אוטומציית סינון מיקרוסקופיה Cryo-Electron על פני רשתות מרובות באמצעות Smart Leginon
December 1st, 2023
מיקרוסקופ קריו-אלקטרונים (cryoEM) סינון רב רשתות הוא לעתים קרובות תהליך מייגע הדורש שעות של תשומת לב. פרוטוקול זה מראה כיצד להגדיר אוסף Leginon סטנדרטי ומסך אוטומטי חכם Leginon כדי להפוך תהליך זה לאוטומטי. פרוטוקול זה יכול להיות מיושם על רוב רשתות רדיד אלומיניום חורי cryoEM.
במרכז סימונס למיקרוסקופיית אלקטרונים, אנו שואפים לספק שירותי מיקרוסקופיית אלקטרונים מעולים, מומחיות והכשרה לחוקרים מקומיים וארציים, ולפתח שיטות חדשניות לייעול זרימות העבודה. ההיקף שלנו מכסה שירות, פיתוח, למידת מכונה ומחקר ביו-רפואי. אנחנו מנסים לענות, איך אנחנו יכולים לייעל טוב יותר את השירותים שלנו?
למידת מכונה משנה את תחום מיקרוסקופ האלקטרונים. איסוף הנתונים הופך לאוטומטי. כלי ניתוח נתונים הופכים במהירות ליעילים יותר.
זה כולל זיהוי תמונות, בחירת חלקיקים, ניתוח גמישות 3G ובניית מודלים. אנו מעדכנים תוכנה באופן קבוע כדי להתחשב במצבים שונים, כגון חורי רשת שונים, אוסף מוטה או באגים שזוהו באמצעות תוכנת בדיקת ביתא בסביבת הייצור שלנו. אנו גם משלבים משוב מהמשתמשים שלנו, כך שאנו מספקים ללא הרף תכונות שימושיות עבורם.
Smart Leginon מטפל במשימות עתירות עבודה וגוזלות זמן של סינון רשת אחת או יותר ב- cryoTEM. הוא מאפשר למפעילים ולחוקרים לסנן ולנתח רשתות במהירות רבה יותר, תוך פינוי זמן לייעול תנאי הרשת והדגימה במקביל. זה גם מפחית את זמן המיקרוסקופ ואת העלות.
המסך האוטומטי Smart Leginon מציע סינון מרובה רשתות ללא השגחה מלאה, שלוקח בערך 10 דקות להגדיר סינון עבור 12 רשתות. בהשוואה לסינון ידני, הפרוטוקול שלנו חוסך מספר שעות ביום. מאז כניסתה של Smart Leginon, פותחו תוכנות חופשיות ומסחריות אחרות עבור אוטומציה דומה.
סקירה כללית
פרוטוקול זה מתאר את האוטומציה של מיון רשתות מרובות במיקורו-מיקרוסקופיה אלקטרונית (cryoEM) באמצעות Smart Leginon Autoscreen. על ידי יעול תהליך ההגדרה, חוקרים יכולים להפחית משמעותית את הזמן שמושקע במיון רשתות, ומאפשרים ניתוח אופטימיזציה יעילים יותר של תנאי הדגימה.
רכיבי מחקר מרכזיים
תחום המדע
- מיקרוסקופיה אלקטרונית קריוגנית
- אוטומציה במיקרוסקופיה
- ניתוח תמונות
רקע
- מיון רשתות מרובות ב-CryoEM הוא תהליך עתיר עבודה באופן מסורתי.
- אוטומציה יכולה להגדיל את היעילות ולהפחית עלויות.
- Smart Leginon Autoscreen מאפשר מיון ללא השגחה.
- למידת מכונה משפרת את איסוף והניתוח הנתונים במיקרוסקופיה אלקטרונית.
מטרת המחקר
- לאוטמט את תהליך מיון הרשתות המרובות ב-cryoEM.
- להפחית את הזמן והעבודה הכרוכים בניתוח רשתות.
- לייעל תהליכי עבודה לחוקרים במיקרוסקופיה אלקטרונית.
שיטות ששימשו
- הגדרת ממשק Leginon להקרנה אוטומטית.
- תצורה של הגדרות מיקוד ועירור שונות.
- שימוש ביישום Ptolemy לעיבוד תמונות.
- שילוב משוב משתמשים לשיפור מתמשך.
תוצאות עיקריות
- Smart Leginon Autoscreen מפחית את זמן המיון במספר שעות מדי יום.
- מפעילים יכולים לבדוק מספר רשתות ביעילות.
- האוטומציה מאפשרת אופטימיזציה מקבילה של תנאי הרשת והדגימה.
- עדכוני תוכנה מתמשכים משפרים את הפונקציונליות בהתבסס על צרכי המשתמשים.
מסקנות
- אוטומציה ב-cryoEM משפרת משמעותית את יעילות תהליכי העבודה.
- Smart Leginon Autoscreen הוא כלי חשוב לחוקרים.
- פיתוחים עתידיים צפויים להמשיך לשפר את האוטומציה ואת ניתוח הנתונים.
