Cell：2019年生物物理学美图欣赏，领略科学之美

5月25-29日，正值一年一度的美国生物物理学会年会举行之时。每年年会都会邀请生物物理学家在科学图像竞赛中分享他们的工作成果。近日，《Cell》杂志分享了2019年的入围的11幅生物物理学美图，让我们一起来领略科学之美。

Chaos and Order, Ice and Fire

标题：混乱与秩序，冰与火

作者：Ziliang Zhao

机构：德国马克斯-普朗克胶体与界面研究所

通过共聚焦显微镜(假色)可视化捕获在微流体装置中的脂质囊泡和挤压膜纳米管。小宇宙中炽热的混沌(微流控芯片)由下面平行空间中的冰晶管反像。

Allosteric Communications in CRISPR-Cas9 Revealed by Correlation Network Analysis

标题：通过相关网络分析揭示CRISPR-Cas9中的变构通信

作者：Clarisse Gravina Ricci

机构：美国加州大学圣地亚哥分校药理学系

CRISPR-Cas9是一种基因组编辑机制，正在彻底改变生命科学领域及其他领域。 分子动力学模拟发现了一种变构机制，并揭示了导致CRISPR-Cas9活化的通信网络，为基因组编辑技术的合理设计提供了新思路。 该图像是通过用视觉分子动力学（VMD）从分子动力学轨迹呈现构象而产生的，利用了Photoshop添加了背景和灯光效果。

Nuclear Lamina of a Human Cell

标题：人类细胞的核纤层

作者：Xiaoyu Shi and Bo Huang

机构：美国加州大学旧金山分校药物化学系

HeLa细胞的Lamin A网络(青色)和核孔(橙色)在空间上表现出反定位关系。这张照片是用扩增显微镜拍摄的。HeLa细胞过表达的Lamin A与SNAP-tag融合，采用抗nup153对核孔进行免疫染色。

Microtubule Fireworks

标题：微管的烟花

作者：Akanksha Thawani

机构：美国加州大学旧金山分校药物化学系

非洲爪蟾卵提取物中有核的分枝微管。通过标记爪蟾卵提取物中的微管(红色、荧光小管蛋白)及其正端(黄色、荧光端结合蛋白1)，观察扇形微管结构。风扇结构重复8次，形成对称的烟花图像。

"The Scream" of the Heart

标题：内心的“尖叫”

作者：Natalie Weber

机构：德国汉诺威医学院分子与细胞生理学系

这种免疫荧光标记的心肌细胞来自不同的来源(大鼠、人类和人类干细胞来源)，反映了我们研究的美丽和复杂性，其模仿了爱德华•蒙克(Edvard Munch)的画作《呐喊》(the Scream)。精确排列的肌蛋白说明了它们在心肌细胞收缩和肌病中肌节突变的有害功能后果中的重要作用。这张图片在生物物理学会2019年科学艺术图像大赛中获得第二名。

A Hole in the Wall

标题：墙上的洞

作者：Kenny Ling, Yajnesh Vedanaparti, Maria A. Aronova, Guofeng Zhang, Irina D. Pokrovskaya, Brian Storrie, and Richard D. Leapman

机构：美国国立生物医学成像与生物工程研究所

利用系列块面扫描电镜技术观察到来自小鼠的血凝块的完整3D渲染。这种血栓显示跨越穿刺的颈静脉（粉红色）的红细胞（红色）周围的血小板聚集情况（紫色）。

Dynamic Cellular Forces

标题：动态细胞力量

作者：Myung Hyun Jo

机构：美国约翰霍普金斯大学

该图像描述了整合素介导的细胞黏附过程中细胞力的动态变化。基于DNA的张力传感器，实时显示了12个pN(左)和54个pN(右)分子力同时通过整合素受体传递。图像在TIRF图像的彩色时间叠加中重建(蓝色到红色对应1小时)。这张图片在生物物理学会2019年科学艺术图片大赛中获得了第三名。

Segmentation of Highly Convoluted Mitochondrial Inner Membranes from Electron Microscopic Tomograms

标题：高度卷曲的线粒体内膜的电子显微镜断层图分割

作者：Raquel A. Adams, Zhen Liu, Carmen A. Mannella, Chongere Hsieh, W. Jonathan Lederer, and M. Saleet Jafri

机构：美国乔治梅森大学克劳斯诺高级研究所和系统生物学学院

电镜扫描重建小鼠心肌线粒体。利用MATLAB和显微图像浏览器实现的过滤和分割算法，通过一种新的自动化程序实现了膜表面的可视化。单个颜色表示相互连接的嵴行，这对于三维计算模拟非常有用。

Fibrosis in the Failing Heart

标题：衰竭之心的纤维化

作者：Matthew A Caporizzo and Benjamin L Prosser

机构：美国宾夕法尼亚大学

衰竭的人心肌细胞外基质的双色荧光图像。 使用Zeiss 40x plan-apochromat 1.4 NA油浸物镜以及带有Airyscan模块的Zeiss 880 LSM显微镜捕获。

Embrace the Fibril

标题：拥抱原纤维

作者：Giuseppe Licari and John Smith

机构：美国伊利诺伊大学香槟分校贝克曼研究所理论与计算生物物理学组

多价聚合物 - 肽缀合物（mPPC，青色中的聚合物主链和多色中的活性肽）围绕周期性β-淀粉样蛋白原纤维的分子模型。 mPPC抑制β-淀粉样蛋白原纤维的形成，其在阿尔茨海默病的发展中起基础作用。背景中的透射电子显微镜图像说明了体外原纤维聚集。

Inside the Photosynthetic Bacteria

标题：光合细菌内部

作者：Angela M. Barragan

机构：美国伊利诺斯大学香槟分校物理系

光合细菌(紫色)的内部含有数百个称为色素细胞的光合细胞器。这张沉浸式的图像是在VMD中创建的，通过将模拟的球形色素团放入一个紫色细菌的电子显微镜断层图中，捕捉到蛋白质的机械结构，这些蛋白质通过吸收阳光来产生ATP。这张图片在生物物理学会2019年科学艺术图片大赛中获得了第一名。

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参考资料：

[1] Beauty in Biophysics 2019

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