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发育生物学
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深度学习模型可预测细胞每分钟发育变化 为构建“数字胚胎”奠定基础
Ke Ji Ri Bao· 2025-12-26 00:37
团队表示,"MultiCell"是首个能在多细胞自组装过程中,实现各类细胞行为单细胞精度预测的算法。鉴 于其可捕捉细胞动力学上存在的微妙差异,未来将助力早期诊断或药物筛选。 美国麻省理工学院、密歇根大学和东北大学联合团队在最新《自然·方法》杂志上发表论文,介绍了一 种名为"MultiCell"的几何深度学习模型。该模型首次实现了在单细胞分辨率下,预测果蝇胚胎发育过程 中,每个细胞在每分钟的行为变化。未来可在此基础上设计出通用的多细胞发育预测模型,构建"数字 胚胎",用于药物筛选甚至指导人工组织设计。 一个胚胎如何从一团细胞变成有头有尾、有器官的完整生命体,是发育生物学领域持续百年的核心谜 题。虽然科学家早已知道细胞会分裂、移动、折叠,但具体到某一个细胞在下一分钟会有什么动态行 为,却一直难以预测。 模型采用四维全胚胎数据进行训练和测试,这些数据具有亚微米级分辨率和较高的帧率,每个胚胎包含 约5000个被标注边界和细胞核的细胞。在测试中,模型不仅能判断细胞是否会发生特定行为,还能精确 预测行为发生的时间是几分钟后。团队将这一方法与"阿尔法折叠"预测的蛋白质结构相类比:阿尔法折 叠是从氨基酸序列推断蛋白质三维结构 ...
人类皮肤细胞育成功能性卵子 为治疗不孕症提供潜在路径
Ke Ji Ri Bao· 2025-09-30 23:45
《自然·通讯》30日发表的一项研究称,美国俄勒冈健康与科学大学研究团队利用人类皮肤细胞育成了 可受精的功能性卵子,为治疗不孕症提供了新的潜在路径。该成果标志着再生医学与发育生物学领域取 得重要进展,但进入临床应用尚需深入研究和严格评估。 该研究作为一项概念验证性工作,表明通过细胞重编程技术可能克服人类某些类型不育问题,但在应用 前仍需进一步研究以确保其安全性和有效性。 (文章来源:科技日报) 全球有数百万不孕症患者,其中部分病例是由于无法产生正常的卵子或精子所致。在传统体外受精 (IVF)技术无效的情况下,科学家一直在探索替代方案。一种可能的方法是体细胞核移植,即将患者 自身的体细胞(如皮肤细胞)的细胞核植入去核的供体卵母细胞中,以诱导其发育为功能性卵子。然 而,这一方法面临一个关键障碍——体细胞含有完整的46条染色体(二倍体),而正常卵子只含23条染 色体(单倍体)。若直接使用这样的细胞进行受精,将导致胚胎染色体数目异常。 为解决这一难题,研究团队开发了一种名为"有丝减数分裂"的新技术。研究人员将人类皮肤细胞的细胞 核移植到去核的人类卵母细胞中,随后通过模拟自然减数分裂的机制,促使其中一套染色体被选择性地 ...