Новое программное обеспечение на основе искусственного интеллекта позволяет быстро и надежно визуализировать белки в клетках

11:20, Май 19, 2023 Электронная криотомография (крио-ЭТ) становится мощной техникой для получения подробных трехмерных изображений клеточной среды и замкнутых биомолекул. Однако одной из задач методологии является идентификация белковых молекул на изображениях для дальнейшей обработки. Исследовательская группа под руководством Стефана Раунсера, директора MPI молекулярной физиологии в Дортмунде, под руководством Торстена Вагнера, разработала программное обеспечение для выделения белков в переполненных клеточных объемах. Новый инструмент с открытым исходным кодом под названием TomoTwin основан на глубоком метрическом обучении и позволяет ученым находить несколько белков с высокой точностью и пропускной способностью без ручного создания или переобучения сети каждый раз. Статья опубликована в журнале Nature Methods. «TomoTwin прокладывает путь к автоматизированной идентификации и локализации белков непосредственно в их клеточном окружении, расширяя потенциал крио-ЭТ», — говорит Гэвин Райс, соавтор публикации. Cryo-ET может расшифровать, как биомолекулы работают внутри клетки, и тем самым раскрыть основы жизни и происхождение болезней. В эксперименте по крио-ЭТ ученые используют просвечивающую электронную микроскопию для получения трехмерных изображений, называемых томограммами, клеточного объема, содержащего сложные биомолекулы. Чтобы получить более детальное изображение каждого отдельного белка , они усредняют как можно больше их копий — подобно фотографам, делающим одну и ту же фотографию с разной экспозицией, чтобы позже объединить их в изображение с идеальной экспозицией. Важно правильно идентифицировать и расположить различные белки на картинке, прежде чем усреднять их. «Ученые могут делать сотни томограмм в день, но нам не хватало инструментов для полной идентификации молекул внутри них», — говорит Райс. До сих пор исследователи использовали алгоритмы, основанные на шаблонах уже известных молекулярных структур, для поиска совпадений на томограммах, но они, как правило, подвержены ошибкам. Идентификация молекул вручную — это еще один вариант, который обеспечивает высококачественный отбор, но занимает от нескольких дней до нескольких недель для каждого набора данных. Другой возможностью было бы использование формы контролируемого машинного обучения . Эти инструменты могут быть очень точными, но в настоящее время им не хватает удобства использования, поскольку они требуют ручной маркировки тысяч примеров для обучения программного обеспечения каждому новому белку, что является почти невыполнимой задачей для небольших биологических молекул в переполненной клеточной среде . ТомоТвин Недавно разработанное программное обеспечение TomoTwin преодолевает многие из этих препятствий: оно учится выбирать молекулы , похожие по форме, на томограмме и сопоставляет их с геометрическим пространством — система вознаграждается за размещение похожих белков рядом друг с другом и наказывается в противном случае. На новой карте исследователи могут изолировать и точно идентифицировать различные белки и использовать их для определения их местонахождения внутри клетки. «Одним из преимуществ TomoTwin является то, что мы предоставляем предварительно обученную модель комплектования», — говорит Райс. Убрав этап обучения, программа может работать даже на локальных компьютерах — там, где обработка томограммы обычно занимает 60–90 минут, время работы на суперкомпьютере MPI Raven сокращается до 15 минут на томограмму. TomoTwin позволяет исследователям выбирать десятки томограмм за то время, которое требуется для ручного выбора одной, тем самым увеличивая пропускную способность данных и скорость усреднения для получения более качественного изображения. В настоящее время программное обеспечение может обнаруживать глобулярные белки или белковые комплексы размером более 150 килодальтон в клетках; в будущем группа Раунсера стремится включить мембранные белки , нитевидные белки и белки меньших размеров....

Читать полный текст на android-robot.com

Поделиться новостью в Facebook Поделиться новостью в Twittere Поделиться новостью в VK Поделиться новостью в Pinterest Поделиться новостью в Reddit

Software

Neuro-State — инвестиции в приложение недвижимости на основе искусственного интеллекта Если вы ищете возможность инвестировать свои деньги и получить высокую отдачу, то вам стоит обратить внимание на Neuro-State — инновационный проект в области недвижимости. Это приложение, которое помогает людям выбрать идеальное жилье на основе данных о психологических потребностях и …

Наука и Технологии 20:50, Март 25, 2023 | astera.ru

Какое программное обеспечение выбрать для стриминга? Популярность стриминга стремительно растет. И если вы готовы вступить в ряды профессионалов, которые ведут трансляции через Twitch или YouTube для тысяч поклонников компьютерных игр, важно найти правильный и удобный программный инструмент. Профильных сервисов существует великое множество, …

Интернет и Игры 08:30, Май 24, 2023 | itndaily.ru

Выставка картин искусственного интеллекта в павильонах ВДНХ Если вы уже насмотрелись в интернетах на все эти картины, созданные искусственным интеллектом, может даже сгенерировали что-то своё в каком-нибудь из тг-ботов, то пора выходить на новый уровень. Теперь идём на выставку, созданную нейросетью. «Робостанция» на ВДНХ в честь своего дня рождени …

Наука и Технологии 03:20, Май 15, 2023 | ferra.ru

Разработали метод оценки интерпретируемости технологий искусственного интеллекта Исследователи из Женевского университета (UNIGE), университетских больниц Женевы (HUG) и Национального университета Сингапура (NUS) разработали новый метод оценки интерпретируемости технологий искусственного интеллекта (ИИ), открывающий путь к большей прозрачности. и доверяйте диагностичес …

Software 06:00, Март 26, 2023 | android-robot.com

Sony разрабатывает новое игровое устройство Компания Sony в обозримом будущем может удивить геймеров новой консолью, не похожей по своим характеристикам ни на одно из уже выпущенных устройств. Информацией о сенсационной новинке от Sony поделился популярный игровой журналист Том Хендерсон. Ему можно доверять, так как ранее он уже пуб …

Интернет и Игры 02:00, Апрель 7, 2023 | itndaily.ru

Удобство и полезность онлайн-библиотек: Евгений Онегин, читать быстро и комфортно Появление технологий изменило способы доступа и потребления информации. Прошли те времена, когда нужно было посещать физическую библиотеку, чтобы прочитать книгу, провести исследование или взять материалы. С появлением онлайн-библиотек любой человек, имеющий доступ в Интернет, может получи …

Аналитические Статьи 22:55, Февраль 16, 2023 | super-interes.ru

Будущее вычислительной техники – ученые представили компьютеры с ИИ, работающие на клетках мозга Мозг использует около 20% всего кислорода и калорий, потребляемых организмом, хотя он составляет всего 2% массы тела. С момента появления компьютеров в нашей жизни – она значительно изменилась. Сегодня мы не можем представить свою жизнь без вычислительных машин. Однако технологии продолжаю …

Наука и Технологии 11:20, Апрель 25, 2023 | hi-news.ru

Новая версия Exiland Backup 6.5 позволяет гибко планировать резервное копирование Российский разработчик, компания Exiland Software, выпустила очередную версию программы резервного копирования файлов Exiland Backup, в которой сделала основной упор на удобство планирования резервного копирования, добавила ряд новых возможностей, а также оптимизировала существующие алгори …

Наука и Технологии 10:00, Апрель 30, 2023 | astera.ru

Как настройка P-ядер и E-ядер процессора позволяет увеличить время автономной работы ноутбука? Вы наверняка знаете о том, что процессоры Intel Core 12-го и 13-го поколений используют гибридную архитектуру, в которой сочетаются ядра разного размера. Более крупные и мощные P-ядра предназначены для решения тяжелых и сложных задач, а меньшие E-ядра созданы для работы с легкими операциям …

Интернет и Игры 09:20, Май 28, 2023 | itndaily.ru

Изучаются нейронные механизмы, лежащие в основе того, как соцсети формируют решения За последнее десятилетие или около того социологи пытались понять, как социальные сети могут влиять на убеждения и поведение людей. Несмотря на множество исследований по этой теме, в настоящее время очень мало известно о том, как человеческий мозг принимает решения в сетевых средах, когда …

Интернет и Игры 14:10, Март 28, 2023 | android-robot.com

Искусственный интеллект может прогнозировать нагрузку на электросети на основе данных об использовании автомобильных и железных дорог. Искусственный интеллект может прогнозировать нагрузку на электросети на основе данных об использовании автомобильных и железных дорог. Чтобы удовлетворить спрос и справляться с пиками потребления, поставщики электроэнергии должны иметь возможность прогнозировать нагрузку на сеть. Группа уч …

Наука и Технологии 23:10, Май 2, 2023 | android-robot.com

В России создали искусственную роговицу на основе коллагена. Создатели говорят, что готовых зарегистрированных и продающихся аналогов у нее нет «Известия» сообщают о новой разработке ученых Сеченовского университета: они создали искусственную роговицу на основе коллагена. Это может стать прорывом, так как такая роговица имеет ряд существенных преимуществ в сравнении с роговицами из синтетических биополимеров. Фото: Get …

Наука и Технологии 13:20, Май 21, 2023 | ixbt.com