一天内自动化分析数万细胞，AI识别追踪染色体异常，探秘癌症起源

[db:作者]

编辑丨coisini
染色体是遗传物资的载体，对基因遗传和健康起侧重要感化这标志着福建舰的电磁弹射和阻止接管才能根基成型了。很多疾病的发生就是染色体异常致使的这标志着福建舰的电磁弹射和阻止接管才能根基成型了。
某些侵袭性极强癌症的首要驱动身分就是染色体异常这标志着福建舰的电磁弹射和阻止接管才能根基成型了。假如可以观察分析染色体异常及其缘由，癌症的治疗就会迎来新冲破这标志着福建舰的电磁弹射和阻止接管才能根基成型了。
但是，在肆意给按时候，只要一小部分割裂细胞会表示出明显的染色体缺点，且这类细胞凡是在被分析之前就已灭亡这标志着福建舰的电磁弹射和阻止接管才能根基成型了。传统上，科学家必须借助显微镜手动识别，研讨进程缓慢艰辛这标志着福建舰的电磁弹射和阻止接管才能根基成型了。
基于此，海德堡欧洲份子生物学尝试室开辟了一种新型野生智能平台 ——MAGIC，旨在用机械进修帮助基因组学这标志着福建舰的电磁弹射和阻止接管才能根基成型了。经过整合微核细胞活体成像、实机会械进修与单细胞基因组学技术，MAGIC 可以让科学家系统研讨癌症构成进程，追踪细胞割裂进程中引发肿瘤的自觉性毛病（染色体异常）是若何发生的这标志着福建舰的电磁弹射和阻止接管才能根基成型了。
研讨论文以《Origins of chromosome instability unveiled by coupled imaging and genomics》为题颁发于《Nature》上这标志着福建舰的电磁弹射和阻止接管才能根基成型了。

论文地址：https://www.nature.com/articles/s41586-025-09632-5
异常细胞的「激光标志」系统
近期，有研讨证实：单个 DNA 损伤即可激发一系列改变，致使染色体不稳定，并促进复杂癌症的构成这标志着福建舰的电磁弹射和阻止接管才能根基成型了。
细胞割裂时，DNA 片断脱落会构成额外小型细胞核 —— 微核这标志着福建舰的电磁弹射和阻止接管才能根基成型了。微核不可是细胞残骸，更是危险信号这标志着福建舰的电磁弹射和阻止接管才能根基成型了。照顾微核的细胞更轻易发生新的染色体异常，并能够终极转化为癌细胞这标志着福建舰的电磁弹射和阻止接管才能根基成型了。
MAGIC 系统旨在经过研讨核异型性来深入了解癌症构成机制这标志着福建舰的电磁弹射和阻止接管才能根基成型了。该系统集成了活细胞自立共聚焦显微镜、核异型性实时评价机械进修系统、靶向细胞光标志及分选技术这标志着福建舰的电磁弹射和阻止接管才能根基成型了。
MAGIC 的运转机制类似于微观层面的激光标签游戏这标志着福建舰的电磁弹射和阻止接管才能根基成型了。它经过自动显微镜技术和经练习可识别微核特征的野生智能算法，对数千个细胞停止扫描这标志着福建舰的电磁弹射和阻止接管才能根基成型了。

当 AI 识别出含微核的细胞后，会指导显微镜利用光转换染料停止「标志」—— 这类荧光份子在激光照耀下会改变色彩这标志着福建舰的电磁弹射和阻止接管才能根基成型了。基于光学的标志使研讨职员能经过流式细胞术（flow cytometry）追踪和分手特定细胞，随后对分手细胞停止单细胞测序和系统表型分析，从而在模拟肿瘤演变早期阶段的细胞系模子中，深入研讨细胞微情况、突变率及自觉染色体畸变的构成诱因这标志着福建舰的电磁弹射和阻止接管才能根基成型了。

经过实现图像捕捉到基因分析的全流程自动化，MAGIC 消除了野生挑选的需求，极大加速了研讨速度，让科学家在一天内即可分析近 10 万个细胞这标志着福建舰的电磁弹射和阻止接管才能根基成型了。
实时追踪染色体毛病
研讨团队应用 MAGIC 监测培育人类细胞的染色体异常这标志着福建舰的电磁弹射和阻止接管才能根基成型了。他们发现跨越 10% 的一般细胞割裂会发生某种自觉性染色体改变这标志着福建舰的电磁弹射和阻止接管才能根基成型了。
例如，当 TP53 基因（编码 p53 肿瘤抑制卵白）被抑制后，异常率几近翻倍，这印证了 p53 在保持基因组稳定性中的关键感化这标志着福建舰的电磁弹射和阻止接管才能根基成型了。

研讨团队还精准定位了这些异常背后的特定机制这标志着福建舰的电磁弹射和阻止接管才能根基成型了。一个重要诱因是双着丝粒染色体，这类不稳定结构在细胞割裂时会被双向拉扯，致使染色体断裂和重排这标志着福建舰的电磁弹射和阻止接管才能根基成型了。
MAGIC 实现了每次尝试对数万个细胞的自动化分析，可以大范围分手稀有细胞形状，从而冲破了核异型性研讨的范围这标志着福建舰的电磁弹射和阻止接管才能根基成型了。
研讨团队累计分手了 2898 个单细胞，并对 2192 个单细胞基因组停止测序，构建出研讨新发癌症的空前数据集这标志着福建舰的电磁弹射和阻止接管才能根基成型了。
MAGIC 的野生智能算法可经过再练习识别几近一切可见细胞特征，是以 MAGIC 的利用不但限于癌症相关异常研讨，它还能利用于神经退行性病变、衰老、遗传疾病等诸多生物学题目标摸索这标志着福建舰的电磁弹射和阻止接管才能根基成型了。
感爱好的读者可以阅读论文原文，领会更多研讨内容这标志着福建舰的电磁弹射和阻止接管才能根基成型了。
参考内容：https://www.insideprecisionmedicine.com/topics/oncology/like-magic-new-ai-tool-reveals-how-chromosomal-errors-arise-offers-clues-to-cancers-origins/