深度學習可以預測細胞外觀，幫助發(fā)現(xiàn)病變過程

沒有兩個干細胞是相同的，即使它們來源于同一個遺傳克隆。如此驚人的多樣性，在今天公開的一個巨大的3D干細胞圖像在線目錄中被揭示。這些圖像源自經(jīng)基因編輯工具CRISPR改變的細胞系，通過深度學習分析而生成。不久的將來，該網(wǎng)站將允許研究人員預測可能預示癌癥和其他疾病的細胞布局的變化。

這個名為Allen CellExplore（http://www.allencell.org/）的網(wǎng)站，由位于華盛頓西雅圖的艾倫細胞科學研究所（AllenInstitute for Cell Science）建立，包含了超過6000張誘導性多能干細胞（iPS）的圖片，這些細胞的特定基因由于使用了熒光標記物而發(fā)光。

有不少的組織正試圖在DNA，RNA和蛋白質水平上闡釋單細胞的獨特性，AllenCell Explorer無疑是它們的有力補充。艾倫細胞科學研究所所長雷克·霍維茨（Rick Horwitz）表示，這些圖片可能通過揭示細胞結構的意想不到的方面來加速干細胞研究，推動癌癥研究和藥物開發(fā)方面的進展?！叭绻阒浪星騿T的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，但從來沒有看過比賽，那么你無法預測足球比賽的結果。”

深入皮膚細胞內部

該項目大約一年前開始，Horwitz和他的團隊先將成年皮膚細胞重新編程成胚胎樣、未分化狀態(tài)，然后使用CRISPR-Cas9在基因中插入標簽，使細胞內的結構發(fā)光。這些基因包括肌動蛋白絲的編碼基因，（肌動蛋白絲是一種細胞骨架蛋白，譯注），它們有助于細胞移動并保持其形狀。很快可以清楚地看到，來自同一親本細胞的所有細胞，在其布局，形狀和組分的數(shù)量（例如線粒體和肌動蛋白纖維）方面各不相同。