世上没有两片完全相同的树叶，也没有两个完全相同的干细胞，即便其中一个是另一个的克隆。现在，这种奇妙的不同可以3D的呈现在生物研究者与爱好者的面前。西雅图的艾伦细胞研究院研发的“艾伦细胞管理器(Allen Cell Explorer)”，用机器学习分析和细胞株在基因编辑工具CRISPR剪辑下发生的变化，生成了6000多个干细胞的3D图片。这个崭新的平台在4月5日上线，对大众开放。
研究者可以利用这个平台来预测细胞出现的变化所可能预示的疾病，从而对理解和研究像癌症这样的病症起到至关重要的作用。艾伦细胞管理器作为一个专门储存细胞信息的数据库，有着6000多张诱导性多功能干细胞(iPS)的图片，这个数字还在持续增长。艾伦细胞研究院的负责人里克·霍威资表示，这些3D图片能显示细胞结构中一些出乎想象的信息，从而加速对干细胞、癌症、以及药物的研究进程。
这个项目大约在一年前启动，图库里的每一个细胞均为皮肤细胞，并将它们编辑成类似胚胎干细胞的未分化状态。霍威资的团队使用CRISPR-Cas9给基因进行荧光标记，从而能清晰的定位出细胞膜、含有DNA的细胞核、生成能量的线粒体等。很快他们发现，这些细胞虽克隆自同一个母细胞，可它们的细胞形状、结构和细胞器的方位和数量都尽不同。
计算机科学家通过“深度学习”分析了上千个这样的图片，归纳出细胞结构不同的规律，从而构建了一个细胞结构的预测模型，它只需要很少的信息线索就能预测出细胞的结构。这个程序的“深度学习”方法就是将它预测出的结果与实际细胞作对比，它的算法与商业公司用来预判人们的购物偏好很类似。这些图片具体是如何帮助生物学家进行科研的呢？
举个例子，我们可以在用荧光标记的干细胞上删除和肾脏疾病相关的基因，然后观察细胞结构会怎样改变；再使用内置的建模工具来分析细胞的其他部分会如何更改；最终我们能在细胞层面上了解导致肾病的整个过程。这个庞大的细胞数据库虽已上线，但研究人员仍在不断扩充其内容。在接下来的几个月里，他们将补充更多干细胞在不同分裂阶段、以及最终转变为不同体细胞种类的图片。
捕捉细胞在不同时间点时的形态对科学家了解细胞间的基础内部运作机制起着至关重要的作用。艾伦细胞管理器的干细胞3D图片能够更加完善生物学家的研究方法，让研究者将目光投向细胞特征，而非仅仅研究基因RNA还有蛋白质等是如何与细胞相互作用的。它的存在带来了一些新的发现，过去人们普遍认为相同基因的细胞看上去都一样，没有意识到会有如此多且大的区别，现在生物学家们可以用更公正的方法来了解谜团里的一个个微小的细节。
艾伦研究所的计量生物学家苏珊·拉夫莱斯基表示，这项技术让研究人员了解了干细胞并非是看上去那样的不成形的泡泡。之前对干细胞的结构提出过一种模型便是它们有清晰的底部和顶部之分，通过分析细胞数据，现在这种模型已经被确认：底部是由骨架蛋白质组成的基础；细胞核通常出现在细胞的中央；微管结合在一起形成的纤维，一般由细胞顶端往向底部四散，在细胞分裂过程中，微管形成双极纺锤体。
如果说过去人们了解细胞的方式像是想要通过一张地图来了解一座城市，那艾伦细胞管理库新则为我们认识这座城市里的风景和生命体提供了一部详细清晰的记录片。