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结构生物学重要进展：两个新工具助力冷冻电镜结构解析
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德国欧洲生物学实验室Julia Mahamid等研究人员合作开发出优化多颗粒冷冻电镜结果的软件工具。
北京时间2021年2月5日，国际知名学术期刊《自然—方法学》在线发表了这一成果。
研究人员报道了软件工具M，可为冷冻电镜（cryo-EM）数据建立基于参照的多颗粒优化框架，并将综合的空间变形模型与电子光学像差的计算机校正相结合。M为帧系列和断层扫描倾斜系列数据提供了统一的优化框架。
结果表明，倾斜系列数据可以提供与纯化蛋白样品上的帧系列数据相同的分辨率，这表明对比步骤不再限制从层析成像数据中获得的分辨率。与Warp和RELION结合使用时，M可将完整细菌细胞内结合抗生素的70S核糖体解析至氨基酸残基水平。
这项工作提供了可促进细胞结构生物学的计算工具。
研究人员介绍，cryo-EM能够确定体外和细胞内的大分子结构。除了排列单个粒子外，在曝光过程中准确记录样本运动和三维变形对于实现高分辨率重建也至关重要。
相关论文信息：
https://doi.org/10.1038/s41592-020-01054-7
美国麻省理工学院Joseph H. Davis、Bonnie Berger等研究人员合作开发出使用神经网络重建异质性冷冻电镜结构的新工具。 这一研究成果于北京时间2021年2月5日在线发表在《自然—方法学》。
研究人员报道了cryoDRGN，该算法利用深层神经网络的展示能力直接重建3D密度图的连续分布，并绘制单颗粒冷冻电镜（cryo-EM）数据集的颗粒异质性。
使用cryoDRGN，研究人员在80S核糖体和RAG复合体的高分辨率数据集中发现了残基异质性，揭示了50S核糖体组装的新结构状态，并可视化了剪接体复合体的大规模连续运动。
CryoDRGN包含交互式工具，能够可视化每个颗粒变异性的数据集分布，生成用于探索性分析的密度图，提取颗粒子集从而与其他工具一起使用，并生成轨迹来可视化分子运动。CryoDRGN可从http://cryodrgn.csail.mit.edu免费获得。
据了解，cryo-EM单颗粒分析已证明在确定刚性大分子的结构方面具有强大功能。然而，许多成像的蛋白质复合物表现出构象和组成异质性，这对现有的三维重建方法提出了重大挑战。
相关论文信息：
https://doi.org/10.1038/s41592-020-01049-4
https://blog.sciencenet.cn/blog-3423233-1271096.html
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