认识EVIDENT第四届全球显微图像大赛全球大奖获得者

早在几年前，Laurent Formery的海胆图像在我们的Evident第二届全球显微图像大赛中获得了荣誉奖。2023年，他拍摄的海星图像在Evident第四届全球显微图像大赛中同样大放异彩，并获得了全球大奖 —— 一台配有DP23数码相机的SZX7体视显微镜，并成为我们光学显微成像比赛中的佼佼者。

这幅由Laurent Formery（美国）拍摄的幼年海星（Patiria miniata）神经系统图像在我们的2022年全球显微图像大赛中获得了全球奖。这张图像展示了海星的神经系统。海星神经系统的主要特征是三条长长的神经元束，称为放射状神经索。它们沿着海星五条腕足的中线分布在口部一侧。这五条神经索通过环绕口部的神经环连接在一起。侧向神经在神经索上有规律地间隔分布，延伸至每条腕足边缘。

“令人惊讶的是，海星与脊椎动物（我们所属的动物门类）关系密切。然而，乍一看，它们却与我们大相径庭。在包含海星及其同类（海胆、海参）的生命树领域，进化颇有些随心所欲，赋予了这些动物完全不同于我们以及其他相关动物的五重对称性。由于它们如此与众不同，我们对以下情况知之甚少：它们的神经系统如何分布、如何工作、以及与我们相比有何区别。”Laurent 向我们兴奋地讲解道：“这张图片显示的是使用抗乙酰化-微管蛋白抗体进行的全图免疫染色，该微管蛋白抗体是一种神经系统标志物。样本非常大（约1厘米），在共聚焦显微镜上以5倍放大率进行平铺扫描拼图成像。沿动物的口部-肛门轴拍摄了多组z轴图像堆栈，并使用Fiji软件进行了深度色彩编码的Z轴投影。这种色彩编码在图片上提供了可视的颜色深浅对比，这实际上对应的是荧光信号相对于动物口部一侧（即长有嘴的一侧）的距离。”

拍摄这幅图像时，Laurent遇到了不少挑战。“海星不是透明的动物，因此难以用荧光显微镜对其进行成像。所以，我们很难清晰了解神经系统的构造。在这张特殊的图像中，我们使用实验室开发的一种基于水凝胶的透明化方案使海星变得透明。这种透明化处理使我能够使用荧光共聚焦显微镜对整个动物进行成像，从而全面了解其神经解剖结构。在我迄今为止拍摄的海星和海胆图像中，这是最令人满意的一张。这只动物保存得完好无缺。这里没有灰尘或碎屑，而灰尘或碎屑有时会产生图像伪影。此外，它也比我通常使用的标本大得多。它看起来更像一颗成年海星，这对您了解这张照片有很大帮助。”

Laurent是一名资深的发育生物学家，在法国索邦大学下属的维勒弗朗什海洋观测站攻读博士学位期间学会了使用共聚焦显微镜。“我很幸运能与精致美丽的动物们打交道，所以我自然想要为它们拍下最美的图像，还它们一个公道。我们的海洋中充满了各种各样迷人的动物，我们对它们知之甚少，遑论了解。通过展示这些动物的美，我希望这项研究能够帮助人们提高对这种多样性的认识，了解为什么我们需要研究它们，最重要的是，要保护它们。”

值得一提的是，Laurent第一次参加图像大赛是2020年的Evident第二届全球显微图像大赛。当时，他的海胆图像获得了荣誉奖。

显微镜下的海胆

显微镜是一扇通往不同世界的视窗。它揭示了我们用肉眼无法看到的微小事物之美。“我觉得采集海水样本（最好使用浮游生物网）特别吸引人，然后在显微镜下进行观察。海水中充满了生命。有些您看到的微小藻类、幼虫和动物有着令人难以置信的形状、颜色或形态。如果没有显微镜，你无从了解这个迷人的世界。显微镜还能展示更抽象的事物。在荧光成像中，显微镜可以探索具有自身美感的结构，例如神经系统。”

“我现在是斯坦福大学Lowe实验室的博士后研究员。我从分子角度研究动物的进化，试图了解古代遗传系统的改变是如何使解剖结构完全不同的动物群体得以进化的。成像是我研究的关键。我通常每周要花大约 10 个小时使用显微镜（主要是共聚焦显微镜）。我的研究涉及动物身体结构的进化。我的研究重点是与我们关系密切的无脊椎动物，特别是棘皮动物（海星、海胆、海参）。虽然它们的外观与我们大为不同，但这些动物成体形成所使用的基因工具与我们相同（它们使用相同的建筑基因）。这些相同基因在发育过程中的连接差异，导致它们的成体解剖结构出现差异。最近，我们一直在研究脊椎动物中形成前后轴的基因如何在棘皮动物中发生改变，以适应其独特的五重轴对称性。这项工作现已作为预印本发表，并将很快出版。简而言之，脊椎动物以前后轴为模式，形成身体的不同区域，如头部和躯干。在棘皮动物中，我们发现只有头部基因被激活，而躯干基因则完全缺失。在某种程度上，像海星这样的棘皮动物应该被看作是在海底匍匐行走的头。

EVIDENT第五届全球显微图像大赛已瞩目盛启，如果您也是显微摄影/摄像专家或爱好者，快来与我们分享您眼中的奇妙微观世界吧！为了让更多用户有机会参与活动，我们会将活动报名入口开放至2024年5月31日，欢迎点击“阅读原文”进入参赛页面参与活动！参赛即有奖，收到投稿信息后，我们会尽快为您寄送参与奖礼品——折叠插头双线快充一个！