A collaborative framework for 3D alignment and classification of heterogeneous subvolumes in cryo-electron tomography.
A collaborative framework for 3D alignment and classification of heterogeneous subvolumes in cryo-electron tomography.
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DOI：
10.1016/j.jsb.2012.10.010
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发表时间：
2013-02
影响因子：
3
通讯作者：
Sapiro, Guillermo
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Kuybeda, Oleg;Frank, Gabriel A.;Bartesaghi, Alberto;Borgnia, Mario;Subramaniam, Sriram;Sapiro, Guillermo
关键词：
在生物样本的非破坏性冷冻电子断层扫描中使用低电子剂量的限制可以通过对断层图像中存在的对齐和结构均匀的子集进行平均来部分抵消。当存在多个物种时，这种类型的子体积平均尤其具有挑战性。在这里，我们解决的问题，构象分离和对齐的“协作”的方法，旨在减少在标准的成对比较中遇到的“维数灾难”的影响。我们的新方法是基于使用核规范作为一个合作的相似性度量对齐的子卷，并利用对称性的存在早期的处理。我们通过分析完整的猴免疫缺陷病毒SIV mac 239和SIV CP-MAC的混合物，对该方法进行了严格的验证。这两种病毒制备物的电子显微镜图像除了显示在每个病毒颗粒表面上的包膜糖蛋白的构象的细微差异之外是不可区分的。通过使用核范数为基础的，协同比对方法，我们证明了存在于混合物中的每个病毒颗粒的遗传身份可以分配的基础上，仅基于来自病毒表面上显示的单包膜糖蛋白的结构信息。
The limitation of using low electron doses in non-destructive cryo-electron tomography of biological specimens can be partially offset via averaging of aligned and structurally homogeneous subsets present in tomograms. This type of sub-volume averaging is especially challenging when multiple species are present. Here, we tackle the problem of conformational separation and alignment with a “collaborative” approach designed to reduce the effect of the “curse of dimensionality” encountered in standard pair-wise comparisons. Our new approach is based on using the nuclear norm as a collaborative similarity measure for alignment of sub-volumes, and by exploiting the presence of symmetry early in the processing. We provide a strict validation of this method by analyzing mixtures of intact simian immunodeficiency viruses SIV mac239 and SIV CP-MAC. Electron microscopic images of these two virus preparations are indistinguishable except for subtle differences in conformation of the envelope glycoproteins displayed on the surface of each virus particle. By using the nuclear norm-based, collaborative alignment method presented here, we demonstrate that the genetic identity of each virus particle present in the mixture can be assigned based solely on the structural information derived from single envelope glycoproteins displayed on the virus surface.
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影响因子：
64.8
作者：
Liu, Jun;Bartesaghi, Alberto;Borgnia, Mario J.;Sapiro, Guillermo;Subramaniam, Sriram
通讯作者：
Subramaniam, Sriram
影响因子：
5.4
作者：
White, Tommi A.;Bartesaghi, Alberto;Subramaniam, Sriram
通讯作者：
Subramaniam, Sriram
DOI：
10.1038/nrmicro2183
发表时间：
2009-09
期刊：
Nature reviews. Microbiology
影响因子：
--
作者：
Milne JL;Subramaniam S
通讯作者：
Subramaniam S
影响因子：
2.7
作者：
Recht, Benjamin;Xu, Weiyu;Hassibi, Babak
通讯作者：
Hassibi, Babak
影响因子：
3
作者：
Candes, Emmanuel J.;Recht, Benjamin
通讯作者：
Recht, Benjamin