AI显微镜拍下15种细胞结构“全家福”

时间:2025-04-02 07:30:00

来源:中国科学报

本报讯(记者温才妃 通讯员姚瑶)宁波东方理工大学(暂名)讲席教授金大勇课题组、助理教授张昊课题组与合作者,融合人工智能(AI)和“光学指纹”,首次实现活细胞内15种亚细胞结构的同步动态观测,突破了传统细胞全景成像的通道数量上限,为生命活动机制研究提供了重要观测工具。相关研究成果日前发表于《自然-通讯》。

如果把活细胞比作精密运转的微型工厂,细胞内各种细胞器就是各司其职的功能车间,显微成像则是实时监控系统。传统多色成像受限于光谱干扰和光毒性,难以同时观测超过6种细胞器的协作过程,并且存在“高速度”和“多种类”不可兼得的技术瓶颈。

研究人员利用亲脂性探针尼罗红为所有膜结构细胞器统一染色,并借助转盘共聚焦显微镜捕获不同细胞器的独特光谱比率“指纹”,进而构建Attention U-Net深度神经网络,将超分辨荧光图像和光谱比率图像作为双输入通道,结合细胞器特异性标记的真值数据训练模型,最终建立了可精准分割15种亚细胞结构的AI系统。

相关论文信息:
https://doi.org/10.1038/s41467-025-57877-5