Amélioration des cartes de densité en supprimant la majorité des particules dans les piles finales de microscopie électronique cryogénique à particule unique

La microscopie électronique cryogénique est essentielle pour déterminer les structures quasi atomiques des macromolécules biologiques. Bien qu’il repose sur la moyenne de nombreuses images à faible rapport signal/bruit, le nombre optimal de particules nécessaires pour une résolution spécifique reste inconnu. Cette limitation entrave les progrès dans les méthodes d’analyse et de préparation des échantillons.

Pour y remédier, nous introduisons une méthode de tri itérative, CryoSieve. La sélection de protocole standard comprend la classification bidimensionnelle et tridimensionnelle, d’autres critères de tri de protocole tels que la méthode de corrélation croisée normalisée, l’approche de cohérence de graphe angulaire et la classification de non-alignement sont actuellement utilisés. Des expériences approfondies démontrent que CryoSieve surpasse les autres algorithmes de tri de particules cryo-EM, révélant que la plupart des particules sont inutiles dans les piles finales.

La minorité de particules restant dans les empilements finaux donne une amplitude à très haute résolution dans les cartes de densité reconstructives. Pour certains ensembles de données, la taille du sous-ensemble le plus fin approche la limite théorique. Dans la cryo-EM, la préparation des échantillons entrave le flux de travail.

En raison de l’absence de mesures standard pour la comparaison des protocoles, le rapport entre les particules sélectionnées et les particules collectées pourrait servir de mesure de la qualité. L’examen de leur distribution spatiale et temporelle peut également mettre en évidence des facteurs physiques clés de l’efficacité de la préparation.