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研究人員基于NVIDIA GPU創(chuàng)建了可預(yù)測的3D細(xì)胞模型

NVIDIA英偉達(dá)企業(yè)解決方案 ? 來源:未知 ? 作者:胡薇 ? 2018-07-10 11:21 ? 次閱讀

艾倫細(xì)胞科學(xué)研究所(Allen Institute for Cell Science)由微軟聯(lián)合創(chuàng)始人Paul Allen在西雅圖成立,其研究人員創(chuàng)建了第一個針對人類活細(xì)胞的可預(yù)測3D模型。借助此模型,科學(xué)家可以在計(jì)算機(jī)屏幕上以數(shù)字化的方式呈現(xiàn)、甚至控制細(xì)胞行為。

“這是迄今為止科學(xué)界中最令我驚嘆的事情,”艾倫細(xì)胞科學(xué)研究所常務(wù)董事Rick Horwitz說道。“現(xiàn)在,我們可以三維形式在影片中動態(tài)觀察細(xì)胞的內(nèi)部工作原理?!?/p>

為創(chuàng)建此模型,研究人員使用了NVIDIA GPU、NVIDIA DGX StationAI超級計(jì)算機(jī)和cuDNN加速PyTorch深度學(xué)習(xí)框架,使用識別原子核等細(xì)胞結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)標(biāo)簽來研究圖像。

點(diǎn)擊以下視頻了解此3D模型及研究人員的講解。

超越緩慢且昂貴的傳統(tǒng)工具

目前,科學(xué)家已經(jīng)使用熒光顯微鏡(使用熒光研究物體的顯微鏡)觀察了細(xì)胞的內(nèi)部結(jié)構(gòu),這個過程成本高昂、緩慢且具有破壞性。顯微鏡的成本可達(dá)數(shù)萬美元,所有蛋白質(zhì)都需要特別的標(biāo)注,并且熒光會破壞細(xì)胞內(nèi)的DNA。

在新的模型中,研究人員使用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)重建3D透射光和熒光細(xì)胞圖像在大的細(xì)胞結(jié)構(gòu)方面的關(guān)系。這將教會模型使用不同蛋白質(zhì)和細(xì)胞器(細(xì)胞體中的微器官)的“自助”樣本構(gòu)建自己的3D結(jié)構(gòu)。

“這是觀察人類活細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)的全新方法,”Rick Horwitz表示?!熬拖竦谝淮慰吹秸麄€細(xì)胞一樣。在未來,這將影響藥物發(fā)現(xiàn)、疾病研究以及我們進(jìn)行人體細(xì)胞基礎(chǔ)研究的方式。”

艾倫集成細(xì)胞模型甚至可以預(yù)測有絲分裂(或細(xì)胞分裂)事件的動態(tài)。例如核膜和細(xì)胞膜重組。在此之前,我們幾乎不可能預(yù)測此類圖像,尤其是3D圖像。

利用諸如此類的功能,對于癌癥研究、制藥以及生物技術(shù)等領(lǐng)域,該模型將有可能徹底改變未來的細(xì)胞研究。

聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點(diǎn)僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場。文章及其配圖僅供工程師學(xué)習(xí)之用,如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問題,請聯(lián)系本站處理。 舉報(bào)投訴
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原文標(biāo)題:AI賦能細(xì)胞3D建模,以全新方式探索細(xì)胞里的微觀世界

文章出處:【微信號:NVIDIA-Enterprise,微信公眾號:NVIDIA英偉達(dá)企業(yè)解決方案】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。

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