随着荧光标记技术和成像技术的进步，肉眼难以观察到的微生物逐渐被了解：例如，微生物的生物膜、菌落形态和组成、微生物的感染过程，甚至那些分辨率更高的微生物要求。微生物亚细胞结构定位。

　　通常，从荧光成像设备的分辨率来看，宽视场荧光显微镜→激光共聚焦显微镜→超分辨率荧光成像设备的分辨率依次增加，比动物细胞小10倍以上。面对微生物。我们如何为微生物选择合适的成像设备?通过以下三个案例，我们来看看微生物在不同设备下的真实面目。

　　PNAS/微米尺度下的人类口腔微生物地理形态

　　微生物的复杂空间群落对于理解群落中不同群体之间的相互作用至关重要。本文引入生物地理学的概念，在微米尺度上研究微生物的分布与环境之间的关系。借助DNA测序提供的不同群体丰富的基因组序列信息，研究人员利用荧光原位杂交技术同时标记了9组微生物，并通过激光天门共聚焦显微镜光谱成像，发现人类牙菌斑是多属的。并且高度组织化。微生物群落——独特的“多属联合体”。

　　共聚焦多层采集重建的3D结果表明，复合体的大小从几十微米到几百微米不等，由9个呈放射状排列的单元组成，周围环绕着丝状和棒状细菌。

　　并且聚群在单个群落的空间排列上呈现出差异：例如，厌氧群倾向于位于内部，而兼性或专性好氧群则倾向于排列在聚群外;代谢产物乳酸的生产者和消费者经常相互靠近并等待。

　　丰富的结构差异影响微生物的生理生态特性，为理解微生物的组织、代谢和系统生物学提供了重要的空间模型和组织框架。

　　在可见光范围内选择的多色荧光染料分别标记不同的细菌。本文选取了 9 种易发生串色的荧光标记。利用天门蔡司激光天门共聚焦显微镜的光谱特性和光谱分辨率(点击查看)，可准确区分9种标记，避免串色。

　　同时，利用共焦良好的光切效果，进行多层扫描，获得xyz三维数据，重建菌落三维结构。

　　▲左图：牙菌斑中的“花椰菜”结构，主要由樟脑菌属、链球菌属、嗜血杆菌/聚集菌和脉管菌组成，其中还分散排布普雷沃菌、罗西亚菌和噬帽菌。右图：牙菌斑中复杂的“玉米芯”结构。设备：LSM 780

　　▲图示：通过光学多色成像数据构建牙菌斑刺猬状菌落模型。链球菌和放线菌的生物膜与棒状菌丝结合，在菌丝末端被球菌(链球菌、卟啉单胞菌等)包裹，形成玉米穗状结构。奈瑟菌群被菌落包围。外部。外面的细菌创造了一个富含二氧化碳和低氧的环境，厌氧细菌在里面生长。

　　Nature communications/细菌脂多糖膜的活化是非经典炎症信号转导途径的步

　　热解是机体感知到病原微生物感染后所发起的一种免疫防御反应。它本质上是一种程序性细胞坏死。表现为细胞膜上形成孔洞，逐渐膨胀至细胞膜破裂等，最终导致细胞内含物。释放并引起严重的炎症。

　　细胞热解进一步分为经典和非经典途径。在非经典途径中，以细菌脂多糖(LPS)为例。以往的研究表明，它可以在不借助受体的情况下直接进入细胞质，从而使LPS受体——Caspase家族成员通过寡聚化、切割gasdermin-D、诱导细胞热解而被激活。

　　本研究发现宿主细胞中的 GBP1 作为细菌脂多糖 (LPS) 的传感器，通过静电相互作用以高亲和力结合沙门氏菌表面的 LPS，并通过募集 GBP2-4 来组装 GBP 外壳，进一步促进 capspase-4 募集细菌表面和活化发生，证实细菌脂多糖膜的活化是开启非经典炎症信号转导通路的步。