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隶属于麻省理工学院（MIT）的科赫研究所（Koch Institute）是全球最富盛名的癌症研究中心之一。它因层出不穷的突破性科学发现而闻名，也因为致力挖掘科学之美而为人知晓。每年，科赫研究所举办的“科学图片奖”，会从数百张投稿作品中评选出兼具科学与艺术美的10张最佳图片进行展出。它们产生于重要的生命科学和生物医学研究，同时视觉效果令人震撼。每一张图片，都将为你打开一扇窗口，通向一个无法用肉眼看到的奇妙世界。
2020年，这项独特的科学图片奖正好举办了十年。近日，本届获奖的10幅作品正式揭晓。经科赫研究所的特别授权，学术经纬团队在今天的这篇文章中，为各位读者送上这十张美图，并解读每一张科学图片背后的故事。
Keith Ellenbogen (Photographer & Visiting Artist), Tom Consi (Scientist)MIT Sea Grant
单细胞的沟鞭藻是一类浮游生物，看似简单，多样性却极为丰富，是全球海洋生态系统中的重要角色。图中这3颗甲藻就是代表，它们是氧气的主要初级生产者，利用细胞内的叶绿体进行光合作用。这些微小的海洋生物产生了我们呼吸的氧气。
Rachel E. Soble, Otto X. Cordero, Parsons Laboratory at MIT
一滴水里可能孕育着一个丰富的宇宙。这些圆斑上的所有微生物来自同一升海水，但它们在不同的微型生态系统中有各自不同的生长模式。科学家通过研究这些群落的发展，在从环境到人体的各种系统内建立模型，预测微生物物种之间的动态相互作用。
Arnav Chhabra, David Mankus, Margaret Bisher, Abigail Lytton-Jean, Sangeeta Bhatia
器官移植时面临的一个难题是，人体自身的免疫细胞可能会把新器官看作应当清除的“异物”。科学家决定向癌细胞“取经”，学习癌细胞是如何躲避免疫系统攻击的。他们让移植的细胞（紫色）表达和癌细胞一样的表面蛋白标记物，这样一来，在有攻击能力的细胞（绿色）面前就仿佛穿上了隐身衣。
Paramesh Karandikar, Rameen Shakur, David Mankus, Margaret Bisher, Abigail Lytton-Jean, Robert LangerKoch Institute at MIT
扫描电镜下，抛光的金属板上，氧化锌纳米“花”长成了一片结晶花园。中间的“葵花”由周围尖刺脱落下来的碎片组成，反映了它们的微观结构。科学家们正致力于利用这些晶体制备收集能量的纳米线，用于植入式生物传感器。
Morteza Sarmadi, Christina Ta, Robert Langer, Ana Jaklenec Koch Institute at MIT
这些亮晶晶的粉色方块，在帮助我们抗击癌细胞。它们是经过科学家改造的微型胶囊，可以在长达6个月的时间里，每3天一次，在特定部位局部释放抗癌药物，让传统的化疗与新兴的肿瘤免疫疗法或基因疗法联合发挥作用。
Genevieve Abbruzzese, Jeffrey Kuhn, Thao Nguyen, Richard HynesKoch Institute at MIT
这朵“花”是一张视网膜的血管发育图。血管（绿色）呈辐射状向外生长，底下是起支撑作用的蛋白（红色）。在边缘，还在萌发的血管接受到来自周围蛋白质的信号。我们知道，癌细胞的生长和存活也离不开血管系统的支撑，找到有助于引导血管生长的蛋白质，可以提供新的方法来对付肿瘤。
Jonathan Braverman, George Eng, Daiyao Zhang, Ömer YilmazKoch Institute at MIT
这些是被称为“类器官”的立体迷你器官，可以帮助科学家研究肿瘤如何产生。从大肠中取出的细胞经过基因改造，具备常见的癌症相关突变。把基因工程产生的类器官（较大的白色球体）与没有经过突变的结肠类器官（较小的蓝绿色球体）一起“种”到培养皿中，研究人员可以在三维空间中追踪并比较它们的生长情况。
Jacob T. Martin, Ben Cossette, Darrell J. IrvineKoch Institute
你看到的这些是淋巴结。科学家们设法把抗原和生物训练材料定向输送到淋巴结，以便免疫细胞在这里更好地学习如何应对健康威胁。而这种成像实验可以让研究人员真正“见到”进入每个淋巴结的抗原量（红色表示多，蓝色表示少），有助于找出最有效的疫苗接种方法。
Ellen M. DeGennaro, Christopher A. Walsh Harvard-MIT Health Sciences and Technology & Boston Children's Hospital
正在发育的大脑中，神经细胞搭建出了一张井然有序的网络。左下角中空的脑室边缘，排列着还未分化的神经元，它们才刚刚从母细胞中分裂出来。然后，它们在走向成熟的同时，会向外朝着皮质下层移动，跨过已经在那里的细胞，落脚在软脑膜（蓝/绿）附近。大脑的神经细胞建筑图，有助于我们更好地了解细胞的位置和谱系如何影响它们的命运。
Peter Bruno, Aslı Gökdemir, Ryan Hayman, Michael HemannKoch Institute at MIT
一个基因发生突变，会让肿瘤对治疗的反应有什么不同？这里的每一列代表着一个细胞系对200多种测试药物中的21种抗癌药物有何反应：蓝色和绿色意味着敏感，红色和粉色意味着耐药——颜色越冷，说明带有某种突变的细胞越有可能被药物杀死。组合起来的数据让研究人员可以一目了然地识别出，所测试的抗癌药物在哪些病人身上会最有效。
参考资料
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发表于 2020-3-31 13:20
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