論文の概要: Heterogeneous reconstruction of deformable atomic models in Cryo-EM
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2209.15121v1
- Date: Thu, 29 Sep 2022 22:35:35 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2022-10-03 16:52:49.982171
- Title: Heterogeneous reconstruction of deformable atomic models in Cryo-EM
- Title(参考訳): Cryo-EMにおける変形可能な原子モデルの不均一な再構成
- Authors: Youssef Nashed, Ariana Peck, Julien Martel, Axel Levy, Bongjin Koo,
Gordon Wetzstein, Nina Miolane, Daniel Ratner, Fr\'ed\'eric Poitevin
- Abstract要約: 変形を少数の集団運動に還元した原子論的な表現に基づく異種再構成法について述べる。
各分布について、我々の手法が原子レベルの精度で中間原子モデルを再カプセル化可能であることを示す。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 30.864688165021054
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Cryogenic electron microscopy (cryo-EM) provides a unique opportunity to
study the structural heterogeneity of biomolecules. Being able to explain this
heterogeneity with atomic models would help our understanding of their
functional mechanisms but the size and ruggedness of the structural space (the
space of atomic 3D cartesian coordinates) presents an immense challenge. Here,
we describe a heterogeneous reconstruction method based on an atomistic
representation whose deformation is reduced to a handful of collective motions
through normal mode analysis. Our implementation uses an autoencoder. The
encoder jointly estimates the amplitude of motion along the normal modes and
the 2D shift between the center of the image and the center of the molecule .
The physics-based decoder aggregates a representation of the heterogeneity
readily interpretable at the atomic level. We illustrate our method on 3
synthetic datasets corresponding to different distributions along a simulated
trajectory of adenylate kinase transitioning from its open to its closed
structures. We show for each distribution that our approach is able to
recapitulate the intermediate atomic models with atomic-level accuracy.
- Abstract(参考訳): 低温電子顕微鏡(cryo-EM)は、生体分子の構造的不均一性を研究するユニークな機会を提供する。
原子モデルでこの不均一性を説明することは、それらの機能的メカニズムを理解するのに役立ちますが、構造空間(原子3次元カルデシアン座標の空間)のサイズと頑丈さは、大きな課題を示します。
本稿では,正規モード解析により変形を一握りの集団運動に還元した原子論的表現に基づく不均質再構成法について述べる。
実装にはオートエンコーダを使用します。
エンコーダは、通常モードに沿った運動の振幅と、画像の中心と分子の中心との間の2dシフトを共同で推定する。
物理に基づくデコーダは、原子レベルで容易に解釈可能な不均一性の表現を集約する。
本稿では,アデニル酸キナーゼのオープンからクローズド構造への遷移をシミュレーションした軌道に沿って,異なる分布に対応する3つの合成データセットについて述べる。
提案手法は原子レベルの精度で中間原子モデルを再カプセル化することができることを示す。
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