「らせん対称をもつ粒子の3次元再構成法」の版間の差分
(ページの作成:「== らせん対称をもつ粒子の3次元再構成法 == <pre> .SUFFIXES: .roi .roi2 .mrc3d .ds6 \ .pad2 .mrc2d .pad3d .corinfo \ .3dlist_part .3dlist .3dorg...」) |
(→らせん対称構造のリファインメント) |
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(同じ利用者による、間の9版が非表示) | |||
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− | == | + | == らせん対称構造のリファインメント == |
+ | |||
+ | こちらはある学生が作成したらせん対称構造のリファインメントのためのmakefileです。 | ||
+ | 一般性が少し欠けているので、公開するには書き直した方がよいものですね。それでもmakefileの書き方などの例になるかと思い、解説してみます。 | ||
+ | |||
+ | また、他の学生が作成したmakefileについても示してみます。[[らせん対称をもつ粒子の3次元再構成法2]]。こちらのほうが一般化できています。 | ||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | モデルとなる3Dデータがこちらで必要になります。 | ||
+ | |||
+ | === Makefile === | ||
+ | 下記に示したものは、アクトミオシンの構造解析の際に使っていたMakefileである。 | ||
<pre> | <pre> | ||
行216: | 行228: | ||
done | done | ||
</pre> | </pre> | ||
+ | |||
+ | |||
+ | === Mafileの解説=== | ||
+ | これについて、簡単に解説する。 | ||
+ | |||
+ | ==== サフィックスの定義 ==== | ||
+ | <pre> | ||
+ | .SUFFIXES: .roi .roi2 .mrc3d .ds6 \ | ||
+ | .pad2 .mrc2d .pad3d .corinfo \ | ||
+ | .3dlist_part .3dlist .3dorglist \ | ||
+ | .refined3d .refinedds6 | ||
+ | </pre> | ||
+ | ここまでは、サフィックスを定義したものである。切り出した繊維構造のファイル名が.roiであることを前提にしている。 | ||
+ | 既に粒子化(フラグメンテーションが終わっている場合には、roi2となっていることが前提になる。その際のネーミングに注意が必要である。下記を参照してください。 | ||
+ | フラグメンテーションを個々で行った方が検索が楽かもしれない。 | ||
+ | |||
+ | ==== ファイルターゲットの定義 ==== | ||
+ | <pre> | ||
+ | include ROI | ||
+ | include ROI2 | ||
+ | include MRC3D | ||
+ | include PAD2 | ||
+ | include MRC2D | ||
+ | include PAD3D | ||
+ | include CORINFO | ||
+ | include 3DLIST_PART | ||
+ | include 3DLIST | ||
+ | include 3DORGLIST | ||
+ | include REFINED3D | ||
+ | include REFINEDDS6 | ||
+ | </pre> | ||
+ | |||
+ | ここまでは内部で作成されるリストファイルである。 | ||
+ | 例えば、 | ||
+ | $ make ROI2 | ||
+ | によりROI2に含まれるファイルリストが内部に含まれる。 | ||
+ | |||
+ | ==== 設定するべきパラメータ ==== | ||
+ | ここから下に設定するためのパラメータのリストで有り、この部分を別のファイルにしておくことも出来る。 | ||
+ | <pre> | ||
+ | #Refinement param | ||
+ | SOURCE = F-actin# #SOURCE: Reference for refinement | ||
+ | ROI_WIDTH = 128 | ||
+ | # Parameter for mrc3Dto2D | ||
+ | rXmin = 89 | ||
+ | rXmax = 91 | ||
+ | rXdel = 1 | ||
+ | rYmin = 0# #rXmin,rXmax,rXdel: Used in mrc3Dto2D. | ||
+ | rYmax = 355# # rXdel is delta of Angle | ||
+ | rYdel = 5# # rYmin,rYmax,rYdel are also same | ||
+ | #MODE = YOYS# #Euler mode Y-X-Z | ||
+ | #MODE = ZOYS# #Euler mode Z-Y-X | ||
+ | MODE = XEYS# #Euler mode X-Y-Z: 1st, Filament axis lap over Y-axis, | ||
+ | # 2nd, Rotate filament about filament axis | ||
+ | # Parameter for mrcImageAutoRotationCorrelation | ||
+ | PADWIDTH_FORDATA = 128# # | ||
+ | PADHEIGHT_FORDATA = 128# # | ||
+ | Xmin = 89 | ||
+ | Xmax = 91 | ||
+ | Xstep = 3 | ||
+ | Ymin = 0 | ||
+ | Ymax = 355 | ||
+ | Ystep = 72 | ||
+ | Zmin = 0 | ||
+ | Zmax = 360 | ||
+ | Zstep = 1 | ||
+ | |||
+ | </pre> | ||
+ | |||
+ | この部分をファイル(Mafile.config)にしておき、 | ||
+ | <pre> | ||
+ | -include Makefile.config | ||
+ | </pre> | ||
+ | |||
+ | とすることで、読み込むことができる。上記の記述の下でincludeすれば、デフォルト値を書き換えることができる。 | ||
+ | -includeはファイルがなくてもエラーにならないので便利です。上述の各includeファイルもそのほうがよいかもしれません。 | ||
+ | |||
+ | |||
+ | ==== ターゲットの定義 ==== | ||
+ | <pre> | ||
+ | roi2: $(ROI:.roi=.roi2) | ||
+ | pad2: $(ROI2:.roi2=.pad2) | ||
+ | mrc2d: $(MRC3D:.mrc3d=.mrc2d) | ||
+ | pad3d: $(MRC2D:.mrc2d=.pad3d) | ||
+ | corinfo: $(PAD2:.pad2=.corinfo) | ||
+ | 3dlist_part:$(CORINFO:.corinfo=.3dlist_part) | ||
+ | 3dlist: $(3DLIST_PART:.3dlist_part=.3dlist) | ||
+ | 3dorglist: $(3DLIST:.3dlist=.3dorglist) | ||
+ | refined3d: $(3DORGLIST:.3dorglist=.refined3d) | ||
+ | refinedds6: $(REFINED3D:.refined3d=.refinedds6) | ||
+ | |||
+ | </pre> | ||
+ | |||
+ | この部分は、ファイルリストをターゲットにしている部分です。 | ||
+ | |||
+ | <pre> | ||
+ | |||
+ | FRAGMENTATION:: | ||
+ | make roi2; make ROI2; | ||
+ | </pre> | ||
+ | |||
+ | 下記のコマンドにより繊維構造から切り出される。 | ||
+ | |||
+ | $ make FRAGMENTATION | ||
+ | |||
+ | <pre> | ||
+ | |||
+ | REFINEMENT:: | ||
+ | make MRC3D; make ROI; | ||
+ | make pad2; make PAD2; | ||
+ | make mrc2d; make MRC2D; | ||
+ | make corinfo; make CORINFO; | ||
+ | make 3dlist_part; make 3DLIST_PART; | ||
+ | make 3dlist; make 3DLIST; | ||
+ | make 3dorglist; make 3DORGLIST; | ||
+ | make refined3d; make REFINED3D; | ||
+ | make refinedds6; make REFINEDDS6; | ||
+ | |||
+ | </pre> | ||
+ | |||
+ | こちらはらせん対称性構造のリファインメントのための内部でのターゲット生成の順序になります。 | ||
+ | |||
+ | ==== ターゲットファイルリストの作成 ==== | ||
+ | <pre> | ||
+ | ROI:: | ||
+ | echo "ROI=\\" > ROI | ||
+ | ls -1 *.roi | sed s/roi/roi\\\\/ >> ROI | ||
+ | echo "" >> ROI | ||
+ | |||
+ | ROI2:: | ||
+ | echo "ROI2=\\" > ROI2 | ||
+ | ls -1 *.roi2 | sed s/roi2/roi2\\\\/ >> ROI2 | ||
+ | echo "" >> ROI2 | ||
+ | |||
+ | MRC3D:: | ||
+ | echo "MRC3D=\\" > MRC3D | ||
+ | ls -1 *.mrc3d | sed s/mrc3d/mrc3d\\\\/ >> MRC3D | ||
+ | echo "" >> MRC3D | ||
+ | |||
+ | PAD2:: | ||
+ | echo "PAD2=\\" > PAD2 | ||
+ | ls -1 *.pad2 | sed s/pad2/pad2\\\\/ >> PAD2 | ||
+ | echo "" >> PAD2 | ||
+ | |||
+ | MRC2D:: | ||
+ | echo "MRC2D=\\" > MRC2D | ||
+ | ls -1 *.mrc2d | sed s/mrc2d/mrc2d\\\\/ >> MRC2D | ||
+ | echo "" >> MRC2D | ||
+ | |||
+ | CORINFO:: | ||
+ | echo "CORINFO=\\" > CORINFO | ||
+ | ls -1 *.corinfo | sed s/corinfo/corinfo\\\\/ >> CORINFO | ||
+ | echo "" >> CORINFO | ||
+ | |||
+ | 3DLIST_PART:: | ||
+ | echo "3DLIST_PART=\\" > 3DLIST_PART | ||
+ | ls -1 *.3dlist_part | sed s/3dlist_part/3dlist_part\\\\/ >> 3DLIST_PART | ||
+ | echo "" >> 3DLIST_PART | ||
+ | |||
+ | 3DLIST:: | ||
+ | echo "3DLIST=\\" > 3DLIST | ||
+ | ls -1 *.3dlist | sed s/3dlist/3dlist\\\\/ >> 3DLIST | ||
+ | echo "" >> 3DLIST | ||
+ | |||
+ | 3DORGLIST:: | ||
+ | echo "3DORGLIST=\\" > 3DORGLIST | ||
+ | ls -1 *.3dorglist | sed s/3dorglist/3dorglist\\\\/ >> 3DORGLIST | ||
+ | echo "" >> 3DORGLIST | ||
+ | |||
+ | REFINED3D:: | ||
+ | echo "REFINED3D=\\" > REFINED3D | ||
+ | ls -1 *.refined3d | sed s/refined3d/refined3d\\\\/ >> REFINED3D | ||
+ | echo "" >> REFINED3D | ||
+ | |||
+ | REFINEDDS6:: | ||
+ | echo "REFINEDDS6=\\" > REFINEDDS6 | ||
+ | ls -1 *.refinedds6 | sed s/refinedds6/refinedds6\\\\/ >> REFINEDDS6 | ||
+ | echo "" >> REFINEDDS6 | ||
+ | |||
+ | </pre> | ||
+ | |||
+ | ここまでがリストをつくっているところです。基本的には特定のサフィックスをもつファイルリストをmakefile用の変数へと変更しています。 | ||
+ | |||
+ | ==== 3次元画像の取り扱い==== | ||
+ | <pre> | ||
+ | #Triming of Noize | ||
+ | CENTERGET: | ||
+ | mrcImageCenterGet -i $(SOURCE).mrc3d -o $(SOURCE).centre3d \ | ||
+ | -Nx 60 -Ny 60 | ||
+ | </pre> | ||
+ | |||
+ | この部分は、三次元画像の周辺を切り取るための仕掛です。-Nx, -Nyが大きさを示していますが、この部分も変数にした方がよいですね。 | ||
+ | |||
+ | ==== 断片化 ==== | ||
+ | <pre> | ||
+ | #FRAGMENTATION | ||
+ | .roi.roi2: | ||
+ | ((i=1));\ | ||
+ | ((Shift=64));\ | ||
+ | ((ty=857));\ | ||
+ | ((by=729));\ | ||
+ | while((by >= 0));\ | ||
+ | do \ | ||
+ | echo "i=$$i";\ | ||
+ | echo "ty=$$ty by=$$by";\ | ||
+ | mrcImageROI -i $*.roi -o $*-$$i.roi2\ | ||
+ | -r 0.0 $$by 121.0 $$by 121.0 $$ty 0.0 $$ty -m 2;\ | ||
+ | ((i++));\ | ||
+ | ((ty-=64));\ | ||
+ | ((by-=64));\ | ||
+ | done | ||
+ | |||
+ | </pre> | ||
+ | |||
+ | この部分で断片化しています。ここも内部に直接数が書かれていますが、修正した方が便利ですね。 | ||
+ | ty, byは、切り出すボックスのy方向の位置を示しています。ループ毎に値が変わります。 | ||
+ | 121.0は、ボックスのx方向の大きさ(フィラメントの太さ方向) | ||
+ | |||
+ | これらはもとの画像に依存する部分になります。 | ||
+ | |||
+ | 64がty, byのシフト量(Shift変数は定義されているけれど使われていない) | ||
+ | tyとbyが最初の切り出し位置を示しています。これも画像に応じて帰るべきですね。 | ||
+ | |||
+ | 例えば、つぎのような遣り方がありますね。 | ||
+ | <pre> | ||
+ | #FRAGMENTATION | ||
+ | |||
+ | #こちらが、どれだけずらすかのpixel単位 | ||
+ | YShift=64 | ||
+ | |||
+ | #こちらが、繊維方向の長さをしめしたもの | ||
+ | YLength=128 | ||
+ | |||
+ | .roi.roi2: | ||
+ | ((i=1));\ | ||
+ | ((ty=`mrcInfo -i $*.roi | awk '/^N / {printf("%d",$$4);}'`));\ | ||
+ | ((by=$$ty-$(YLength)));\ | ||
+ | while((by >= 0));\ | ||
+ | do \ | ||
+ | echo "i=$$i";\ | ||
+ | echo "ty=$$ty by=$$by";\ | ||
+ | mrcImageROI -i $*.roi -o $*-$$i.roi2\ | ||
+ | -r 0.0 $$by 121.0 $$by 121.0 $$ty 0.0 $$ty -m 2;\ | ||
+ | ((i++));\ | ||
+ | ((ty-=$(YShift)));\ | ||
+ | ((by-=$(YShift)));\ | ||
+ | done | ||
+ | </pre> | ||
+ | |||
+ | ==== リファインメント ==== | ||
+ | |||
+ | ===== パッド ===== | ||
+ | <pre> | ||
+ | #REFINEMENT | ||
+ | .roi2.pad2: | ||
+ | mrcImageCenterGet -i $*.roi2 -o $*.roiget | ||
+ | mrcImagePad -i $*.roiget -o $*.pad2 \ | ||
+ | -W $(PADWIDTH_FORDATA) -H $(PADHEIGHT_FORDATA) \ | ||
+ | -m 2 -V 0 | ||
+ | </pre> | ||
+ | |||
+ | ここで最終的に繊維(単粒子)の前処理を行います。 | ||
+ | |||
+ | ===== モデルの作成 ===== | ||
+ | SOURCEは予め設定されています。 | ||
+ | |||
+ | <pre> | ||
+ | |||
+ | .mrc3d.mrc2d: | ||
+ | mrc3Dto2D -i $(SOURCE).mrc3d -o $(SOURCE).mrc2d \ | ||
+ | -EulerMode $(MODE) -InterpolationMode 0 \ | ||
+ | -Rot1 $(rXmin) $(rXmax) $(rXdel) \ | ||
+ | -Rot2 $(rYmin) $(rYmax) $(rYdel) \ | ||
+ | -Rot3 0 0 5 -m 1 | ||
+ | </pre> | ||
+ | |||
+ | =====角度の決定 ===== | ||
+ | |||
+ | <pre> | ||
+ | .pad2.corinfo: | ||
+ | mrcImageAutoRotationCorrelation -i $*.pad2 -r $(SOURCE).mrc2d \ | ||
+ | -O $*.corinfo -fit $*.fit \ | ||
+ | -nRot1 $(Xstep) \ | ||
+ | -nRot2 $(Ystep) \ | ||
+ | -nRot3 $(Zstep) \ | ||
+ | -range -5 5 -n 10 -Iter 2 -m 2 | ||
+ | # -nRot1Area $(Xmin) $(Xmax) $(Xstep) \ | ||
+ | -nRot2Area $(Ymin) $(Ymax) $(Ystep) \ | ||
+ | -nRot3Area $(Zmin) $(Zmax) $(Zstep) \ | ||
+ | </pre> | ||
+ | 探索範囲に関してはすべて予め定数化されています。 | ||
+ | -rangeは、面内回転分を示しています。最初が1度刻み、その後、0.2度、0.02度と変化していきます。 | ||
+ | この部分に時間がかかります。Relion等はフーリエ空間で常に比較しています。この辺りは今後プログラムの修正が必要かも知れません。 | ||
+ | |||
+ | ===== 相関値による選択 ===== | ||
+ | |||
+ | <pre> | ||
+ | .corinfo.3dlist_part: | ||
+ | awk 'BEGIN {cor=0} \ | ||
+ | {if(cor<$$18){cor=$$18; \ | ||
+ | maxRot1=$$3; \ | ||
+ | maxRot2=$$4; \ | ||
+ | maxRot3=$$5;}} \ | ||
+ | END {sub(".corinfo",".fit",FILENAME); \ | ||
+ | printf("%s $(MODE) %f %f %f Cor %f\n", FILENAME\ | ||
+ | , maxRot1\ | ||
+ | , maxRot2\ | ||
+ | , maxRot3\ | ||
+ | , cor)}'\ | ||
+ | $*.corinfo > $*.3dlist_part | ||
+ | |||
+ | .3dlist_part.3dlist: | ||
+ | cat $*.3dlist_part >> $(SOURCE).3dlist | ||
+ | |||
+ | .3dlist.3dorglist: | ||
+ | awk '{print $$7 " " $$1 " " $$2 " " $$3 " " $$4 " " $$5 " " $$6}' \ | ||
+ | $(SOURCE).3dlist | \ | ||
+ | sort -r | \ | ||
+ | awk '{print $$2 " " $$3 " " $$4 " " $$5 " " $$6 " " $$7 " " $$1}' \ | ||
+ | > $(SOURCE).3dorglist | ||
+ | |||
+ | </pre> | ||
+ | |||
+ | この部分で、尤も高い相関値をもつ角度を見出しています。この辺りを尤度などを利用していくこともできます。 | ||
+ | |||
+ | ===== 三次元再構成 ===== | ||
+ | <pre> | ||
+ | |||
+ | .3dorglist.refined3d: | ||
+ | mrc2Dto3D -I $(SOURCE).3dorglist -o $(SOURCE).refined3d \ | ||
+ | -InterpolationMode 2 \ | ||
+ | -CounterThreshold 1e-6 \ | ||
+ | -DoubleCounter $(SOURCE).counter \ | ||
+ | -WeightMode 2 \ | ||
+ | -Double -m 1 | ||
+ | |||
+ | .refined3d.refinedds6: | ||
+ | mrc2map -i $(SOURCE).refined3d -o $(SOURCE).refinedds6 | ||
+ | |||
+ | DispROIs:: | ||
+ | for i in $(ROI) ;\ | ||
+ | do \ | ||
+ | echo $$i ; \ | ||
+ | Display2 -i $$i -Zoom -0.3 -geometry 786x786+0+0 ; \ | ||
+ | done | ||
+ | </pre> | ||
+ | |||
+ | この部分で三次元再構成を行っています。 |
2017年1月8日 (日) 02:47時点における最新版
目次
らせん対称構造のリファインメント
こちらはある学生が作成したらせん対称構造のリファインメントのためのmakefileです。 一般性が少し欠けているので、公開するには書き直した方がよいものですね。それでもmakefileの書き方などの例になるかと思い、解説してみます。
また、他の学生が作成したmakefileについても示してみます。らせん対称をもつ粒子の3次元再構成法2。こちらのほうが一般化できています。
モデルとなる3Dデータがこちらで必要になります。
Makefile
下記に示したものは、アクトミオシンの構造解析の際に使っていたMakefileである。
.SUFFIXES: .roi .roi2 .mrc3d .ds6 \ .pad2 .mrc2d .pad3d .corinfo \ .3dlist_part .3dlist .3dorglist \ .refined3d .refinedds6 include ROI include ROI2 include MRC3D include PAD2 include MRC2D include PAD3D include CORINFO include 3DLIST_PART include 3DLIST include 3DORGLIST include REFINED3D include REFINEDDS6 #Refinement param SOURCE = F-actin# #SOURCE: Reference for refinement ROI_WIDTH = 128 # Parameter for mrc3Dto2D rXmin = 89 rXmax = 91 rXdel = 1 rYmin = 0# #rXmin,rXmax,rXdel: Used in mrc3Dto2D. rYmax = 355# # rXdel is delta of Angle rYdel = 5# # rYmin,rYmax,rYdel are also same #MODE = YOYS# #Euler mode Y-X-Z #MODE = ZOYS# #Euler mode Z-Y-X MODE = XEYS# #Euler mode X-Y-Z: 1st, Filament axis lap over Y-axis, # 2nd, Rotate filament about filament axis # Parameter for mrcImageAutoRotationCorrelation PADWIDTH_FORDATA = 128# # PADHEIGHT_FORDATA = 128# # Xmin = 89 Xmax = 91 Xstep = 3 Ymin = 0 Ymax = 355 Ystep = 72 Zmin = 0 Zmax = 360 Zstep = 1 roi2: $(ROI:.roi=.roi2) pad2: $(ROI2:.roi2=.pad2) mrc2d: $(MRC3D:.mrc3d=.mrc2d) pad3d: $(MRC2D:.mrc2d=.pad3d) corinfo: $(PAD2:.pad2=.corinfo) 3dlist_part:$(CORINFO:.corinfo=.3dlist_part) 3dlist: $(3DLIST_PART:.3dlist_part=.3dlist) 3dorglist: $(3DLIST:.3dlist=.3dorglist) refined3d: $(3DORGLIST:.3dorglist=.refined3d) refinedds6: $(REFINED3D:.refined3d=.refinedds6) FRAGMENTATION:: make roi2; make ROI2; REFINEMENT:: make MRC3D; make ROI; make pad2; make PAD2; make mrc2d; make MRC2D; make corinfo; make CORINFO; make 3dlist_part; make 3DLIST_PART; make 3dlist; make 3DLIST; make 3dorglist; make 3DORGLIST; make refined3d; make REFINED3D; make refinedds6; make REFINEDDS6; ROI:: echo "ROI=\\" > ROI ls -1 *.roi | sed s/roi/roi\\\\/ >> ROI echo "" >> ROI ROI2:: echo "ROI2=\\" > ROI2 ls -1 *.roi2 | sed s/roi2/roi2\\\\/ >> ROI2 echo "" >> ROI2 MRC3D:: echo "MRC3D=\\" > MRC3D ls -1 *.mrc3d | sed s/mrc3d/mrc3d\\\\/ >> MRC3D echo "" >> MRC3D PAD2:: echo "PAD2=\\" > PAD2 ls -1 *.pad2 | sed s/pad2/pad2\\\\/ >> PAD2 echo "" >> PAD2 MRC2D:: echo "MRC2D=\\" > MRC2D ls -1 *.mrc2d | sed s/mrc2d/mrc2d\\\\/ >> MRC2D echo "" >> MRC2D CORINFO:: echo "CORINFO=\\" > CORINFO ls -1 *.corinfo | sed s/corinfo/corinfo\\\\/ >> CORINFO echo "" >> CORINFO 3DLIST_PART:: echo "3DLIST_PART=\\" > 3DLIST_PART ls -1 *.3dlist_part | sed s/3dlist_part/3dlist_part\\\\/ >> 3DLIST_PART echo "" >> 3DLIST_PART 3DLIST:: echo "3DLIST=\\" > 3DLIST ls -1 *.3dlist | sed s/3dlist/3dlist\\\\/ >> 3DLIST echo "" >> 3DLIST 3DORGLIST:: echo "3DORGLIST=\\" > 3DORGLIST ls -1 *.3dorglist | sed s/3dorglist/3dorglist\\\\/ >> 3DORGLIST echo "" >> 3DORGLIST REFINED3D:: echo "REFINED3D=\\" > REFINED3D ls -1 *.refined3d | sed s/refined3d/refined3d\\\\/ >> REFINED3D echo "" >> REFINED3D REFINEDDS6:: echo "REFINEDDS6=\\" > REFINEDDS6 ls -1 *.refinedds6 | sed s/refinedds6/refinedds6\\\\/ >> REFINEDDS6 echo "" >> REFINEDDS6 #Triming of Noize CENTERGET: mrcImageCenterGet -i $(SOURCE).mrc3d -o $(SOURCE).centre3d \ -Nx 60 -Ny 60 #FRAGMENTATION .roi.roi2: ((i=1));\ ((Shift=64));\ ((ty=857));\ ((by=729));\ while((by >= 0));\ do \ echo "i=$$i";\ echo "ty=$$ty by=$$by";\ mrcImageROI -i $*.roi -o $*-$$i.roi2\ -r 0.0 $$by 121.0 $$by 121.0 $$ty 0.0 $$ty -m 2;\ ((i++));\ ((ty-=64));\ ((by-=64));\ done #REFINEMENT .roi2.pad2: mrcImageCenterGet -i $*.roi2 -o $*.roiget mrcImagePad -i $*.roiget -o $*.pad2 \ -W $(PADWIDTH_FORDATA) -H $(PADHEIGHT_FORDATA) \ -m 2 -V 0 .mrc3d.mrc2d: mrc3Dto2D -i $(SOURCE).mrc3d -o $(SOURCE).mrc2d \ -EulerMode $(MODE) -InterpolationMode 0 \ -Rot1 $(rXmin) $(rXmax) $(rXdel) \ -Rot2 $(rYmin) $(rYmax) $(rYdel) \ -Rot3 0 0 5 -m 1 .pad2.corinfo: mrcImageAutoRotationCorrelation -i $*.pad2 -r $(SOURCE).mrc2d \ -O $*.corinfo -fit $*.fit \ -nRot1 $(Xstep) \ -nRot2 $(Ystep) \ -nRot3 $(Zstep) \ -range -5 5 -n 10 -Iter 2 -m 2 # -nRot1Area $(Xmin) $(Xmax) $(Xstep) \ -nRot2Area $(Ymin) $(Ymax) $(Ystep) \ -nRot3Area $(Zmin) $(Zmax) $(Zstep) \ .corinfo.3dlist_part: awk 'BEGIN {cor=0} \ {if(cor<$$18){cor=$$18; \ maxRot1=$$3; \ maxRot2=$$4; \ maxRot3=$$5;}} \ END {sub(".corinfo",".fit",FILENAME); \ printf("%s $(MODE) %f %f %f Cor %f\n", FILENAME\ , maxRot1\ , maxRot2\ , maxRot3\ , cor)}'\ $*.corinfo > $*.3dlist_part .3dlist_part.3dlist: cat $*.3dlist_part >> $(SOURCE).3dlist .3dlist.3dorglist: awk '{print $$7 " " $$1 " " $$2 " " $$3 " " $$4 " " $$5 " " $$6}' \ $(SOURCE).3dlist | \ sort -r | \ awk '{print $$2 " " $$3 " " $$4 " " $$5 " " $$6 " " $$7 " " $$1}' \ > $(SOURCE).3dorglist .3dorglist.refined3d: mrc2Dto3D -I $(SOURCE).3dorglist -o $(SOURCE).refined3d \ -InterpolationMode 2 \ -CounterThreshold 1e-6 \ -DoubleCounter $(SOURCE).counter \ -WeightMode 2 \ -Double -m 1 .refined3d.refinedds6: mrc2map -i $(SOURCE).refined3d -o $(SOURCE).refinedds6 DispROIs:: for i in $(ROI) ;\ do \ echo $$i ; \ Display2 -i $$i -Zoom -0.3 -geometry 786x786+0+0 ; \ done
Mafileの解説
これについて、簡単に解説する。
サフィックスの定義
.SUFFIXES: .roi .roi2 .mrc3d .ds6 \ .pad2 .mrc2d .pad3d .corinfo \ .3dlist_part .3dlist .3dorglist \ .refined3d .refinedds6
ここまでは、サフィックスを定義したものである。切り出した繊維構造のファイル名が.roiであることを前提にしている。 既に粒子化(フラグメンテーションが終わっている場合には、roi2となっていることが前提になる。その際のネーミングに注意が必要である。下記を参照してください。 フラグメンテーションを個々で行った方が検索が楽かもしれない。
ファイルターゲットの定義
include ROI include ROI2 include MRC3D include PAD2 include MRC2D include PAD3D include CORINFO include 3DLIST_PART include 3DLIST include 3DORGLIST include REFINED3D include REFINEDDS6
ここまでは内部で作成されるリストファイルである。 例えば、
$ make ROI2
によりROI2に含まれるファイルリストが内部に含まれる。
設定するべきパラメータ
ここから下に設定するためのパラメータのリストで有り、この部分を別のファイルにしておくことも出来る。
#Refinement param SOURCE = F-actin# #SOURCE: Reference for refinement ROI_WIDTH = 128 # Parameter for mrc3Dto2D rXmin = 89 rXmax = 91 rXdel = 1 rYmin = 0# #rXmin,rXmax,rXdel: Used in mrc3Dto2D. rYmax = 355# # rXdel is delta of Angle rYdel = 5# # rYmin,rYmax,rYdel are also same #MODE = YOYS# #Euler mode Y-X-Z #MODE = ZOYS# #Euler mode Z-Y-X MODE = XEYS# #Euler mode X-Y-Z: 1st, Filament axis lap over Y-axis, # 2nd, Rotate filament about filament axis # Parameter for mrcImageAutoRotationCorrelation PADWIDTH_FORDATA = 128# # PADHEIGHT_FORDATA = 128# # Xmin = 89 Xmax = 91 Xstep = 3 Ymin = 0 Ymax = 355 Ystep = 72 Zmin = 0 Zmax = 360 Zstep = 1
この部分をファイル(Mafile.config)にしておき、
-include Makefile.config
とすることで、読み込むことができる。上記の記述の下でincludeすれば、デフォルト値を書き換えることができる。 -includeはファイルがなくてもエラーにならないので便利です。上述の各includeファイルもそのほうがよいかもしれません。
ターゲットの定義
roi2: $(ROI:.roi=.roi2) pad2: $(ROI2:.roi2=.pad2) mrc2d: $(MRC3D:.mrc3d=.mrc2d) pad3d: $(MRC2D:.mrc2d=.pad3d) corinfo: $(PAD2:.pad2=.corinfo) 3dlist_part:$(CORINFO:.corinfo=.3dlist_part) 3dlist: $(3DLIST_PART:.3dlist_part=.3dlist) 3dorglist: $(3DLIST:.3dlist=.3dorglist) refined3d: $(3DORGLIST:.3dorglist=.refined3d) refinedds6: $(REFINED3D:.refined3d=.refinedds6)
この部分は、ファイルリストをターゲットにしている部分です。
FRAGMENTATION:: make roi2; make ROI2;
下記のコマンドにより繊維構造から切り出される。
$ make FRAGMENTATION
REFINEMENT:: make MRC3D; make ROI; make pad2; make PAD2; make mrc2d; make MRC2D; make corinfo; make CORINFO; make 3dlist_part; make 3DLIST_PART; make 3dlist; make 3DLIST; make 3dorglist; make 3DORGLIST; make refined3d; make REFINED3D; make refinedds6; make REFINEDDS6;
こちらはらせん対称性構造のリファインメントのための内部でのターゲット生成の順序になります。
ターゲットファイルリストの作成
ROI:: echo "ROI=\\" > ROI ls -1 *.roi | sed s/roi/roi\\\\/ >> ROI echo "" >> ROI ROI2:: echo "ROI2=\\" > ROI2 ls -1 *.roi2 | sed s/roi2/roi2\\\\/ >> ROI2 echo "" >> ROI2 MRC3D:: echo "MRC3D=\\" > MRC3D ls -1 *.mrc3d | sed s/mrc3d/mrc3d\\\\/ >> MRC3D echo "" >> MRC3D PAD2:: echo "PAD2=\\" > PAD2 ls -1 *.pad2 | sed s/pad2/pad2\\\\/ >> PAD2 echo "" >> PAD2 MRC2D:: echo "MRC2D=\\" > MRC2D ls -1 *.mrc2d | sed s/mrc2d/mrc2d\\\\/ >> MRC2D echo "" >> MRC2D CORINFO:: echo "CORINFO=\\" > CORINFO ls -1 *.corinfo | sed s/corinfo/corinfo\\\\/ >> CORINFO echo "" >> CORINFO 3DLIST_PART:: echo "3DLIST_PART=\\" > 3DLIST_PART ls -1 *.3dlist_part | sed s/3dlist_part/3dlist_part\\\\/ >> 3DLIST_PART echo "" >> 3DLIST_PART 3DLIST:: echo "3DLIST=\\" > 3DLIST ls -1 *.3dlist | sed s/3dlist/3dlist\\\\/ >> 3DLIST echo "" >> 3DLIST 3DORGLIST:: echo "3DORGLIST=\\" > 3DORGLIST ls -1 *.3dorglist | sed s/3dorglist/3dorglist\\\\/ >> 3DORGLIST echo "" >> 3DORGLIST REFINED3D:: echo "REFINED3D=\\" > REFINED3D ls -1 *.refined3d | sed s/refined3d/refined3d\\\\/ >> REFINED3D echo "" >> REFINED3D REFINEDDS6:: echo "REFINEDDS6=\\" > REFINEDDS6 ls -1 *.refinedds6 | sed s/refinedds6/refinedds6\\\\/ >> REFINEDDS6 echo "" >> REFINEDDS6
ここまでがリストをつくっているところです。基本的には特定のサフィックスをもつファイルリストをmakefile用の変数へと変更しています。
3次元画像の取り扱い
#Triming of Noize CENTERGET: mrcImageCenterGet -i $(SOURCE).mrc3d -o $(SOURCE).centre3d \ -Nx 60 -Ny 60
この部分は、三次元画像の周辺を切り取るための仕掛です。-Nx, -Nyが大きさを示していますが、この部分も変数にした方がよいですね。
断片化
#FRAGMENTATION .roi.roi2: ((i=1));\ ((Shift=64));\ ((ty=857));\ ((by=729));\ while((by >= 0));\ do \ echo "i=$$i";\ echo "ty=$$ty by=$$by";\ mrcImageROI -i $*.roi -o $*-$$i.roi2\ -r 0.0 $$by 121.0 $$by 121.0 $$ty 0.0 $$ty -m 2;\ ((i++));\ ((ty-=64));\ ((by-=64));\ done
この部分で断片化しています。ここも内部に直接数が書かれていますが、修正した方が便利ですね。 ty, byは、切り出すボックスのy方向の位置を示しています。ループ毎に値が変わります。 121.0は、ボックスのx方向の大きさ(フィラメントの太さ方向)
これらはもとの画像に依存する部分になります。
64がty, byのシフト量(Shift変数は定義されているけれど使われていない) tyとbyが最初の切り出し位置を示しています。これも画像に応じて帰るべきですね。
例えば、つぎのような遣り方がありますね。
#FRAGMENTATION #こちらが、どれだけずらすかのpixel単位 YShift=64 #こちらが、繊維方向の長さをしめしたもの YLength=128 .roi.roi2: ((i=1));\ ((ty=`mrcInfo -i $*.roi | awk '/^N / {printf("%d",$$4);}'`));\ ((by=$$ty-$(YLength)));\ while((by >= 0));\ do \ echo "i=$$i";\ echo "ty=$$ty by=$$by";\ mrcImageROI -i $*.roi -o $*-$$i.roi2\ -r 0.0 $$by 121.0 $$by 121.0 $$ty 0.0 $$ty -m 2;\ ((i++));\ ((ty-=$(YShift)));\ ((by-=$(YShift)));\ done
リファインメント
パッド
#REFINEMENT .roi2.pad2: mrcImageCenterGet -i $*.roi2 -o $*.roiget mrcImagePad -i $*.roiget -o $*.pad2 \ -W $(PADWIDTH_FORDATA) -H $(PADHEIGHT_FORDATA) \ -m 2 -V 0
ここで最終的に繊維(単粒子)の前処理を行います。
モデルの作成
SOURCEは予め設定されています。
.mrc3d.mrc2d: mrc3Dto2D -i $(SOURCE).mrc3d -o $(SOURCE).mrc2d \ -EulerMode $(MODE) -InterpolationMode 0 \ -Rot1 $(rXmin) $(rXmax) $(rXdel) \ -Rot2 $(rYmin) $(rYmax) $(rYdel) \ -Rot3 0 0 5 -m 1
角度の決定
.pad2.corinfo: mrcImageAutoRotationCorrelation -i $*.pad2 -r $(SOURCE).mrc2d \ -O $*.corinfo -fit $*.fit \ -nRot1 $(Xstep) \ -nRot2 $(Ystep) \ -nRot3 $(Zstep) \ -range -5 5 -n 10 -Iter 2 -m 2 # -nRot1Area $(Xmin) $(Xmax) $(Xstep) \ -nRot2Area $(Ymin) $(Ymax) $(Ystep) \ -nRot3Area $(Zmin) $(Zmax) $(Zstep) \
探索範囲に関してはすべて予め定数化されています。 -rangeは、面内回転分を示しています。最初が1度刻み、その後、0.2度、0.02度と変化していきます。 この部分に時間がかかります。Relion等はフーリエ空間で常に比較しています。この辺りは今後プログラムの修正が必要かも知れません。
相関値による選択
.corinfo.3dlist_part: awk 'BEGIN {cor=0} \ {if(cor<$$18){cor=$$18; \ maxRot1=$$3; \ maxRot2=$$4; \ maxRot3=$$5;}} \ END {sub(".corinfo",".fit",FILENAME); \ printf("%s $(MODE) %f %f %f Cor %f\n", FILENAME\ , maxRot1\ , maxRot2\ , maxRot3\ , cor)}'\ $*.corinfo > $*.3dlist_part .3dlist_part.3dlist: cat $*.3dlist_part >> $(SOURCE).3dlist .3dlist.3dorglist: awk '{print $$7 " " $$1 " " $$2 " " $$3 " " $$4 " " $$5 " " $$6}' \ $(SOURCE).3dlist | \ sort -r | \ awk '{print $$2 " " $$3 " " $$4 " " $$5 " " $$6 " " $$7 " " $$1}' \ > $(SOURCE).3dorglist
この部分で、尤も高い相関値をもつ角度を見出しています。この辺りを尤度などを利用していくこともできます。
三次元再構成
.3dorglist.refined3d: mrc2Dto3D -I $(SOURCE).3dorglist -o $(SOURCE).refined3d \ -InterpolationMode 2 \ -CounterThreshold 1e-6 \ -DoubleCounter $(SOURCE).counter \ -WeightMode 2 \ -Double -m 1 .refined3d.refinedds6: mrc2map -i $(SOURCE).refined3d -o $(SOURCE).refinedds6 DispROIs:: for i in $(ROI) ;\ do \ echo $$i ; \ Display2 -i $$i -Zoom -0.3 -geometry 786x786+0+0 ; \ done
この部分で三次元再構成を行っています。