强大的单颗粒冷冻电子显微镜 （cryo-EM） 处理工作流程，具有冷冻 SPARC、RELION 和 Scipion

仪器和图像处理软件的最新进展使单粒子冷冻电子显微镜（cryo-EM）成为结构生物学家确定各种大分子高分辨率结构的首选方法。多个软件套件可供新手和专家用户使用，用于图像处理和结构计算，从而简化了相同的基本工作流程：显微镜探测器采集的电影将进行光束诱导运动和对比度传递函数（CTF）估计的校正。接下来，从平均电影帧中选择并提取粒子图像以进行迭代 2D 和 3D 分类，然后进行 3D 重建、细化和验证。由于各种软件包采用不同的算法，并且需要不同程度的专业知识才能运行，因此它们生成的3D地图在质量和分辨率上通常不同。因此，用户定期在各种程序之间传输数据以获得最佳结果。本文为用户提供了在流行的软件包中导航工作流程的指南：cryoSPARC v3，RELION-3和Scipion 3，以获得腺相关病毒（AAV）的近原子分辨率结构。我们首先详细介绍了使用 cryoSPARC v3 的图像处理管道，因为它的高效算法和易于使用的 GUI 使用户能够快速获得 3D 地图。在下一步中，我们使用 PyEM 和内部脚本将粒子坐标从 cryoSPARC v3 中获得的最高质量的 3D 重建转换和传输到 RELION-3 和 Scipion 3，并重新计算 3D 贴图。最后，我们概述了通过集成RELION-3和Scipion 3的算法来进一步改进和验证所得结构的步骤。在本文中，我们将介绍如何有效地利用三个处理平台来创建适用于各种数据集的单一且强大的工作流程，以实现高分辨率结构确定。