當物理學與生物學結合，我們得以通過顯微鏡等成像技術看到細胞、病毒、分子等細微結構、成分。近50年來，電子顯微鏡的發展為生命醫學的研究打開了不一樣的視窗和途徑，相比于傳統顯微鏡，它能夠記錄細微結構、組成成分、分子運動等。借助這些日益更新的成像技術，我們看到了很多堪比藝術品的顯微圖片。

3月7日—11日是2016年生物物理學周，作為一個全球性紀念活動，旨在加強生物與物理學科的交叉研究，以提高生物物理學的認知度以及對科學研究、人類發展的影響力。Cell面向參加生物物理學年度會議的全體人員，舉辦了一個“美麗生物物理學”的顯微圖片比賽，并挑選了其中10份優秀作品進行展示：

1 不完美的入侵者

作者：Boon Chong Goh；單位：伊利諾伊大學厄巴納-香槟分校

圖片中心是一個不成熟的逆轉錄病毒：它有一個近乎球形的衣殼結構。很明顯，它存在很多結構缺陷，因而并不具備傳染性。病毒的背後是正常細胞，病毒（藍點）成功進入細胞，但是并不能劫持細胞。

2 細菌網絡

參賽者：Zeinab Jahed；單位：加州大學伯克利分校

金黃色葡萄球菌經過電鏡掃描後的僞色彩圖像：細菌在聚二甲基矽氧烷分子球體頂端構建網絡。

3 追夢者

參賽者：Marie Kelly-Worde；單位：波爾州立大學

老鼠眼睛組織的圖像：利用通過4',6-二脒基-2-苯基吲哚（DAPI）和玫瑰紅熒光染料進行染色，其中受損組織标記上玫瑰紅，健康組織标記上DAPI（藍色）。

4 活躍的馬達

參賽者：Andreas Bausch；單位：慕尼黑工業大學

肌動蛋白絲運動的移動圖像：作為細胞骨架的分子馬達，肌球蛋白牽引肌動蛋白絲運動。借助熒光染色記錄下微絲收縮的動态圖，

5 癡呆面具

參賽者：Norbert Seidler；單位：堪薩斯城大學

目前對阿爾茲海默症的研究都認為，由澱粉樣蛋白（Aβ）聚集沉澱的老年斑和Tau蛋白過度磷酸化導緻的神經纖維纏結是重要病理特征。圖片展示的是，Aβ溶液最上表面的聚合物（剛果紅色）成像，類似于一個人的臉。因而被命名為“癡呆面具”。

6 冷凍電子顯微鏡的進步

參賽者：Sriram Subramaniam；單位：國家癌症研究所

這是一幅組合圖：藍色部分是低分辨率單粒子冷凍電鏡（Cryo-EM）獲得的β-半乳糖苷酶結構圖，黃色部分是冷凍電鏡分辨率提高後（2.2 Å）獲得的酶結構圖，金色是原子坐标。合成圖展現的是冷凍電鏡的進化史：從過去的“一團”到結構清晰可見。

7 酪氨酸激酶EphA2受體的光線軌迹

參賽者：Thomas Newport；單位：牛津大學

這是酪氨酸激酶EphA2受體胞外區域的模拟動态圖：借助彩色光線展示該受體可能的運動軌迹。

8 微管運動的旋渦

參賽者：Kazuhiro Oiwa；單位：美國先進信息通訊技術研究所

圖片記錄的是體外活性測定試驗中，由細胞質動力蛋白牽引，并經熒光染色的微管自發運動形成的旋渦（由共聚焦熒光顯微鏡記錄）

9 斑貝的内部結構

參賽者：Emmanouela Filippidi；單位：加州大學

紫贻貝内部斑塊的結構：借助掃描電鏡（SEM）以3 kV的電壓下拍攝得到的圖像，存在兩種顔色和兩種孔隙結構，意味着斑塊形成有兩種不同的機制，導緻了緻密網狀和大孔隙兩種不同網絡。

10 3D版皮質細胞骨架遷移圖

參賽者：Leanna Owen；斯坦福大學

将ACTN1-GFP标記的纖維母細胞嵌入到3D纖維蛋白矩陣後，通過延時共聚焦顯微鏡設備記錄的細胞遷移圖。ACTN1滲透進入3D細胞皮層的瞬時速度和方向通過熱圖形式被映射到細胞表面，能夠達到50-150nm/min。

備注：文章編譯、整理自Cell官網。

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