新型AI工具揭示染色体单细胞结构——三维立体呈现

染色体是储存DNA的微型容器。由于每个细胞内封装着近两米长的DNA，必须紧密折叠才能容纳。这种折叠不仅节省空间——还控制着基因的激活或失活状态。但当DNA折叠方式异常时，会破坏细胞正常功能，导致包括癌症在内的严重疾病。

传统上，科学家依赖对数百万细胞批量平均化的数据，这几乎无法观测单个细胞间的独特差异。而密苏里大学工程学院王艳丽（Yanli Wang）和程建林（Jianlin "Jack" Cheng）开发的新型AI模型改变了这一现状。

"这至关重要，因为即使同一身体部位的细胞，其染色体折叠方式也可能截然不同，"本研究的第一作者、研究生王艳丽强调，"折叠方式决定着哪些基因会被激活或沉默。"

单细胞研究因数据杂乱或残缺而异常棘手。但这款新型AI工具专门针对这些挑战设计：它能智能识别嘈杂数据中的微弱规律，即使信息缺失也能估算染色体的三维构型。

该工具还能在生物结构旋转状态下正确"识别"其形态。相比先前深度学习的AI方法，密苏里大学的工具在分析人类单细胞数据时准确率提升逾两倍。

研究团队已向全球科学家免费开放该软件。这意味着研究人员现在可借此深入理解基因功能机制、疾病起源原理，并设计更优化的治疗方案。

"每个细胞都可能拥有独特的染色体结构，"电子工程与计算机科学特聘杰出教授程建林指出，"我们的工具助力科学家精细研究这些差异——这将为健康和疾病研究开辟新视角。"

研究人员计划进一步升级AI工具，将其扩展至构建全基因组的高分辨率结构。他们的终极目标：为科学家提供迄今为止最清晰的细胞内基因蓝图。