Белок под электронным микроскопом выглядит как серия размытых теней — сотни тысяч снимков одной и той же молекулы, но под разными углами и с сильным шумом. Раньше из этих теней сначала собирали объёмную «дымку» — карту того, как распределён электрический заряд внутри белка. И только потом, глядя на эту дымку, как скульптор на глыбу мрамора, вырезали атомную модель.
Новый подход делает иначе. Он берёт готовый шаблон белковой цепочки — как проволочный каркас — и начинает его гнуть, крутить и сдвигать, пока тени от этого каркаса не совпадут с настоящими снимками. Никакой промежуточной дымки. Белок сравнивают со снимками напрямую, как если бы проверяли форму ключа, вставляя его в замок, а не рисуя замок по отпечатку.
Чтобы каркас гнулся правдоподобно, его движения ограничивают правилами, которые не дают белку «сломаться». Это как шарнирная кукла: руки и ноги поворачиваются только в суставах. На искусственных данных метод восстановил и одиночные цепочки, и сложные белки из нескольких цепей, уловив даже переходы между разными формами.
В итоге путь от размытых теней до чёткой модели стал короче на один шаг. А чем короче путь, тем меньше ошибок накапливается по дороге.
В одном эксперименте криоэлектронной микроскопии молекулы белка замораживают так быстро, что вода вокруг них не успевает стать льдом, а превращается в стекло.