超分辨成像：清晰度進入納米時代

超分辨顯微成像下的染色質——DNA和蛋白的3D複合結構 | 圖片來源：Nature

超分辨顯微技術在理論上獲得證實僅有一二十年的時間，但今天這項技術對生物學家而言已經相當普遍，容易獲得，這帶來了知識的繁榮。

這項技術特別令人興奮的一個研究領域是用於確定基因組的3D結構和組織排列。因為越來越多的證據表明，基因組的3D結構在調節基因表達方面扮演重要角色。

哈佛大學化學和生化教授Xiaowei Zhuang看好這一技術。2018年，Zhuang教授的團隊對染色質進行了納米級精度的成像，並將之與數千種不同類型細胞的序列信息關聯了起來。這種空間解析度比他們以前所做的成像高1~2個數量級（即10倍~100倍），能夠觀察到單個細胞里染色質組裝成結構域的過程，能讓我們更好地理解染色質調節機制。

Zhuang教授團隊的實驗所採用的解析度大多在幾十納米，看似很小，但其實跟被成像的分子一比就不那麼小了，這點在研究分子之間相互作用的時候尤其凸出。據Zhuang教授預測，在超分辨成像領域，空間解析度將迎來巨大改善，未來1納米解析度將成為常規。

與此同時，決定圖像獲得速度的時間解析度也在不斷改善。目前，研究人員必須在空間解析度和成像速度間折中、平衡，要想速度快，就無法要求高空間解析度。但隨著更好的成像方法、更快速的圖像獲得，這些限制將逐漸被克服。

成千上萬的基因和各種分子共同塑造了細胞的行為，如果能夠在基因尺度上同時看到運行中的這些分子，將為成像創造巨大的機會。

Nature 2019

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