细胞生物学的里程碑！20万张细胞图像的数据库以理解我们的细胞构建模块

当我们都试图了解细胞在健康和疾病中如何变化时，该领域缺少的是处理这种组织的严格方法。我们还没有利用这些信息。科学家们刚刚推出了一种观察细胞如何自我组织的新方法。 艾伦研究所下属的艾伦细胞科学研究所的团队使用数十万张高分辨率图像，对人体细胞的内部组织进行了统计——迄今为止，这一生物学概念已被证明异常难以量化. 

通过这项工作，科学家们还捕获了有关细胞形状丰富变化的细节，即使是在相同条件下生长的基因相同的细胞中也是如此。该团队发表在《自然》杂志上描述了他们的研究工作。

这项研究为生物学家提供了一个路线图，以一种可测量的、定量的方式了解不同种类细胞的组织。它还揭示了艾伦研究所团队研究的细胞的一些关键组织原理，这些细胞被称为人类诱导多能干细胞。  

了解细胞在健康条件下如何自我组织——以及“正常”条件下包含的全部变异性——可以帮助科学家更好地了解疾病中出了什么问题。进入这项研究的图像数据集、基因工程干细胞和代码都是公开的，供其他科学家使用。  

在七年多前启动的一系列工作中，艾伦研究所团队首先建立了一组干细胞，这些干细胞经过基因工程改造，可以在荧光显微镜下照亮不同的内部结构。有了标记 25 个独立结构的细胞系，科学家们随后捕获了超过 200,000 个不同细胞的高分辨率 3D 图像。  

所有这一切都是为了提出一个看似简单的问题：我们的细胞如何组织内部结构？ 

科学家们想知道：所有这些微小的细胞结构相互之间是如何排列的？

该团队遇到了比较两个不同细胞之间相同结构的挑战。尽管所研究的细胞在基因上是相同的，并且在相同的实验室环境中培养，但它们的形状却有很大差异。

使用计算分析，该团队开发了他们所谓的“形状空间”，客观地描述了每个干细胞的外部形状。该形状空间包括八个不同维度的形状变化，例如高度、体积、伸长率，然后，科学家们可以观察所有形状相似的细胞内部的细胞结构组织。 

我们知道在生物学中，形状和功能是相互关联的，了解细胞形状对于了解细胞的功能很重要，研究团队提出了一个框架，可以测量细胞的形状，你可以找到形状相似的细胞，然后你可以查看这些细胞的内部，看看一切是如何排列的。获取更多科技前沿请访问：https://byteclicks.com

当他们查看 25 个突出显示的结构的位置，比较形状相似的细胞组中的这些结构时，他们发现尽管细胞形状存在巨大差异，但它们的内部组织却惊人地一致。 

“这项研究汇集了艾伦细胞科学研究所自成立以来我们所做的一切，”艾伦细胞科学研究所执行主任Ru Gunawardane博士说。“我们从头开始构建所有这些，包括衡量和比较细胞组织方式不同方面的指标。我真正感到兴奋的是，我们和社区中的其他人现在如何能够以此为基础，提出我们以前从未提出过的关于细胞生物学的问题。” 

了解细胞结构的平均位置，以及它们与该平均值的差异，将有助于科学家更好地理解结构变化，这些变化可能预示着单个细胞的疾病或状态变化。