晶体学国际权威杂志 Foundations of Crystallography近日在线发表了中国科学院生物物理研究所刘志杰课题组题为A multi-dataset data-collection strategy produces better diffraction data的研究论文。文章报道了生物大分子晶体衍射数据收集的一种新方法，该课题组的研究人员和他们的合作者用理论推演和实验检测均证明，这种被他们命名为MDS(Multi-DataSet)的数据收集方法在相同X-射线照射剂量下获得的衍射数据质量优于使用传统方法得到的数据质量。
晶体的衍射数据含有结晶分子的三维结构信息，它的测定精度直接影响后续的结构解析和最终分子模型的质量和可靠性，是晶体学研究中最为重要的实验数据。该研究结果显示：在相同的实验条件和晶体接收同等X-射线剂量的情况下，多次重复的MDS数据收集方法通过降低数据收集的误差，可有效提高衍射数据的质量。为了在实验上证明MDS方法的有效性，他们提出并发展了一种灵敏而简便的利用胰岛素晶体中硫原子反常散射信号强度检测衍射数据质量的实验方法，被称为“Readiness Test”（系统状态检测）。由于在常规的X-射线波长范围内硫原子的反常散射信号非常微弱，该类晶体对衍射数据收集系统和数据收集方案有着苛刻的要求。他们利用此特性从实验上巧妙地证实了MDS方法比传统数据收集方法的优越性，同时指出“Readiness Test”检测方法具有更为广泛的应用价值，例如快速检测数据收集系统状态、反常散射数据收集策略的优化等。
刘志杰研究员自2006年入选“百人计划”回国后，带领他的研究团队从事结构生物学研究。该团队注重方法学创新，取得了多项研究成果，从2006年成立至今已在Acta A, Nat Struct Mol Biol, PNAS, Cancer Research等SCI学术刊物上发表研究论文32篇。
该项研究成果是与美国佐治亚大学汪必成教授实验室合作完成的。该项研究得到了科技部和基金委国际合作研究基金、中国科学院重要方向性项目、中国科学院技术方法创新研究基金和中国科学院国际合作研究基金的资助。
相关英文论文摘要：
A multi-dataset data-collection strategy produces better diffraction data
A multi-dataset (MDS) data-collection strategy is proposed and analyzed for macromolecular crystal diffraction data acquisition. The theoretical analysis indicated that the MDS strategy can reduce the standard deviation (background noise) of diffraction data compared with the commonly used single-dataset strategy for a fixed X-ray dose. In order to validate the hypothesis experimentally, a data-quality evaluation process, termed a readiness test of the X-ray data-collection system, was developed. The anomalous signals of sulfur atoms in zinc-free insulin crystals were used as the probe to differentiate the quality of data collected using different data-collection strategies. The data-collection results using home-laboratory-based rotating-anode X-ray and synchrotron X-ray systems indicate that the diffraction data collected with the MDS strategy contain more accurate anomalous signals from sulfur atoms than the data collected with a regular data-collection strategy. In addition, the MDS strategy offered more advantages with respect to radiation-damage-sensitive crystals and better usage of rotating-anode as well as synchrotron X-rays.
英文论文链接：https://journals.iucr.org/a/issues/2011/06/00/issconts.html
