Cell：电镜下，肉眼看不见的的细微美图（病毒、细胞、分子……）

当物理学与生物学结合，我们得以通过显微镜等成像技术看到细胞、病毒、分子等细微结构、成分。近50年来，电子显微镜的发展为生命医学的研究打开了不一样的视窗和途径，相比于传统显微镜，它能够记录细微结构、组成成分、分子运动等。借助这些日益更新的成像技术，我们看到了很多堪比艺术品的显微图片。

3月7日—11日是2016年生物物理学周，作为一个全球性纪念活动，旨在加强生物与物理学科的交叉研究，以提高生物物理学的认知度以及对科学研究、人类发展的影响力。Cell面向参加生物物理学年度会议的全体人员，举办了一个“美丽生物物理学”的显微图片比赛，并挑选了其中10份优秀作品进行展示：

1、不完美的入侵者

作者：Boon Chong Goh；单位：伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校

图片中心是一个不成熟的逆转录病毒：它有一个近乎球形的衣壳结构。很明显，它存在很多结构缺陷，因而并不具备传染性。病毒的背后是正常细胞，病毒（蓝点）成功进入细胞，但是并不能劫持细胞。

2、细菌网络

参赛者：Zeinab Jahed；单位：加州大学伯克利分校

 
金黄色葡萄球菌经过电镜扫描后的伪色彩图像：细菌在聚二甲基硅氧烷分子球体顶端构建网络。

3、追梦者

参赛者：Marie Kelly-Worde；单位：波尔州立大学

 
老鼠眼睛组织的图像：利用通过4',6-二脒基-2-苯基吲哚（DAPI）和玫瑰红荧光染料进行染色，其中受损组织标记上玫瑰红，健康组织标记上DAPI（蓝色）。

4、活跃的马达

参赛者：Andreas Bausch；单位：慕尼黑工业大学

肌动蛋白丝运动的移动图像：作为细胞骨架的分子马达，肌球蛋白牵引肌动蛋白丝运动。借助荧光染色记录下微丝收缩的动态图，

5、痴呆面具

参赛者：Norbert Seidler；单位：堪萨斯城大学

 
目前对阿尔兹海默症的研究都认为，由淀粉样蛋白（Aβ）聚集沉淀的老年斑和Tau蛋白过度磷酸化导致的神经纤维缠结是重要病理特征。图片展示的是，Aβ溶液最上表面的聚合物（刚果红色）成像，类似于一个人的脸。因而被命名为“痴呆面具”。

6、冷冻电子显微镜的进步

参赛者：Sriram Subramaniam；单位：国家癌症研究所

 
这是一幅组合图：蓝色部分是低分辨率单粒子冷冻电镜（Cryo-EM）获得的β-半乳糖苷酶结构图，黄色部分是冷冻电镜分辨率提高后（2.2 Å）获得的酶结构图，金色是原子坐标。合成图展现的是冷冻电镜的进化史：从过去的“一团”到结构清晰可见。

7、酪氨酸激酶EphA2受体的光线轨迹

参赛者：Thomas Newport；单位：牛津大学

 
这是酪氨酸激酶EphA2受体胞外区域的模拟动态图：借助彩色光线展示该受体可能的运动轨迹。

8、微管运动的旋涡

参赛者：Kazuhiro Oiwa；单位：美国先进信息通讯技术研究所

图片记录的是体外活性测定试验中，由细胞质动力蛋白牵引，并经荧光染色的微管自发运动形成的旋涡（由共聚焦荧光显微镜记录）

9、斑贝的内部结构

参赛者：Emmanouela Filippidi；单位：加州大学

紫贻贝内部斑块的结构：借助扫描电镜（SEM）以3 kV的电压下拍摄得到的图像，存在两种颜色和两种孔隙结构，意味着斑块形成有两种不同的机制，导致了致密网状和大孔隙两种不同网络。

10、3D版皮质细胞骨架迁移图

参赛者：Leanna Owen；斯坦福大学

  
将ACTN1-GFP标记的纤维母细胞嵌入到3D纤维蛋白矩阵后，通过延时共聚焦显微镜设备记录的细胞迁移图。ACTN1渗透进入3D细胞皮层的瞬时速度和方向通过热图形式被映射到细胞表面，能够达到50-150nm/min。

备注：文章编译、整理自Cell官网。