A next-generation computing platform for electron microscopy at Imperial College

帝国理工学院的下一代电子显微镜计算平台

基本信息

  • 批准号:
    BB/X019284/1
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 46.06万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Research Grant
  • 财政年份:
    2023
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2023 至 无数据
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

In a cell, proteins are like tiny molecular machines carrying out complex biological functions. Many proteins work together in large assemblies that are difficult to study because they are dynamic. To see protein complexes in action, we use a method called cryo electron microscopy in which we take hundreds of thousands of protein snapshots, and with a computer, combine these images to create a three-dimensional model. Using these models, we can understand how proteins interact with binding partners to do their jobs inside cells. Computing is an important part of generating structural models from electron microscopy pictures. Previously, researchers used individual computers at their desks to process data. This is no longer possible because of the large number of images used in these calculations and the complexity of the computer programmes involved. The computer gaming industry has driven technology advances in graphical computing which we use to process images of proteins. This proposal is for a computing platform that combines a high-performance file storage system with graphical computing resources to process cryo electron microscopy data at Imperial College London. This computing platform will allow us to solve more structures quicker and enable researchers use these data to inform new experiments faster. This proposal will support structural biology research at Imperial that works toward understanding the rules of life. Many of the projects that directly benefit from this computing equipment are tackling BBSRC strategic challenges in sustainable agriculture, an integrated understanding of health, and data-driven biology. Half of the CoIs on this proposal are researching the fundamental biological processes underlying antimicrobial resistance mechanisms. Together new structural models generated using this computing platform will lay the foundation for the discovery of therapeutics to improve human health.
在细胞中,蛋白质就像微小的分子机器,执行复杂的生物功能。许多蛋白质在大型组装体中一起工作,因为它们是动态的,所以很难研究。为了观察蛋白质复合物的作用,我们使用一种叫做冷冻电子显微镜的方法,我们拍摄了数十万个蛋白质快照,然后用计算机将这些图像联合收割机组合起来,创建一个三维模型。使用这些模型,我们可以了解蛋白质如何与结合伴侣相互作用,以完成它们在细胞内的工作。计算是从电子显微镜图像生成结构模型的重要部分。以前,研究人员在办公桌上使用个人计算机来处理数据。由于这些计算中使用了大量图像,而且所涉及的计算机程序非常复杂,这一点已不再可能。计算机游戏行业推动了图形计算技术的进步,我们用它来处理蛋白质图像。这个建议是一个计算平台,结合了高性能的文件存储系统与图形计算资源处理低温电子显微镜数据在帝国理工学院伦敦。这个计算平台将使我们能够更快地解决更多的结构,并使研究人员能够使用这些数据更快地为新的实验提供信息。该提案将支持帝国理工学院的结构生物学研究,以了解生命的规则。许多直接受益于这种计算设备的项目正在应对BBSRC在可持续农业、对健康的综合理解和数据驱动的生物学方面的战略挑战。该提案中的一半CoI正在研究抗菌素耐药性机制的基本生物学过程。使用该计算平台生成的新结构模型将为发现改善人类健康的疗法奠定基础。

项目成果

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  • 通讯作者:
    David Kavanagh

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