《科學》重磅:史上最清晰癌細胞轉移3D影像來襲,炫酷爆了?。ǘ鄨D)


今天,你有眼福了。


下面這張動圖,應該是人類第一次看到如此高清的癌細胞轉移影像。不負責任地說,你們之前看到的大部分所謂高清癌細胞圖片,都是科學家創(chuàng)作的。下面這個才是光學顯微鏡下活生生的高清癌細胞。


看!乳腺癌細胞就長這樣。好像周身長滿了“毛毛”


沒看夠?那讓我們換個角度、換個位置再來看看。


這么窄也能擠過去


還不過癮?那我們把周圍的血管去掉,單獨看看乳腺癌細胞是如何敏捷地穿過狹窄血管的。


放大看下細節(jié),癌細胞身手真的很敏捷,還會“縮骨功”


上周五,光學顯微鏡又迎來一次新的革命。


霍華德休斯醫(yī)學研究所Eric Betzig教授團隊,在《科學》發(fā)表重要封面文章[1]?;谒麄冎鞍l(fā)明的晶格層光顯微術(lattice light-sheet microscopy,LLSM)[2]和自適應光學技術(Adaptive optics,AO)[3],Betzig教授團隊實現(xiàn)了在活組織中,以前所未有的分辨率,展現(xiàn)細胞運動的3D影像



《科學》對這項研究的推薦語是,“分辨率革命”。因為結合后的AO-LLSM技術,可以讓我們親眼看到前所未有的活細胞3D立體細節(jié)。


上面的乳腺癌細胞在血管中穿梭影像,就是用AO-LLSM技術拍攝的。


下面再帶大家看看更精彩的組織結構和細胞。


脊髓神經回路


好看吧~

再帶你進去看看


穿越是不是很爽?

換種色彩的“燈”,再來一次


還想體驗?

用“七彩燈”滿足你~


還有什么可看的呢?

我們就遠遠地、靜靜地看它一會兒吧~


人們常說,眼見為實。


但是,在細胞生物學領域,科學家的眼界一直受到一個難以逾越的限制:傳統(tǒng)的光學顯微鏡分辨率有一個物理極限,即所用光波波長的一半(分辨率在0.2微米左右)。這個結論是物理學家Ernst Abbe在1873年提出的。算一算,已經困擾科學家140多年了。


免疫細胞在或組織中穿梭


當然,這期間科學家已經發(fā)明了超高分辨率的電子顯微鏡,當然電子顯微鏡也會遇到Ernst Abbe提出的極限問題,不過電子波長比光波短1000倍,所以電子顯微鏡的分辨率能達到0.2納米。但是,電子顯微鏡一個顯而易見的缺陷是,不能用于觀察活體生物樣品。相比較而言,光學顯微鏡對活體組織就友好多了。


換個角度看免疫細胞在組織中穿梭(有種狡兔三窟的感覺)


想要看的更清楚,還想看看細胞在生物體內是如何運動,或者生長的,那就得依靠光學顯微鏡了。于是乎,擺在科學家面前的一個關鍵問題就是,打破光學顯微鏡的分辨率極限。


2014年,Eric Betzig、Stefan W. Hell和W. E. Moerner三位物理學家,拿走了當年的諾貝爾化學獎。因為他們的突破性工作使光學顯微技術進入了納米尺度,從而滿足了科學家在納米尺度上觀察到活細胞的期望。



而本研究,可以說是Eric Betzig在光學成像上的又一次突破,將有助于科學家更清晰地了解細胞在體內這種最自然狀態(tài)下的特性。


不過,目前這個光學顯微鏡體積還比較龐大(得放在一個3米多長的桌子上),他們正在研究下一代更小巧的產品。他們也希望這項技術能夠幫助科學家更深入的了解細胞。



參考資料:

[1]. Liu T, Upadhyayula S, Milkie D E, et al. Observing the Cell in Its Native State: Imaging Subcellular Dynamics in Multicellular Organisms[J]. Science, 2018.

[2]. Chen B, Legant W R, Wang K, et al. Lattice light-sheet microscopy: Imaging molecules to embryos at high spatiotemporal resolution[J]. Science, 2014, 346(6208): 1257998-1257998.

[3]. Ji N. Adaptive optical fluorescence microscopy[J]. Nature methods, 2017, 14(4): 374.


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