Cell出版社年度Top10科学美图出炉,你都认识它们吗?
学术经纬 · 2018/05/30
近日,Cell出版社和麻省理工学院Koch癌症研究所(Koch Institute for Integrative Cancer Research)评选出了年度Top 10科学美图。按照规则,这些图片必须通过显微镜或可视化数据等科学手段获得,且彰显了生物医学研究的重大成就。而入选名单的十大获奖图片,也将在Koch癌症研究所的画廊中展出一年。

本文转载自“学术经纬”。

在今天的这篇文章中,我们将为各位读者送上这十大科学美图,以及关于这些图片的解读。如果不看解读的话,你能从图片里认出它展现的是怎样一个场景吗?

1、Lauren Zasadil and Angelika Amon


染色体在细胞分裂过程中的异常分离是癌症的一个经典标志。近年来,一些研究发现免疫细胞能在癌症发作前,就清除掉体内的非整倍体细胞,将危机消弭于无形。研究人员们利用小鼠组织模型,寻找免疫系统这一特殊活性背后的奥秘。而每一张组织切片,都让我们对这背后的机理多了一分了解。

2、Abel B. Cortinas, Kevin B. Daniel, Victor Cruz, Robert Grant, and Daniel G. Anderson


糖尿病可以通过注射胰岛素来控制病情。这类蛋白激素能协助人体调节血糖,但胰岛素的使用剂量需要持续的控制,给患者造成了不便。为了解决这些问题,研究人员们开发出了一款“智能胰岛素”,能根据血糖水平的高低进行自动释放。这张图拍摄的就是经改造的胰岛素的晶体结构。

3、Aikaterini Mantzavinou, Lina A. Colucci, and Michael J. Cima


许多晚期癌症患者的腹部会生满肿瘤,他们也需要结合手术和化疗,以杀死尽可能多的癌细胞。与此同时,他们也希望能尽量减少治疗对身体的伤害。这一次,研究人员们从折纸中找到了灵感。他们将含有化疗药物的生物材料折叠起来,并让它们在患者体内缓慢展开。这样的“折纸”可以通过微创手术植入体内,也可以在体内缓慢释放药物,长久起效。

4、Leah Caplan, Jatin Roper, Inbal Avraham-Davidi, Sebastian Santos, Ömer Yilmaz, and Aviv Regev


利用先进的单细胞基因组测序技术,辅以计算机成像技术,研究人员们能更好地了解细胞如何运作。这张图片中,研究人员们对结肠癌细胞进行了测序,并使用了荧光进行标记。黄色是有干细胞活性的细胞,红色是在快速增殖的细胞。这些不同的颜色代表了肿瘤的多样性。

5、Kaitlyn Sadtler, Corina MacIsaac, Robert Langer, and Daniel G. Anderson


你要如何才能知道实验有没有取得成功?一支团队决定使用创新染色技术,对大肠的五种不同结构进行染色。在处理完一处伤口之后,研究人员们对组织进行了染色,并和对照组进行比对。结果表明这一创新染色技术能很好地标记组织的恢复情况,也从侧面证明了这支团队的伤口处理取得了成功。

6、Jason Y.H. Chang, Tyson Moyer, and Darrell Irvine


淋巴结内的生发中心是免疫B细胞内的小型生化工厂,它能帮助免疫系统针对传染性疾病做出相应的免疫反应。这张图片描述的是一种全新的纳米疫苗技术。蓝色的纳米颗粒会在橙色的树突状细胞附近逗留,促进B细胞的增殖以及抗体的生成。这对于HIV感染,甚至是癌症治疗都有潜在的应用价值。

7、Rodrigo Garcia, Feng-Ju (Eddie) Weng, and Yingxi Lin


这是一项来自华人学者的研究。我们知道,记忆储存在大脑的海马区里,但只有一种神经元的连接能控制新记忆的形成,而这张图片讲述的就是这样一种连接——独特的大型轴突(绿色)会和树突(红色)形成突触,突触中还会有蛋白质(蓝色)存在。了解这些神经元在细胞和分子层面形成的结构,对了解记忆的形成会有裨益。

8、David Benjamin and Richard Hynes


研究人员们发现,癌细胞的转移并不是什么随机事件。在转移前,癌细胞会激活特定的基因,方便它们离开。研究人员们利用透明的斑马鱼胚胎,发现了YAP致癌基因会改变肿瘤细胞(绿色)的行为——一旦YAP基因出现过量表达,这些细胞就会穿透血管(红色),往更远的地方走去。它们甚至会进入大脑,在大脑里带来转移。这个发现解释了癌症如何转移到远离病源的不同器官。

9、Allen Tseng and Ron Weiss


干细胞的分化是生物发育过程中的重要环节。在一项研究里,一些干细胞经过设计,会发育成“类器官”,这些类器官是实际器官的良好模拟,在科研中有着重要意义。我们看到的红色就是发育成干细胞、血管、以及其他类型的细胞,而绿色则是分化为神经元的细胞。对这些细胞的准确标记,有利于我们更好地控制干细胞分化过程。

10、Clare Harding and Sebastian Lourido


你知道这些如同花一样的结构是什么吗?它们是寄生在单个人类细胞(红色)中的弓形虫。在弓形虫的外部,是一种叫做GAPM1a的蛋白,它能维持寄生虫的结构。针对这种蛋白,我们就有望抑制寄生虫的生长和繁殖。

有人说,生物学是一项关于“眼见为实”的学科,甚至是“所见即所信”。我们在欣赏这些科学美图之余,也感谢这些科学家们用精彩的图片,让我们对自然的理解又加深了一点。

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