美國艾倫細(xì)胞科學(xué)研究所歷時一年，制作出來自同一母細(xì)胞的不同干細(xì)胞3D圖片集，并在5日以“艾倫干細(xì)胞瀏覽器”的名義正式在線發(fā)布。這些可公開獲取的圖片集將幫助研究人員預(yù)測與癌癥和其他疾病有關(guān)的細(xì)胞結(jié)構(gòu)變化，加速干細(xì)胞、癌癥及藥物開發(fā)的研究進(jìn)程。

艾倫干細(xì)胞瀏覽器借助深度學(xué)習(xí)分析算法和基因編輯工具CRISPR-Cas9制成，包含6000多張誘導(dǎo)多能干細(xì)胞圖片，每張圖片內(nèi)DNA、細(xì)胞膜和線粒體等重要結(jié)構(gòu)都用不同顏色標(biāo)記。

據(jù)《自然》雜志網(wǎng)站報道，一年前，艾倫細(xì)胞科學(xué)研究所主任瑞克·哈維茲帶領(lǐng)團(tuán)隊，利用成人皮膚細(xì)胞重編程獲得未分化狀態(tài)的胚胎多能干細(xì)胞，并用基因編輯工具CRISPR-Cas9引入熒光標(biāo)記物，讓那些能編碼負(fù)責(zé)細(xì)胞移動和維持細(xì)胞形狀的肌動蛋白基因發(fā)出特定熒光。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這些來自同一皮膚細(xì)胞的干細(xì)胞，其內(nèi)線粒體和肌動蛋白纖維等重要組成部分的位置、形狀和數(shù)量等完全不同。

研究團(tuán)隊內(nèi)的計算機科學(xué)家利用深度學(xué)習(xí)程序?qū)?shù)千張圖片進(jìn)行了分析，找到了不同細(xì)胞結(jié)構(gòu)之間的相互關(guān)聯(lián)。深度學(xué)習(xí)程序能夠通過一兩點線索推測出細(xì)胞的結(jié)構(gòu)信息，并將這些信息與真實細(xì)胞信息進(jìn)行比較，不斷學(xué)習(xí)進(jìn)步，從而演變成準(zhǔn)確預(yù)測與疾病有關(guān)基因變異的3D交互工具。

參與人類細(xì)胞圖譜（HCA）研究的博德研究所計算機生物學(xué)家阿維·雷格夫認(rèn)為，艾倫干細(xì)胞瀏覽器填補了細(xì)胞研究的空白，為研究人員認(rèn)識同源干細(xì)胞的結(jié)構(gòu)差異提供了一種全新工具。哈維茲團(tuán)隊會在接下來幾個月時間里，繼續(xù)對這一圖片集進(jìn)行補充，包括處在不同分裂階段的干細(xì)胞，以及分化成心臟和腎臟細(xì)胞等細(xì)胞類型，以進(jìn)一步完善該瀏覽器。（記者 聶翠蓉）