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显微镜的掩盖自动编码器是细胞生物学的可扩展学习者
为生物搜索中使用的显微镜图像仍然是一个重要的挑战，尤其是对于跨越数百万图像的大规模实验。这项工作探讨了经过越来越较大的模型骨架和显微镜数据集训练时，弱监督的clasifirers和自我监管的蒙版自动编码器（MAE）的缩放属性。我们的结果表明，基于VIT的MAE在一系列任务上的表现优于弱监督的分类器，在召回从公共数据库中策划的已知生物学关系时，相对实现的相对效果高达11.5％。此外，我们开发了一种新的通道敏捷的MAE架构（CA-MAE），该体系结构允许在推理时输入不同数字和通道的图像。我们证明，在不同的实验条件下，在不同的实验条件下，CA-MAE通过推断和评估在显微镜图像数据集（Jump-CP）上有效地概括了，与我们的训练数据（RPI-93M）相比，通道结构不同。我们的发现促使人们继续研究对显微镜数据进行自我监督学习，以创建强大的细胞生物学基础模型，这些模型有可能促进药物发现及其他方面的进步。与此工作发布的相关代码和选择模型可以在以下网址找到：https：//github.com/ recursionpharma/maes_microscopy。
显微镜观察含 R 环的 DNA
摘要 R 环杂交和电子显微镜已用于测定克隆基因的细胞 RNA 浓度。在质粒 DNA 序列过量的情况下，所有互补 RNA 都被驱动到可通过电子显微镜分析的 R 环结构中。为测定特定 poly(A)+ RNA 的浓度，将质粒 DNA 每 2000-5000 个碱基对与三氧沙林和紫外线交联一次，以 DNA 序列过量的方式与各种已知量的总 poly(A)+ RNA 杂交，并通过用乙二醛处理来稳定 R 环。如有必要，可使用 Sepharose 2B 色谱法去除多余的未杂交 RNA，从而能够可视化较少的转录本。重建实验表明，通过电子显微镜测定含有特定 RNA 环的质粒 DNA 分子的比例可以给出总 poly(A)+ RNA 群体中特定 RNA 重量比例或浓度的准确值。这些方法还用于测定 TRT3 上与序列互补的五种 RNA 物种的浓度，TRT3 是一种重组 DNA 质粒，含有酵母组蛋白 2A 和 2B 基因以及另外三种非组蛋白基因。所描述的方法允许人们可视化丰富和非丰富转录本的 R 环结构，并通过确定含有 R 环的 DNA 分数来估计这些 RNA 物种的浓度。
使用跨颗粒波前显微镜
荧光显微镜是细胞生物学1 - 3中普遍存在的表征技术。活细胞的荧光标记不仅可以专门突出生物分子，细胞器或细胞室，还可以绘制物理化学量，例如离子浓度，动作电位，pH，pH，分子方向等。在过去的二十年中，荧光显微镜经历了深刻的改进，并开发了许多变体，从而在空间分辨率，速度，信号噪声比率，特异性，标记技术和3D成像方面推动了成像的极限。然而，荧光显微镜受到限制。它本质上仍然是侵入性的，因为它需要用分子染料或蛋白质4将样品标记。此外，由于荧光标签的光漂白和光吸毒性，无法任意长时间进行实时观察。最后，荧光分子并不总是忠实地标记它们应该的内容，而伪影有时会发生5。定量相显微镜（QPM）是另一个专门针对细胞生物学领域6、7的成像技术家族。与荧光显微镜不同，QPM技术不含标签且非特异性。它们仅对样品的折射率敏感。他们的主要好处是与明亮的场显微镜相比，提供更好的对比度。由于QPM不含标签，因此它们不会遭受与荧光显微镜相关的上述缺陷。但是，QPM本质上不是特定的。此外，生物学介质的折射率和质量密度之间存在的密切关系为QPM提供了QPM的独特能力，可以测量和映射培养物中细胞的质量，从而实现细胞生长的定量监测，以及在第8-11级的亚细胞级别的质量转运。尤其没有任何分子探针的光漂白，并且如果使用红色或红外照明，可以取消光毒性，以非侵入性的方式使图像获取为任意长时间的习得12。一个人无法选择细胞的功能来突出显示，尽管最近一些涉及机器学习的作品试图提高此限制13，14。荧光显微镜和QPM因此以互补方法的形式出现，并将它们结合起来提供多种好处。OPD图像显示的细节在荧光图像中无法看到，反之亦然。OPD揭示了细胞中的所有内容，尤其是细胞的部分未荧光标记的部分。例如，它可以清楚地突出片状膜，核，囊泡或线粒体。相反，荧光受特异性受益，因为它仅突出显示细胞中标记的物体，尤其是对比度太低的对象，无法在OPD图像上看到。然而，荧光显微镜和QPM很少相关。然而，将荧光显微镜与QPM技术偶联至少具有三个重要应用：（i）它将提供生物分子或细胞器的空间分布（例如微管，肌动蛋白，线粒体等）或物理化学参数与细胞的总体形态相关，并具有出色的对比度，包括细胞的微弱部分，例如层状脂肪膜。我们设想重要的应用，例如在细胞内贩运研究中；
从障碍到资产：AI方法利用光学现象产生更好的显微镜图像
通过采用生成AI模型，只需一次一次接触即可获得使QPI对生物医学应用吸引的必要图像质量。该团队于2月下旬举行的AI促进协会（AAAI 2025）于今年在费城组织的AI协会的第39届AI年会。相应的会议论文可在Arxiv预印式服务器上找到。
微球辅助定量相显微镜
光显微镜是生活和物质科学中使用最广泛的设备，可以研究光与物质的相互作用，比肉眼更好。常规显微镜将反射或传输光强度的空间差异从对象转移到数字图像中的像素亮度差异。然而，相显微镜将光相位的空间差异从对象或通过对象转换为像素亮度的差异。干扰显微镜是一种基于阶段的方法，已经在各种学科中发现了应用。虽然干涉测量结果带来了纳米轴向分辨率，但定量相显微镜（QPM）中的横向分辨率仍然受衍射的限制，类似于其他传统显微镜系统。提高分辨率一直是自从显微镜在第17届
使用定量波前显微镜
1。Barin-Le Guellec C，Lafay-Chebassier C，Ingrand I等。与含有氟脂膜的化学疗法方案相关的毒性：法国的现实生活评估。EUR J癌。 2020; 124：37-46。 doi：10.1016/j.ejca.2019.09.0282。VanKuilenburg ABP。 二氢嘧啶脱氢酶以及5-氟尿嘧啶的效率和毒性。 EUR J癌。 2004; 40（7）：939-950。 doi：10.1016/j.ejca.2003.12.004 3。 Etienne MC，Lagrange JL，Dassonville O等。 癌症患者中二氢吡啶二氢化胺的种群研究。 J Clin Oncol。 1994; 12（11）：2248-2253。 doi：10.1200/jco.1994.12.11.2248 4。 Mattison LK，Fourie J，Desmond RA，Modak A，Saif MW，Diasio RB。 与高加索人相比，非裔美国人二氢吡啶酶缺乏酶缺乏症的患病率增加。 Clin Cancer Res。 2006; 12（18）：5491-5495。 doi：10.1158/1078-0432.ccr- 06-0747 5。 有santé。 二氢嘧啶脱氢酶缺乏症测试，以防止与氟亚胺相关的严重毒性。 2018。https://www.has-sante.fr/jcms/c_2891090/en/screening-for-dihydropyrimidine-dehydredrogenate-debogenate-decorigation-to-decrase-the-the-the-the-the--------------卡皮替替滨 - 纳阿塔brief。 2022年9月20日访问。 6。 Meulendijks D，Henricks LM，Sonke GS等。 DPYD变体的临床相关性C.1679T> G，C.1236G> A/HAPB3和C.1601G> A作为严重氟吡啶相关毒性的预测因素：对个体患者数据的系统综述和荟萃分析。EUR J癌。2020; 124：37-46。 doi：10.1016/j.ejca.2019.09.0282。VanKuilenburg ABP。二氢嘧啶脱氢酶以及5-氟尿嘧啶的效率和毒性。EUR J癌。 2004; 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16（16）：1639-1650。 doi：10.1016/s1470-2045（15）00286-7
成像在Fe 3 Gete 2中具有广场氮呈显微镜
van der waals（vdw）磁铁吸引了候选者，以实现利用当前磁化控制的自旋设备（例如，切换或域壁运动），但到目前为止的实验演示很少，部分原因是与这些系统中的磁化化相关的挑战。广场氮胶菌（NV）显微镜可以在整个VDW薄片上进行快速，定量的磁成像，非常适合捕获由于电流而导致的微磁性结构的变化。在这里，我们使用广场NV显微镜研究VDW Ferromagnet Fe 3 Gete 2（FGT）的薄片（约10 nm）中电流注射的影响。我们首先观察到在单个域水平上降低电流的固定性，其中FGT中的电流注入会导致局部逆转磁化所需的磁场大幅减少。然后，我们探讨了电流诱导的域壁运动的可能性，并为在相对较低的电流密度下提供了这种运动的初步证据，这表明我们设备中存在强电流诱导的扭矩。我们的结果说明了广场NV Mi-Croscopy对VDW磁体中的Spintronic现象的成像的适用性，突出了直接电流注入而没有相邻导体的辅助，并激励对FGT和其他VDW磁铁的效果进行进一步研究。
优化用于定量的冷冻电子显微镜...
抽象的低温电子显微镜（Cryo-EM）是可用于询问生物材料的纳米级结构的最强大工具之一。我们最近表明，冷冻EM可用于测量具有子立体精度的脂质囊泡和生物膜的双层厚度，从而导致在多组分脂质混合物和巨型质膜膜囊泡中直接可视化不同厚度的纳米镜结构域。尽管冷冻EM在揭示生物膜的横向组织方面具有很大的潜力，但实验条件的巨大参数空间仍有尚待计算。在这里，我们系统地研究了仪器参数的影响和图像对液体的影响，以准确测量双层脂质体内不同厚度的双层厚度和区分不同厚度的区域。由于1）每个囊泡的大小不同，曲率不同，对图像采集优化和分析的这种独特的应用对图像采集优化和分析的特定需求，2）每个囊泡中的域大小可能是异质的，而3）3）囊泡的随机取向扩大了投影图像中域大小的可变性。 我们还展示了空间自相关分析，以提取有关侧向异质性的其他信息。对图像采集优化和分析的这种独特的应用对图像采集优化和分析的特定需求，2）每个囊泡中的域大小可能是异质的，而3）3）囊泡的随机取向扩大了投影图像中域大小的可变性。我们还展示了空间自相关分析，以提取有关侧向异质性的其他信息。
高分辨率显微镜的分子统治者
最新的超级分辨率显微镜方法现在在几纳米范围内实现了光学分辨率。这对应于细胞分子大小范围的分辨率。然而，尚未有可能验证在细胞构建块（例如多蛋白络合物）上实际达到的分辨率，因为没有生物分子参考系统可以在几个纳米的距离处用精确定义的位置标记染料。