Title (eng)
Reconstruction of projection orientations in cryo-electron microscopy
Parallel title (deu)
Rekonstruktion von Projektionsorientierungen in der Kryo-Elektronenmikroskopie
Author
Denise Schmutz
Advisor
Otmar Scherzer
Assessor
Otmar Scherzer
Abstract (deu)
Kryo-Elektronenmikroskopie, oder kurz Kryo-EM, ist im Gebiet der Strukturbiologie
ein wichtiges Werkzeug um den Aufbau von Makromolekülen zu untersuchen. Ein
in mathematischer Hinsicht interessantes Problem taucht auf, wenn man Kryo-EM
in Kombination mit Einzelpartikelanalyse betrachtet. Andere inverse Probleme aus
dem Feld der bildgebenden Verfahren bestehen in erster Linie darin ein Objekt an-
hand vieler Projektionen in gewissen Richtungen zu rekonstruieren. Im Falle von
Einzelpartikel-Kryo-Elektronenmikroskopie ist nicht nur das Objekt selbst unbekannt, sondern auch die Projektionsrichtungen zufällig. In dieser Arbeit beschäftigen wir uns mit verschiedenen Methoden, um diese unbekannten Projektionsrichtungen zu rekonstruieren, wobei wir insbesondere Wert auf die Frage der Eindeutigkeit dieser Rekonstruktion legen. Außerdem wird ein Überblick über unterschiedliche Techniken, die in der Praxis verwendet werden, gegeben.
Abstract (eng)
In the field of structural biology cryo-electron microscopy, or cryo-EM for short, is a
nowadays popular method for studying the architecture of macromolecules. One sub-discipline of this technique which is particularly interesting from a mathematical point of view is single particle cryo-electron microscopy. Other inverse problems appearing in imaging are concerned with the reconstruction of an object from a set of projections in given directions. In the case of single particle cryo-EM, not only the object itself is unknown, but also the directions from which the projections are taken are completely random. In this thesis different methods for reconstructing the projection directions are presented with particular focus on uniqueness results. Moreover, it aims at giving an overview of some techniques used in practice.
Keywords (eng)
Cryo-Electron MicroscopySingle Particle AnalysisInverse ProblemsX-Ray TransformRadon TransformProjection Orientations
Keywords (deu)
Kryo-ElektronenmikroskopieEinzelpartikelanalyseInverse ProblemeRöntgentransformationRadontranformationProjektionsorientierungen
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
https://phaidra.univie.ac.at/o:1337883
rdau:P60550 (deu)
50 Seiten : Illustrationen, Diagramme
Number of pages
54
Association (deu)
Title (eng)
Reconstruction of projection orientations in cryo-electron microscopy
Parallel title (deu)
Rekonstruktion von Projektionsorientierungen in der Kryo-Elektronenmikroskopie
Author
Denise Schmutz
Abstract (deu)
Kryo-Elektronenmikroskopie, oder kurz Kryo-EM, ist im Gebiet der Strukturbiologie
ein wichtiges Werkzeug um den Aufbau von Makromolekülen zu untersuchen. Ein
in mathematischer Hinsicht interessantes Problem taucht auf, wenn man Kryo-EM
in Kombination mit Einzelpartikelanalyse betrachtet. Andere inverse Probleme aus
dem Feld der bildgebenden Verfahren bestehen in erster Linie darin ein Objekt an-
hand vieler Projektionen in gewissen Richtungen zu rekonstruieren. Im Falle von
Einzelpartikel-Kryo-Elektronenmikroskopie ist nicht nur das Objekt selbst unbekannt, sondern auch die Projektionsrichtungen zufällig. In dieser Arbeit beschäftigen wir uns mit verschiedenen Methoden, um diese unbekannten Projektionsrichtungen zu rekonstruieren, wobei wir insbesondere Wert auf die Frage der Eindeutigkeit dieser Rekonstruktion legen. Außerdem wird ein Überblick über unterschiedliche Techniken, die in der Praxis verwendet werden, gegeben.
Abstract (eng)
In the field of structural biology cryo-electron microscopy, or cryo-EM for short, is a
nowadays popular method for studying the architecture of macromolecules. One sub-discipline of this technique which is particularly interesting from a mathematical point of view is single particle cryo-electron microscopy. Other inverse problems appearing in imaging are concerned with the reconstruction of an object from a set of projections in given directions. In the case of single particle cryo-EM, not only the object itself is unknown, but also the directions from which the projections are taken are completely random. In this thesis different methods for reconstructing the projection directions are presented with particular focus on uniqueness results. Moreover, it aims at giving an overview of some techniques used in practice.
Keywords (eng)
Cryo-Electron MicroscopySingle Particle AnalysisInverse ProblemsX-Ray TransformRadon TransformProjection Orientations
Keywords (deu)
Kryo-ElektronenmikroskopieEinzelpartikelanalyseInverse ProblemeRöntgentransformationRadontranformationProjektionsorientierungen
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
https://phaidra.univie.ac.at/o:1337884
Number of pages
54
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