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宏观生物到了分子这一层级大都会变的非常的「惊艳」,一是大家谁都没见过,二是这些分子级的小部件确实被设计的极为精妙,甚至超出了人类的水平。

比如,有这么一个部件,它是细菌感染真核生物细胞的强有力武器,分子生物上一般称之为Type III Secretion (三型分泌器),画出来大概是下图的样子。

关于植物与病菌之间如何侵染和反侵染,可参考浅谈植物免疫——植物与病菌的战争

TypeIII secretion示意图

由于细菌尺寸太大,不能直接通过真核生物的细胞膜(植物细胞还有细胞壁),细菌就通过这样的装置刺穿细胞膜,将抗原释放到细胞内部,达到侵染的目的。

左图蓝色为细菌,细菌表明针状物就是Type III secretion。右图是secretion的放大图,大致分为三个部分,底座,基体,针。

图中标注的尺寸,都是纳米级的,只有通过电子显微镜才能隐隐约约看到它的实体。如果把Basal body 放大,会看到这样的——一个复杂的齿轮咬合结构,是不是像极了人类工业文明的产物?

TypeIII 核心 组件

近期,科学家通过低温电子显微镜,第一次观察到细菌如何通过这个装置感染宿主细胞

图中红色框框里的就是Type III secretion,下面一列是放大后的图
第一次亲密接触:细菌侵染宿主

视频中也演示了其工作原理:分泌器的内部是中空的,底座部分是由许多蛋白组成的复合体,类似于一个微小马达,可以驱动分泌器的转动,带动针刺穿宿主细胞的细胞膜。刺穿以后,细菌就将准备好的抗原物质(一般是蛋白或者小分子)通过中空的管道注射进宿主细胞内。当然其中是否还有更多深奥的原理,以目前的科技手段,还不得而知。

很难想像自然界中被人类划分到最低级生命形态的生物,会具有如此精密高级的纳米级武器。

而这样的精密武器,细菌界有一套,至于具体的工作原理,还有哪些未知的,就需要去探索了


说完细菌,再来说说植物。

这张是植物胚的,植物学家把每个阶段都通过显微镜呈现出来。

并用计算机模拟出胚的发育过程。

拟南芥的花芽和叶芽——以后将发育成花和叶的一团细胞

微观结构
荧光显示蛋白亚细胞定位
植物组织染色
GUS染色(提夫尼蓝?)

参考文献:

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


大脑弥散张量成像(DTI),是核磁共振机器弥散张量序列扫描的大脑3D影像,通过计算水分子在不同方向上扩散的速度不同来还原出的大脑神经纤维束分布。

大脑神经纤维束

这个视频中的颜色有些浮夸,实际上我们得到的DTI图像中不同颜色代表不同的纤维方向 (如下图)。

Neetu Soni et al., 2017


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