feeding for any aquatic facility.