環球網 | 劍橋無限極研究中心全球首發基于AI的創新技術平臺

劍橋無限極研究中心全球首發基于AI的創新技術平臺

“劍橋無限極研究中心” （Cambridge Infinitus Research Centre，以下簡稱CIRCE）于2015年正式掛牌成立，是無限極首個在海外設立的國際科研合作研究平臺。自平臺建立以來，雙方持續開展前沿技術探索及研究。日前，CIRCE再次取得突破性科技成果，在全球科學頂級期刊《Nature Methods》（IF47.99）發布：基于AI的活細胞內質網結構動態分析的創新技術平臺。

影響因子，縮寫IF，它不僅是衡量學術期刊影響力的重要指標，也是評價論文質量的重要指標?！禢ature Methods》作為國際生化研究方法領域排名第一的權威刊物，其影響因子高達47.99。IF47.99排名全球SCI收錄總排名第40位（共計超過2萬個刊物），這也意味著該期刊分數排在全球SCI收錄雜志的前0.19%，幾乎是千里挑一。另外，在77本生化研究方法期刊中排名第1位。

劍橋無限極研究中心牌匾

研究一經發表便受到科學界的強烈關注，劍橋大學化工與生物技術系的官網主頁對此進行長篇報道。

劍橋大學化工與生物技術系官網主頁報道

細胞器的結構和穩定性對于維持人體生命活動起著非常重要的作用。內質網和大家熟知的線粒體、核糖體一樣，都是一種細胞器。其中，內質網是蛋白質等生命組成物質的合成工廠，具有解毒功能，能清除脂溶性的廢物和代謝產生的有害物質。蛋白質是生命功能的主要承擔者，其在內質網中的合成、折疊和修飾需要受到嚴格調控，這一過程可以決定細胞的功能、命運、存活。

內質網是當下科學界的科研熱點，內質網結構的失調和紊亂會對人體造成嚴重的影響，與多種類型的疾病，如：心血管疾病、代謝性疾病、神經退行性疾病、腫瘤等緊密相關。因此，通過研究內質網，有助于理解內質網在生理病理中的作用，揭示疾病發病機制、進展機制、治療機制的可行性。

先進光學顯微成像顯示單個細胞內部的內質網

由于內質網是細胞中十分復雜且龐大的動態網絡，其形態和分布非常復雜。據了解，目前科學界沒有很好的方法實現精確定量分析內質網的拓撲結構和運動狀態。劍橋無限極研究中心研究人員通過3年的技術攻關，終于在此領域取得了突破性進展，將人工智能和超高分辨率成像系統結合建立了一套全新的智能分析體系“ERnet”，第一次實現了對活細胞內質網結構的精確定量分析。憑借在技術和科學認識上的顯著創新性，該成果發表在全球科學頂刊、生化研究方法領域排名第一的權威刊物《Nature Methods》（IF47.99）。

論文發表于《Nature Methods》（IF47.99）

CIRCE在分子生物學領域研究多年，擁有最先進的成像技術。早在2020年，CIRCE發現了溶酶體對內質網結構實時動態調控的動力學機制，并解析了細胞器相互運動的因果性機制（研究成果發表于國際著名期刊《Science Advances》）。

2020年的研究成果發表于國際著名期刊《Science Advances》

本研究則是CIRCE在細胞器和成像研究方面另一重大突破，本次研究重點對象為細胞內質網?！癊Rnet”基于Transformer的結構搭建而成，是全球現有最先進的機器學習骨干結構，被應用于多款其他人工智能模型中，如ChatGPT即是基于此擴展搭建而成。這個超分辨率成像技術與人工智能的融合給生物學研究帶來了革命性的影響，借助“ERnet”，研究人員發現了一種新的內質網結構——片上管狀內質網，這一發現首次證明了片狀和管狀內質網在結構上有廣泛的交集，更新了科學界對內質網結構、分布和動態的認識，后續能更深入了解其結構與功能紊亂的關系，在科學上具有重要的創新意義。

借助“ERnet”，研究人員還能快速分析不同疾病和健康問題模型中內質網的結構，發現多種類型疾病模型所對應的內質網的結構特征，并給出多參數的量化結果，使得不同條件下的內質網結構能夠在統一的分析框架下進行比較，可應用于健康領域產品的功能因子篩選、功效驗證和機制可視化研究，具有較高的科研和產品轉化應用價值。

左圖：結構光照明成像顯示內質網的結構；

右圖：ERnet分析圖像后標記處不同部分的內質網結構，

青色-管狀內質網，黃色-片狀內質網，紫色-片上管狀內質網

基礎研究是企業自主創新最重要的基石 ，無限極自創立以來，始終堅持弘揚中華優秀養生文化，高度重視基礎研究，不斷提升自主創新能力，實現科研創新和產品創新。未來，無限極將繼續深化與劍橋大學的高水平科研合作，充分發揮劍橋無限極研究中心的科研優勢，把生物健康領域的前沿科研成果轉化為創新的中草藥健康產品，為大眾帶去健康、快樂。