由于微型真核生物在海洋生态系统和全球生态过程中扮演着重要角色，探索海洋中的微型真核生物具有极其重要的意义。这些微生物在营养循环和能量流动中起着至关重要的作用，是海洋食物链的基本组成部分。[1]深入研究它们的多样性、分布及功能，包括线粒体形态和内膜细胞器等方面，可以为海洋生物学、生态学和环境科学的研究带来重大突破。
在最近的一项研究中，[2]来自捷克科学院和南波希米亚大学（捷克共和国）的研究人员对双鞭毛微型真核生物 Lacrimia vacuolate进行了研究。通过结合荧光显微镜和电子显微镜技术与图像处理软件，他们揭示了这一新发现的双鞭毛生物的三维全细胞模型。值得注意的是，研究发现中包含了识别出一种新的细胞器，称为COLV（Center for Organization of Layered Vesicles，分层囊泡组织中心），以及由各种囊泡和液泡组成的复杂内膜系统。
细胞器、液泡和囊泡的三维结构。来自阵列断层扫描数据集的2微米厚切片的3D重建显示了不同的细胞器、液泡和囊泡。包括细胞核（Nu）、线粒体（Mt）、脂滴（Li）、后液泡（PV）、胞咽（Ph）、COLV细胞器（Or）和较小的液泡（Va）。图片来源：doi: 10.1128/mbio.01921-23
从不同方位观察细胞使研究人员揭示了一个与胞咽结构相连的单一未分支的线粒体。
线粒体的形状和详细结构。A) 从SBF-SEM数据重建的五个细胞的表面渲染图，每个细胞显示一个单一的互连线粒体（橙色）。B) 线粒体与胞咽（Ph）之间的连接点。图片来源：doi: 10.1128/mbio.01921-23
尽管线粒体覆盖了较大的区域，但它经常变细成薄片段，这些紧密排列的膜缺乏可见的嵴或基质。这些细长部分连接到较厚的区域，这些区域具有密集的基质、显著的DNA聚集体和嵴结构。嵴显示出各种形状，例如长的平行层、短的直层或弯曲层，以及块状形式。
Thermo Scientific™ Amira™ 软件作为全面的的可视化和分析工具在这项研究中发挥了关键作用。具体来说，它支持对复杂数据集的详细分析和解读。Amira 软件使得研究人员可以构建复杂的3D重建、进行定量分析，并深入了解微型真核生物的结构和功能，包括它们的线粒体形态和内膜细胞器。该软件能处理大量数据集并生成精确3D重建，这些功能显著推进了研究进程，使得研究结果更加准确和全面。
这项研究加深了对微型真核生物双鞭毛结构及其生态功能的了解。该研究成果有助于更广泛地认识海洋生态系统，可能会在海洋生物学和环境科学领域带来新的发现。此外，这也强调了像 Amira 软件这样先进且灵活的图像处理软件在开展创新科学研究中的重要性。
1.Worden, AZ, et al. Rethinking the marine carbon cycle: Factoring in the multifarious lifestyles of microbes. Science 347:6223 (2015). doi: 10.1126/science.1257594
2.Tashyreva, D, et al. Ultrastructure and 3D reconstruction of a diplonemid protist (Diplonemea) and its novel membranous organelle. mBio 14: e01921-23 (2023). doi: 10.1128/mbio.01921-23
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