廣告
科技日報記者 陸成寬
“人工智能+”賦能科學(xué)研究有新進展。記者12日從中國科學(xué)院自動化所獲悉，該所和中國科學(xué)院生物物理所等單位的科研人員以人工智能技術(shù)賦能原位結(jié)構(gòu)生物學(xué)，提出了一種基于弱監(jiān)督深度學(xué)習(xí)的快速準(zhǔn)確顆粒挑選方法DeepETPicker。這種方法僅需要少量人工標(biāo)注顆粒訓(xùn)練，即可實現(xiàn)對生物大分子快速準(zhǔn)確的定位識別。相關(guān)研究成果在線發(fā)表于《自然·通訊》雜志。
蛋白質(zhì)等生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能，會隨著細(xì)胞生理狀態(tài)的變化不斷進行動態(tài)調(diào)整。原位結(jié)構(gòu)生物學(xué)是在接近自然生理狀態(tài)下研究生物大分子結(jié)構(gòu)和功能的科學(xué)，而原位冷凍電鏡是原位結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究中的關(guān)鍵手段，能夠在接近生理條件下高分辨率地觀察樣品的特點。
使用原位冷凍電鏡研究生物大分子涉及多個步驟，如樣品制備、數(shù)據(jù)采集、電子斷層重建、顆粒挑選、粒子平均等。在這些步驟中，生物大分子的顆粒挑選，即定位識別，是關(guān)鍵一步。
由于原位冷凍電鏡圖像信噪比極低，并存在重建偽影，因此圖像中會出現(xiàn)成千上萬個目標(biāo)顆粒?！笆謩犹暨x這些目標(biāo)顆粒極為耗時費力，現(xiàn)有自動挑選方法也受到多方面限制，比如人工標(biāo)注量高、計算成本高和顆粒質(zhì)量不理想等。因此，科研人員希望開發(fā)出更加快速準(zhǔn)確的顆粒挑選方法。”論文共同通訊作者、中國科學(xué)院自動化所研究員楊戈介紹。
最新提出的快速準(zhǔn)確顆粒挑選方法DeepETPicker通過優(yōu)選簡化標(biāo)簽來替代真實標(biāo)簽，并采用了更高效的模型架構(gòu)、更豐富的數(shù)據(jù)增強技術(shù)、重疊分區(qū)策略和平均池化-非極大值抑制技術(shù)來提升小訓(xùn)練集時模型的性能，其挑選速度比現(xiàn)有的聚類后處理方法快數(shù)十倍。
同時，為方便用戶使用，研究團隊還推出操作簡潔、界面友好的開源軟件，以輔助用戶完成圖像預(yù)處理、顆粒標(biāo)注、模型訓(xùn)練與推理等操作。
研究團隊還將DeepETPicker與目前性能最優(yōu)的顆粒挑選方法在多種冷凍電子斷層掃描數(shù)據(jù)集上進行性能評估對比。結(jié)果表明，DeepETPicker在仿真與真實數(shù)據(jù)集上均可實現(xiàn)快速準(zhǔn)確的顆粒挑選，其綜合性能明顯優(yōu)于現(xiàn)有的其他方法，生物大分子結(jié)構(gòu)重建的分辨率也達到了專家人工挑選顆粒進行結(jié)構(gòu)重建的水平。
DeepETPicker軟件用戶圖形界面。中國科學(xué)院自動化所供圖
責(zé)任編輯： 冷媚本文鏈接：http://www.3ypm.com.cn/news-2-3590-0.html我國科研人員提出冷凍電鏡顆粒挑選新方法
聲明：本網(wǎng)頁內(nèi)容由互聯(lián)網(wǎng)博主自發(fā)貢獻，不代表本站觀點，本站不承擔(dān)任何法律責(zé)任。天上不會到餡餅，請大家謹(jǐn)防詐騙！若有侵權(quán)等問題請及時與本網(wǎng)聯(lián)系，我們將在第一時間刪除處理。
上一篇：預(yù)付式消費維權(quán)難？中消協(xié)呼吁加快完善該領(lǐng)域相關(guān)立法
下一篇：黃河開河！迎來北遷大天鵝“歇腳”
點擊右上角
微信好友
朋友圈
點擊瀏覽器下方“
”分享微信好友Safari瀏覽器請點擊“
”按鈕
點擊右上角
QQ
點擊瀏覽器下方“”分享QQ好友Safari瀏覽器請點擊“”按鈕
