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亚历克斯·巴奈特;莱斯利·格林加德;安德拉斯·帕塔基;斯皮瓦克，玛丽娜

用频率步进法快速解决低温电子显微镜重建问题。 （英语） Zbl 1380.92036号

SIAM J.成像科学。 10，第3期，1170-1195（2017）.
摘要：以原子分辨率确定蛋白质和蛋白质复合物的三维结构是结构生物学的一项基本任务。在过去十年中，使用“单粒子”低温电子显微镜（cryo-EM）实现这一目的取得了显著进展。在低温电子显微镜中，对同一粒子的单个副本获得了数十万个二维（2D）图像，每个副本都保存在一层薄冰中，方向未知。每个图像对应于粒子的电子散射密度的噪声投影。从该数据重建高分辨率图像通常被表示为一个非线性、非凸优化问题，该优化问题针对未知项，对每个粒子的角度姿态和横向偏移进行编码。由于有数十万个这样的参数，这就导致了一项CPU非常密集的任务——限制了可以处理的粒子图像的数量和可以进行统计验证的独立重建的数量。此外，现有的重建方法通常需要良好的初始猜测才能收敛。在这里，我们提出了一种以从头计算的方式进行高分辨率重建的确定性方法，即不需要初始猜测。它需要可预测且相对适度的计算工作量，方法是在傅里叶域中从低频向高频径向推进，每一步以固定增量增加分辨率。

引用于12文件

MSC公司：

92 C55 生物医学成像和信号处理
94A08型 信息与通信理论中的图像处理（压缩、重建等）
65K10码 数值优化和变分技术

关键词：

冷冻电镜;单粒子重建;蛋白质结构;递归线性化;频率行进

软件：

EMan公司;SPARX系列;法语;三脚架;简单;RELION公司
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{A.Barnett}等人，SIAM J.成像科学。10，第3号，1170--1195（2017；Zbl 1380.92036）
全文： 内政部 arXiv公司

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