08年终盘点：细胞成像技术

　　

生物通编者按：时近岁末，回眸2008，在这荣誉与灾难交织的不平凡一年，基因组学取得飞跃性的进展，炎黄一号基因组等等把我们带入了个人基因组时代！三聚氰胺事件，灼伤了中国千万父母的心灵，科学技术如果不受控制其杀伤力犹如洪水猛兽。在这些新闻中，有哪些新闻给您以思维的启迪和灵感？又有哪些新闻让您产生震动与共鸣？让我们共同来关注Sigma-Aldrich特约2008生命科学十大新闻评选，投票选出我们心目中的十大新闻！

 

《Nature Methods》的年度技术是通过投票选出了最受关注，影响广泛的技术成果，07年这一殊荣颁给了新一代测序技术。除了这一倍受瞩目的技术成果外，《Nature Methods》也聚焦了其它一些技术发展，包括荧光显微镜，miRNA大规模研究，大分子聚合物的结构分析，活细胞观测，质谱技术，人类细胞全能性，细胞单分子观测，以及生物信息学分析。

其中荧光显微镜，活细胞观测，细胞单分子观测这些细胞成像相关技术在2008年得到了极大的进步，比如今年年初发表在《Cell》上的一篇文章就是一项值得关注的重要成果：研究人员发明了一种能对活细胞周期进行实时成像监控的新蛋白检测技术：Fucci（fluorescent ubiquitination–based cell-cycle indicator，荧光泛素化为基础的细胞周期指示剂）。

这种方法的研究基础是一个与荧光蛋白融合的蛋白质经过泛素化修饰，并发生自杀行为时，那些与之相连的荧光蛋白同样发生了死亡。传统的的细胞周期探测方法需要进行细胞固定，或细胞需具有功能以便对在细胞内经荧光标记的蛋白质进行定位。后一种方法可以很好地用于单层培养的细胞，因为这样的细胞内的蛋白质定位是很容易的，但是并不能够用于体内的三维环境。为了更明白直接的了解细胞周期，研究人员将红色荧光蛋白以及绿色荧光蛋白结合到E3酶底物、Cdt1和蛋白Geminin上，从而得到了双色荧光探针，来分辨活细胞处于细胞周期的哪一阶段。结果发现，表达这些探针的细胞以及转基因小鼠的每一个细胞核都发出红色或绿色的荧光。这无疑对于细胞周期研究而言是一种全新，并且有效的方法。

之后来自赫尔姆霍茨中心和美国麻省总医院这两大机构的研究人员，发现了一种可以揭示活动物细胞和分子层次的变化的新技术，克服了之前靶向荧光探针成像方面的问题。这种技术即早期光子断层成像技术，这种方法比较于传统的方法能获得更为清晰有效的图像，并且可以取得不仅是初代肿瘤，而且周遍的组织的清晰的图像。这种图像的真实性证明这种方法能有效的解释活细胞分子水平和细胞水平发生的事件。

还有科学家利用简单的方法达到了消除背景的目的：威斯康星大学麦迪逊分校的研究人员发现利用一种闪烁的标记能帮助更容易在活细胞中定位细胞结构。这种方法是光学锁定检测方法（optical lock-in detection，OLID），利用一种闪烁的信号来标记细胞结构，方便定位背景激发光很强的信号。

除此之外，一些新产品也在这方面下了功夫，比如Kodak推出了多光谱荧光活体成像系统，这一系统能够鉴定和分离不同的荧光素并且能够消除非特异荧光的干扰，并且精细的软件能够自动地生成和分析一系列不同激发波长下的荧光成像图片，这些荧光图片与X光或白光的成像图片相叠加以判断荧光信号具体的定位。该成像系统的多种成像模式中除了多光谱荧光成像，还包括生物学发光成像、X光和同位素成像, 这种多功能成像系统能够为研究者带来更多的研究方法和研究方向的选择。

这些细胞成像方面的成果预示着09年细胞成像研究也许会吸引更多人的眼球，08年《Nature Methods》的年度技术颁给了超分辨率荧光显微镜也许就说明了这一点。

（生物通：张迪）