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Enregistrement W4415590417 · doi:10.1063/4.0000943

Analytical Differentiable Finite-Resolution Density Map Calculation in CCTBX/Phenix

2025· article· en· W4415590417 sur OpenAlexaff
Pavel V. Afonine, Paul Adams, Alexandre Urzhumtsev

Notice bibliographique

RevueStructural Dynamics · 2025
Typearticle
Langueen
DomaineMaterials Science
ThématiqueElectron and X-Ray Spectroscopy Techniques
Établissements canadiensNickel Institute
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésDifferentiable functionFocus (optics)Fourier transformReciprocal latticeSpace (punctuation)SimplicitySoftwareReciprocal

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Beyond validation, publication, and other analyses, the final stage of structure determination using cryo-EM typically involves atomic model refinement against experimental data. This refinement is most naturally performed in real space - bypassing Fourier space - because all objects at this stage, including models and maps, exist in real space. However, many tools currently used in cryo-EM structure determination originate from and remain anchored to crystallography, which primarily operates in reciprocal (Fourier) space. While Phenix tools specifically designed for cryo-EM during the resolution revolution were tailored to operate in real space - such as phenix.real_space_refine for atomic model refinement against maps, which accounts for 95% of structures deposited in the PDB using cryo-EM - they are still suboptimal in at least two aspects. First, the refinement target for coordinate refinement in phenix.real_space_refine is perhaps the simplest and fastest to compute, as it focuses on fitting atoms to the nearest density peaks without considering the overall shape of the density map. The advantage of this approach is that it enables refinement of very large molecules on relatively modest computing resources (e.g., laptops). However, the drawback is the need for excessive geometric restraints to compensate for the simplicity of this refinement target, which does not account for the shape of the map. The second limitation is that ADP (B-factor) and occupancy refinements still require a bypass through Fourier space, as they rely on spatial integration of density peaks for fitting. Here, we will focus our discussion on implementing resolution-truncated density map calculations in CCTBX and Phenix using accurate, differentiable analytic approximations of density maps. This implementation will enable more accurate real-space refinement in Phenix for all atomic model parameters (coordinates, ADPs, occupancies, etc.), eliminating the need for Fourier space entirely in this process. Additionally, making this approach available in the freely accessible CCTBX framework will provide the broader community with a uniform method for computing finite-resolution density maps and their derivatives with respect to atomic model parameters. This is particularly valuable for machine learning-based model building and refinement approaches, where algorithms for computing differentiable finite-resolution density maps are essential (e.g., qFit, ROCKET).

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,002
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: Méthodes
Score de désaccord entre enseignants0,040
Score d'incertitude au seuil0,134

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,002
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0020,000
Communication savante0,0020,002
Science ouverte0,0030,001
Intégrité de la recherche0,0010,003
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0400,007

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,006
Tête enseignante GPT0,276
Écart entre enseignants0,270 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreMéthodes

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2025
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