J 2020

FlexAlign: An Accurate and Fast Algorithm for Movie Alignment in Cryo-Electron Microscopy

STŘELÁK, David, Jiří FILIPOVIČ, Amaya JIMÉNEZ-MORENO, Jose María CARAZO, Carlos Óscar SÁNCHEZ SORZANO et. al.

Základní údaje

Originální název

FlexAlign: An Accurate and Fast Algorithm for Movie Alignment in Cryo-Electron Microscopy

Autoři

STŘELÁK, David (203 Česká republika, garant, domácí), Jiří FILIPOVIČ (203 Česká republika, domácí), Amaya JIMÉNEZ-MORENO, Jose María CARAZO a Carlos Óscar SÁNCHEZ SORZANO

Vydání

Electronics, Switzerland, MDPI, 2020, 2079-9292

Další údaje

Jazyk

angličtina

Typ výsledku

Článek v odborném periodiku

Obor

10201 Computer sciences, information science, bioinformatics

Stát vydavatele

Švýcarsko

Utajení

není předmětem státního či obchodního tajemství

Odkazy

Impakt faktor

Impact factor: 2.397

Kód RIV

RIV/00216224:14610/20:00116269

Organizační jednotka

Ústav výpočetní techniky

UT WoS

000551113800001

Klíčová slova anglicky

cryo-em; movie alignment; acceleration; gpu; flexalign; cuda; autotuning; cufft; cufftadvisor

Štítky

Příznaky

Mezinárodní význam, Recenzováno
Změněno: 13. 11. 2020 12:14, RNDr. David Střelák, Ph.D.

Anotace

V originále

Cryogenic Electron Microscopy (Cryo-EM) has been established as one of the key players in Structural Biology. It can reconstruct a 3D model of the sample at the near-atomic resolution, which led to a Method of the year award by Nature, and the Nobel Prize in 2017. With the growing number of facilities, faster microscopes, and new imaging techniques, new algorithms are needed to process the so-called movies data produced by the microscopes in real-time, while preserving a high resolution and maximum of additional information. In this article, we present a new algorithm used for movie alignment, called FlexAlign. FlexAlign is able to correctly compensate for the shift produced during the movie acquisition on-the-fly, using the current generation of hardware. The algorithm performs a global and elastic local registration of the movie frames using Cross-Correlation and B-spline interpolation for high precision. We show that our execution time is compatible with real-time correction and that we preserve the high-resolution information up to high frequency.

Návaznosti

EF16_013/0001802, projekt VaV
Název: CERIT Scientific Cloud
MUNI/A/1050/2019, interní kód MU
Název: Rozsáhlé výpočetní systémy: modely, aplikace a verifikace IX (Akronym: SV-FI MAV IX)
Investor: Masarykova univerzita, Rozsáhlé výpočetní systémy: modely, aplikace a verifikace IX, DO R. 2020_Kategorie A - Specifický výzkum - Studentské výzkumné projekty
MUNI/A/1076/2019, interní kód MU
Název: Zapojení studentů Fakulty informatiky do mezinárodní vědecké komunity 20 (Akronym: SKOMU)
Investor: Masarykova univerzita, Zapojení studentů Fakulty informatiky do mezinárodní vědecké komunity 20, DO R. 2020_Kategorie A - Specifický výzkum - Studentské výzkumné projekty