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J-GLOBAL ID：201302250846997742   整理番号：13A1931612

高分解能単生体分子イメージングのための計算機「京」を使ったコヒーレント X線回折パターンの高速分類

High-speed classification of coheret X-ray diffraction patterns on the K computer for high-resolution single biomolecule imaging

著者 (20件)： TOKUHISA Atsushi (RIKEN, Hyogo, JPN) ,  ARAI Junya (Univ. Tokyo, Tokyo, JPN) ,  JOTI Yasumasa (JASRI, Hyogo, JPN) ,  OHNO Yoshiyuki (RIKEN, Hyogo, JPN) ,  KAMEYAMA Toyohisa (RIKEN, Hyogo, JPN) ,  YAMAMOTO Keiji (RIKEN, Hyogo, JPN) ,  HATANAKA Masayuki (RIKEN, Hyogo, JPN) ,  GEROFI Balazs (RIKEN, Hyogo, JPN) ,  SHIMADA Akio (RIKEN, Hyogo, JPN) ,  KUROKAWA Motoyoshi (RIKEN, Hyogo, JPN) ,  SHOJI Fumiyoshi (RIKEN, Hyogo, JPN) ,  OKADA Kensuke (RIKEN, Hyogo, JPN) ,  SUGIMOTO Takashi (JASRI, Hyogo, JPN) ,  YAMAGA Mitsuhiro (RIKEN, Hyogo, JPN) ,  TANAKA Ryotaro (RIKEN, Hyogo, JPN) ,  YOKOKAWA Mitsuo (RIKEN, Hyogo, JPN) ,  HORI Atsushi (RIKEN, Hyogo, JPN) ,  ISHIKAWA Yutaka (Univ. Tokyo, Tokyo, JPN) ,  HATSUI Takaki (RIKEN, Hyogo, JPN) ,  GO Nobuhiro (Japan Atomic Energy Agency, Kyoto, JPN)
資料名： Journal of Synchrotron Radiation  (Journal of Synchrotron Radiation)
巻： 20  号： 6  ページ： 899-904  発行年： 2013年11月 
JST資料番号： W0763A  ISSN： 0909-0495  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： X線自由電子レーザー(XFEL)からは,数フェムト秒の非常に短い強烈なパルスX線が放射される。この種の光源を用いると,非結晶生体分子試料に関する単粒子コヒーレントX線回折像が得られる可能性がある。強烈なXFELを用いても,単一粒子による回折像は非常に弱いので,回折パターンは多くの雑音の中に埋まっている。10年前に,Huldt等によって,このような雑音に埋まった回折パターンの信号対雑音比を改善し,3次元の結晶構造を解析するための技法が提案された。このような解析法では,計算機を使った長い計算時間を要するので,膨大な計算機費用を必要とする。本稿では,計算機費用を低減するために,高分解能単生体分子イメージングの取得を目指した,計算機「京」に基づくコヒーレント X線回折パターンの高速分類について報告する。先ず,1対の2次元回折パターンの類似性を自動的に検出するためのアルゴリズムについて解説する。10⁶個全てのデータ対に関する類似性を計算する煩わしさを避けるために,代表的な全ての対を分類する方式を採用する。更に,分類プログラムの並列化手法について説明する。XFEL施設の「SACLA」では,実験の過程において,実験パラメータを最適化するために,分類されたデータをフィードバックさせて,最良の回折パターンをリアルタイムで収集できるように工夫する。結果として,1×10⁶個の回折像を,255個の別々の1時間ジョブに分けることによって,迅速に分類処理が可能となることが分かった。

シソーラス用語： *X線レーザ ,  自由電子レーザ ,  X線 ,  電磁パルス ,  *X線回折 ,  粒子 ,  *結晶構造解析 ,  *画像分析 ,  並列化 ,  *高速化 ,  分類 ,  フィードバック ,  SN比 ,  X線自由電子レーザ ,  *分子イメージング
準シソーラス用語： パルスX線 ,  *コヒーレントX線 ,  単一粒子 ,  *生体分子イメージング

分類 (1件)： X線回折法  (BK01020I)

タイトルに関連する用語 (6件)： 高分解能 ,  生体分子イメージング ,  計算機 ,  コヒーレント ,  X線回折パターン ,  分類