二十一世纪的明天，生命科学研究的相关技术早已发展到了一个相当高的层次。生命个体的各类细微的变化都能被人类“见微知著”，通过不同的技术手段转化成可侦测、可视、甚至可量化的信息。但是，不论技术发展有多么进步，人类依然保留着根植于基因中的本性，用自身最精确也最可靠的感知手段来接收信息——眼见为实。自列文虎克发明显微镜以来，人类不断改进工具拓展自身的视野。但数学学定理扼守在人类面前，虽然是阿贝本人也不愿承认那看似不可逾越的极限。辛运的是，人类的脑子总能找到方式，在化学学的规矩之内找到突破口，完成对自身极限的跨越。2014年诺贝尔物理奖便是颁授给三位为超码率（Super-）萤光显微镜的发展作出突出贡献的科学家，以嘉奖其为人类跨越光学衍射极限和显微镜码率极限所作出的努力。
在三位得奖人之外，耶鲁学院华人科学官屯小威院士同样在超码率成像技术的开发和应用领域有着重要和突出的贡献。在2019年8月30日，庄小威院士实验室在刊物上发表了题为-isaforRTKin的文章，报导了其借助超码率成像技术完成的一项新发觉。在文章中，作者直接观察到了细胞膜受体与细胞膜下的蛋白骨架结构的互相作用，并验证了这一互相作用对受体下游讯号通路的调控机制。
在之前的研究中，庄小威实验室早已借助超码率成像技术成功辨识了神经元细胞中坐落细胞膜下的一层由肌动蛋白（Actin）、血影蛋白（）等组装而成的具有周期性排列的骨架结构（-,MPS）【1,2】。超码率成像技术在研究中起到了关键作用，成功得解析了常规显微镜难以辨认的细胞内精细结构（图1）。在此基础上，作者在本文中进一步发觉细胞膜骨架，在超帧率显微镜下可以观察到多种细胞膜蛋白与MPS成份蛋白的共定位（Co-）。这种膜蛋白中包括G蛋白耦联受体CB1和细胞黏附分子NCAM1，而两者均已被证明可以间接激活络谷氨酸激酶受体（,RTK）的功能。
图1常规萤光显微镜与超帧率萤光显微镜（STORM）成像对比
在蛋白共定位的基础上，作者发觉激活CB1和NCAM1可以使得其与MPS成份蛋白的共定位降低，而选择性抑制MPS则可以抵消激活后者带来的疗效（图2）。这一实验证明了CB1和NCAM1的功能很可能决定于它们与MPS的互相作用。以后作者进一步证明了CB1和NCAM1对于RTK及其下游Erk讯号通路的激活同样须要MPS参与。遭到这一启发，作者再度使用超帧率成像对RTK受体蛋白以及介导其下游讯号通路的Src蛋白的定位进行了观察，发觉这种蛋白同样与MPS以及CB1/NCAM1具有共定位，而且共定位同样遭到CB1/NCAM1兴奋剂和MPS抑制剂的影响（图2）。由此，作者证明MPS可以募集多种RTK相关蛋白，并进而促使其互相作用细胞膜骨架，完成RTK受体的激活。
图2RTK讯号相关蛋白与MPS的共定位
在观察到MPS介导的RTK受体激活后，作者进一步发觉受体激活后MPS结构将在一定程度上被降解，而这一降解过程受RTK下游Erk讯号通路正向调节。因为MPS降解后其募集的蛋白之间的稳定性增加，MPS的降解推动了内吞作用介导的RTK受体的回收和下游讯号的减缓。经过这一系列过程，细胞借助MPS对RTK受体相关蛋白的募集和MPS的降解完成了受体讯号激活——下游讯号通路激活——受体回收——下游讯号通路减缓这一精典的负反馈支路（图3）。
图3MPS介导RTK讯号激活和负反馈调节模式图
综上所述，庄小威实验室借助超帧率成像技术对膜受体讯号通路及其负反馈调节这一教科书级别的生物过程进行了重新“审视”，并发觉了一条全新的介导这个过程的机制。借助码率的优势，研究者得以直接观察往年未能观察到的亚细胞结构，并通过观察结果愈发直接的提出假定，“捅破”遗传或生物物理结果与细胞生物学过程间的“窗户纸”。相信随着超码率成像技术的普及，更多的困局可以被破解，更多的科学问题可以得到更精确的解答。
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参考文献
1.K.Xu,G.Zhong,X..Actin,,andformainaxons.(2013).339,452-456.
2.B.Han,R.Zhou,C.Xia,X..oftheactin--basedinandsomaof.(2017)Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.114,E6678-E6685.