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NAKANO Miki
Institute for Promotion of Higher Education / College of Liberal Arts and Sciences
Assistant Professor

Researcher basic information

■ Research Keyword
  • 機械学習
  • image analysis
  • XFEL
  • structural biology
■ Research Areas
  • Natural sciences / Bio-, chemical, and soft-matter physics
  • Life sciences / Structural biochemistry / X-ray free electron laser
■ Committee History
  • 神戸大学理学部同窓会, 理事

Research activity information

■ Paper
■ MISC
■ Books And Other Publications
  • 新しい高校物理の教科書
    山本, 明利, 左巻, 健男
    Joint work, 第5章 波うつ世界, 講談社, Feb. 2006, Japanese, ISBN: 4062575094

■ Affiliated Academic Society
  • 日本蛋白質科学会

  • The Biophysics Society (US)

  • 日本放射光学会

  • 生物物理学会

■ Research Themes
  • XFEL単粒子回折画像処理と三次元生体分子構造の復元
    中野 美紀
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業 若手研究, 若手研究, 国立研究開発法人理化学研究所, 01 Apr. 2018 - 31 Mar. 2022
    X線自由電子レーザー(XFEL)による単粒子立体構造解析は、膜タンパク質や巨大複合体など、結晶化が難しい生体分子や生体組織を自然に近い状態で観察できる新しい構造生物学的手法である。 実空間で高い解像度を持つ分子構造を復元するためには、十分な回折強度を持つ回折画像が必要である。しかしXFELの強いビームを用いても、単粒子の生体分子から得られる回折強度は極めて弱く、回折画像のS/N比は極めて小さい。通常、S/N比を高めるため、実験で得られた回折像は、解析の前にbinningやcroppingなどの前処理が行われる。しかし、検出器上で複数のピクセルをまとめるbinning は、波数空間内での解像度を粗くすることに相当し、まとめられたピクセル内の詳細情報が失われることになる。また、二次元回折像を三次元回折強度分布に組み立てる際には、波数空間内での回折強度を補間する必要があるが、binningによる解像度の変化は、この補間パラメーターの調整も必要とする。 我々は、シミュレーションにより作成したリボソームの二次元回折像から三次元回折強度分布を組み立てるための最適なパラメーターセットの調査を行った。その結果、位相回復法によって復元された分子構造の解像度は、補間パラメーターには敏感であるが、binning ステップサイズによる影響は小さいことが判明した。波数空間内での三次元回折強度分布構築に最適なパラメーターセットを使用すると、binningステップサイズは線形オーバーサンプリング比4に相当するサイズで十分であることを示した。

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