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科技日(ri)報北京5月18日(ri)電 （記者(zhe)張佳欣(xin)）冷凍電子斷層成像(xiang)（Cryo-ET）是一種提(ti)供細(xi)胞(bao)環境(jing)和(he)封(feng)閉(bi)生物分子的詳細(xi)三維(wei)（3D）圖(tu)像(xiang)的強大技術。由德國馬克斯·普朗克分子生理(li)學(xue)(xue)研究(jiu)所研究(jiu)團隊(dui)開發(fa)的一種軟件TomoTwin，可在擁擠(ji)的細(xi)胞(bao)中(zhong)挑(tiao)選蛋(dan)白質(zhi)。基于深度(du)度(du)量學(xue)(xue)習的這款新開源工(gong)具，使(shi)科學(xue)(xue)家能以高精度(du)和(he)高通量定位幾種蛋(dan)白質(zhi)，而(er)無需每次(ci)手(shou)動創建或(huo)重新訓練網絡。相關論文發(fa)表在最近的《自然·方法》雜志(zhi)上。

TomoTwin軟件克服了許多(duo)現有(you)工具(ju)的(de)障(zhang)礙：它(ta)學會(hui)在(zai)斷層(ceng)圖像中挑選形(xing)狀(zhuang)相似的(de)分子(zi)，并將它(ta)們映射(she)到(dao)幾何(he)空間(jian)。在(zai)學習過程中，它(ta)將相似的(de)蛋白質放置在(zai)彼此(ci)附(fu)近(jin)的(de)系(xi)統會(hui)得到(dao)獎勵，否則會(hui)受到(dao)懲罰。

該軟件為直接(jie)在(zai)細胞環境中(zhong)自動識(shi)別和定位蛋白質鋪平了(le)(le)道(dao)路，擴大(da)了(le)(le)Cryo-ET的(de)潛力。Cryo-ET有可能破譯生物分子(zi)在(zai)細胞內的(de)工作(zuo)，并進一(yi)步揭(jie)示生命的(de)基(ji)礎和疾病的(de)起源(yuan)。

在TomoTwin軟(ruan)件生成的(de)新圖譜中(zhong)，研究人員可(ke)分離并準確識別不(bu)同的(de)蛋白質(zhi)，利用這一點來定位它們在細胞(bao)內的(de)位置。此外，該(gai)軟(ruan)件的(de)一個優(you)勢是，通過取(qu)消訓練步(bu)驟，甚至(zhi)可(ke)在本地計算(suan)機上運行(xing)。

目(mu)前，該軟件可在細(xi)胞(bao)中定(ding)位(wei)大于15萬道爾頓的(de)球狀(zhuang)蛋白(bai)質或蛋白(bai)質復合體(ti)。未來，研究團隊的(de)目(mu)標是定(ding)位(wei)膜蛋白(bai)、絲狀(zhuang)蛋白(bai)和較(jiao)小尺寸的(de)蛋白(bai)。

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