冷冻电子显微镜数据集中辐射损伤的原子建模

电子束对生物样品造成的损伤是冷冻电子显微镜（cryo-EM）单颗粒分析中限制分辨率的根本因素。然而，目前尚无方法能够准确推断电子照射过程中样品结构随注量变化而发生的改变。我们建立了一个贝叶斯框架，用于对一系列在逐渐增加的注量下生成的 cryo-EM 重构结果拟合对应的原子模型序列。具体而言，我们的算法能够推断大分子中每个原子的系综平均位置和原子位移参数关于注量的函数关系。将该算法应用于 cryo-EM 数据集表明，分子在成像过程中会发生膨胀，并揭示了电子束诱导损伤中依赖于环境的变化。基于我们的结果，我们提出了描述这一现象的随机过程模型。我们设想，该方法将有助于更深入地从机制层面理解生物样品的辐射损伤，并可能促进减轻其影响的相关工作。

电子束对生物样品造成的损伤是冷冻电子显微镜（cryo-EM）单颗粒分析中限制分辨率的根本因素。然而，目前尚无方法能够准确推断电子辐照过程中样品结构随注量变化而发生的改变。我们建立了一个贝叶斯框架，用于将一系列原子模型拟合到在逐渐增加的注量下生成的一系列 cryo-EM 重构图中。具体而言，我们的算法能够推断该大分子中每个原子的系综平均位置和原子位移参数如何随注量而变化。将该算法应用于 cryo-EM 数据集表明，分子在成像过程中会发生膨胀，并揭示了电子束诱导损伤中依赖于环境的变化。我们利用这些结果提出了这一现象的随机过程模型。我们预计，该方法将有助于更深入地从机理上理解生物样品的辐射损伤，并可能促进减轻其影响的相关工作。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.21.746204v1?rss=1

🏷️ 冷冻电镜 辐射损伤 原子建模 贝叶斯框架 单颗粒分析