「単粒子解析」の版間の差分
行376: | 行376: | ||
<br> | <br> | ||
− | <div> | + | <div>コマンド: [[mrc3Dto2D]] -i 121p-shift.ref3d -o 121p-shift.ref2d -EulerMode YOYS -InterpolationMode 2 -Rot2 0 359 30 -Rot1 0 359 30 -Rot3 0 0 30 -m 0</div> |
+ | <br> | ||
+ | |||
+ | <div>既存のMakefileを利用する場合は以下の設定を確認します。<br> | ||
今回はファイル名のみ変更しています。</div> | 今回はファイル名のみ変更しています。</div> | ||
<pre> | <pre> | ||
行409: | 行412: | ||
nRot3=1 | nRot3=1 | ||
</pre> | </pre> | ||
− | <div>'''make | + | <div>'''make *.ref2d'''と入力すれば全ての.ref3dファイルについて参照投影像(.ref2d)が作成されます。</div> |
<br> | <br> | ||
<div>[[Media:121p-shift.ref2d|作成された参照投影像]]</div> | <div>[[Media:121p-shift.ref2d|作成された参照投影像]]</div> | ||
行449: | 行452: | ||
<div>1. Windowing</div> | <div>1. Windowing</div> | ||
− | <div> | + | <div>切り出した粒子画像の端のノイズを除去します。</div> |
<br> | <br> | ||
行540: | 行543: | ||
</tr> | </tr> | ||
</table> | </table> | ||
+ | <br> | ||
+ | |||
+ | <div>Makefileを利用する場合はこちらの設定を確認します。</div> | ||
+ | <pre> | ||
+ | # Pad size for 2D | ||
+ | PAD_W=64 | ||
+ | PAD_H=64 | ||
+ | </pre> | ||
+ | <div>'''make ROIs''', '''make pad'''の順に入力すれば、全て.roiファイルにWindowing、パディングの処理を行った.padファイルが作成されます。</div> | ||
<br> | <br> | ||
行599: | 行611: | ||
<div>コマンド: [[mrcImageAutoRotationCorrelation]] -i Input-121p-shiftr.2d-0000.pad -r 121p-shift.ref2d -O Input-121p-shiftr.2d-0000.corinfo -fit Input-121p-shiftr.2d-0000.fit -n 12 -m 18 -range 0 359 -Iter 2 -Rot2 12 -Rot1 12 -Rot3 12</div> | <div>コマンド: [[mrcImageAutoRotationCorrelation]] -i Input-121p-shiftr.2d-0000.pad -r 121p-shift.ref2d -O Input-121p-shiftr.2d-0000.corinfo -fit Input-121p-shiftr.2d-0000.fit -n 12 -m 18 -range 0 359 -Iter 2 -Rot2 12 -Rot1 12 -Rot3 12</div> | ||
+ | <br> | ||
+ | |||
+ | <div>Makefileを利用する場合はこちらの設定を確認します。</div> | ||
+ | <pre> | ||
+ | # For 2D | ||
+ | STEP=12 | ||
+ | ROTMIN=0 | ||
+ | ROTMAX=359 | ||
+ | nROT=`echo "" | awk 'BEGIN {printf 360 / $(STEP)}'` | ||
+ | </pre> | ||
+ | <div>'''make PADs''', '''make corinfo'''の順に入力すれば、全て.padファイルについて角度情報ファイル(.corinfo)および角度決定後の画像ファイル(.fit)が作成されます。</div> | ||
<br> | <br> | ||
行651: | 行674: | ||
<br> | <br> | ||
− | <div>'''make CORINFOs''', '''make 3dinfo''' | + | <div>'''make CORINFOs''', '''make 3dinfo'''の順に入力すると、全ての.corinfoファイルから相関値が最大のデータを取り出し[[mrc2Dto3D]]用に変換したデータ(.3dinfo)が作成されます。</div> |
<br> | <br> | ||
行658: | 行681: | ||
Input-121p-shiftr.2d-0000.fit YOYS 360.000010 60.000002 0.000000 3307.848633 | Input-121p-shiftr.2d-0000.fit YOYS 360.000010 60.000002 0.000000 3307.848633 | ||
+ | </pre> | ||
+ | <br> | ||
+ | |||
+ | <div>続いて'''make 3DINFOs''', '''make 3dlst'''の順に入力すると、全ての.3dinfoファイルを1つのファイルにまとめたデータ(.3dlst)が作成されます。このファイルが[[mrc2Dto3D]](-I)の入力ファイルとして使用できます。</div> | ||
+ | <br> | ||
+ | |||
+ | <div>出力データ(.3dlst)</div> | ||
+ | <pre> | ||
+ | 121p-shift-noise-0-0-0.fit YOYS 0.000000 360.000010 0.000000 2782847.500000 | ||
+ | 121p-shift-noise-0-180-0.fit YOYS 149.999997 30.000001 0.000000 2797722.500000 | ||
+ | 121p-shift-noise-0-120-0.fit YOYS 0.000000 120.000003 0.000000 2761359.500000 | ||
+ | 121p-shift-noise-0-300-0.fit YOYS 0.000000 299.999995 0.000000 2657562.500000 | ||
+ | 121p-shift-noise-0-60-0.fit YOYS 0.000000 60.000002 0.000000 2622117.250000 | ||
+ | |||
+ | -中略- | ||
+ | |||
+ | 121p-shift-noise-60-120-0.fit YOYS 60.000002 120.000003 0.000000 2723655.000000 | ||
+ | 121p-shift-noise-60-240-0.fit YOYS 60.000002 240.000007 0.000000 2573666.750000 | ||
+ | 121p-shift-noise-60-300-0.fit YOYS 60.000002 299.999995 0.000000 2794947.500000 | ||
+ | 121p-shift-noise-60-60-0.fit YOYS 60.000002 60.000002 0.000000 2802267.000000 | ||
</pre> | </pre> | ||
<br> | <br> | ||
行663: | 行706: | ||
==== 3次元像を再構成する==== | ==== 3次元像を再構成する==== | ||
<div> [[mrc2Dto3D]]を使用して三次元像を再構成します。</div> | <div> [[mrc2Dto3D]]を使用して三次元像を再構成します。</div> | ||
+ | <br> | ||
+ | |||
+ | <div>[[Media:121p-shift.3dlst.zip|-I のデータ]]</div> | ||
+ | <pre> | ||
+ | 121p-shift-noise-0-0-0.fit YOYS 0.000000 360.000010 0.000000 2782847.500000 | ||
+ | 121p-shift-noise-0-180-0.fit YOYS 149.999997 30.000001 0.000000 2797722.500000 | ||
+ | 121p-shift-noise-0-120-0.fit YOYS 0.000000 120.000003 0.000000 2761359.500000 | ||
+ | 121p-shift-noise-0-300-0.fit YOYS 0.000000 299.999995 0.000000 2657562.500000 | ||
+ | 121p-shift-noise-0-60-0.fit YOYS 0.000000 60.000002 0.000000 2622117.250000 | ||
+ | |||
+ | -中略- | ||
+ | |||
+ | 121p-shift-noise-60-120-0.fit YOYS 60.000002 120.000003 0.000000 2723655.000000 | ||
+ | 121p-shift-noise-60-240-0.fit YOYS 60.000002 240.000007 0.000000 2573666.750000 | ||
+ | 121p-shift-noise-60-300-0.fit YOYS 60.000002 299.999995 0.000000 2794947.500000 | ||
+ | 121p-shift-noise-60-60-0.fit YOYS 60.000002 60.000002 0.000000 2802267.000000 | ||
+ | </pre> | ||
+ | <br> | ||
+ | |||
+ | <div>[[Media:FITs.zip|入力ファイル]]の画像(一部)</div> | ||
+ | <table> | ||
+ | <tr> | ||
+ | <td><p align="Center">[[画像:121p-shift-noise-fit.png]]<br> | ||
+ | 121p-shift-noise-0-0-0.fit<br></p> | ||
+ | </td> | ||
+ | <td><p align="Center">[[画像:121p-shift-noise-fit1.png]]<br> | ||
+ | 121p-shift-noise-0-60-0.fit<br></p> | ||
+ | </td> | ||
+ | <td><p align="Center">[[画像:121p-shift-noise-fit2.png]]<br> | ||
+ | 121p-shift-noise-0-120-0.fit<br></p> | ||
+ | </td> | ||
+ | <td><p align="Center">[[画像:121p-shift-noise-fit3.png]]<br> | ||
+ | 121p-shift-noise-0-180-0.fit<br></p> | ||
+ | </td> | ||
+ | </tr> | ||
+ | </table> | ||
+ | <br> | ||
+ | |||
+ | <div>コマンド: [[mrc2Dto3D]] -I 121p-shift.3dlst -O 121p-shift.3d -InterpolationMode 2 -Double -CounterThreshold 0.5 -m 1 -WeightMode 2</div> | ||
+ | <br> | ||
+ | |||
+ | <div>Makefileを利用する場合は'''make 3DLIST''', '''make 3d'''の順に入力すれば、全て.3dlstファイルについて3次元画像ファイル(.3d)が作成されます。</div> | ||
+ | <br> | ||
+ | |||
+ | <div>[[Media:121p-shift.3d|出力ファイル]]の画像</div> | ||
+ | <table> | ||
+ | <tr> | ||
+ | <td><p align="Center">[[画像:121p-shift-3d.png]]<br> | ||
+ | xy平面<br></p> | ||
+ | </td> | ||
+ | <td><p align="Center">[[画像:121p-shift-3d1.png]]<br> | ||
+ | yz平面<br></p> | ||
+ | </td> | ||
+ | <td><p align="left">最小<br> | ||
+ | 最大<br> | ||
+ | 平均値<br> | ||
+ | 標準偏差<br> | ||
+ | 標準誤差<br></p> | ||
+ | </td> | ||
+ | <td><p align="left">-6849.61 (11, 31, 32)<br> | ||
+ | 9844.57 (33, 28, 30)<br> | ||
+ | 16.1946<br> | ||
+ | 1511.61<br> | ||
+ | 2.95236<br></p> | ||
+ | </td> | ||
+ | </tr> | ||
+ | </table> | ||
<br> | <br> | ||
2014年4月7日 (月) 02:43時点における版
単粒子解析法とは、Single Particle Analysis(SPA)の日本語訳である。単粒子とは、画像中の粒子(対象)が元来、2次元的にもしくは3次元的に同じ形をしていることを仮定して、その2次元、3次元構造解析を行う画像処理法のひとつである。
2次元単粒子解析
2次元単粒子解析とは、2次元で得られている電子顕微鏡投影像を分類し、それぞれを平均し、構造の違いを論じるための解析方法を指します。
3次元単粒子解析
元々の粒子の構造が3次元的に単一であることを仮定して、2次元の粒子画像群から3次元構造を再構成する画像処理法を指します。その手順は、下記のようになります。
ROI(粒子画像の抽出)
電子顕微鏡画像の前処理
以下の流れでCTF補正を行います。
電子顕微鏡画像(2D) ↓ A: mrcImageFFT 電子顕微鏡画像(2DFFT) ↓ B: ctfDisplay 電子顕微鏡画像(2DFFT) + CTF情報(ASCII) ↓ C: mrcImageCTFCompensation CTF補正済み画像(2D)
![]() |
最小 最大 |
-1066.31 (69, 47, 0) 489.111 (58, 48, 0) |
|
最小 最大 |
0.129048 (255, 128, 0) 772.6 (142, 252, 0) |
![]() 実行直後 |
> | ![]() lmax=400でトーンリングが見える |
> | ![]() Rmax=0.08で拡大表示する |
> | ![]() 谷に線を合わせる(Defoucus=27000) |
最後にInfoのSaveボタンでCTF情報ファイルを保存します。(保存した出力データ)
![]() |
最小 最大 |
-461.072 (75, 56, 0) 1206.48 (16, 58, 0) |
電子顕微鏡画像から粒子画像の抽出
![]() |
最小 最大 |
-461.072 (75, 56, 0) 1206.48 (16, 58, 0) |
![]() 実行直後 |
> | ![]() mrcImage InfoのMax, Minの値を、 |
> | ![]() 切り出したい範囲を囲む |
![]() 複数囲む場合はROI->MultiROIにチェック |
最小 最大 |
-461.072 (17, 21, 0) 1098.8 (10, 13, 0) |
最小 最大 |
-394.013 (18, 10, 0) 1206.48 (14, 12, 0) |
最小 最大 |
-418.302 (17, 6, 0) 1107.53 (14, 10, 0) |
参照画像の作成
参照画像の準備(mrcImageModelCreate, pdb2mrc etc.)
3次元の概形が分かっている場合
![]() |
重心 最大半径 |
3.012034e-03 -4.102425e-03 7.530045e-04 3.286664e+01 |
### ### Initial model from PDB ### REFSOURCE=121p-shift DELTA=2.5 SIZE_X=64 SIZE_Y=64 SIZE_Z=64 START_X=`awk 'BEGIN { print -1*$(DELTA)*$(SIZE_X)/2}'` START_Y=`awk 'BEGIN { print -1*$(DELTA)*$(SIZE_Y)/2}'` START_Z=`awk 'BEGIN { print -1*$(DELTA)*$(SIZE_Z)/2}'`
最小 最大 |
0 (0, 0, 0) 22320.6 (34, 39, 32) |
3次元の概形が分からない場合
最小 最大 |
0 (0, 0, 0) 2 (10, 10, 1) |
3次元再構成
ROIファイル(.roi)および参照画像(.ref3d)がある場合はこちらのMakefileにて、make Allと入力すれば、3次元再構成を1ターン分行い、3次元再構成されたファイル(.3d)が作成されます。
参照画像から2次元の参照投影像のセットを生成
最小 最大 |
0 (0, 0, 0) 22320.6 (34, 39, 32) |
今回はファイル名のみ変更しています。
# Ref File Name INITIAL=121p-shift # # Search Area for 3D # ROTMODE=YOYS # # Search Area for 3D # ROTMODE=YOYS # Rot1 ROT1MIN=0 ROT1MAX=359 ROT1D=30 nRot1=6 # Rot2 ROT2MIN=0 ROT2MAX=359 ROT2D=30 nRot2=6 # Rot3 ROT3MIN=0 ROT3MAX=0 ROT3D=30 nRot3=1
サイズ 最小 |
( 64, 64, 169) -76.7146 (32, 41, 138) |
粒子画像の再調整
![]() |
最小 最大 |
-461.072 (17, 21, 0) 1098.8 (10, 13, 0) |
![]() |
最小 最大 |
-461.072 (17, 21, 0) 1098.8 (10, 13, 0) |
![]() |
最小 最大 |
-461.072 (17, 21, 0) 1098.8 (10, 13, 0) |
![]() |
最小 最大 |
-510.77 (39, 40, 0) 1049.1 (32, 32, 0) |
# Pad size for 2D PAD_W=64 PAD_H=64
最も類似度(相関値)の高い参照投影像の角度を粒子画像の投影角として決定
![]() |
最小 最大 |
-510.77 (39, 40, 0) 1049.1 (32, 32, 0) |
サイズ 最小 |
( 64, 64, 169) -76.7146 (32, 41, 138) |
# For 2D STEP=12 ROTMIN=0 ROTMAX=359 nROT=`echo "" | awk 'BEGIN {printf 360 / $(STEP)}'`
0: YOYS 0.000000 0.000000 0.000000 : 1737.870605 theta 179.499994 at 2.000000 1.000000 onMap 0.000000 0.000000 Input-121p-shiftr.2d-0000.pad Cor 0.689801 1: YOYS 0.000000 30.000001 0.000000 : 1731.543091 theta 284.208488 at 1.000000 1.000000 onMap 0.000000 0.083333 Input-121p-shiftr.2d-0000.pad Cor 0.695427 2: YOYS 0.000000 60.000002 0.000000 : 3307.848633 theta 281.216811 at 1.000000 1.000000 onMap 0.000000 0.166667 Input-121p-shiftr.2d-0000.pad Cor 0.797129 3: YOYS 0.000000 90.000003 0.000000 : 1742.967407 theta 26.925002 at 0.000000 1.000000 onMap 0.000000 0.250000 Input-121p-shiftr.2d-0000.pad Cor 0.711250 4: YOYS 0.000000 120.000003 0.000000 : 1774.003418 theta 29.916669 at 0.000000 1.000000 onMap 0.000000 0.333333 Input-121p-shiftr.2d-0000.pad Cor 0.706876 -中略- 164: YOYS 360.000010 240.000007 0.000000 : 1713.460815 theta 89.749970 at 1.000000 63.000000 onMap 0.000000 0.666667 Input-121p-shiftr.2d-0000.pad Cor 0.691559 165: YOYS 360.000010 270.000001 0.000000 : 1856.687744 theta 239.333326 at 0.000000 1.000000 onMap 0.000000 0.750000 Input-121p-shiftr.2d-0000.pad Cor 0.723829 166: YOYS 360.000010 299.999995 0.000000 : 1759.510742 theta 236.341675 at 0.000000 1.000000 onMap 0.000000 0.833333 Input-121p-shiftr.2d-0000.pad Cor 0.720541 167: YOYS 360.000010 329.999989 0.000000 : 1599.635254 theta 299.166657 at 63.000000 0.000000 onMap 0.000000 0.916667 Input-121p-shiftr.2d-0000.pad Cor 0.689916 168: YOYS 360.000010 360.000010 0.000000 : 1737.870850 theta 179.499994 at 2.000000 1.000000 onMap 0.000000 1.000000 Input-121p-shiftr.2d-0000.pad Cor 0.689801
![]() |
最小 最大 |
-447.493 (25, 39, 0) 1062.05 (35, 31, 0) |
Input-121p-shiftr.2d-0000.fit YOYS 360.000010 60.000002 0.000000 3307.848633
121p-shift-noise-0-0-0.fit YOYS 0.000000 360.000010 0.000000 2782847.500000 121p-shift-noise-0-180-0.fit YOYS 149.999997 30.000001 0.000000 2797722.500000 121p-shift-noise-0-120-0.fit YOYS 0.000000 120.000003 0.000000 2761359.500000 121p-shift-noise-0-300-0.fit YOYS 0.000000 299.999995 0.000000 2657562.500000 121p-shift-noise-0-60-0.fit YOYS 0.000000 60.000002 0.000000 2622117.250000 -中略- 121p-shift-noise-60-120-0.fit YOYS 60.000002 120.000003 0.000000 2723655.000000 121p-shift-noise-60-240-0.fit YOYS 60.000002 240.000007 0.000000 2573666.750000 121p-shift-noise-60-300-0.fit YOYS 60.000002 299.999995 0.000000 2794947.500000 121p-shift-noise-60-60-0.fit YOYS 60.000002 60.000002 0.000000 2802267.000000
3次元像を再構成する
121p-shift-noise-0-0-0.fit YOYS 0.000000 360.000010 0.000000 2782847.500000 121p-shift-noise-0-180-0.fit YOYS 149.999997 30.000001 0.000000 2797722.500000 121p-shift-noise-0-120-0.fit YOYS 0.000000 120.000003 0.000000 2761359.500000 121p-shift-noise-0-300-0.fit YOYS 0.000000 299.999995 0.000000 2657562.500000 121p-shift-noise-0-60-0.fit YOYS 0.000000 60.000002 0.000000 2622117.250000 -中略- 121p-shift-noise-60-120-0.fit YOYS 60.000002 120.000003 0.000000 2723655.000000 121p-shift-noise-60-240-0.fit YOYS 60.000002 240.000007 0.000000 2573666.750000 121p-shift-noise-60-300-0.fit YOYS 60.000002 299.999995 0.000000 2794947.500000 121p-shift-noise-60-60-0.fit YOYS 60.000002 60.000002 0.000000 2802267.000000
最小 最大 |
-6849.61 (11, 31, 32) 9844.57 (33, 28, 30) |
3次元像の分解能・質の確認
繰り返し(精密化)