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宏觀生物到了分子這一層級大都會變的非常的「驚艷」,一是大家誰都沒見過,二是這些分子級的小部件確實被設計的極為精妙,甚至超出了人類的水平。

比如,有這麼一個部件,它是細菌感染真核生物細胞的強有力武器,分子生物上一般稱之為Type III Secretion (三型分泌器),畫出來大概是下圖的樣子。

關於植物與病菌之間如何侵染和反侵染,可參考淺談植物免疫——植物與病菌的戰爭

TypeIII secretion示意圖

由於細菌尺寸太大,不能直接通過真核生物的細胞膜(植物細胞還有細胞壁),細菌就通過這樣的裝置刺穿細胞膜,將抗原釋放到細胞內部,達到侵染的目的。

左圖藍色為細菌,細菌表明針狀物就是Type III secretion。右圖是secretion的放大圖,大致分為三個部分,底座,基體,針。

圖中標註的尺寸,都是納米級的,只有通過電子顯微鏡才能隱隱約約看到它的實體。如果把Basal body 放大,會看到這樣的——一個複雜的齒輪咬合結構,是不是像極了人類工業文明的產物?

TypeIII 核心 組件

近期,科學家通過低溫電子顯微鏡,第一次觀察到細菌如何通過這個裝置感染宿主細胞

圖中紅色框框里的就是Type III secretion,下面一列是放大後的圖
第一次親密接觸:細菌侵染宿主

視頻中也演示了其工作原理:分泌器的內部是中空的,底座部分是由許多蛋白組成的複合體,類似於一個微小馬達,可以驅動分泌器的轉動,帶動針刺穿宿主細胞的細胞膜。刺穿以後,細菌就將準備好的抗原物質(一般是蛋白或者小分子)通過中空的管道注射進宿主細胞內。當然其中是否還有更多深奧的原理,以目前的科技手段,還不得而知。

很難想像自然界中被人類劃分到最低級生命形態的生物,會具有如此精密高級的納米級武器。

而這樣的精密武器,細菌界有一套,至於具體的工作原理,還有哪些未知的,就需要去探索了


說完細菌,再來說說植物。

這張是植物胚的,植物學家把每個階段都通過顯微鏡呈現出來。

並用計算機模擬出胚的發育過程。

擬南芥的花芽和葉芽——以後將發育成花和葉的一團細胞

微觀結構
熒光顯示蛋白亞細胞定位
植物組織染色
GUS染色(提夫尼藍?)

參考文獻:

Visualization of the type III secretion mediated Salmonella–host cell interface using cryo-electron tomography

The structural biology of type IV secretion systems

Bacterial Secretion Systems – An overview


大腦彌散張量成像(DTI),是核磁共振機器彌散張量序列掃描的大腦3D影像,通過計算水分子在不同方向上擴散的速度不同來還原出的大腦神經纖維束分布。

大腦神經纖維束

這個視頻中的顏色有些浮誇,實際上我們得到的DTI圖像中不同顏色代表不同的纖維方向 (如下圖)。

Neetu Soni et al., 2017


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