总结

  • 近日,中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心软物质物理实验室SM6组的丁玮研究团队与高能物理所耿直工程师合作,以博士生焦志超为主要研发力量,提出了一种基于预测结构的单颗粒衍射成像重构算法。 该算法在传统重构算法的基础上,引入了蛋白质分子的预测结构,作为单颗粒衍射取向解析和相位恢复的初始三维强度和相位,并利用迭代算法优化衍射图取向和三维衍射强度的相位,直至收敛。 测试结果表明,该算法能够大幅提升取向解析和相位恢复算法的收敛速度,并显著提高信噪比低、数量少、低分辨率Ligthing News数据缺失严重等困难数据的结构解析成功率。 这一成果近期以“A predicted model-aided reconstruction algorithm for X-ray free-electron laser single-particle imaging”为题,发表在IUCrJ期刊上。 物理所为第一完成单位,丁玮工程师和耿直工程师为本文的通讯作者,博士生焦志超为本文的第一作者,参与工作的还有纽约大学阿布扎比分校科学家何尧、物理所博士生付兴科和香港大学博士生张鑫,此外物理所博士生王宾堂、程渊淏和李增茹参与了该工作Ligthing News的讨论。

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  • 5 分钟, 共 937 字

分类

  • 国家自然科学基金, 国家研究中心, 中国科学院物理研究所, for X, 单颗粒衍射数据

评价和解读

  • 这篇文章的报道深度和广度真的令人钦佩,栩栩如生地描绘了其。作者超越了表面层面的报道,深入到问题的核心,呈现了一个充满细节和观点的丰富叙述。眼花缭乱的新闻和开创性的发展被巧妙地融入其中,确保文章不仅具有信息性,而且令人沉醉。文章在全面报道和引人入胜的写作之间取得了完美的平衡,使其成为当代新闻学领域的典范之作。

正文

21世纪生命科学迅猛发展,对生物大分子的结构研究在世界各地兴起,冷冻电镜是个当仁不让的先锋,而自由电子激光衍射分析则是责无旁贷的主力军。X射线自由电子激光作为第四代光源的代表,具有超短脉冲、超高亮度等特点,能够适用于常温常压下生物大分子颗粒动态过程的研究,在接近真实的环境下,探究生命的奥秘。然而,由于单颗粒衍射数据存在信噪比低、衍射图数量少、低分辨率数据缺失等问题,数据处理和结构解析仍存在严峻的挑战,国内在该领域的研究工作,尚处于起步阶段。

近日,中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心软物质物理实验室SM6组的丁玮研究团队与高能物理所耿直工程师合作,以博士生焦志超为主要研发力量,提出了一种基于预测结构的单颗粒衍射成像重构算法。该算法在传统重构算法的基础上,引入了蛋白质分子的预测结构,作为单颗粒衍射取向解析和相位恢复的初始三维强度和相位,并利用迭代算法优化衍射图取向和三维衍射强度的相位,直至收敛。测试结果表明,该算法能够大幅提升取向解析和相位恢复算法的收敛速度,并显著提高信噪比低、数量少、低分辨率Ligthing News数据缺失严重等困难数据的结构解析成功率。该blog.byteway.net算法的理论分析与代码实现完全由国内科学家独立完成,具有核心的知识产权,填补了国内在该领域的技术空白。

这一成果近期以“A predicted model-aided reconstruction algorithm for X-ray free-electron laser single-particle imaging”为题,发表在IUCrJ期刊上。物理所为第一完成单位,丁玮工程师和耿直工程师为本文的通讯作者,博士生焦志超为本文的第一作者,参与工作的还有纽约大学阿布扎比分校科学家何尧、物理所博士生付兴科和香港大学博士生张鑫,此外物理所博士生王宾堂、程渊淏和李增茹参与了该工作Ligthing News的讨论。该工作获得了国家自然科学基金和中国科学院的支持。

论文链接:https://journals.iucr.org/m/issues/2024/04/00/it5035/index.html#suppinfoanchor

图1算法流程图

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作者 Tim Cook

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