生命奥秘｜你细胞内正发生的事
Streams Of Hope 音乐： Dan Gibson's Solitudes - Forest Piano 30th Anniversary
The Inner Life of A Cell
细胞的内部生活
哈佛大学分子生物学的研究者们用一部8分钟的动画《细胞的内部生活》，展现了一个白细胞在血管里的滚动与应激反应过程。白细胞内部的各种细胞器和蛋白质也用形象立体的方式展现了出来。
短片在刚开始公映时便受到全世界的追捧，国内大批对生物学好奇的年轻网友，争相在网上解读、翻译。不少观者称，看着白细胞在人体内的活动过程，感觉就像经历一次星际探险。
看了这部动画，你才明白，原来一个细胞就是一个大工厂，它的每一步运动和反应，都是这个结构大工厂系统整体运转的结果。
跟红细胞在血管里快速飞行不同，白细胞在血管里，更像是一个缓慢滚动的大雪球，比红细胞个头大很多，沿着血管壁滚动。
如果将镜头再拉近，你就会发现，原来，白细胞外壁的糖蛋白和血管内壁的P选择蛋白像触手一样伸将出来，不断地勾连在一起，又不断地断裂开来，断裂和结合的重复过程，推动了白细胞的滚动。
穿过细胞壁，进入细胞内部，你能看到一个三维纵深的骨架支撑系统，好像复杂穿梭的高架桥，又好像《哈利·波特》里迷宫一样的楼梯；在狭窄的公路上，可以看到个头细小像豆芽一样的驱动蛋白，好像一个走钢丝的苦力，驮着一个头巨大的运输泡，沿着微管缓慢前行，将这些富含蛋白质的运输泡根据需要运输到不同的地方。
在组织受感染的情况下，白细胞会产生应激反应，从血管中移动到受感染组织中……
这一切要感谢前几年勃兴的一群跨界新玩家——分子动画师。他们既是细胞生物学的专家，也是新媒体技术的应用者，他们致力于用直观、动态的方式向普通人展示越来越高深遥远的细胞生物学、分子生物学。
图/利用分子动画，可生动描绘细胞将表面分子内化的过程
生物学家玩起3D动画
随着实验室的需要，显微设备在20世纪不断改进，从光学显微镜到电子显微镜，从放大1000倍到放大150万倍以上，我们尝试去看清生命内部一切微小的结构。随着显微技术在教育、工作中的普及，传媒手段的发展，普通人也越来越能通过多种途径认识这些奇妙的微观世界。
如果放大1亿倍，我们可以直接看到DNA世界充满活力的分子结构。
但目前（编者注：指2014年），即便用最先进的成像技术，最大的生物分子看上去也不过是静止模糊的影像。科学家们不得不借助其他技术手段去测定这些生物分子是如何相互作用，以及完成创造生命的使命的。
而一帮不甘心放弃的细胞生物学家，则玩起了跨界，跑到新媒体学院去学习3D动画技术。用数字动画工具来创造普通摄影机、显微镜拍不到的世界。
他们硬是结合大量的研究资料，将分子生物运作的世界转化成了动画语言，使得细胞、DNA以及生物分子的视觉呈现变成了可能。
在分子生物学家们看来，视觉化表达的尝试过程，也反过来推进了他们对分子世界的新理解。
图/举着运输泡行走在微管上的驱动蛋白
分子动画师：给予细胞真正的生命
哈佛大学分子与细胞生物学系的罗伯特·卢教授是学校里的细胞生物学老师。同时，他也是哈佛大学生命科学教学片的拍摄导演。罗伯特·卢说，他想用直观的视觉表达方式将生命内部最深层的秘密告诉一般的大众。分子动画领域是当下正在迅速发展的一个新兴领域，这一领域的勃兴，让这个世界上出现了一群被称为科学动画师的人，他们不仅对分子生命过程非常熟悉，而且还是新媒体领域电脑软件的专家。
细胞生物学家珍妮特·埃瓦萨现今在哈佛传媒学院里做分子动画师，她说：“让分子动起来确实给了生物学家一个机会从全新的角度去思考问题。”埃瓦萨博士五年前第一次看到分子动画，就决定从事这一视觉成像的工作。“要知道，仅仅听科学家们谈论分子是如何运动的已经不能让我满足了。”她说，“真的看到分子在运动，是给予了它真正的生命。”
于是，在2006年，埃瓦萨申请到了国家科学基金的支持，在好莱坞Gnomon视觉效应学院的动画训练营里一待三个月，学习动画制作的技术。她的同学全部是男性，全在忙着制作各种各样的3D怪兽和太空船。
如果在分子动画界也有史蒂芬·伯格的话，那很可能要数卓·贝利了。他1970年出生在纽约。目前是在澳大利亚墨尔本沃尔特和伊莱扎·霍尔传媒研究学院工作的细胞生物学家。他被认为是生物医学成像领域最重要的动画大师。贝利的作品将科学与艺术串联起来，他的不少作品甚至在博物馆里展出，像是纽约现代艺术博物馆、巴黎蓬皮杜中心等。
贝利的工作是用动画的方式展现分子层面上的微小社会。对于普通人而言，皮肤下面的世界是完全陌生的世界。卓·贝利用数字技术历史性地创造了这原本陌生的世界。他展现细胞凋亡过程的动画片，让他成为这一领域的领头羊。“科学家们经常通过画图来解释他们的思想，但现在我们发现，分子世界可以表达和展示自身。”贝利说，“我们对它们的理解才刚刚爆发出一些火花。”他说今后他还打算致力于大脑意识活动的视觉成像研究。
粗略计算，我们的身体是由60兆个细胞组成的。现在世界人口是65亿，那也就是说人体的细胞数量是世界人口的1万倍左右，而60兆个细胞是从一个细胞分裂增殖而来的。每个人都是从母亲体内的一个受精卵开始了生长历程。受精卵不断分化分裂，形成胎儿，然后出生的婴儿继续成长为成年人。
那么1个细胞要分裂多少次才能变成60兆个细胞呢？按照数学的方式计算应该是46次。只需要经过46次的分裂，就能得到几十兆个细胞，真是不可思议。
其实，我们身体本身就是一个奇妙的世界，我们不仅要惊叹体内细胞数量之庞大，也会赞叹细胞功能之复杂、之完善。身体中的每个细胞有自己明确的职责，如果根据功能来分，我们体内大约有270种细胞。
比如说皮肤上皮细胞、神经细胞、肝细胞、角膜上皮细胞等。皮肤上皮细胞主要是将身体的内部与外界隔离，防御外来入侵；神经细胞会伸出长长的手脚来感觉痛、痒、冷等刺激，然后向大脑传输信息，以便大脑发出指令；肝脏细胞就像一个化学加工厂，可以为身体分泌有用的物质，并将有害物质分解，以保证身体不受伤害；血液中的白细胞是侦察兵，它们可以攻击入侵体内的细菌，还可以探知并杀伤体内癌变的细胞……60兆个细胞就是这样在我们体内有条不紊地工作着。
如果将细胞比作人，那么我们的身体则是人类社会。同类细胞构成组织，如皮肤组织、骨组织等，组织相当学校中的班级、年级，或是公司中的某科和某处。几个不同的组织组合在一起就形成了脏器，如心脏、肝脏等，这就相当于学校、公司等在社会中起某种职能作用的机构。所有的脏器组合到一起就构成了身体，这就相当社会。如此看来，原来我们的身体和整个人类社会的构成方式竟是惊人的相似！
本文素材来源：癌图腾、测序猫，