Stratégies d’optimisation de l’acquisition de données de tomographie électronique cryogénique

La tomographie électronique cryogénique (cryoET) est une méthode puissante pour étudier la structure 3D d’échantillons biologiques dans un état proche du natif. Le cryoET de pointe actuel combiné à l’analyse de la moyenne des sous-tomogrammes permet la détermination structurelle à haute résolution des complexes macromoléculaires présents en plusieurs copies dans les reconstructions tomographiques. Les expériences tomographiques nécessitent généralement l’acquisition d’une grande quantité de séries d’inclinaison au moyen de microscopes électroniques à transmission haut de gamme avec des coûts d’exploitation opérationnels importants. Bien que le débit et la fiabilité des routines d’acquisition de données automatisées se soient constamment améliorés au cours des dernières années, le processus de sélection des régions d’intérêt auxquelles une série d’inclinaison sera acquise ne peut pas être facilement automatisé et repose toujours sur la saisie manuelle de l’utilisateur. Par conséquent, la mise en place d’une session de collecte de données à grande échelle est une procédure fastidieuse qui peut réduire considérablement le temps de microscope restant disponible pour l’acquisition de séries d’inclinaison. Ici, le protocole décrit les implémentations récemment développées basées sur le package SerialEM et le logiciel PyEM qui améliorent considérablement l’efficacité temporelle du criblage de grille et de la collecte de données de série d’inclinaison à grande échelle. Le protocole présenté illustre comment utiliser les fonctionnalités de script SerialEM pour automatiser entièrement le mappage de grille, le mappage de carrés de grille et l’acquisition de séries d’inclinaison. En outre, le protocole décrit comment utiliser PyEM pour sélectionner des cibles d’acquisition supplémentaires en mode hors ligne après le lancement de la collecte automatisée des données. Pour illustrer ce protocole, son application dans le contexte de la collecte de données haut de gamme de la série d’inclinaison Sars-Cov-2 est décrite. Le pipeline présenté est particulièrement adapté pour maximiser l’efficacité temporelle des expériences de tomographie qui nécessitent une sélection minutieuse des cibles d’acquisition et en même temps une grande quantité de séries d’inclinaison à collecter.