細胞生物學技術展望

盡管研究細胞結構與功能的方法和技術已經有了重大突破，但科學探索的腳步從來就不會停歇。2012年，也許我們會看到更多成像技術的出現，更多的熒光蛋白工具，超高分辨率成像技術進入新的應用領域。無論如何，細胞成像方法上的每一個技術進步都將讓我們更深入地了解細胞內部的世界。

在幾年前的2008年，細胞成像技術被《Nature Methods》評為年度技術。之后，細胞成像技術煥發了全新的光彩，分辨率越來越高，速度越來越快，不僅能呈現超高分辨率的圖像，還能快速靈敏地捕捉活體組織中的分子運動。

2011年，加州大學舊金山分校的研究人員報道了一種活體肺組織實時成像技術——高速雙光子成像（video-rate，two-photon imaging），這種技術能首次在不影響肺組織正常生理功能的情況下，實現對細胞活動進行實時成像觀測。而來自美國能源部布魯克海文國家實驗室的研究人員開發了一種新型的RatCAP PET活體動物成像系統，這一新型設備為神經科學家們研究處于清醒和活動狀態下的動物大腦功能和行為提供了新工具。

盡管研究細胞結構與功能的方法和技術已經有了重大突破，但科學探索的腳步從來就不會停歇。2012年，也許我們會看到更多成像技術的出現，更多的熒光蛋白工具，超高分辨率成像技術進入新的應用領域。無論如何，細胞成像方法上的每一個技術進步都將讓我們更深入地了解細胞內部的世界。

10年前，傳統光學顯微鏡的分辨率停留在200 nm。之后，超高分辨率的成像技術出現了，如今光學顯微鏡能達到20 nm的分辨率。若想獲得更高的分辨率，人們不得不借助電子顯微鏡。盡管這兩種成像方法之間的鴻溝越來越小，但依然是存在的，生物學家既想獲得電子顯微鏡的分辨率，又不想固定他們的樣品。

2012年，我們興許會看到電子顯微鏡技術的更廣泛應用，生物學家會將光學和電子顯微鏡所用工具銜接起來，讓人們比以往更深入地了解細胞。

2011年8月，日本科學家Atsushi Miyawaki等在《Nature Neuroscience》上報道了一種新試劑（Scale）。這種神奇的試劑可使生物樣品變得光學透明，但又完整保留了樣品中的熒光信號。文章一發布，細胞生物學家和神經生物學家為之一振，同樣激動的還有儀器公司。隨著這種試劑的上市，研究人員有望在今年深入探索大腦中的神經元如何連接。2012年，神經生物學將有一場好戲要上演……

2008年，綠色熒光蛋白的發現者和改造者被授予了諾貝爾化學獎，體現了熒光蛋白在細胞生物學研究中的重要性。隨著對熒光蛋白結構和功能的了解加深，研究人員不斷改造，開發出適合新應用的新熒光蛋白。

2012年，預計熒光蛋白的家族會繼續擴大，有更多新的熒光蛋白誕生，應用在超高分辨率成像、共聚焦顯微鏡、甚至電子顯微鏡等領域。

如今，了解細胞如何應對外力以及細胞微環境的剛度如何影響細胞生物學，也成為研究人員感興趣的課題。原子力顯微鏡（AFM）利用微懸臂感受和放大懸臂上尖細探針與受測樣品原子之間的作用力，從而達到檢測的目的，具有原子級的分辨率。由于原子力顯微鏡既可以觀察導體，也可以觀察非導體，從而彌補了掃描隧道顯微鏡的不足。隨著近年來原子力顯微鏡系統更加用戶友好，今年可能會出現一些新的方法和技術，來探索細胞內外的力如何調控了一切，從細胞運動到分化潛能。