एक मजबूत एकल कण क्रायो-इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (क्रायो-ईएम) क्रायोस्पार्क, RELION, और Scipion के साथ प्रसंस्करण वर्कफ़्लो

इंस्ट्रूमेंटेशन और इमेज प्रोसेसिंग सॉफ्टवेयर दोनों में हाल की प्रगति ने एकल-कण क्रायो-इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (क्रायो-ईएम) को संरचनात्मक जीवविज्ञानियों के लिए पसंदीदा विधि बना दिया है ताकि मैक्रोमोलेक्यूल्स की एक विस्तृत विविधता की उच्च-रिज़ॉल्यूशन संरचनाओं को निर्धारित किया जा सके। छवि प्रसंस्करण और संरचना गणना के लिए नए और विशेषज्ञ उपयोगकर्ताओं के लिए कई सॉफ़्टवेयर सुइट्स उपलब्ध हैं, जो एक ही मूल वर्कफ़्लो को सुव्यवस्थित करते हैं: माइक्रोस्कोप डिटेक्टरों द्वारा अधिग्रहित फिल्में बीम-प्रेरित गति और कंट्रास्ट ट्रांसफर फ़ंक्शन (सीटीएफ) अनुमान के लिए सुधार से गुजरती हैं। इसके बाद, कण छवियों का चयन किया जाता है और पुनरावर्ती 2 डी और 3 डी वर्गीकरण के लिए औसत फिल्म फ्रेम से निकाला जाता है, इसके बाद 3 डी पुनर्निर्माण, शोधन और सत्यापन होता है। क्योंकि विभिन्न सॉफ़्टवेयर पैकेज विभिन्न एल्गोरिदम को नियोजित करते हैं और संचालित करने के लिए विशेषज्ञता के विभिन्न स्तरों की आवश्यकता होती है, इसलिए वे जो 3 डी मानचित्र उत्पन्न करते हैं, वे अक्सर गुणवत्ता और संकल्प में भिन्न होते हैं। इस प्रकार, उपयोगकर्ता नियमित रूप से इष्टतम परिणामों के लिए विभिन्न प्रकार के कार्यक्रमों के बीच डेटा स्थानांतरित करते हैं। यह पेपर उपयोगकर्ताओं को लोकप्रिय सॉफ़्टवेयर पैकेजों में वर्कफ़्लो नेविगेट करने के लिए एक मार्गदर्शिका प्रदान करता है: adeno-संबद्ध वायरस (AAV) की निकट-परमाणु रिज़ॉल्यूशन संरचना प्राप्त करने के लिए क्रायोस्पार्क v3, RELION-3, और Scipion 3। हम पहले क्रायोस्पार्क वी 3 के साथ एक छवि प्रसंस्करण पाइपलाइन का विस्तार करते हैं, क्योंकि इसके कुशल एल्गोरिदम और उपयोग में आसान जीयूआई उपयोगकर्ताओं को जल्दी से 3 डी मानचित्र पर पहुंचने की अनुमति देता है। अगले चरण में, हम PyEM और इन-हाउस लिपियों का उपयोग करने के लिए परिवर्तित करने के लिए और cryoSPARC v3 में प्राप्त सबसे अच्छी गुणवत्ता 3 डी पुनर्निर्माण से कण निर्देशांक स्थानांतरित करने के लिए RELION-3 और Scipion 3 और Scipion 3 और recalculate 3 डी नक्शे. अंत में, हम RELION-3 और Scipion 3 से एल्गोरिदम को एकीकृत करके परिणामी संरचनाओं के आगे शोधन और सत्यापन के लिए चरणों की रूपरेखा तैयार करते हैं। इस आलेख में, हम वर्णन करते हैं कि उच्च-रिज़ॉल्यूशन संरचना निर्धारण के लिए विभिन्न प्रकार के डेटा सेट पर लागू एकल और मजबूत वर्कफ़्लो बनाने के लिए तीन प्रसंस्करण प्लेटफ़ॉर्म का प्रभावी ढंग से उपयोग कैसे करें.