基于单粒子追踪推断生物分子凝聚体内部势能差异的方法框架

《Biophysical Journal》：A Single-Particle Tracking Framework for Quantifying Intracellular Partition Free Energies

　　

摘要

生物分子凝聚体是一种无膜细胞器，能够在局部空间位点富集特定分子。一个核心挑战在于确定单个凝聚体的物理参数，因为其尺寸通常低于常规显微镜的衍射极限。单粒子追踪克服了这一局限，但从轨迹集合中提取物理可观测量的稳健方法仍然稀缺。在此，我们提出了一种框架，用于推断凝聚体内部分子与周围环境中分子之间的势能差异。我们引入了一种校正方法，以考虑采集过程中凝聚体的运动，从而即使在稀疏数据条件下也能实现可靠的密度估计。在经计算机模拟数据验证后，我们将该方法应用于5组实验数据集，这些蛋白质参与DNA修复过程，并根据焦点的液相特性对其进行区分。