吕袭明1)2) 李辉1)† 尤菁1)2) 李伟1) 王鹏业1)2) 李明1)2) 奚绪光窦硕星

1)(中国科学院物理研究所,软物质物理重点实验室,北京凝聚态物理国家实验室,北京 100190)

2)(中国科学院大学物理科学学院,北京 100049)

3)(西北农林科技大学生命科学院,杨凌712100)

单分子荧光共振能量转移数据处理的优化算法∗

吕袭明1)2) 李辉1)† 尤菁1)2) 李伟1) 王鹏业1)2) 李明1)2) 奚绪光3)窦硕星1)2)‡

1)(中国科学院物理研究所,软物质物理重点实验室,北京凝聚态物理国家实验室,北京 100190)

2)(中国科学院大学物理科学学院,北京 100049)

3)(西北农林科技大学生命科学院,杨凌712100)

(2016年12月8日收到;2017年3月14日收到修改稿)

单分子荧光共振能量转移(smFRET)技术是当今单分子生物物理研究领域的重要实验手段,该技术通过测量供体、受体荧光光强以及二者间的共振能量转移效率,揭示标记位点间的距离,用于研究DNA、蛋白质等生物大分子的构象变化.然而,当前传统数据处理方法大量依赖人工干预,噪音大,严重影响了实验效率和数据的可靠性.本文提出了一种针对smFRET数据的自动分析算法.该算法主要包括三个部分:基于计算供体与受体荧光光强的相关系数来确定受体与供体对应荧光点的自动匹配算法、甄别错误点的筛选算法以及基于隐马尔可夫模型的全局拟合算法.经改进后的算法大大简化了传统算法中需要人工干预的步骤,而且自动筛除了实验数据中主要的几类噪音.将改进的算法应用于人类端粒重复序列G-四联体(G4)DNA折叠动力学的数据分……