顯微鏡下的生命長啥樣？

編者按：通過天文望遠鏡，我們能看見無盡的星空、璀璨的銀河以及更為遙遠的星系……毫無疑問，宏觀世界的博大宏偉讓人心眩神迷。但在肉眼看不見的微觀世界，同樣存在不為我們所知的瑰麗美景。中國細胞生物學會的科學家們通過光學顯微鏡拍攝了一系列細胞的奇妙行為，向我們展示了生命的勃發之美。

1．散步

細胞遷移有重要的生理功能，也是腫瘤轉移的原因。與體內緊張的集體生活不同，離體培養的人類細胞吃飽喝足后在悠閑地漫步，撞上“熟人”要寒暄一陣才舍得離開；處于饑餓狀態的細胞則會停在原地養精蓄銳。動物細胞的這種自主遷移能力可追溯到地球上最早出現的單細胞動物——變形蟲。

2．走鋼絲

動物細胞形狀多變，能力超強，這使得它們在一根從衣服中抽出的纖維上也行走自如，樣子很是可愛。動物組織中的細胞可能就是這樣沿著膠原等胞外基質爬行的。

3.領地

為了避免過度增殖，動物細胞長滿培養空間后，會為自己隔出“領地”，互不侵犯，而且繁殖速率會下降。這是正常細胞才有的“理性”行為。如果惡變成了癌細胞，就會重疊起來生長，也不實行“計劃生育”。

4.擴張

在密集的細胞旁劃出塊空地，細胞們就會爭先恐后地去搶占。這種“定向遷移”能力對組織器官形成、損傷修復、病原體清除等至關重要。同時，很多細胞也開始迅速增殖（分裂）。這些“自私”的行為跟動物個體何其相似！其實，保全自己并盡力繁殖后代是所有生命的共同特征，也是生命得以繁衍的重要因素。

5.健美

一個正在爬行的細胞展示出渾身的“肌肉”（藍色，微絲）和“手腳”（黃色，黏著斑）。正是這些由蛋白質形成的結構的協同工作使細胞能夠發生位移。

6.足跡

用紅綠藍依次編碼不同時間的黏著斑，就形成細胞足跡的斑斕圖案，并顯示其變化規律：有些移動，有些產生，有些消失。其實每塊色斑內，還有很多微小的“手”在工作。而色斑外彌散的顏色顯示還有很多“手”的組件在時刻準備著發揮功能。復雜而精巧，這就是生命的美妙之處。

7.鋪展

細胞遷移的方向感來源于特定蛋白質在特定方向上的激活。人為地使這種蛋白質在各個方向都激活，細胞就喪失了方向性，以至于雖然把自己扯成了薄餅，卻還是停留在原地。步調一致才能得勝利，這話千真萬確。

8.列隊待發

細胞通過分裂來增殖。動物細胞分裂前，從兩個中心體（粉紅）分別發出的微管（綠色）會錨定到遺傳物質——染色體（藍色）的特定位置（動粒，紅色）上，并牽拉染色體。染色體的整齊排列意味著分裂前的準備工作已經完成。只等一聲令下，染色體就會齊刷刷地像兩邊分開。這個過程叫有絲分裂。

9.一個不能少

在有絲分裂中，尚未排列到中央位置的染色體會從動粒發出信號（紅色），警告已經列隊的染色體不要搶跑。搶跑會使子代細胞擁有不同數量的染色體，導致細胞病變、死亡或癌變，因此需要被禁止。正是這種機制保證了細胞的遺傳穩定性。

10.僵持

有四個中心體的異常細胞形成企圖將染色體分成四份的尷尬局面。僵持的結果往往是細胞的異常分裂或死亡，這類情況常見于腫瘤細胞。因此，腫瘤中的細胞常會擁有不同數目的染色體，即缺乏遺傳穩定性，因而容易發生變異。

11.藕斷絲連

這是正在分裂的細胞，其染色體（粉紅色）已經通過微管（綠色）的牽拉被均分成兩份，但細胞體還在一起。

12.握別

染色體（紅色）分離完成之后就是細胞質（藍色）的分裂。等胞質間的聯系完全斷開，細胞分裂也就完成了。斷點處的特殊結構（中體，綠色）好像子細胞在即將各奔東西之前最后伸手握別。

13.傳承

這些棒狀結構是一個母細胞中，成對并聯在一起的姐妹染色體，每條染色單體（姐或妹）包含一條雙鏈DNA。其中的一條DNA鏈是其為孩子親手制作（復制），另一條鏈則來自于其母親（紫紅色）或更遙遠的祖輩。而且，這個母細胞還像它母親一樣把姐妹染色單體的有些區域互換了位置（重組，圖中有些紫紅色區域不連貫的原因），使祖輩來源的遺傳物質能夠更均勻地分配給子孫。由此，我們可以更深刻地理解生命“遺傳”的含義。