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Allen Integrated Cell在线发布

2019-04-19 11:01:31 • 来源：

艾伦细胞科学研究所(Allen Institute for Cell Science)今天发布了第一个预测性和全面的人体细胞三维模型，即Allen Integrated Cell。通过允许世界各地的研究人员同时在活细胞内看到许多结构，艾伦综合细胞为理解细胞和研究人类疾病模型提供了基线。

Allen Integrated Cell在线发布

“这是一种了解内部活细胞的新方法，”艾伦细胞科学研究所执行主任Rick Horwitz博士说。“这就像是第一次看到整个细胞。未来，这将影响药物发现，疾病研究以及我们如何构建涉及人体细胞的基础研究。”

“几乎每个生物学家都有整个细胞的心理模型，这些细胞在他们的职业生涯中拼凑在一起，提供来自数十种不同类型数据的信息，”动画细胞主任格雷厄姆约翰逊博士说。“艾伦综合细胞提供了一种新选择，其中整个活细胞的三维可视化与分析工具相连，以允许更直接的数据驱动探索和假设生成。”

Allen Integrated Cell总结了大量的人类活细胞，由艾伦研究所的科学家编辑，用于整合荧光蛋白标签。这些标签照亮细胞内部的特定结构，例如细胞核和线粒体。科学家拍摄了成千上万的这些发光细胞，并用人工智能研究它们。

首先，研究人员开发了一种计算机算法，研究质膜的形状，细胞核和其他荧光标记的细胞结构，以了解它们的空间关系。这项训练中出现了一个强大的概率模型，它可以根据质膜和细胞核的形状准确预测任何细胞中结构最可能的形状和位置。

其次，研究人员拍摄了相同荧光标记细胞的图像，并应用了不同的机器学习算法。该算法使用从荧光标记细胞中学到的内容，在没有荧光标记的细胞中找到细胞结构。这种无标记模型可用于相对容易收集的明场显微镜图像，以同时高精度地显示细胞内许多结构的整合。并排观察，由无标记方法产生的图像看起来几乎与荧光标记的细胞照片相同。

“荧光显微镜对细胞来说是昂贵且有毒的;当你标记多个结构时，荧光显微镜就越来越多，”模特主任Molly Maleckar博士说。“我们的方法使科学家能够以降低明场显微镜成本的方式观察细胞并进行实验，具有荧光显微镜的结构识别能力 - 并且没有毒性作用。它确实是两个世界中最好的。”

“直到现在，我们能够看到人体细胞内部发生的变化的能力非常有限，”加州理工学院生物学，生物工程和应用物理学教授Michael Elowitz博士说。“以前，我们只能看到我们刻意贴上的蛋白质。但Allen Integrated Cell就像最终的免费午餐。我们可以品尝到许多不同蛋白质和细胞器的”自助餐“，而不必标记任何东西。开辟了一种全新的，更强大的细胞生物学方法。这是一个完全改变游戏规则的方法。“

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