近日，刊登在國際雜志Nature Methods一篇研究報告中，來自威斯康星大學米爾沃基分校的研究人員通過研究首次開發(fā)出了一種三維電影來展現(xiàn)病毒如何感染健康細胞，該研究或能潛在幫助增強研究者對細胞內部生物進程的理解，當然也為開發(fā)抵御多種因病毒引發(fā)的人類疾病的新型療法提供了新的希望。

圖片來源：medicalxpress.com

文章中，研究者開發(fā)了一種新型算法從無序嘈雜的數據中重建連續(xù)性的圖像，在X射線自由電子激光器（X-ray free electron laser）的幫助下，研究人員收集到了數百萬個病毒的快照圖像，Abbas Ourmazd教授說道，過去科學家們會盡力通過觀察在過程開始和結束時查看靜態(tài)照片的方式來在分子水平下推斷細胞內部發(fā)生的生物學過程，但研究者并不知道開始和結束期間所發(fā)生的過程。

通過將機器學習、微分幾何、圖論和衍射物理學概念進行結合，研究人員開發(fā)出了一種能夠重建連續(xù)性圖像的新型算法；研究者說道，為了進行復制，病毒會入侵健康細胞，釋放其DNA并且有效攔截細胞器為自己所用來制造大量病毒粒子，隨后大量病毒會被釋放到細胞外進而感染其它健康細胞。病毒能夠重新排列自身的基因組成分，并且形成管狀結構將DNA注入到細胞中。本文研究為研究人員理解感染過程病毒如何發(fā)生改變提供了新的線索。

此外，文章中研究人員還揭示了病毒感染細胞的精細化過程，他們發(fā)現(xiàn)，病毒基因組的重組以及管狀結構的形成都是獨立性的事件，但卻會出現(xiàn)一部分協(xié)同同步過程，很多病毒非常小很難對其進行拍照，而X射線自由電子激光器的密集性X射線能夠通過衍射在納米尺度下對病毒顆粒拍照。

5年前，本文研究人員開始研究算法將“嘈雜”的X射線自由電子激光器圖像轉化為3D圖像，從那時候開始研究人員就開始了不斷地探索和研究，從2009年開始，研究人員已經開發(fā)出了能夠以正確順序重建圖像的新型算法，本文研究中，研究人員終于首次開發(fā)出了能夠清楚觀察病毒感染健康細胞的三維電影的新算法，這對于后期理解病毒感染細胞的機制以及開發(fā)新型抗病毒療法或將提供一定的幫助和希望。

原標題：Nat Methods：重大突破！科學家首次開發(fā)出能展現(xiàn)病毒感染健康細胞整個過程的3D電影