媒体报道/2023.04.28
环球网 | 剑桥无限极研究中心全球首发基于ai的创新技术平台

日前,剑桥无限极研究中心再次取得突破性科技成果,在全球科学顶级期刊《nature methods》(if47.99)发布:基于ai的活细胞内质网结构动态分析的创新技术平台。


对此,“环球网”作了相关报道。


报道截图:


转载自:环球网

原标题:剑桥无限极研究中心全球首发基于ai的创新技术平台


以下是正文报道:


剑桥无限极研究中心全球首发基于ai的创新技术平台


“剑桥无限极研究中心” (cambridge infinitus research centre,以下简称circe)于2015年正式挂牌成立,是无限极首个在海外设立的国际科研合作研究平台。自平台建立以来,双方持续开展前沿技术探索及研究。日前,circe再次取得突破性科技成果,在全球科学顶级期刊《nature methods》(if47.99)发布:基于ai的活细胞内质网结构动态分析的创新技术平台。


影响因子,缩写if,它不仅是衡量学术期刊影响力的重要指标,也是评价论文质量的重要指标。《nature methods》作为国际生化研究方法领域排名第一的权威刊物,其影响因子高达47.99。if47.99排名全球sci收录总排名第40位(共计超过2万个刊物),这也意味着该期刊分数排在全球sci收录杂志的前0.19%,几乎是千里挑一。另外,在77本生化研究方法期刊中排名第1位。


剑桥无限极研究中心牌匾


研究一经发表便受到科学界的强烈关注,剑桥大学化工与生物技术系的凯发k8官网凯发k8官网主页对此进行长篇报道。


剑桥大学化工与生物技术系凯发k8官网凯发k8官网主页报道


细胞器的结构和稳定性对于维持人体生命活动起着非常重要的作用。内质网和大家熟知的线粒体、核糖体一样,都是一种细胞器。其中,内质网是蛋白质等生命组成物质的合成工厂,具有解毒功能,能清除脂溶性的废物和代谢产生的有害物质。蛋白质是生命功能的主要承担者,其在内质网中的合成、折叠和修饰需要受到严格调控,这一过程可以决定细胞的功能、命运、存活。


内质网是当下科学界的科研热点,内质网结构的失调和紊乱会对人体造成严重的影响,与多种类型的疾病,如:心血管疾病、代谢性疾病、神经退行性疾病、肿瘤等紧密相关。因此,通过研究内质网,有助于理解内质网在生理病理中的作用,揭示疾病发病机制、进展机制、治疗机制的可行性。


先进光学显微成像显示单个细胞内部的内质网


由于内质网是细胞中十分复杂且庞大的动态网络,其形态和分布非常复杂。据了解,目前科学界没有很好的方法实现精确定量分析内质网的拓扑结构和运动状态。剑桥无限极研究中心研究人员通过3年的技术攻关,终于在此领域取得了突破性进展,将人工智能和超高分辨率成像系统结合建立了一套全新的智能分析体系“ernet”,第一次实现了对活细胞内质网结构的精确定量分析。凭借在技术和科学认识上的显著创新性,该成果发表在全球科学顶刊、生化研究方法领域排名第一的权威刊物《nature methods》(if47.99)。


论文发表于《nature methods》(if47.99)


circe在分子生物学领域研究多年,拥有最先进的成像技术。早在2020年,circe发现了溶酶体对内质网结构实时动态调控的动力学机制,并解析了细胞器相互运动的因果性机制(研究成果发表于国际著名期刊《science advances》)。


2020年的研究成果发表于国际著名期刊《science advances》


本研究则是circe在细胞器和成像研究方面另一重大突破,本次研究重点对象为细胞内质网。“ernet”基于transformer的结构搭建而成,是全球现有最先进的机器学习骨干结构,被应用于多款其他人工智能模型中,如chatgpt即是基于此扩展搭建而成。这个超分辨率成像技术与人工智能的融合给生物学研究带来了革命性的影响,借助“ernet”,研究人员发现了一种新的内质网结构——片上管状内质网,这一发现首次证明了片状和管状内质网在结构上有广泛的交集,更新了科学界对内质网结构、分布和动态的认识,后续能更深入了解其结构与功能紊乱的关系,在科学上具有重要的创新意义。


借助“ernet”,研究人员还能快速分析不同疾病和健康问题模型中内质网的结构,发现多种类型疾病模型所对应的内质网的结构特征,并给出多参数的量化结果,使得不同条件下的内质网结构能够在统一的分析框架下进行比较,可应用于健康领域产品的功能因子筛选、功效验证和机制可视化研究,具有较高的科研和产品转化应用价值。


左图:结构光照明成像显示内质网的结构;

右图:ernet分析图像后标记处不同部分的内质网结构,

青色-管状内质网,黄色-片状内质网,紫色-片上管状内质网


基础研究是企业自主创新最重要的基石 ,无限极自创立以来,始终坚持弘扬中华优秀养生文化,高度重视基础研究,不断提升自主创新能力,实现科研创新和产品创新。未来,无限极将继续深化与剑桥大学的高水平科研合作,充分发挥剑桥无限极研究中心的科研优势,把生物健康领域的前沿科研成果转化为创新的中草药健康产品,为大众带去健康、快乐。


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