科学家研发新算法可快速揭示细胞内部结构
借由高功率显微镜和机器学习,美国科学家研发出一种新算法,可在整个细胞的超高分辨率图像中自动识别大约30种不同类型的细胞器和其他结构。相关论文发表在最新一期的《自然》杂志上。 领导该COSEM(电子显微镜下细胞分割)项目团队的奥布蕾·魏格尔说,这些图像中的细节几乎不可能在整个细胞中手动解析。仅一个细胞的数据就由数万张图像组成,通过这些图像追踪该细胞的所有细胞器,需要一个人花60多年时间。但是新算法可在数小时内绘制出整个细胞。 除了《自然》上两篇文章外,研究团队还发布了一个数据门户“开放细胞器”,任何人都可通过该门户访问他们创建的数据集和工具。这些资源对于研究细胞器如何保持细胞运行非常宝贵,过去科学家们并不清楚不同细胞器和结构怎样排列——它们如何相互接触及占据多少空间。现在,这些隐藏的关系首次变得可见。 在过去十年中,研究团队使用高功率电子显微镜从多种细胞中收集了大量数据,包括哺乳动物细胞。 最新的机器学习工具可在电子显......阅读全文
机器学习遇到单细胞组学:Perturbation-Modeling
细胞生物学的相关研究一直受限于数据的完整性和表型的完整性,对应激状态和稳态下的细胞区别观察不够充分。过去五年中,计算机视觉和语音识别领域通过对大量的无标签数据进行学习、建模,很好的解决了数据不足的问题。同样在最近的研究中,机器学习方法使用单细胞数据进行扰动建模也推动了细胞生物领域前进。
Sci-Adv:科学家有望利用机器学习技术和成像技术揭示干细胞的特殊行为
干细胞就像人体的应急工具箱,其具有独特的能力,能形成从免疫细胞到大脑细胞任何类型的特殊细胞,同时还能无限分裂并再生,能根据机体的指令来修复和补充机体系统。在实验室中培养干细胞并让其生长成为我们需要的任何类型细胞的能力是医学研究领域的圣杯,比如,这种能力就能促使临床医生开发出无尽的新细胞来修复损伤
Cell子刊:韩敬东团队开发机器学习程序,在单细胞水平识别衰老细胞
细胞衰老(Cellular senescence)是一种由多种类型的应激诱导的永久性细胞周期阻滞状态,包括过度复制、DNA损伤应激样辐射、氧化应激和癌基因激活。增殖细胞和有丝分裂后细胞(例如完全分化细胞)都可以被诱导衰老,表现出各种衰老相关表型,例如核仁增大、溶酶体增大和过载以及衰老相关分泌表型(S
浅谈细胞成像
2018082457566652.JPG 许多科学研究人员通过加入特定化合物刺激细胞后继而来观察细胞的 2D 或 3D 结构变化,借此来阐释复杂的细胞内信号通路变化。科学研究者利用新的细胞成像和分析技术,大大提升了他们对未知领域的理解水平。 拥有一台低成本、高效率、高通量检测分
浅谈细胞成像
许多科学研究人员通过加入特定化合物刺激细胞后继而来观察细胞的 2D 或 3D 结构变化,借此来阐释复杂的细胞内信号通路变化。科学研究者利用新的细胞成像和分析技术,大大提升了他们对未知领域的理解水平。 拥有一台低成本、高效率、高通量检测分析仪器,例如 ImageXpress® 细胞成像分析系统
首个4D打印软体机器人!
意大利研究人员创造了一种新颖的4D打印的可生物降解的软体机器人,其形状像一颗种子,能随着湿度的变化而改变形状,并能在土壤中航行。该设备作为监测环境的一种新方式具有很大的潜力。4D打印是使用3D打印技术来创造能够对环境因素(如光线和温度)做出反应而改变其形状或属性的物体的过程。此前,该技术已被用于创建
机器学习模型预测中风?
中风的诊断可能很棘手,因为患者并不总是表现出典型的症状,而且其他疾病也可能模仿它。研究人员利用现有数据开发了一种机器学习模型,可以准确预测中风,并可能使诊断变得更容易。诊断错误是一个主要的公共卫生问题,造成了可预防的病人伤害和卫生超支。由于诊断错误而导致的可预防的中风死亡比误诊的心脏病发作要常见30
机器学习也许能“算命”
12月19日,《自然-计算科学》发表的一项研究描述了一种机器学习方法,能够从不同方面准确预测人类生活,包括早死可能性和个性的细微差异。该模型或许能提供对人类行为的量化认知。 社会科学家对人类生活是否能被预测的问题看法不一。虽然我们对在人类生活中起到重要作用的社会人口学因素已有充分了解,但一直无
机器学习能够有效筛选“苦味”
苦味往往在食物味道中并不受欢迎,而引起这种苦味的重要因素之一是一种生物分子—苦味肽。苦味肽是能够与细胞膜上的苦味受体结合进而引发苦味感知的一类小分子肽,通常在食品加工、储存或消化过程中生成。近日,中国科学院大连化学物理研究所研究员靳艳团队与大连工业大学、内蒙古伊利实业集团有限公司合作,发展了一种
新的机器学习模型预测CRISPRCas9编辑人原代T细胞的结果
近日,一项发表于Nature Biotechnology的题为"Large dataset enables prediction of repair after CRISPR-Cas9 editing in primary T cells"研究中,来自Chan-Zuckerberg Biohub
快速活细胞成像系统
快速活细胞成像系统是一种用于材料科学领域的大气探测仪器,于2019年7月13日启用。 技术指标 有效像素数量512×512,单位像素面积16μm×16μm,最大读出速率70-1000 fps,光电转换量子效率90%(峰值),模/数转换器16 bit(全频率),冷却温度-65℃至-100℃;固
Nature:接入脑细胞的机器
请你试想一下:将电极固定在活体动物的脑细胞上并记录其电颤振,这得需要多大的技巧和耐心?神经生物学家Edward Boyden解答说,这项技术就是大名鼎鼎的“全细胞膜片钳”(whole-cell patch-clamping),被奉为“神经科学中最精密的技术”,全球仅有几十个实验室专攻此术。 不
机器学习助力外骨骼性能提升
美国科学家报道了一种能加速外骨骼控制系统开发的模拟框架,这种外骨骼能辅助现实世界场景中的运动。研究显示,这个框架或有助于推动外骨骼和义肢等装置的广泛应用。相关研究6月12日发表于《自然》。外骨骼能显著提升人类运动,恢复残疾人士的运动能力。不过,当前的控制器在匹配不同个体需求和任务涉及的复杂人体运动时
机器学习加速探索材料的开发
设计空间几何增长是材料设计中的一大挑战。机器学习(ML)加速探索材料设计已经开始在的这一挑战中发挥作用,并显著提高了发现材料的效率。然而,这个流程暗含了密度泛函理论(DFT)产生的训练集的统计上的偏见。并且,在使用高通量计算产生训练集的时候,大量的计算会失败。这种情况对于一些有趣的,例如含有自由
人工智能和机器学习解决方案将如何加速细胞和基因治疗领域创新
引言:“大鹏一日同风起,扶摇直上九万里。”细胞和基因治疗(CGT)领域在过去几年中取得了显著进步,其管线和批准产品的数量急剧增加。然而CGT市场仍然面临许多挑战,这些挑战阻碍了其增长并延迟了这些疗法的广泛应用,主要包括了对疾病的了解有限、疗法的复杂性以及制造工艺的放大和优化方面的限制。在数字技术
细胞生物学学习方法
第一、认识细胞生物学课程的重要性,正如原子是物理性质的最小单位,分子是化学性质的最小单位,细胞是生命的基本单位。50年代以来诺贝尔生理与医学奖大都授予了从事细胞生物学研究的科学家,可见细胞生物学的重要性。如果你将来打算从事生物学相关的工作,学好细胞生物学能加深你对生命的理解。 第二、明确细胞生
活细胞成像技术活细胞工作站介绍
我们知道以往的固定组织揭示了非常多的自然秘密,给了我们很大的启示,现在的科学研究则向在最真实的条件下观察自然发展。纵观显微镜的历史,直到15年前,科学家主要还是处理死细胞。现在,活细胞的应用已经非常普及了。 加拿大McGill大学成像实验室主任Claire M.Brown表示,要达到这个研究目的,我
利用自动细胞成像系统分析细胞凋亡
简介细胞凋亡是一种发生在多细胞生物体内的程序性细胞死亡过程!生化反应导致细胞形态和特征变化及细胞死亡。形态变化包括细胞收缩、核分裂、染色质凝缩、染色 DNA 分裂及 mRNA 衰减。细胞凋亡是一种高度调控的过程,通过内在途经对各种压力源做出响应,包括饥饿、感染、缺氧和氧化应激反应等。线粒体损
活细胞成像显微镜
活细胞成像显微镜是一种用于生物学领域的分析仪器,于2012年3月15日启用。 技术指标 固态光源SSI(含7条激发谱线),高精度电动载物台(X、Y:20nm,Z:5nm),CalSnapHQ2 CCD.EMCCD.湿控及CO2系统装置,自动对焦装置(焦距时间100ms,精度25nm)。10×
活细胞成像工作站
活细胞成像工作站是一种用于生物学领域的分析仪器,于2015年5月13日启用。 技术指标 1.三维液压微调控制系统:X-,Y-,Z-轴,移动范围最大10mm;操纵杆移动(X-,Y-轴):最大2mm;控制手移动:250um;规格:驱动单元、控制单元、万向节、磁性金属板等。2.显微操纵器粗调系统:
细胞成像微孔板检测系统
细胞成像微孔板检测系统是一种用于生物学、农学、畜牧、兽医科学、基础医学领域的分析仪器,于2016年10月27日启用。 技术指标 孵育温度范围:室温以上5℃-65℃;CO2和O2控制范围:0-20%(CO2);1-19%(O2)控制分辨率:+0.1%(CO2和O2)稳定性:+0.2%at5%C
活细胞成像实验总结,必看!
近年来,活细胞成像活跃于生物学的各个领域。在它的加持下,研究者们可以实时或者在一段时间内观察细胞内部结构和细胞生理过程,从而加深对细胞运作过程的认识。但在各种实验操作和成像条件下,想要成功做好活细胞成像实验并不容易。1、实验前我们先了解一下,什么是活细胞成像,它有哪些作用?通常,我们把使用延时成像技
细胞内钙成像实验
暂未评分点评实验,有机会获丁当奖励 +收藏 3人收藏细胞内钙成像实验标签:钙成像神经生物学实用实验技术 第三章 第七节来源:《神经生物学实用实验技术》
细胞内钙成像实验
实验方法原理 钙离子是一种重要的细胞内第二信使,参与许多重要的细胞生理活动和病理过程,因此监测细胞内钙离子水平的变化对了解细胞的活动状态非常重要。细胞内钙成像技术是通过向细胞内载入钙指示剂,利用钙指示剂与钙结合后发生荧光强度或波谱性质改变的特征来监测胞内钙离子浓度的变化。目前常用的钙指示剂主要是化学
细胞内钙成像实验
实验方法原理钙离子是一种重要的细胞内第二信使,参与许多重要的细胞生理活动和病理过程,因此监测细胞内钙离子水平的变化对了解细胞的活动状态非常重要。细胞内钙成像技术是通过向细胞内载入钙指示剂,利用钙指示剂与钙结合后发生荧光强度或波谱性质改变的特征来监测胞内钙离子浓度的变化。目前常用的钙指示剂主要是化学荧
细胞机器人集体大迁移
也许你心目中的机器人像汽车人“大黄蜂”一样高大,但有一种机器人却由一个个小颗粒组成,这些颗粒一起行动,也会有意想不到的效果。 《自然》近日发表的一篇论文描述了一种能模拟生物细胞集体迁移的机器人。研究为开发具有预先确定性行为的大规模机器人系统提供了一种替代方法,这类系统或比一些现有仿生系统具有更
细胞里住着“液态机器人”?
原文地址:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/11/512492.shtm11月17日,西湖大学理学院特聘研究员张鑫团队在《自然—化学生物学》发文,借助新型环境敏感型荧光分子,系统性地揭示了微观极性对于生物凝聚体分层结构的关键性控制作用。这项工作为理解细胞
比传统机器学习算法快1000倍——联想学习法
英国牛津大学材料系研究人员联合埃克塞特大学和明斯特大学的同事开发了一种片上光学处理器,能检测数据集中的相似性,速度比在电子处理器上运行的传统机器学习算法快1000倍。发表在《光学》杂志上的这项新研究的灵感来自诺贝尔奖获得者伊万·巴甫洛夫对经典条件反射的发现。巴甫洛夫在实验中发现,如果在喂食过程中提供
4D打印:从自组装家具到抗癌机器人
3D 打印是一个很热的话题。对于消费者来说,3D 打印的一大好处就是个性化的设计。不过,在我们期待 3D 打印普及的时候,科学家们已经开始了新的探索。今年 2 月,在洛杉矶举办的 TED 大会上,MIT 自组装实验室的计算机科学家 Skylar Tibbits 提出了 4D 打印的概念。BBC
Google如何用机器学习帮助药物研发?
从在搜索中回答与健康相关的问题,到给开发者提供健身数据平台,Google在我们的日常健康中越来越重要。但其实互联网巨头们也在努力加快研发治愈人类顽疾的关键药物。 同斯坦福大学的Pande Lab合作,Google Research发表了一篇题为“针对药物研发的大规模多任务网络”的文章。该文章描