Mejora de los mapas de densidad mediante la eliminación de la mayoría de las partículas en las pilas finales de microscopía electrónica criogénica de una sola partícula

La microscopía electrónica criogénica es esencial para determinar las estructuras casi atómicas de las macromoléculas biológicas. A pesar de su dependencia del promedio de numerosas imágenes de baja relación señal-ruido, se desconoce el número óptimo de partículas necesarias para una resolución específica. Esta limitación dificulta el progreso en los métodos de análisis y preparación de muestras.

Para hacer frente a esto, presentamos un método de clasificación iterativo, CryoSieve. La selección de protocolos estándar incluye la clasificación bidimensional y tridimensional, actualmente se utilizan otros criterios de clasificación de protocolos, como el método de correlación cruzada normalizado, el enfoque de consistencia de gráficos angulares y la clasificación de no alineación. Extensos experimentos demuestran que CryoSieve supera a otros algoritmos de clasificación de partículas crio-EM, revelando que la mayoría de las partículas son innecesarias en las pilas finales.

La minoría de partículas que quedan en las pilas finales produce una amplitud de muy alta resolución en los mapas de densidad reconstructivos. Para algunos conjuntos de datos, el tamaño del subconjunto más fino se aproxima al límite teórico. En la crio-EM, la preparación de muestras dificulta el flujo de trabajo.

Debido a la falta de métricas estándar para la comparación de protocolos, la proporción de partículas seleccionadas y recolectadas podría servir como una métrica de calidad. El examen de su distribución espacial y temporal también puede poner de relieve los factores físicos clave en la eficacia de la preparación.