Стратегии оптимизации сбора данных криогенной электронной томографии

Криогенная электронная томография (криоЭТ) является мощным методом изучения 3D-структуры биологических образцов в близком к родному состоянию. Современное состояние криоЭТ в сочетании с анализом усреднения субтомограмм позволяет определять структуры макромолекулярных комплексов с высоким разрешением, которые присутствуют в нескольких копиях в томографических реконструкциях. Томографические эксперименты обычно требуют получения огромного количества наклонных рядов с помощью высококачественных просвечивающих электронных микроскопов с важными эксплуатационными расходами. Хотя пропускная способность и надежность автоматизированных процедур сбора данных постоянно улучшались в последние годы, процесс выбора интересующих регионов, в которых будет получен ряд наклонов, не может быть легко автоматизирован, и он по-прежнему зависит от ручного ввода пользователя. Таким образом, настройка крупномасштабного сеанса сбора данных является трудоемкой процедурой, которая может значительно сократить оставшееся время микроскопа, доступное для получения серии наклона. Здесь протокол описывает недавно разработанные реализации, основанные на пакете SerialEM и программном обеспечении PyEM, которые значительно повышают временную эффективность скрининга сетки и крупномасштабного сбора данных о сериях наклона. Представленный протокол иллюстрирует, как использовать функциональные возможности сценариев SerialEM для полной автоматизации сопоставления сетки, сопоставления квадратов сетки и получения рядов наклона. Кроме того, протокол описывает, как использовать PyEM для выбора дополнительных целей сбора в режиме off-line после начала автоматического сбора данных. Чтобы проиллюстрировать этот протокол, описано его применение в контексте сбора высококачественных данных серии наклона Sars-Cov-2. Представленный конвейер особенно подходит для максимизации временной эффективности томографических экспериментов, которые требуют тщательного выбора целей сбора и в то же время большого количества наклонных рядов, которые необходимо собрать.