生命科學(xué)研究離不開(kāi)各式各樣的模式生物，模式生物由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生活周期短、培養(yǎng)簡(jiǎn)單、基因組小等特點(diǎn)，在生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。模式生物作為材料不僅能回答生命科學(xué)研究中基本的生物學(xué)問(wèn)題，對(duì)人類(lèi)一些疾病的治療也有借鑒意義。常見(jiàn)的模式生物有真菌中的酵母，低等無(wú)脊椎動(dòng)物中的線蟲(chóng)，昆蟲(chóng)綱的果蠅，魚(yú)綱的斑馬魚(yú)，哺乳綱的小鼠以及植物中的擬南芥。

高內(nèi)涵系統(tǒng)不僅僅適用于各種各樣的細(xì)胞模型，對(duì)各種小型的模式生物也非常友好，通過(guò)將這些模式生物做一些預(yù)處理，放在微孔板中，我們就可以用高內(nèi)涵系統(tǒng)來(lái)拍攝和分析它們。本期和下期，我們將隆重介紹高內(nèi)涵與這些模式生物的故事。

酵 母

常用于模式生物的酵母有兩個(gè)物種：出芽酵母和裂殖酵母，以出芽酵母為例，其細(xì)胞為球形或者卵形，直徑5–10μm。其繁殖的方法為出芽生殖。使用高內(nèi)涵系統(tǒng)，可以觀察和分析酵母的世代周期、蛋白定位等。

實(shí)驗(yàn)一

Hoechst 33342 染色酵母活細(xì)胞，通過(guò)63倍水浸式物鏡拍攝酵母細(xì)胞，高內(nèi)涵分析軟件Harmony自動(dòng)識(shí)別酵母細(xì)胞，PhenoLOGIC人工智能算法區(qū)分出芽細(xì)胞：

實(shí)驗(yàn)二

酵母細(xì)胞器相關(guān)蛋白的標(biāo)記，紅色標(biāo)記整個(gè)酵母細(xì)胞，綠色為不同細(xì)胞器，高內(nèi)涵分析軟件Harmony可識(shí)別不同的細(xì)胞器結(jié)構(gòu)，分析其熒光強(qiáng)度、形態(tài)學(xué)參數(shù)和紋理參數(shù)^[1]。

下圖為突變體中蛋白定位發(fā)生變化^[1]。

斑馬魚(yú)

斑馬魚(yú)也是成熟且常見(jiàn)的模式生物，常用于疾病研究中。斑馬魚(yú)成魚(yú)體長(zhǎng)5cm左右，幼魚(yú)0.5-2cm，全身透明。一般首先對(duì)斑馬魚(yú)進(jìn)行麻醉，再進(jìn)行高內(nèi)涵拍攝。

實(shí)驗(yàn)一

斑馬魚(yú)曲度的研究，毒性處理或一些基因突變會(huì)導(dǎo)致斑馬魚(yú)的曲度發(fā)生變化，高內(nèi)涵分析軟件Harmony可分析斑馬魚(yú)的軸向長(zhǎng)度、曲率、彎曲角度等參數(shù)：

實(shí)驗(yàn)二

斑馬魚(yú)血管研究，斑馬魚(yú)全身透明，一直以來(lái)都是非常好的心血管研究模式生物，通過(guò)20倍水浸式物鏡（NA1.0）對(duì)斑馬魚(yú)血管進(jìn)行成像，高內(nèi)涵分析軟件Harmony可通過(guò)一系列算法識(shí)別熒光標(biāo)記的斑馬魚(yú)血管結(jié)構(gòu)，也可對(duì)血管結(jié)構(gòu)做3D重構(gòu)，分析血管長(zhǎng)度、熒光強(qiáng)度等參數(shù)：

參考文獻(xiàn)

1.Yeast Proteome Dynamics from Single Cell Imaging and Automated Analysis. Cell. 2015 Jun 4;161(6):1413-24. doi: 10.1016/j.cell.2015.04.051.

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