Hispanopedia Wiki
Articulo de referencia

Entorno de microscopía abierta

El Open Microscopy Environment , o OME , es un consorcio que desarrolla infraestructura de código abierto para microscopía . OME es conocido por mantener el sistema de servidor ...

Hispanopedia WikiContenido en espanolLectura gratuita

El Open Microscopy Environment , o OME , es un consorcio que desarrolla infraestructura de código abierto para microscopía . OME es conocido por mantener el sistema de servidor OMERO para la gestión de archivos de microscopía, la biblioteca Bio-Formats para la conversión de formatos de archivo propietarios a alternativas interoperables, así como los estándares de imagen OME-TIFF y OME-Zarr.

Historia

El proyecto, iniciado alrededor de 2001 por Jason Swedlow , Ilya Goldberg y Peter Sorger , vio su visión original publicada en Science en 2003 y se lanzó oficialmente en 2005. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]

El consorcio publicó el modelo de metadatos OME-XML en 2005, lo que dio lugar al formato de archivo OME-TIFF. [ 1 ] En 2010, se lanzó la biblioteca Bio-Formats, que permite la conversión de formatos de archivo propietarios (como .czi de Zeiss y .lif de Leica ) a un formato abierto e interoperable. [ 5 ] [ 6 ]

El software OMERO.server, para gestionar y compartir imágenes, se creó en 2006 utilizando Bio-Formats para ofrecer una amplia compatibilidad. [ 7 ] Se ha mejorado continuamente, con extensiones para archivos multidimensionales y análisis de alto contenido. [ 8 ] [ 9 ] En 2017, OME lanzó The Image Data Resource, una base de datos de código abierto de archivos de imágenes biológicas, construida sobre un servidor OMERO. [ 10 ] [ 11 ]

En 2021, el consorcio publicó los esfuerzos para nuevos formatos de archivo compatibles con la computación en la nube . La comunidad OME-NGFF (Next-Generation File Formats) acordó usar Zarr , iniciando posteriormente un proceso para desarrollar el estándar OME-Zarr. [ 12 ] [ 13 ]

Jason Swedlow dirigió el proyecto con un equipo de la Universidad de Dundee , junto con la empresa Glencoe Software, hasta 2025, cuando se unió a la Iniciativa Chan Zuckerberg . [ 14 ] El consorcio pasó a tener un equipo de liderazgo compuesto por Jean-Marie Burel (Universidad de Dundee), Josh Moore (German BioImaging), Stefanie Weidtkamp-Peters ( HHU ), Matthew Hartley ( EMBL-EBI ) y Virginie Uhlmann ( Universidad de Zúrich ). [ 14 ]

OMERO

El consorcio OME desarrolló y mantiene OMERO, una plataforma modular de código abierto para la gestión de datos de microscopía. Utiliza la biblioteca Bio-Formats para traducir más de 100 formatos de archivo propietarios utilizados en microscopía (como .czi de Zeiss y .lif de Leica ) a un formato abierto e interoperable, el Modelo OME, mediante OME-XML. [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]

La plataforma incluye múltiples componentes, entre ellos una aplicación back-end Java (llamada OMERO.server) que coordina la comunicación con las bases de datos que alojan los metadatos (por ejemplo, en PostgreSQL ) y los servidores que alojan los datos de píxeles para las imágenes. [ 7 ]

Los usuarios pueden interactuar con la base de datos a través de clientes , que interactúan con OMERO.server mediante una API común . Por ejemplo, la aplicación OMERO.web es una aplicación web basada en Django que se comunica con la base de datos OMERO, lo que permite a los usuarios explorar colecciones de microscopía en un navegador. [ 7 ] Esto ofrece una ventaja con respecto a la descarga directa de los archivos, ya que los datos de microscopía pueden ser muy grandes, superando a menudo varios gigabytes por archivo. [ 7 ]

Esta modularidad permite que otras aplicaciones personalizadas interactúen con los servidores OMERO, incluyendo OMERO.importer , para procesar imágenes para cargarlas en OMERO, [ 7 ] OMERO.figure (para construir figuras listas para su publicación ) [ 15 ] y la interfaz "pythónica" ezomero . [ 16 ]

Casos de uso

Los servidores OMERO se han utilizado en varios escenarios relacionados con la gestión de datos de investigación para microscopía. [ 17 ] Los casos de uso incluyen flujos de trabajo de cribado de alto contenido , [ 18 ] el intercambio de colecciones biológicas digitalizadas [ 19 ] y el uso educativo para microscopios virtuales compartidos . [ 20 ]

El repositorio de datos de imágenes, una base de datos de código abierto de archivos de imágenes biológicas, se basa directamente en un servidor OMERO. [ 10 ]

Varias instituciones alrededor del mundo albergan servidores OMERO. La lista abarca varios continentes, incluyendo organizaciones como la Universidad de São Paulo , el Instituto Smithsoniano de Investigaciones Tropicales y el Laboratorio Jackson en América, [ 20 ] [ 19 ] [ 16 ] la Universidad de Dundee , el Instituto Francis Crick , la Universidad Técnica de Dresde , las universidades de Tubinga y Münster , y el Instituto Karolinska en Europa, [ 10 ] [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ] [ 24 ] [ 25 ] y RIKEN [ 26 ] en Japón.

Formatos de archivo

El Open Microscopy Environment ha desarrollado estándares para garantizar la compatibilidad de datos a largo plazo de los datos de microscopía utilizando formatos de archivo independientes de la plataforma. [ 27 ] Los metadatos en los formatos de archivo se adhieren a un modelo común, denominado OME-Model, expresado originalmente en XML . [ 1 ] [ 28 ]

OME-XML es un lenguaje de metadatos centrado en esquemas que representa la procedencia de la imagen (por ejemplo, microscopio , lente, detector), la modalidad de adquisición, el mapeo de coordenadas y los detalles del experimento. Atributos como las longitudes de onda de los canales, el índice Z, el punto temporal y el objetivo están estandarizados para la interoperabilidad. [ 1 ]

OME-TIFF

OME-TIFF es un formato abierto y extensible desarrollado por el consorcio Open Microscopy Environment (OME) para abordar las necesidades de datos y metadatos de la bioimagen moderna. [ 29 ] Extiende la estructura TIFF clásica , con su amplio soporte de bibliotecas y herramientas, al incrustar metadatos OME-XML estructurados dentro de las etiquetas TIFF, particularmente dentro del campo ImageDescription del primer Image File Directory (IFD). La especificación del archivo es proporcionada por el consorcio OME. [ 30 ] Las características clave incluyen:

  • Compatibilidad con multirresolución piramidal: OME-TIFF utiliza el mecanismo SubIFD de TIFF (etiqueta 330) para representar pirámides de imágenes, lo que permite una navegación rápida entre ellas. Cada nivel puede usar su propia compresión (JPEG, JPEG 2000, etc.) y se admiten extensiones BigTIFF para archivos de gran tamaño.
  • Multidimensionalidad: Admite pilas Z, series temporales, imágenes multicanal y organización de datos 3D/4D.
  • Ecosistema OME: La biblioteca Java Bio-Formats y el servidor OMERO proporcionan capacidades de lectura/escritura y gestión para imágenes OME-TIFF, con análisis de escritorio compatible con QuPath, Fiji/ImageJ y otros617.
  • Validación y archivo: El formato está especificado abiertamente, lo que lo hace adecuado para la gestión a largo plazo de datos de investigación, la presentación de documentación regulatoria y los flujos de trabajo de IA reproducibles.

OME-TIFF se utiliza en investigación y patología académica, donde se prioriza la integración completa de metadatos y flujos de análisis. La biblioteca Java Bio-Formats y el servidor OMERO proporcionan capacidades de lectura/escritura y gestión, con análisis de escritorio compatible con QuPath y Fiji/ImageJ . [ 31 ]

OME-Zarr

Representación de datos de microscopía para cribado de alto contenido mediante OME-Zarr.

Zarr es un estándar abierto para almacenar grandes conjuntos de datos de matrices multidimensionales . Especifica un protocolo y un formato de datos, y está diseñado para estar preparado para la nube , incluyendo el acceso aleatorio , dividiendo los datos en subconjuntos denominados fragmentos. [ 32 ] [ 33 ] El formato OME-Zarr se basa en Zarr con extensiones para permitir, por ejemplo, la codificación de pirámides de imágenes multidimensionales . [ 12 ] [ 13 ]

La especificación .zarr permite una representación granular de los resultados de experimentos complejos, como los ensayos de cribado de alto contenido . Cada placa leída en el microscopio contiene múltiples pocillos, y para escanear cada uno se necesitan múltiples campos. Cada imagen puede tener hasta 5 dimensiones (puntos temporales, canales de imagen y las tres dimensiones espaciales). También puede incluir pirámides de resolución , lo que permite un mejor rendimiento de las herramientas de visualización. Dado que Zarr utiliza múltiples directorios para organizar los datos, cada uno de estos campos diferentes se puede especificar y recuperar de forma independiente, por ejemplo, recuperando una URL personalizada de las bases de datos de almacenamiento de objetos . [ 13 ]

Referencias

  1. 1 2 3 4 Goldberg, Ilya G.; Allan, Chris; Burel, Jean-Marie; Creager, Doug; Falconi, Andrea; Hochheiser, Harry; Johnston, Josiah; Mellen, Jeff; Sorger, Peter K.; Swedlow, Jason R. (2005-05-03). "El modelo de datos y el archivo XML del Open Microscopy Environment (OME): herramientas abiertas para la informática y el análisis cuantitativo en imágenes biológicas" . Genome Biology . 6 (5): R47. doi : 10.1186/gb-2005-6-5-r47 . ISSN 1474-760X . PMC 1175959. PMID 15892875 .   
  2. ↑ Brooks, Michael (5 de octubre de 2023). "Cómo el software de código abierto podría finalmente lograr que los microscopios del mundo hablen el mismo idioma" . Nature . 622 (7981): 206–208 . Bibcode : 2023Natur.622..206B . doi : 10.1038/d41586-023-03064-9 . ISSN 0028-0836 . 
  3. ↑ Swedlow, Jason R.; Goldberg, Ilya; Brauner, Erik; Sorger, Peter K. (2003-04-04). "Informática y análisis cuantitativo en imágenes biológicas" . Science . 300 ( 5616): 100– 102. Bibcode : 2003Sci...300..100S . doi : 10.1126/science.1082602 . ISSN 0036-8075 . PMC 3522889. PMID 12677061 .   
  4. ↑ Goldberg, I. (2005). "Entorno de microscopía abierta". 2005 IEEE Computational Systems Bioinformatics Conference - Workshops (CSBW'05) . IEEE. p. 380. doi : 10.1109/CSBW.2005.100 . ISBN  978-0-7695-2442-9.
  5. 1 2 "¿Imágenes para revelarlo todo?" . Nature Cell Biology . 6 (10): 909. 2004-10-01. doi : 10.1038/ncb1004-909 . ISSN 1465-7392 . PMID 15459713 .  
  6. 1 2 Linkert, Melissa; Rueden, Curtis T.; Allan, Chris; Burel, Jean-Marie; Moore, Will; Patterson, Andrew; Loranger, Brian; Moore, Josh; Neves, Carlos; MacDonald, Donald; Tarkowska, Aleksandra; Sticco, Caitlin; Hill, Emma; Rossner, Mike; Eliceiri, Kevin W. (2010-05-31). "Los metadatos importan: acceso a datos de imágenes en el mundo real" . Journal of Cell Biology . 189 (5): 777– 782. doi : 10.1083/jcb.201004104 . ISSN 1540-8140 . PMC 2878938. PMID 20513764 .   
  7. 1 2 3 4 5 6 Allan, Chris; Burel, Jean-Marie; Moore, Josh; Blackburn, Colin; Linkert, Melissa; Loynton, Scott; MacDonald, Donald; Moore, William J; Neves, Carlos; Patterson, Andrew; Porter, Michael; Tarkowska, Aleksandra; Loranger, Brian; Avondo, Jerome; Lagerstedt, Ingvar (marzo de 2012). "OMERO: gestión de datos flexible y basada en modelos para biología experimental" . Nature Methods . 9 (3): 245– 253. Bibcode : 2012NaMet...9..245A . doi : 10.1038/nmeth.1896 . ISSN 1548-7091 . PMC 3437820. PMID 22373911 .   
  8. ↑ Burel, Jean-Marie; Besson, Sébastien; Blackburn, Colin; Carroll, Mark; Ferguson, Richard K.; Flynn, Helen; Gillen, Kenneth; Leigh, Roger; Li, Simon; Lindner, Dominik; Linkert, Melissa; Moore, William J.; Ramalingam, Balaji; Rozbicki, Emil; Tarkowska, Aleksandra (octubre de 2015). "Publicación y compartición de datos de imágenes multidimensionales con OMERO" . Genoma de mamíferos . 26 ( 9–10 ): 441–447 . doi : 10.1007/s00335-015-9587-6 . ISSN 0938-8990 . PMC 4602067. PMID 26223880 .   
  9. ↑ Li, Simon; Besson, Sébastien; Blackburn, Colin; Carroll, Mark; Ferguson, Richard K.; Flynn, Helen; Gillen, Kenneth; Leigh, Roger; Lindner, Dominik; Linkert, Melissa; Moore, William J.; Ramalingam, Balaji; Rozbicki, Emil; Rustici, Gabriella; Tarkowska, Aleksandra (marzo de 2016). "Gestión de metadatos para el cribado de alto contenido en OMERO" . Methods . 96 : 27–32 . doi : 10.1016/j.ymeth.2015.10.006 . PMC 4773399. PMID 26476368 .  
  10. 1 2 3 Williams, Eleanor; Moore, Josh; Li, Simon W; Rustici, Gabriella; Tarkowska, Aleksandra; Chessel, Anatole; Leo, Simone; Antal, Bálint; Ferguson, Richard K; Sarkans, Ugis; Brazma, Alvis; Carazo Salas, Rafael E; Swedlow, Jason R (2017-08-01). "Image Data Resource: una plataforma de integración y publicación de datos de bioimágenes" . Nature Methods . 14 (8): 775– 781. doi : 10.1038/nmeth.4326 . ISSN 1548-7091 . PMC 5536224. PMID 28775673 .   
  11. ^ Ellenberg, enero; Swedlow, Jason R.; Barlow, María; Cocinero, Charles E.; Sarkans, Ugis; Patwardhan, Ardan; Brazma, Alvis; Birney, Ewan (noviembre de 2018). «Una convocatoria de archivos públicos de datos de imágenes biológicas» . Métodos de la naturaleza . 15 (11): 849– 854. doi : 10.1038/s41592-018-0195-8 . ISSN 1548-7091 . PMC 6884425 . PMID 30377375 .   
  12. 1 2 Moore, Josh; Allan, Chris; Besson, Sébastien; Burel, Jean-Marie; Diel, Erin; Gault, David; Kozlowski, Kevin; Lindner, Dominik; Linkert, Melissa; Manz, Trevor; Moore, Will; Pape, Constantin; Tischer, Christian; Swedlow, Jason R. (diciembre de 2021). "OME-NGFF: un formato de archivo de próxima generación para expandir las estrategias de acceso a datos de bioimágenes" . Nature Methods . 18 (12): 1496– 1498. doi : 10.1038/s41592-021-01326-w . ISSN 1548-7091 . PMC 8648559. PMID 34845388 .   
  13. 1 2 3 Moore, Josh; Basurto-Lozada, Daniela; Besson, Sébastien; Bogovic, John; Bragantini, Jordão; Brown, Eva M.; Burel, Jean-Marie; Casas Moreno, Xavier; de Medeiros, Gustavo; Diel, Erin E.; Gault, David; Ghosh, Satrajit S.; Gold, Ilan; Halchenko, Yaroslav O.; Hartley, Matthew (2023-09-01). "OME-Zarr: un formato de archivo de bioimágenes optimizado para la nube con apoyo de la comunidad internacional" . Histochemistry and Cell Biology . 160 (3): 223– 251. doi : 10.1007/s00418-023-02209-1 . ISSN 1432-119X . PMC 10492740 . PMID 37428210 .   
  14. 1 2 "El entorno de microscopía abierta" . www.openmicroscopy.org . Consultado el 17 de noviembre de 2025 .
  15. ↑ Wheeler, Ann; Besson, Sébastien (2017), "Presentación y almacenamiento de datos para su publicación" , Análisis de datos de bioimágenes estándar y de superresolución , John Wiley & Sons, Ltd, pp. 249–268 , doi : 10.1002/9781119096948.ch10 , ISBN  978-1-119-09694-8, consultado el 17 de noviembre de 2025
  16. 1 2 Ratamero, Erick Martins; Govek, Kiya; Langerak, Julio Mateos; Sánchez, Fernando Cervantes; Mellert, David J. (1 de julio de 2023). "Facilitar la adopción de OMERO con ezomero". bioRxiv 10.1101/2023.06.29.546930 . 
  17. ↑ Schmidt, Christian; Boissonnet, Tom; Dohle, Julia; Bernhardt, Karen; Ferrando-May, Elisa; Wernet, Tobias; Nitschke, Roland; Kunis, Susanne; Weidtkamp-Peters, Stefanie (2024). "Una guía práctica para la gestión de datos de investigación de bioimágenes en instalaciones centrales" . Journal of Microscopy . 294 (3): 350– 371. doi : 10.1111/jmi.13317 . ISSN 1365-2818 . PMID 38752662 .  
  18. ↑ Massei, Riccardo; Busch, Wibke; Serrano-Solano, Beatriz; Bernt, Matthias; Scholz, Stefan; Nicolay, Elena K.; Bohring, Hannes; Bumberger, Jan (2025-05-09). "Flujos de trabajo de cribado de alto contenido (HCS) para la gestión de datos de imágenes FAIR con OMERO" . Scientific Reports . 15 (1) 16236. Bibcode : 2025NatSR..1516236M . doi : 10.1038/s41598-025-00720-0 . ISSN 2045-2322 . PMC 12064781. PMID 40346117 .   
  19. 1 2 Jaramillo, Carlos; Punyasena, Surangi W.; de Alba, Daurys; Alveo, Roxana; Arcila, Angélica; Bermúdez, Jorge; Bustos, Jonatán; Caballero-Rodríguez, Dayenari; Cárdenas, Karen; Caro, David; Carvajal, Francy; Castañeda, Ivonne Marcela; Chaves, Shara; D'Apolito, Carlos; Díaz-Jaramillo, Andrés (2025). "Digitalizar colecciones para desbloquear todo el potencial de la palinología: un estudio de caso con la colección de palinología del Smithsonian" . Plantas, Personas, Planeta . n/a (n/a) ppp3.70073. doi : 10.1002/ppp3.70073 . ISSN 2572-2611 . 
  20. 1 2 Siviero, Fabio; Oliveira, Sérgio Ferreira de (18 de julio de 2016). "Modernização do Ensino de Biologia Tecidual" . Revista de Graduação USP (en portugues). 1 (1): 35– 40. doi : 10.11606/issn.2525-376X.v1i1p35-40 . ISSN 2525-376X . 
  21. ↑ "Noticias" . Crick . 10 de septiembre de 2025. Consultado el 17 de noviembre de 2025 .
  22. ↑ Jannasch, Anett; Tulok, Silke; Okafornta, Chukwuebuka William; Kugel, Thomas; Bortolomeazzi, Michele; Boissonnet, Tom; Schmidt, Christian; Vogelsang, Andy; Dittfeld, Claudia; Tugtekin, Sems-Malte; Matschke, Klaus; Paliulis, Leocadia; Thomas, Carola; Lindemann, Dirk; Fabig, Gunar (2025). "Setting up an institutional OMERO environment for bioimage data: Perspectives from both facility staff and users" . Journal of Microscopy . 297 (1): 105– 119. doi : 10.1111/jmi.13360 . ISSN 1365-2818 . PMC 11629930 . PMID 39275979 .   
  23. ↑ Wanner, Julian; Cuellar, Luis Kuhn; Rausch, Luiselotte; Berendzen, Kenneth W.; Wanke, Friederike; Gabernet, Gisela; Harter, Klaus; Nahnsen, Sven (enero de 2024). "Nf-Root: una canalización de mejores prácticas para el análisis basado en aprendizaje profundo del pH apoplástico en imágenes de microscopía de zonas de desarrollo en tejido de raíz de plantas" . Biología cuantitativa de plantas . 5 e12 . doi : 10.1017/qpb.2024.11 . ISSN 2632-8828 . PMC 11706687. PMID 39777028 .   
  24. ↑ "OMERO para la gestión de datos de investigación en microscopía - 2022 - Wiley Analytical Science" . Serie de artículos de Analytical Science DO . Consultado el 17 de noviembre de 2025 .
  25. ↑ «Almacenamiento de datos | Instituto Karolinska» . ki.se. ​Consultado el 17 de noviembre de 2025 .
  26. ↑ "Taller: Configuración e instalación de OMERO para administradores de instalaciones de imágenes" . Riken Bioimaging . 13 de septiembre de 2024. Consultado el 17 de noviembre de 2025 .
  27. ↑ Hohlbein, Johannes; Diederich, Benedicto; Marsikova, Barbora; Reynaud, Emmanuel G.; Holden, Séamus; Jahr, Wiebke; Haase, Robert; Prakash, Kirti (septiembre de 2022). "Microscopía abierta en las ciencias de la vida: ¿quo vadis?" . Métodos de la naturaleza . 19 (9): 1020– 1025. doi : 10.1038/s41592-022-01602-3 . ISSN 1548-7091 . PMID 36008630 .  
  28. ↑ "Torre de Babel" . Nature . 443 (7114): 1021. 26-10-2006. doi : 10.1038/4431021a . ISSN 0028-0836 . 
  29. ↑ "El formato OME-TIFF — Documentación del modelo de datos y formatos de archivo OME 5.6.3" .
  30. ↑ "Especificación OME-TIFF — Documentación del modelo de datos y formatos de archivo OME 5.6.3" .
  31. ↑ Leigh, Roger; Gault, David; Linkert, Melissa; Burel, Jean-Marie; Moore, Josh; Besson, Sébastien; Swedlow, Jason R. (2017). "OME Files - una biblioteca de referencia de código abierto para el modelo de metadatos OME-XML y el formato de archivo OME-TIFF". bioRxiv 10.1101/088740 . 
  32. ↑ "Zarr - matrices N-dimensionales comprimidas y fragmentadas" . zarr.dev . Consultado el 12 de septiembre de 2024 .
  33. ↑ "Guía de formatos geoespaciales optimizados para la nube: Zarr" . guide.cloudnativegeo.org . Consultado el 12 de septiembre de 2024 .