Analyse d’images de cryo-ME

Le groupe de Microscopie Électronique et Méthodes a pour but de fournir aux chercheurs des outils efficaces pour l’interprétation des images de microscopie électronique et la détermination de structures tridimensionnelles.

La récupération d’informations 3D haute résolution à partir d’un ensemble d’images 2D bruitées est une tâche mathématique/calculatoire difficile.
Si l’objet d’étude présente une symétrie hélicoïdale, l’utilisation de cette symétrie peut permettre de grandes améliorations quant à la qualité de la reconstruction 3D. Nous avons développé, dans cet objectif, des outils qui aident à la détermination des paramètres hélicoïdaux. :

Helixplorer0
Helixplorer-0 est un outil auxiliaire pour Helixplorer-1. Il permet de mesurer les distances et de calculer le spectre de puissance (PS) d’une image 2D (par exemple, une moyenne de classe d’images de cryo-ME) à partir de laquelle on souhaite déterminer les paramètres de symétrie hélicoïdale en utilisant Helixplorer-1.

Helixplorer1
Helixplorer-1 dessine le motif théoriquement attendu, calculé à partir d’une hélice idéale, en se basant sur le motif de diffraction expérimental. Il calcule ensuite un score de similarité basé sur la moyenne des pixels dans les zones où se trouve le motif ("le motif" signifie ici les pics d’un ensemble de fonctions de Bessel). Les scores obtenus sont ensuite tracés pour tous les paramètres de symétrie hélicoïdale testés sous forme de graphiques 1D ou 2D sur lesquels vous pouvez cliquer.

Helixplorer2
Helixplorer-2 essaie de donner un sens aux paramètres hélicoïdaux en termes d’emballage cristallin 2D. Une hélice peut être considérée comme un type particulier de cristal 2D (ou réseau) qui peut être enroulé pour former une hélice 3D. Helixplorer-2 met en évidence ces aspects d’une hélice en imposant explicitement des contraintes sur les caractéristiques du réseau afin qu’il puisse être plié pour former une hélice 3D valide (sans soudure). Les caractéristiques telles que l’assemblage des cristaux, l’énergie de pliage, la présence d’une couture (comme dans le cas des microtubules), etc. deviennent plus évidentes.

Pour de plus amples informations, contact : Leandro Estrozi