Aprimorando os mapas de densidade removendo a maioria das partículas em pilhas finais de microscopia eletrônica criogênica de partícula única

A microscopia eletrônica criogênica é essencial para determinar estruturas quase atômicas de macromoléculas biológicas. Apesar de depender da média de várias imagens de baixo sinal-ruído, o número ideal de partículas necessárias para uma resolução específica permanece desconhecido. Essa limitação dificulta o progresso nos métodos de análise e preparação de amostras.

Para resolver isso, introduzimos um método de classificação iterativo, o CryoSieve. A seleção de protocolo padrão inclui classificação bidimensional e tridimensional, outros critérios de classificação de protocolo, como o método de correlação cruzada normalizada, a abordagem de consistência de gráfico angular e a classificação de não alinhamento, estão atualmente em uso. Experimentos extensivos demonstram que o CryoSieve supera outros algoritmos de classificação de partículas crio-EM, revelando que a maioria das partículas é desnecessária nas pilhas finais.

A minoria de partículas restantes nas pilhas finais produz amplitude de alta resolução em mapas de densidade reconstrutiva. Para alguns conjuntos de dados, o tamanho do subconjunto mais fino se aproxima do limite teórico. Na crio-EM, a preparação da amostra dificulta o fluxo de trabalho.

Devido à falta de métricas padrão para comparação de protocolos, a proporção de partículas selecionadas para coletadas pode servir como uma métrica de qualidade. Examinar sua distribuição espacial e temporal também pode destacar os principais fatores físicos na eficácia da preparação.