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        人工智能有助于自動監(jiān)測細(xì)胞中的單個分子
        
			
        
				2019-03-16 10:42:05
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        為了理解分子在細(xì)胞中起作用的機(jī)制，或藥物對細(xì)胞的作用，理想的是能夠跟蹤單個分子，包括它們位于細(xì)胞中的位置以及當(dāng)細(xì)胞條件發(fā)生變化時它們經(jīng)歷的修飾。然而，現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)證明這是困難的，特別是考慮到執(zhí)行這種監(jiān)測所需的時間量。
        

        人工智能有助于自動監(jiān)測細(xì)胞中的單個分子
        

        大阪大學(xué)的一個研究小組與RIKEN合作開發(fā)了一種系統(tǒng)，可以通過自動搜索，聚焦，成像和跟蹤活細(xì)胞內(nèi)的單個分子來克服這些困難。該團(tuán)隊表明，這種方法可以在短時間內(nèi)分析數(shù)百個細(xì)胞中數(shù)十萬個單分子，為目標(biāo)分子的狀態(tài)和動態(tài)提供可靠的數(shù)據(jù)。
        

        為了開發(fā)這種方法，在Nature Communications雜志上報道，該團(tuán)隊使用了一個基于人工智能的系統(tǒng)，包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練，學(xué)習(xí)正確地聚焦在樣本上并自動搜索細(xì)胞，然后跟蹤單熒光標(biāo)記的分子用全內(nèi)反射熒光顯微鏡。
        

        研究小組在一種稱為EGFR的受體蛋白上測試了這個系統(tǒng)，該蛋白或多或少地沿著質(zhì)膜移動，這取決于它是否經(jīng)過某種修飾。他們的研究結(jié)果表明，該系統(tǒng)可以通過跟蹤膜中單個受體的運動來區(qū)分修飾和非修飾條件。
        

        “我們使用我們系統(tǒng)獲得的結(jié)果來計算藥理參數(shù)，例如那些反映藥物功效和分子從其初始位置擴(kuò)散的速度的參數(shù)，”大阪大學(xué)的相應(yīng)作者M(jìn)asashiro Ueda說。“這些發(fā)現(xiàn)與早期研究中使用傳統(tǒng)勞動密集型方法獲得的數(shù)值相匹配，支持了該系統(tǒng)的價值。”
        

        “這種方法的一個主要好處是配體和抑制劑對靶標(biāo)的影響可以在單分子水平上量化，”Ueda補(bǔ)充道。“這種方法提供的自動化意味著暴露于這些分子的大量靶標(biāo)可以低成本表征，從而提高了結(jié)果的可靠性。”
        

        作為未來的工作，該團(tuán)隊希望將該系統(tǒng)應(yīng)用于使用其他光學(xué)顯微鏡監(jiān)測細(xì)胞中其他位置的單個分子，例如細(xì)胞核和細(xì)胞器。該系統(tǒng)還應(yīng)該在臨床上適用于可靠的全基因組篩選和藥理學(xué)測試。
        
			

			
          
        
			
        
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