Άτομο ή θόρυβο; Η νέα μέθοδος βοηθά τους ερευνητές Cryo-EM να λένε η διαφορά
Το Cryo-EM είναι μια ισχυρή τεχνική απεικόνισης που επιτρέπει στους επιστήμονες να απεικονίζουν τη δομή των πρωτεϊνών και άλλων βιολογικών μορίων σε τρεις διαστάσεις. Η τεχνική λειτουργεί με το πάγωμα ενός δείγματος μορίων σε υγρό άζωτο και στη συνέχεια χρησιμοποιώντας ένα ηλεκτρονικό μικροσκόπιο για να τραβήξει φωτογραφίες του κατεψυγμένου δείγματος. Οι προκύπτουσες εικόνες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη δημιουργία ενός τρισδιάστατου μοντέλου του μορίου.
Ωστόσο, οι εικόνες cryo-EM είναι συχνά θορυβώδεις, γεγονός που μπορεί να δυσχεράνει τη διάκριση μεταξύ ατόμων και θορύβου. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα για τα μικρά μόρια, όπως οι πρωτεΐνες.
Η νέα μέθοδος, που ονομάζεται "Atomhunter", χρησιμοποιεί έναν αλγόριθμο μηχανικής μάθησης για να εντοπίσει άτομα σε εικόνες cryo-EM. Ο αλγόριθμος εκπαιδεύεται σε μια βάση δεδομένων γνωστών ατομικών δομών και μπορεί να χρησιμοποιήσει αυτές τις πληροφορίες για τον εντοπισμό ατόμων σε νέες εικόνες.
"Ο Atomhunter είναι μια σημαντική πρόοδος στο Cryo-EM", δήλωσε ο επικεφαλής της μελέτης Dr. Yifan Cheng, μεταδιδακτορικός συνεργάτης στο Τμήμα Βιοϊατρικής και Θεραπευτικών Επιστημών του UCSF. "Θα επιτρέψει στους ερευνητές να αποκτήσουν ακριβέστερες και λεπτομερείς εικόνες πρωτεϊνών και άλλων βιολογικών μορίων".
Οι ερευνητές εξέτασαν τον Atomhunter σε μια ποικιλία εικόνων κρυο-EM, συμπεριλαμβανομένων εικόνων πρωτεϊνών, ιών και βακτηρίων. Διαπίστωσαν ότι ο Atomhunter ήταν σε θέση να εντοπίσει άτομα σε όλες τις εικόνες, ακόμη και σε θορυβώδεις εικόνες όπου τα άτομα ήταν δύσκολο να δουν.
"Το Atomhunter είναι ένα ισχυρό νέο εργαλείο που θα έχει μεγάλη αξία για τους ερευνητές κρυο-EM", δήλωσε ο ανώτερος συγγραφέας Dr. Dmitri K. Saldin, καθηγητής στο Τμήμα Βιοϊατρικής και Θεραπευτικών Επιστημών του UCSF. "Θα επιτρέψει στους ερευνητές να αποκτήσουν ακριβέστερες και λεπτομερείς εικόνες πρωτεϊνών και άλλων βιολογικών μορίων, γεγονός που θα οδηγήσει σε καλύτερη κατανόηση της δομής και της λειτουργίας τους".
