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        劍橋無(wú)限極研究中心全球首發(fā)基于AI的創(chuàng)新技術(shù)平臺(tái)

        2023-04-25 08:25    來(lái)源:無(wú)限極󰄲0 󰋇 4710 次

          “劍橋無(wú)限極研究中心” (Cambridge Infinitus Research Centre,以下簡(jiǎn)稱CIRCE)于2015年正式掛牌成立,是無(wú)限極首個(gè)在海外設(shè)立的國(guó)際科研合作研究平臺(tái)。自平臺(tái)建立以來(lái),雙方持續(xù)開展前沿技術(shù)探索及研究。日前,CIRCE再次取得突破性科技成果,在全球科學(xué)頂級(jí)期刊《Nature Methods》(IF47.99)發(fā)布:基于AI的活細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)分析的創(chuàng)新技術(shù)平臺(tái)。

          影響因子,縮寫IF,它不僅是衡量學(xué)術(shù)期刊影響力的重要指標(biāo),也是評(píng)價(jià)論文質(zhì)量的重要指標(biāo)。《Nature Methods》作為國(guó)際生化研究方法領(lǐng)域排名第一的權(quán)威刊物,其影響因子高達(dá)47.99。IF47.99排名全球SCI收錄總排名第40位(共計(jì)超過(guò)2萬(wàn)個(gè)刊物),這也意味著該期刊分?jǐn)?shù)排在全球SCI收錄雜志的前0.19%,幾乎是千里挑一。另外,在77本生化研究方法期刊中排名第1位。

        劍橋無(wú)限極研究中心牌匾

        劍橋無(wú)限極研究中心牌匾

          研究一經(jīng)發(fā)表便受到科學(xué)界的強(qiáng)烈關(guān)注,劍橋大學(xué)化工與生物技術(shù)系的官網(wǎng)主頁(yè)對(duì)此進(jìn)行長(zhǎng)篇報(bào)道。

        劍橋大學(xué)化工與生物技術(shù)系官網(wǎng)主頁(yè)報(bào)道

        劍橋大學(xué)化工與生物技術(shù)系官網(wǎng)主頁(yè)報(bào)道

          細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性對(duì)于維持人體生命活動(dòng)起著非常重要的作用。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和大家熟知的線粒體、核糖體一樣,都是一種細(xì)胞器。其中,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是蛋白質(zhì)等生命組成物質(zhì)的合成工廠,具有解毒功能,能清除脂溶性的廢物和代謝產(chǎn)生的有害物質(zhì)。蛋白質(zhì)是生命功能的主要承擔(dān)者,其在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的合成、折疊和修飾需要受到嚴(yán)格調(diào)控,這一過(guò)程可以決定細(xì)胞的功能、命運(yùn)、存活。

          內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是當(dāng)下科學(xué)界的科研熱點(diǎn),內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的失調(diào)和紊亂會(huì)對(duì)人體造成嚴(yán)重的影響,與多種類型的疾病,如:心血管疾病、代謝性疾病、神經(jīng)退行性疾病、腫瘤等緊密相關(guān)。因此,通過(guò)研究?jī)?nèi)質(zhì)網(wǎng),有助于理解內(nèi)質(zhì)網(wǎng)在生理病理中的作用,揭示疾病發(fā)病機(jī)制、進(jìn)展機(jī)制、治療機(jī)制的可行性。

        先進(jìn)光學(xué)顯微成像顯示單個(gè)細(xì)胞內(nèi)部的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)

        先進(jìn)光學(xué)顯微成像顯示單個(gè)細(xì)胞內(nèi)部的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)

          由于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是細(xì)胞中十分復(fù)雜且龐大的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò),其形態(tài)和分布非常復(fù)雜。據(jù)了解,目前科學(xué)界沒(méi)有很好的方法實(shí)現(xiàn)精確定量分析內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。劍橋無(wú)限極研究中心研究人員通過(guò)3年的技術(shù)攻關(guān),終于在此領(lǐng)域取得了突破性進(jìn)展,將人工智能和超高分辨率成像系統(tǒng)結(jié)合建立了一套全新的智能分析體系“ERnet”,第一次實(shí)現(xiàn)了對(duì)活細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的精確定量分析。憑借在技術(shù)和科學(xué)認(rèn)識(shí)上的顯著創(chuàng)新性,該成果發(fā)表在全球科學(xué)頂刊、生化研究方法領(lǐng)域排名第一的權(quán)威刊物《Nature Methods》(IF47.99)。

        論文發(fā)表于《Nature Methods》(IF47.99)

        論文發(fā)表于《Nature Methods》(IF47.99)

          CIRCE在分子生物學(xué)領(lǐng)域研究多年,擁有最先進(jìn)的成像技術(shù)。早在2020年,CIRCE發(fā)現(xiàn)了溶酶體對(duì)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)構(gòu)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)控的動(dòng)力學(xué)機(jī)制,并解析了細(xì)胞器相互運(yùn)動(dòng)的因果性機(jī)制(研究成果發(fā)表于國(guó)際著名期刊《Science Advances》)。

        2020年的研究成果發(fā)表于國(guó)際著名期刊《Science Advances》

          2020年的研究成果發(fā)表于國(guó)際著名期刊《Science Advances》

          本研究則是CIRCE在細(xì)胞器和成像研究方面另一重大突破,本次研究重點(diǎn)對(duì)象為細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)?!癊Rnet”基于Transformer的結(jié)構(gòu)搭建而成,是全球現(xiàn)有最先進(jìn)的機(jī)器學(xué)習(xí)骨干結(jié)構(gòu),被應(yīng)用于多款其他人工智能模型中,如ChatGPT即是基于此擴(kuò)展搭建而成。這個(gè)超分辨率成像技術(shù)與人工智能的融合給生物學(xué)研究帶來(lái)了革命性的影響,借助“ERnet”,研究人員發(fā)現(xiàn)了一種新的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)構(gòu)——片上管狀內(nèi)質(zhì)網(wǎng),這一發(fā)現(xiàn)首次證明了片狀和管狀內(nèi)質(zhì)網(wǎng)在結(jié)構(gòu)上有廣泛的交集,更新了科學(xué)界對(duì)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)構(gòu)、分布和動(dòng)態(tài)的認(rèn)識(shí),后續(xù)能更深入了解其結(jié)構(gòu)與功能紊亂的關(guān)系,在科學(xué)上具有重要的創(chuàng)新意義。

          借助“ERnet”,研究人員還能快速分析不同疾病和健康問(wèn)題模型中內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)多種類型疾病模型所對(duì)應(yīng)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特征,并給出多參數(shù)的量化結(jié)果,使得不同條件下的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)構(gòu)能夠在統(tǒng)一的分析框架下進(jìn)行比較,可應(yīng)用于健康領(lǐng)域產(chǎn)品的功能因子篩選、功效驗(yàn)證和機(jī)制可視化研究,具有較高的科研和產(chǎn)品轉(zhuǎn)化應(yīng)用價(jià)值。

        左圖:結(jié)構(gòu)光照明成像顯示內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的結(jié)構(gòu);右圖:ERnet分析圖像后標(biāo)記處不同部分的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)構(gòu),青色-管狀內(nèi)質(zhì)網(wǎng),黃色-片狀內(nèi)質(zhì)網(wǎng),紫色-片上管狀內(nèi)質(zhì)網(wǎng)

          左圖:結(jié)構(gòu)光照明成像顯示內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的結(jié)構(gòu);右圖:ERnet分析圖像后標(biāo)記處不同部分的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)構(gòu),青色-管狀內(nèi)質(zhì)網(wǎng),黃色-片狀內(nèi)質(zhì)網(wǎng),紫色-片上管狀內(nèi)質(zhì)網(wǎng)

          基礎(chǔ)研究是企業(yè)自主創(chuàng)新最重要的基石 ,無(wú)限極自創(chuàng)立以來(lái),始終堅(jiān)持弘揚(yáng)中華優(yōu)秀養(yǎng)生文化,高度重視基礎(chǔ)研究,不斷提升自主創(chuàng)新能力,實(shí)現(xiàn)科研創(chuàng)新和產(chǎn)品創(chuàng)新。未來(lái),無(wú)限極將繼續(xù)深化與劍橋大學(xué)的高水平科研合作,充分發(fā)揮劍橋無(wú)限極研究中心的科研優(yōu)勢(shì),把生物健康領(lǐng)域的前沿科研成果轉(zhuǎn)化為創(chuàng)新的中草藥健康產(chǎn)品,為大眾帶去健康、快樂(lè)。

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