冷冻电⼦显微学,尤其是其中的单颗粒分析⽅法,已经成为⼀种研究⽣物⼤分⼦⾼分辨率三维结构的重要⼿段。然⽽,获得⼀个⾼分辨率的三维结构往往需要采集成千上万张冷冻电镜照⽚、处理⼏百上千万个颗粒,繁琐的步骤与超⻓的耗时成为了限制该⽅法发展的严重瓶颈。
针对这⼀问题,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组的丁玮⼯程师指导博⼠⽣程渊淏,开发了名为“得息镜”的智能化电镜数据处理软件。该软件以冷冻电镜单颗粒分析⽅法为研究对象、以⾼性能计算集群为硬件基础、以⼈⼯智能化策略分析为软件框架,以可视化实时展示为反馈机制,在国际上⾸次实现了单颗粒数据从传输到三维密度构建的全⾃动作业。
该软件的成功研制⼤幅度降低的单颗粒数据处理的⻔槛、显著提升了数据处理的效率,能够为冷冻电镜服务平台提供理想的数据预处理与监控服务,同时更为科研⽤户后续的⾼通量数据分析提供了策略性⽀持。“得息镜”的界⾯简洁明了,易于使⽤,并且作为开源软件,可供⽤户学习和根据需求调整。“得息镜”已在国内多家知名电镜平台测试使⽤,同时也⽀持了课题组多项重要成果的产出。
“得息镜”相关研究成果发表在近期的Journal of Applied Crystallography上,标题为:AutoEMage: automatic data transfer, preprocessing, real-time display and monitoring in cryo-EM。丁玮⼯程师为通讯作者,博⼠⽣程渊淏为第⼀作者。
中国科学院⽣物物理研究所的⻩⼩俊⽼师、北京⼤学现代农业研究院的徐斌⽼师为软件的设计与调试做出了积极的贡献。该⼯作获得了国家⾃然科学基⾦和中国科学院的⽀持。