Разработанное программное обеспечение предоставляет вычислительный пакет для достижения этой цели. BioAFMviewer компьютерно эмулирует АСМ сканирование любой биомолекулярной структуры для создания графических изображений, которые напоминают результаты экспериментов АСМ. Это делает возможным сравнение всех доступных структурных данных и компьютерных молекулярных фильмов с результатами АСМ.
BioAFMviewer имеет универсальный интерактивный интерфейс с богатой функциональностью. Интегрированное средство трехмерного просмотра визуализирует молекулярную структуру, в то время как синхронизированное вычислительное сканирование с регулируемой геометрией формы наконечника и пространственным разрешением создает соответствующую имитацию графики АСМ. Полученные результаты можно удобно экспортировать в виде изображений или фильмов.
Чтобы продемонстрировать большой потенциал моделирования АСМ-сканирования в поддержке анализа и интерпретации экспериментальных данных, авторы предлагают несколько приложений для высокоскоростных АСМ-наблюдений белков. Например, для связанной с ножницами CRISPR-ассоциированной эндонуклеазы белка 9 (Cas9), связанной с ножницами, моделируемое сканирование позволяет устранить неоднозначность расположения доменов, наблюдаемую на высокоскоростном АСМ-изображении, и уточнить их ориентацию относительно связанной нуклеотидной цепи.
Кроме того, авторы демонстрируют, как BioAFMviewer может преобразовывать молекулярные фильмы белков, полученные, например, из молекулярного моделирования, в соответствующие смоделированные фильмы AFM. Таким образом, моделируемые эксперименты с АСМ возможны, и их можно сравнить с фильмами, записанными в высокоскоростных экспериментах с АСМ, чтобы лучше понять наблюдаемую конформационную динамику с ограниченным разрешением.
BioAFMviewer имеет удобный интерфейс, и для его использования не требуется никаких специальных знаний.
Программное обеспечение уже используется группами АСМ по всему миру, и ожидается, что оно станет стандартной платформой, используемой широким сообществом экспериментаторов Био-АСМ. Помимо этого, он также предоставляет интерфейс для исследователей из области вычислительной биологии и биоинформатики, чтобы способствовать их междисциплинарному сотрудничеству.
Программный пакет BioAFMviewer в настоящее время доступен для операционной системы Windows 10.
Программный проект BioAFMviewer был инициирован Хольгером Флехсигом, доцентом Института нано-наук о жизни при университете Канадзавы, Япония, где проводятся ведущие в мире эксперименты с биологической материей с помощью АСМ.
Первый автор, Ромен Амио, разработал программный пакет и продолжает работать над будущими приложениями. Кроме того, он также проводит высокоскоростные АСМ-эксперименты с белками в качестве постдокторанта в Университете Экс-Марсель, Франция.