著名的可视图像自动评分算法：结晶结果机器识别(MARCO)

关于 ROCK MAKER®

ROCK MAKER是一款功能强大且易于使用的软件程序，可管理从实验设计包括自动图像调度到液体分配、图像查看和评分以及数据分析的整个蛋白质结晶过程。该软件与成像仪和液体处理机无缝集成，以提供完整的自动化解决方案。

困难与挑战

在过去的十年中，使用自动化和专业软件进行蛋白质结晶已成为学术和工业领域中的普遍做法。结晶自动化和软件方面的进步允许更高的实验通量，增加了确定结构的数量和速率。借助自动化成像系统，研究人员现在可以运行更多实验并制定计划以捕获蛋白质液滴的图像，以了解这些条件随时间的变化情况。此过程的一个瓶颈是手动对这些蛋白质液滴图像进行评分，非常耗时且乏味。

图 1. 自动化套件与ROCK Maker 的无缝集成

MARCO

随着RMv3.15的发布，我们引入了结晶结果机器识别(MARCO)，这是一种著名的可见图像自动评分算法。MARCO以几乎94%的准确率确定可见光路径图像是否包含晶体，从而节省时间并消除对图像评分的猜测。任何由ROCK IMAGER收集的图像将自动被MARCO评分为一个特定图像中存在晶体的概率(0-1之 间)。MARCO是谷歌的几位员工与来自世界各地的多个实验室合作开发的，包括葛兰素史克(美国)、HWI( 美国)、CSIRO(澳大利亚)和百时美施贵宝(美国)。

图2. MARCO筛选条件设计，图像收集，自动评分

MARCO改进计划

与任何机器的学习程序一样，MARCO可以提高其在确定蛋白质液滴图像中晶体存在方面的准确性。在 FORMULATRIX这里，我们正在与来自世界各地的志愿者实验室合作，通过使用直接构建到ROCK MAKER 中的图像提交项目来帮助训练MARCO。为了帮助每个人提高使用MARCO的准确性，用户只需单击一个按钮即可提交他们用于此机器学习培训的拖放图像。

除了可见光下自动评分，FORMULATRIX还改进了机器学习算法，以对来自其他光源的图像进行评分，例如紫外线和二次谐波生成（在SONICC中使用）。随着训练图像数量的增加，所有这些类型图像的评分准确性也会增加。