擴展顯微技術揭示海洋浮游生物的隱形宇宙

一項開創性的研究首次將擴展顯微技術（Expansion Microscopy, ExM）應用於海洋浮游生物，成功地對這些至關重要的微小生物的內部結構進行了詳細觀察。

這些微觀有機體是地球生命的無形驅動力：它們不僅製造了我們呼吸所需的大部分氧氣，同時也構成了海洋生態系統的基石。

突破肉眼極限：窺見細胞內部結構

來自歐洲分子生物學實驗室（EMBL）和洛桑聯邦理工學院（EPFL）的研究人員共同運用了這項技術。該技術能夠將樣本的物理尺寸放大高達16倍，從而揭示了過去無法觸及的細節，例如海洋原生生物（如魚孢子蟲）的細胞內部架構。

長期以來，這些生物體緻密的細胞壁一直是研究工作的巨大阻礙。然而，EMBL與EPFL的跨機構合作成功克服了這一障礙。

透過使用擴展顯微鏡方法，研究團隊在保持細胞結構形狀和比例精確度的前提下，從字面上拓展了可見世界的界限。

在「穿越歐洲海岸線考察」（Traversing European Coastlines, TREC）期間，科學家們在法國羅斯科夫（Roscoff）海岸採集了超過200種真核浮游生物，並對其細胞骨架（包括微管和中心粒）進行了精確的繪製。

繪製生命的藍圖：邁向全球浮游生物圖譜

這項研究成果已發表於權威期刊《細胞》（Cell）上，為建立全球浮游生物圖譜奠定了基礎。該圖譜旨在揭示海洋微觀居民隱藏的結構多樣性。

能夠取得羅斯科夫生物學站（Roscoff Biology Station）的海洋微生物收藏，在這項工作中發揮了關鍵作用。新的可視化技術不僅能讓人們看見細胞的組織方式，更能追溯從單細胞祖先到複雜生命形式的演化聯繫。

細胞骨架：生命的支撐系統

細胞骨架是維持真核細胞形狀的框架網絡。對其進行深入研究，有助於繪製其組織結構的變異圖，展示出共同與獨特的結構模式。這類分析深化了我們對生命組織基本原則的理解，並協助重建細胞架構的演化歷程。

PlanExM：拓展科學邊界的前瞻性計畫

這項工作是「浮游生物擴展顯微技術」（PlanExM）計畫的一部分。該計畫已獲得額外資金，用於研究浮游生物中細胞有絲分裂的演化以及向多細胞化的轉變過程。

PlanExM計畫表明，擴展顯微技術有望成為與生物多樣性基因組學計畫同等重要的工具，能夠將分子數據與詳細的細胞生理學資訊結合起來。

理解這些精細的結構和相互作用，為演化生物學開闢了新的視野——在海洋深處跳動的微小生命形式中，複雜性由此誕生。

圖片來源：歐洲分子生物學實驗室（EMBL）／洛桑聯邦理工學院（EPFL）／Scienmag／劍橋大學出版社