論文の概要: CryoFormer: Continuous Heterogeneous Cryo-EM Reconstruction using
Transformer-based Neural Representations
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.16254v2
- Date: Wed, 11 Oct 2023 06:59:47 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-10-13 14:08:08.277676
- Title: CryoFormer: Continuous Heterogeneous Cryo-EM Reconstruction using
Transformer-based Neural Representations
- Title(参考訳): CryoFormer: Transformer-based Neural Representation を用いた連続的不均一Cryo-EM再構成
- Authors: Xinhang Liu, Yan Zeng, Yifan Qin, Hao Li, Jiakai Zhang, Lan Xu, Jingyi
Yu
- Abstract要約: 核電子顕微鏡(cryo-EM)は、タンパク質やその他の生体分子の3D構造を高分解能で再構築することを可能にする。
3次元構造の連続的な動きをノイズやランダムに配向した2次元Creo-EM画像から再構成することは依然として困難である。
我々はCryoFormerを提案する。CryoFormerは連続したヘテロジニアスCryo-EM再構成のための新しいアプローチである。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 49.49939711956354
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Cryo-electron microscopy (cryo-EM) allows for the high-resolution
reconstruction of 3D structures of proteins and other biomolecules. Successful
reconstruction of both shape and movement greatly helps understand the
fundamental processes of life. However, it is still challenging to reconstruct
the continuous motions of 3D structures from hundreds of thousands of noisy and
randomly oriented 2D cryo-EM images. Recent advancements use Fourier domain
coordinate-based neural networks to continuously model 3D conformations, yet
they often struggle to capture local flexible regions accurately. We propose
CryoFormer, a new approach for continuous heterogeneous cryo-EM reconstruction.
Our approach leverages an implicit feature volume directly in the real domain
as the 3D representation. We further introduce a novel query-based deformation
transformer decoder to improve the reconstruction quality. Our approach is
capable of refining pre-computed pose estimations and locating flexible
regions. In experiments, our method outperforms current approaches on three
public datasets (1 synthetic and 2 experimental) and a new synthetic dataset of
PEDV spike protein. The code and new synthetic dataset will be released for
better reproducibility of our results. Project page:
https://cryoformer.github.io.
- Abstract(参考訳): cryo-electron microscope (cryo-em) はタンパク質やその他の生体分子の3d構造の高分解能再構成を可能にする。
形状と運動の再現に成功したことは、生命の基本的な過程を理解するのに大いに役立つ。
しかし,無作為かつ無作為な2次元cryo-em画像から3次元構造物の連続運動を再構築することは依然として困難である。
最近の進歩では、Fourierドメインの座標に基づくニューラルネットワークを使って3Dコンフォーメーションを連続的にモデル化している。
我々は,連続的不均一型cryo-em再構成のための新しい手法であるcryoformerを提案する。
提案手法は実領域の暗黙的特徴量を直接3次元表現として活用する。
さらに,新しいクエリベース変形トランスデコーダを導入し,復元品質の向上を図る。
提案手法は,事前計算されたポーズ推定とフレキシブルな領域の探索を行う。
実験では、3つのパブリックデータセット(1つの合成データと2つの実験データ)と、pedvスパイクタンパク質の新しい合成データセットに対する現在のアプローチよりも優れています。
コードと新しい合成データセットがリリースされ、結果の再現性が向上します。
プロジェクトページ: https://cryoformer.github.io
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