细胞是组成生物的基本单元。它们在形状、内部结构、应对环境信号、功能等方面都具有极强的弹性。基于这些可塑性和多样性,它们可以单独形成单细胞生物,或组合起来形成多细胞生物,并以此来支持地球上所有生命的繁衍生息。因此,自从细胞在300多年前伴随显微镜的发明而被发现以来,它们的运转机制就一直是个重大的科学问题。
有趣的是,古代中国人在2000多年前似乎就能够通过阴和阳这样的简单概念来解释生命。阴和阳指两种性质相反但却既相互依赖又能相互转化的力量,就如著名的太极图所展示的那样。人们认为是阴和阳的相互作用维持了生命的动态平衡。这种观念,用现今的说法就是复杂系统中的正、负反馈或调节网络,也成为了中医的基础。
由于几乎所有动态的生命变化都可用阴阳理论来解释,因此古人们并不热心于深入探索其中的详细机制。直到近代,得益于把复杂系统不断拆分成越来越细微的组分的西方分析方法,有关细胞的组织结构和行使功能的机理等方面的知识才得到迅速的积累。尽管如此,如何把来自于单个部件的信息组装成活细胞的完整图像,仍是件颇有挑战性的工作。
活细胞荧光显微术看起来则可以很好地兼顾东方和西方哲学观。利用这项技术能够直接观察活细胞的内部活动,因此比起在试管中或利用固定液处理后的死细胞所进行的研究而言有其独特的优势。
活细胞显微术要是能通过具有埃分辨率(1纳米等于10埃)的“显埃镜”直接区分不同的生物分子并在分子水平进行真正的“无侵害性”测量,那该多好。尽管我们还需等待才能知道这样的美梦能否成真,但希望这种系统能在今后的50年中面世。这样我们就能详尽地探索蕴藏于细胞生物学中的各种动态的阴阳变化了。
(摘自:朱学良.在细胞生物学中看见阴和阳.科学时报,