Three-dimensional electron and X-ray microscopies: image processing challenges

JMCarazo

 

José María Carazo

Group Leader

Contact

 

Research summary

We focus in understanding how the three-dimensional structure of macromolecular machines together with its flexibility is linked with their function. We use three-dimensional electron microscopy (3D EM) to study systems characterized both by its flexibility and its vital role in the cell, such as replicative helicases and the centrosome.

 

Publications

Ljubetič A, Lapenta F, Gradišar H, Drobnak I, Aupič J, Strmšek Ž, Lainšček D, Hafner-Bratkovič I, Majerle A, Krivec N, Benčina M, Pisanski T, Veličković TĆ, Round A, Carazo JM, Melero R, Jerala R. Design of coiled-coil protein-origami cages that self-assemble in vitro and in vivo. Nat Biotechnol. 2017 Nov;35(11):1094-1101.

Koning RI, Gomez-Blanco J, Akopjana I, Vargas J, Kazaks A, Tars K, Carazo JM, Koster AJ. Asymmetric Cryo-Em Reconstruction of Phage Ms2 Reveals Genome Structure in Situ. Nat Commun 2016; 7: 12524

Vargas J, Otón J, Marabini R, Carazo JM, Sorzano CO. Particle alignment reliability in single particle electron cryomicroscopy: a general approach. Sci Rep 2016; 6: 21626

Otón J, Pereiro E, Pérez-Berná AJ, Millach L, Sorzano CO, Marabini R, Carazo JM. Characterization of transfer function, resolution and depth of field of a soft X-ray microscope applied to tomography enhancement by Wiener deconvolution. Biomed Opt Express 2016; 7: 5092-5103

Sorzano CO, Alcorlo M, de la Rosa-Trevín JM, Melero R, Foche I, Zaldívar-Peraza A, del Cano L, Vargas J, Abrishami V, Otón J, Marabini R, Carazo JM. Cryo-EM and the elucidation of new macromolecular structures: Random Conical Tilt revised. Sci Rep 2015; 5: 14290

 

 

figureCarazo2

The 2013-2014 biennium was particularly important for the field of cryogenic electron microscopy (cryo EM). Thanks to key technological developments in instruments and software, it became obvious in 2013 that cryo EM had indeed matured as a technique, such that we can now systematically produce quasi-atomic structural information for a wide range of very challenging macromolecular complexes. The need to re accommodate all image processing workflows to address the new challenges in the field consequently became the target of the group. This goal fitted very well with our focus on methods and software development in our role as the image processing infrastructure providers for Instruct, the structural biology project of the European Strategic Forum for Research Infrastructures.

We have explored new areas of cryo EM image processing within our traditional software suite XMIPP (downloaded in recent years by thousands of researchers from all over the world). We addressed a number of topics central to enhanced microscope performance and optimal image processing, such as accurate, parameter-free optical characterization, automatic analysis of micrographs, or image-ranking procedures, all critical to render cryo EM a high throughput technique for structural biology. With regard to software, we introduced the beta version of our key development, Scipion, a graphic image-processing workflow integrator that assures full tracking of all analytic results, while offering an environment that integrates most of the best known software packages in the field.

With respect to X-microscopy, using the X-ray microscope at the Spanish synchrotron ALBA, we produced the first detailed optical characterization with this type of instrument, while advancing in automation and image processing capabilities.

 

 grupoCarazoRed

 

Name
Position
Contact
José M. Carazo Principal investigator
Carlos Oscar Sorzano Sánchez Principal investigator
Joan Segura Mora Postdoctoral scientist
Roberto Melero del Rio Postdoctoral scientist
Marta Martinez Postdoctoral scientist
Tomas Majtner Postdoctoral scientist
Amaya Jiménez Postdoctoral scientist
Erney Ramirez Aportela Postdoctoral scientist
David Maluenda Postdoctoral scientist
Peter Horvath Postdoctoral scientist
Ruben Sanchez García Predoctoral scientist
Jose Luis Vilas Predoctoral scientist
Javier Mota Predoctoral scientist
David Strelak Predoctoral scientist
Pablo Conesa Mingo Technician
Blanca E. Benítez Technician
Laura del Caño Technician


ComFuturo Vertical

La Fundación General CSIC, financia a través del Programa ComFuturo el contrato del investigador Javier Vargas Balbuena para la realización del proyecto "Procesamiento de imagen en criomicroscopía electrónica con impacto en la industria farmacéutica".

¡Atención! Este sitio usa cookies y tecnologías similares.

Si continua navegando o no cambia su configuración, consideramos que acepta su uso. Saber más

Acepto

POLÍTICA DE COOKIES

Una cookie es un archivo de texto que se almacena en el ordenador o dispositivo móvil mediante un servidor Web y tan solo ese servidor será capaz de recuperar o leer el contenido de la cookie y permiten al Sitio Web recordar preferencias de navegación y navegar de manera eficiente. Las cookies hacen la interacción entre el usuario y el sitio Web más rápida y fácil.

Información general

Está página Web utiliza cookies. Las cookies son pequeños archivos de texto generados por las páginas web que usted visita, las cuales contienen los datos de sesión que pueden ser de utilidad posteriormente en la página web. De esta forma esta Web recuerda información sobre su visita, lo que puede facilitar su próxima visita y hacer que el sitio Web le resulte más útil.

¿Cómo funcionan las cookies?

Las cookies sólo pueden almacenar texto, por lo general siempre es anónimo y cifrado. No se almacenarán información personal alguna en una cookie, ni pueden asociarse a persona identificada o identificable.

Los datos permiten que esta Web pueda mantener su información entre las páginas, y también para analizar la forma de interactuar con el sitio Web. Las cookies son seguras ya que sólo pueden almacenar la información que se puso en su lugar por el navegador, lo que es información que el usuario ha introducido en el navegador o la que se incluye en la solicitud de página. No puede ejecutar el código y no se puede utilizar para acceder a su ordenador. Si una página web cifra la información de la cookie, sólo la página web puede leer la información.

¿Qué tipos de cookies utilizamos?

Las cookies que utiliza esta página Web se pueden distinguir según los siguientes criterios:

1. Tipos de cookies según la entidad que las gestiona:

Según quien sea la entidad que gestione el equipo o dominio desde donde se envían las cookies y trate los datos que se obtengan, podemos distinguir:

- Cookies propias: son aquellas que se envían al equipo terminal del usuario desde un equipo o dominio gestionado por el propio editor y desde el que se presta el servicio solicitado por el usuario.

- Cookies de terceros: son aquellas que se envían al equipo terminal del usuario desde un equipo o dominio que no es gestionado por el editor, sino por otra entidad que trata los datos obtenidos través de las cookies.

En el caso de que las cookies sean instaladas desde un equipo o dominio gestionado por el propio editor pero la información que se recoja mediante éstas sea gestionada por un tercero, no pueden ser consideradas como cookies propias.

2. Tipos de cookies según el plazo de tiempo que permanecen activadas:

Según el plazo de tiempo que permanecen activadas en el equipo terminal podemos distinguir:

- Cookies de sesión: son un tipo de cookies diseñadas para recabar y almacenar datos mientras el usuario accede a una página web. Se suelen emplear para almacenar información que solo interesa conservar para la prestación del servicio solicitado por el usuario en una sola ocasión (p.e. una lista de productos adquiridos).

- Cookies persistentes: son un tipo de cookies en el que los datos siguen almacenados en el terminal y pueden ser accedidos y tratados durante un periodo definido por el responsable de la cookie, y que puede ir de unos minutos a varios años.

3. Tipos de cookies según su finalidad:

Según la finalidad para la que se traten los datos obtenidos a través de las cookies, podemos distinguir entre:

- Cookies técnicas: son aquellas que permiten al usuario la navegación a través de una página web, plataforma o aplicación y la utilización de las diferentes opciones o servicios que en ella existan como, por ejemplo, controlar el tráfico y la comunicación de datos, identificar la sesión, acceder a partes de acceso restringido, recordar los elementos que integran un pedido, realizar el proceso de compra de un pedido, realizar la solicitud de inscripción o participación en un evento, utilizar elementos de seguridad durante la navegación, almacenar contenidos para la difusión de vídeos o sonido o compartir contenidos a través de redes sociales.

- Cookies de personalización: son aquellas que permiten al usuario acceder al servicio con algunas características de carácter general predefinidas en función de una serie de criterios en el terminal del usuario como por ejemplo serian el idioma, el tipo de navegador a través del cual accede al servicio, la configuración regional desde donde accede al servicio, etc.

- Cookies de análisis: son aquellas que permiten al responsable de las mismas, el seguimiento y análisis del comportamiento de los usuarios de los sitios web a los que están vinculadas. La información recogida mediante este tipo de cookies se utiliza en la medición de la actividad de los sitios web, aplicación o plataforma y para la elaboración de perfiles de navegación de los usuarios de dichos sitios, aplicaciones y plataformas, con el fin de introducir mejoras en función del análisis de los datos de uso que hacen los usuarios del servicio.

Herramienta de gestión de las cookies

Está página Web utiliza Google Analytics.

Google Analytics es una herramienta gratuita de análisis web de Google que principalmente permite que los propietarios de sitios web conozcan cómo interactúan los usuarios con su sitio web. Asimismo, habilita cookies en el dominio del sitio en el que te encuentras y utiliza un conjunto de cookies denominadas "__utma" y "__utmz" para recopilar información de forma anónima y elaborar informes de tendencias de sitios web sin identificar a usuarios individuales.

Para realizar las estadísticas de uso de esta Web utilizamos las cookies con la finalidad de conocer el nivel de recurrencia de nuestros visitantes y los contenidos que resultan más interesantes. De esta manera podemos concentrar nuestros esfuerzos en mejorar las áreas más visitadas y hacer que el usuario encuentre más fácilmente lo que busca. En esta Web puede utilizarse la información de su visita para realizar evaluaciones y cálculos estadísticos sobre datos anónimos, así como para garantizar la continuidad del servicio o para realizar mejoras en sus sitios Web. Para más detalles, consulte en el siguiente enlace la política de privacidad [http://www.google.com/intl/es/policies/privacy/]

Cómo gestionar las cookies en su equipo: la desactivación y eliminación de las cookies

Todos los navegadores de Internet le permiten limitar el comportamiento de una cookie o desactivar las cookies dentro de la configuración o las opciones del navegador. Los pasos para hacerlo son diferentes para cada navegador, se pueden encontrar instrucciones en el menú de ayuda de su navegador.

Si no acepta el uso de las cookies, ya que es posible gracias a los menús de preferencias o ajustes de su navegador, rechazarlas, este sitio Web seguirá funcionando adecuadamente sin el uso de las mismas.

Puede usted permitir, bloquear o eliminar las cookies instaladas en su equipo mediante la configuración de las opciones del navegador instalado en su ordenador:

- Para más información sobre Internet Explorer pulse aquí.
- Para más información sobre Chrome pulse aquí.
- Para más información sobre Safari pulse aquí.
- Para más información sobre Firefox pulse aquí.

A través de su navegador, usted también puede ver las cookies que están en su ordenador, y borrarlas según crea conveniente. Las cookies son archivos de texto, los puede abrir y leer el contenido. Los datos dentro de ellos casi siempre están cifrados con una clave numérica que corresponde a una sesión en Internet por lo que muchas veces no tienen sentido más allá que la página web que los escribió.

Consentimiento informado

La utilización de la presente página Web por su parte, implica que Vd. presta su consentimiento expreso e inequívoco a la utilización de cookies, en los términos y condiciones previstos en esta Política de Cookies, sin perjuicio de las medidas de desactivación y eliminación de las cookies que Vd. pueda adoptar, y que se mencionan en el apartado anterior.