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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。 本文来源：生物探索 |
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