Новые инструменты для автоматизированного анализа методом одиночных частиц в криоэлектронной микроскопии в RELION-4.0

Мы описываем новые инструменты обработки изображений криоэлектронной микроскопии в четвёртой основной версии программного обеспечения RELION. В частности, мы представляем VDAM — алгоритм градиентного спуска с переменной метрикой и адаптивной оценкой моментов — для уточнения параметров изображений; свёрточную нейронную сеть для отбора 2D-классов без обучения; а также гибкую платформу для создания и выполнения нескольких заданий в заранее определённых рабочих процессах. Кроме того, мы представляем автономную утилиту MDCatch, которая связывает выполнение заданий в этой платформе со сбором метаданных во время получения данных на микроскопе. Новые инструменты предназначены для создания быстрых и надёжных процедур автоматизированного определения структуры методом криоэлектронной микроскопии без участия оператора; их можно применять для оперативной обработки данных и разработки гибких высокопроизводительных конвейеров определения структуры. Потенциал этих инструментов продемонстрирован на 12 общедоступных наборах данных криоэлектронной микроскопии.