科学家用4D成像技术，揭秘人类细胞组装过程！

在我们的身体内，每一个细胞都是一个复杂而精密的世界。细胞中的各种结构，如细胞核、线粒体和过氧化物酶体，被称为“细胞器”，它们是我们生命的基础。但是，直到最近，这些微小结构的形成过程和它们精确的功能仍然是一个谜。幸运的是，日内瓦大学的科学家们通过高分辨率显微镜和动态重建技术，首次成功地记录了人类中心体（centriole）组装过程的影片。这一成就不仅为我们理解细胞功能提供了新的视角，也为与中心体功能障碍相关的癌症、脑部疾病或视网膜疾病的研究开辟了新的道路。

中心体是一个微小的细胞器，直径不到500纳米，由大约100种不同的蛋白质组成，它们组织成六个亚结构域。在过去，由于技术限制，我们几乎无法详细观察到中心体的结构。但是，Paul Guichard和Virginie Hamel实验室的研究团队通过扩张显微镜技术改变了这一现状。这种前沿技术使得细胞及其成分可以逐步膨胀而不变形，从而可以使用常规显微镜以非常高的分辨率进行观察。

通过这种高分辨率的成像，科学家们能够精确地定位特定时间点上的蛋白质，但这并不能提供关于亚结构域或个别蛋白质出现顺序的信息。Marine Laporte，这项研究的第一作者，使用扩张显微镜分析了超过一千个处于不同生长阶段的中心体中的24种蛋白质在六个域中的位置。随后，她进行了一项繁琐的工作——伪时间动态重建。换句话说，他们能够将这些在中心体生物生成过程中随机拍摄的数千张图像按照时间顺序重新排列，使用他们开发的计算机分析方法重建中心体亚结构的形成过程。

这种结合了扩张显微镜的高分辨率和动态重建的独特方法，使我们能够模拟人类中心体的首次4D组装。这项工作不仅加深了我们对中心体形成的理解，还为细胞和分子生物学开辟了难以置信的前景，因为这种方法可以应用于其他大分子和细胞结构，以研究它们在空间和时间上的组装。

亲爱的读者，这项研究是否让你对我们体内的微观世界感到惊叹？你认为这些发现将如何影响我们对健康和疾病的理解？或者你有自己对细胞生物学的好奇和问题吗？欢迎在评论区分享你的想法和见解，让我们一起探索生命的奥秘。

参考资料：DOI： 10.1016/j.cell.2024.03.025