BioArt從全球數百萬幅科學圖片選出了最好看的12幅，每幅都震撼人心

iNature：枯燥的數據和圖表可不是科研工作的全部，科學圖片也可以像藝術作品一樣傳遞美好的視覺體驗。接下來，就讓我們走進生命藝術的殿堂，一起來欣賞美國實驗生物學會聯合會評選出的2017年度「BioArt」獲獎作品。

作為研究的一部分，科學研究人員每天都會製作數千張圖像和視頻。然而，只有少數人在實驗室外見過。 通過BioArt競賽，旨在通過慶祝科學藝術與公眾共享生物研究的美麗和廣度。

Marina Venero Galanternik1*, Daniel Castranova1, Tuyet Nguyen2, and Brant M. Weinstein1*

1、Eunice Kennedy Shriver美國國立衛生研究院兒童健康與人類發展研究所

2、馬里蘭大學

*發育生物學學會

研究領域：心血管發展

該顯微鏡圖像顯示熒光顆粒上皮細胞（FGP，綠色）與圍繞成年斑馬魚大腦的血管（紅色）密切相關。 FGP是在斑馬魚和哺乳動物中發現的新型細胞，研究人員懷疑它們在維持血腦屏障和清除大腦中的有毒物質方面發揮著關鍵作用。 美國國立衛生研究院Eunice Kennedy Shriver國立兒童健康和人類發展研究所的校內研究計劃的研究人員正在利用斑馬魚進一步了解FGP的功能。 他們最近發現FGP與形成淋巴系統的細胞密切相關，淋巴系統收集，清洗循環系統並將液體返回到循環系統。

Dimitra Pouli1, Sevasti Karaliota2, Katia P. Karalis2, and Irene Georgakoudi1

1、塔夫茨大學

2、雅典學院生物醫學研究基金會

研究領域：脂肪代謝

這些白色脂肪細胞使用稱為相干反斯托克斯拉曼散射（CARS）的專門技術成像。 這種無標籤的無創過程使用近紅外光來探測特定類型原子鍵的振動。 CARS的產量可以讓科學家們「看到」完整活體組織中存在高濃度脂肪（脂質）的情況。 該研究小組正在研究具有大量白色脂肪細胞（儲存能量）的組織的代謝行為與那些具有許多棕色脂肪細胞（能量耗散）的組織的代謝行為。 通過NIH國家生物醫學成像和生物工程研究所支持的項目，他們的目標是擴大我們對不同脂肪組織工作方式的理解，這可能會為肥胖，糖尿病和代謝綜合征提供新的干預措施。

Jo?o Botelho, Daniel Smith, Macarena Faunes, and Bhart-Anjan Bhullar

耶魯大學和耶魯皮博迪自然歷史博物館

研究領域：進化發育生物學

這種鱷魚胚胎處於器官發育或器官發生的早期階段。 熒游標記突出顯示神經（綠色），肌肉（橙色）和細胞核（藍色）。 在這個發育階段，幾種鱷魚的特徵變得明顯，包括長尾巴和頭部的大量三叉神經 - 這使得鱷魚的臉比人的指尖更敏感。 然而，它仍然與鳥類胚胎非常相似，這不是巧合：鱷魚和鳥類是彼此最親近的親屬。 他們的共同祖先生活在2.5億年前，看起來像一隻小恐龍。 這個研究小組正在對鱷魚和雞的發展進行比較，以確定產生鳥類特徵的差異。 NSF生物科學理事會支持這些研究人員對鳥體結構演變和發展的研究。

Courtney Fleming1,2, Birnur Akkaya2,3, and Umut A. Gurkan2

1、克利夫蘭藝術學院

2、凱斯西儲大學

3、共和國大學

研究領域：汞毒性

接觸汞會對人體造成嚴重的健康風險，包括對心血管疾病的易感性增加。 在這個研究項目中，研究人員正在研究汞暴露對循環系統的影響，並與藝術家合作來說明他們的發現。 正常的紅血細胞具有獨特的圓環狀形狀，可以讓它們通過小於其直徑的血管。 然而，這幅圖中暴露於汞的紅細胞，看上去是畸形的，有刺狀突起。 研究人員還發現，汞暴露會改變紅血球與血管表面的相互作用。 這項工作得到了NSF工程與土耳其科學技術研究理事會（TüB?TAK）的資助。

Rebekah Taylor* and Logan Cheshire

弗羅斯特堡州立大學

*美國免疫學家協會

研究領域：教育顯微學

粉蚧（Pseudococcus sp。）是溫室和熱帶植物的常見害蟲，從植物葉子和莖榨汁。 它們也可以在它們所飼養的植物之間傳播疾病。 為了保護，粉蚧分泌一種覆蓋全身的蠟狀粉末。 這些蠟質分泌物的圖像是泰勒博士高級顯微鏡課程的一部分。 在本課程中，本科生學習生物和醫學研究人員使用的成像技術。 一名學生，柴郡先生為他的一個樣本選擇了粉蚧。 在金 - 鈀上濺射塗布整個粉末後，用掃描電子顯微鏡對其進行成像，並觀察到蠟粉由均勻捲曲組成。

Victor Padilla-Sanchez*

美國天主教大學

*國際計算生物學學會

研究領域：病毒裝配

噬菌體T4病毒（左圖）感染細菌大腸桿菌。 類似於月球著陸器，這種病毒將其DNA保存在二十面體頭部。 一旦它「降落」在大腸桿菌細胞表面，病毒就會通過尾巴（紫色管）將其DNA注入細胞，感染細菌。 Padilla-Sanchez博士正在研究病毒DNA包裝機（中圖和右圖）在裝配新病毒時如何將DNA（紅色）載入頭部。 擴大我們關於這種病毒如何工作的知識可能有一天會讓研究人員設計它來對抗癌症並生產疫苗。 這些圖像是使用UCSF的Chimera Visualization Software使用來自Protein Data Bank的原始結構數據以及來自電子顯微資料庫的cryoEM重建而創建的。

Kevin A. Murach, Charlotte A. Peterson*, and John J. McCarthy

肯塔基大學

*美國生理學會

研究領域：骨骼肌肉

在這幅圖像中，來自小鼠的培養生長的肌肉乾細胞融合在一起形成肌管，模仿活體中肌纖維的形成。 熒游標記顯示肌管的多個核（藍色）和不同的條紋（紅色） - 都是成熟肌纖維的特徵。 一些肌管還顯示綠色熒光，將其引入具有病毒的細胞中。 研究人員計劃使用相同的病毒傳遞系統來遺傳修飾細胞，並評估損傷性細胞融合如何改變肌管的生長。 美國國立衛生研究院國家關節炎和肌肉骨骼和皮膚疾病研究所以及國家老化研究所支持他們對成年人肌肉生長，適應和恢復的研究，包括肌肉乾細胞如何修改周圍的細胞環境以促進這些活動。

Haley O"Brien*

俄克拉荷馬州立大學健康科學中心

*美國解剖學家協會

研究領域：解剖學

有蹄類動物的哺乳動物在頭骨內部有一個特殊的動脈網路，用來保持他們的大腦比身體更冷。 選擇性腦冷卻有助於這些動物減少水分流失，避免中暑。 在美國Antilocapra americana的CT掃描中，使用特殊對比染料照亮頭骨和動脈。 O"Brien博士正在研究讓大腦保持冷靜的能力是否能夠幫助這些動物生存變暖和乾燥氣候。 美國國家科學基金會社會，行為和經濟科學委員會最近資助在阿肯色州大學購買一台X射線微型計算機斷層掃描（microCT）掃描儀，奧布萊恩博士和其他研究人員將在俄克拉荷馬州的阿肯色州 ，密蘇里州和堪薩斯州，以促進科學發現並促進學術界與工業界的夥伴關係。

Vanja Stankic1,2* and Rachel K. Miller1,2,3*?

1、麥戈文醫學院

2、MD Anderson癌症中心研究生物醫學科學研究生院

3、德克薩斯大學安德森癌症中心

*發育生物學學會

?美國遺傳學會

研究領域：腎臟發育

纖毛（黃色）是細胞上特殊的毛髮狀結構。 一些纖毛是活動的，並且可以協調地打敗，創造一個定向流體流動。 這個動作是用來推動卵子進入子宮，使大腦中的腦脊液循環，並清除呼吸系統中的氣道。 腎臟內的無動脈纖毛被認為是流體流動的感測器。 纖毛的結構和功能缺陷與不孕症，大腦異常，慢性呼吸系統問題和腎臟異常有關。 該圖像顯示來自青蛙（Xenopus laevis）胚胎的皮膚細胞，其也具有能動的纖毛並且通常用作纖毛髮育或纖毛髮生的研究模型。 這些美國國立衛生研究院國立糖尿病和消化和腎臟疾病研究所資助的研究人員正在使用這種青蛙模型來研究纖維發生在腎發育中的作用。

Bruce W. Arey1, Carolyn I. Pearce1, Jamie L. Weaver2, Edward Vicenzi3, Thomas Lam3, Tamas Varga1, Micah D. Miller1, Michele A. Conroy1, John S. McCloy4, Rolf Sjoblom5, Eva Hjarthner-Holdar6, Erik Ogenhall6, Michael J. Schweiger1, John S. McCloy1, David Peeler1, and Albert A. Kruger7

１、西太平洋國家實驗室

2、國家標準與技術研究院

3、史密森尼學會博物館保護研究所

4、華盛頓州立大學

5、Tekedo AB

6、Arkeologerna

7能源部河流保護辦公室

研究領域：玻璃穩定性

這張照片顯示了一個微生物群落（淺綠色），居住在從瑞典山間堡壘採集的古代玻璃表面上，這些玻璃早在維京人之前。 研究人員正在研究古代材料，以進一步了解玻璃穩定性方面的知識，這些知識將用於在華盛頓州漢福德工廠安全地存儲低活性核廢料。 玻璃化是一種危險廢物被困在玻璃分子結構中的過程，可防止液體廢物泄漏到環境中，並使放射性在數千年內安全地消失。 像這樣的古代玻璃樣品特別令人感興趣，因為它們具有與通過玻璃化過程產生的玻璃類似的化學組成。 這項工作得到了River Protection能源部的支持。

Olga Zueva1,Thomas Heinzeller2, Daria Mashanova3, and Vladimir Mashanov1

1、北佛羅里達大學

２、路德維希馬克西米利安大學

3、文華高中

研究重點：神經系統

脆星和海星具有徑向對稱性，神經線沿著每條臂的長度延伸。 該3D模型顯示了脆性恆星（Amphipholis kochii）的一個臂段內的神經系統。 顏色表示其神經系統的三個細分：外耳系統（綠色）; 神經系統（洋紅色）; 和混合周圍神經（藍色）。 整個手臂的所有節段都重複這種神經模式。 為了創建這個模型，研究小組拍攝了一個脆弱的星星臂的薄片，並使用專門的軟體來組裝和微調模型。 科學家越來越多地使用脆星和其他棘皮動物來研究肢體再生，生物發光和其他特徵。 他們的NSF生物科學理事會支持的工作擴展了我們關於棘皮動物神經系統如何組織的基礎知識。

Scott Chimileski1*, Sylvie Laborde2, Nicholas Lyons1, and Roberto Kolter1

１、哈佛大學醫學院

２、哈佛大學自然歷史博物館

*美國遺傳學會

研究重點：細菌生物膜

嚴格來說，細菌是單細胞生物。 然而，當細菌長大並且相互作用的數量很多時，它們可以發展成菌落和生物膜 - 一些大到肉眼可以看到的。 這些菌落具有單個細胞所不具備的特性，如集體行為。 因此，細菌菌落可以表現出與多細胞生物有關的一些性狀。 這種地衣芽孢桿菌生物膜的模型是通過3D掃描活菌落產生的; 它以12倍於實際尺寸的不鏽鋼印刷，目前正在哈佛自然歷史博物館展出。 這些脊增加了表面積並增加了生物膜內數百萬細胞獲得氧氣的機會。 這些美國國立衛生研究院國立普通醫學研究所資助的研究人員正在研究生物膜的獨特性質，特別是當存在多種細菌時。

http://www.faseb.org/Resources-for-the-Public/Scientific-Contests/BioArt/Past-Winners/2017-BioArt-Winners.aspx

內容為【iNature】公眾號原創，歡迎轉載

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