For mange år biologer har udviklet et stort bibliotek af celle strukturer og deres respektive data. Undersøgelse af specifikke områder i en levende celle indebærer en trinvis tilgang, der definerer, hvordan de enkelte dele arbejder sammen med andre, og celle-mærkning. Institut for celle Sciences Allen lancerede den første intelligent 3D-model af levende menneskelige celler — Allen Integreret Celle — og det kan helt ændre spillet”, ifølge forskerne.
“Det er en ny måde at se inde i menneskelige celler,” siger Jørgen Horwitz, Direktør for Institut for celle Sciences Allen. “Det er som at se en hel buret for første gang. I fremtiden vil det påvirke opdagelsen af lægemidler, studiet af sygdomme og hvordan vi bygger grundlæggende undersøgelser, der involverer menneskelige celler”.
For at skabe et gennembrud, modeller, forskerne gennemførte gen redigering enorm samling af levende celler folk til at vende sig om fluorescerende protein markører, der sætter fokus på specifikke strukturer i cellerne. Forskerne har gjort titusindvis af billeder af fluorescerende celler og anvendes AI til at skabe en sandsynlighedsbaseret model, der forudsiger den mest sandsynlige form og placering af strukturer i hver eneste celle afhængigt af formen af plasma membranen og kernen.
Forskerne brugte så disse billeder til en anden maskine læring algoritme, der anvendes, hvad der blev lært fra de celler, med fluorescerende etiketter, til at søge efter cellulære strukturer i celler uden fluorescerende markører. Ved at kombinere alle data, systemet kan producere billeder, der ser næsten identiske med de billeder, der er fremstillet ved hjælp af traditionel fluorescens-mikroskopi, som kan være dyre og giftige.
“Indtil nu er vores evne til at se, hvad der sker inde i menneskelige celler var meget begrænset,” siger Michael Elowitz, Professor i biologi, bioteknologi og anvendt fysik på Caltech. “Før kunne vi kun se de proteiner, der er selektivt fejret. Men Allen Integreret Celle — dette er en perfekt gratis frokost. Vi har en “buffet” af forskellige proteiner og organeller, intet oplysende. Dette åbner op for en helt ny og effektiv måde at studere cellens biologi”.
Tidligere, forskerne har også lært at udforske arbejde CRISPR uden for menneskelige celler in vitro.
AI foreslog en ny måde at kigge ind i den levende menneskelige celle
Ilya Hel