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Identifying intermolecular interactions in single-molecule localization microscopy
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OA
AI
DOI：10.1073/pnas.2409426122.png)
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摘要
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分子间相互作用构成了所有细胞功能的基础，但要在单分子水平上可视化这些相互作用仍然具有挑战性。单分子定位显微术（SMLM）提供了一种潜在的解决方案。给定两个假定相互作用伙伴的纳米级分布图，应该能够将分子归类为耦合对或非耦合旁观者。在此，我们开发了一种概率算法，能够准确确定形成耦合对的分子的绝对数量和比例。该算法计算所有可能定位分子对的相互作用概率，选择最可能的相互作用集合，并校正任何虚假共定位。在一系列具有不同密度（高达约55个分子/μm²）和定位精度（1至50 nm）的模拟分子定位图上对本方法进行评估，结果显示正确配对识别的典型误差仅为百分之几。在分子密度约为5至10个分子/μm²和定位精度为20至30 nm（这些是SMLM成像的典型参数）的条件下，召回率约为90%。该算法在模拟和实验中均能有效区分非相互作用和耦合分子。最后，它正确推断出模拟反应-扩散系统中耦合对随时间的变化数量，从而能够确定潜在速率常数。该方法有望实现利用SMLM直接可视化和量化分子间相互作用。
Keyword:
single-molecule
biomolecular interactions
inverse problem
probabilistic model
期刊
P
IF:
9.1
论文数:
10.8W
被引数:
73.5W
机构
引用论文
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