一些世界上最好的冠状病毒图像背后的科学家伊丽莎白·菲舍尔(Elizabeth Fischer)使用电子显微镜捕获冠状病毒的图像,该冠状病毒的直径比人的头发小约10,000倍。照片由伊丽莎白
伊丽莎白·菲舍尔(Elizabeth Fischer)使用电子显微镜捕获冠状病毒的图像,该冠状病毒的直径比人的头发小约10,000倍。
照片由伊丽莎白·菲舍尔(Elizabeth Fischer)提供
在位于蒙大拿州最西部的实验室中,伊丽莎白·菲舍尔(Elizabeth Fischer)试图帮助人们了解他们在COVID-19中面临的挑战。
菲舍尔说:“我喜欢在那里得到图像,以试图传达这是一个实体,试图使它变得神秘,所以这对于人们来说是更切实的事情,”菲舍尔说。
现在,随着她在世界各地的屏幕上闪烁着冠状病毒的画面,她说:“您经常听到人们称它为看不见的敌人。它试图将那张脸摆在那里。” Fischer和她的团队在全美13个“生物安全4级”实验室中的一个实验室中工作(这些实验室可以安全地处理最危险的病原体),他们可以目睹从埃博拉病毒到艾滋病毒,沙门氏菌到SARS-CoV-2(引起冠状病毒)的全球最致命的瘟疫新型冠状病毒肺炎(COVID-19):新冠肺炎(COVID-19):COVID-19。
伊丽莎白·菲舍尔(Elizabeth Fischer)使用电子显微镜捕获冠状病毒的图像,该冠状病毒的直径比人的头发小约10,000倍。菲舍尔说:“我喜欢在那儿拿出图像,试图传达出这是一个实体,试图使它神秘化,所以这对于人们来说是更切实的。” (由伊丽莎白·菲舍尔提供)
令人叹为观止的图像使人们将病毒视为具有可被利用的弱点的复杂生物结构,从而为研究人员提供了有关如何开发治疗方法和疫苗的线索。
Fischer最初来自科罗拉多州的Evergreen,在科罗拉多大学波德分校获得了生物学学位,并打算上医学院,然后决定加入和平军团。她在利比里亚教了两年数学和科学,然后花时间穿越东非和亚洲,包括跋涉到喜马拉雅山。回到科罗拉多,她沉浸在自己热爱的户外世界中。她在几个夏天担任阿肯色河上的漂流向导,并在冬季担任Monarch Mountain滑雪胜地的儿童滑雪教练。
她后来进入研究生院学习教育,认为她可能会教生物学。但是,当她参加电子显微镜课程时,她就迷上了。
它吸引了她对异国冒险的感觉。她说:“您正在看到一个大多数人看不见的世界。” 她换了个齿轮,完成了生物学硕士学位。
毕业后,她将简历寄给了国家显微镜工作安置办公室,并很快接到落基山实验室的电话。1994年,她与家人搬到汉密尔顿,这是一个位于密苏拉以南50英里处,人口不足5,000的城市,然后她逐渐成为实验室显微镜部门的负责人。
冠状病毒的一些更令人惊叹的图像-比人的头发小约10,000倍-来自费舍尔的显微镜。一张是菲舍尔的照片,其中的病毒颗粒从感染了病毒的垂死细胞中释放出来。
电子显微镜照片显示病毒颗粒(小的蓝色球)从感染冠状病毒的垂死的肾细胞表面释放出来。
由伊丽莎白·菲舍尔(Elizabeth Fischer)提供
正如NIH总监弗朗西斯·柯林斯(Francis Collins)博士最近在他的博客中强调的那样,这张照片显示了被SARS-CoV-2感染的灵长类动物肾细胞表面的橙棕色褶皱和突起。从表面冒出的数十个蓝色小球本身就是病毒颗粒。(电子显微镜产生的图像是黑白的,因此菲舍尔将其交给视觉艺术家,后者对图像进行着色,以帮助识别细胞的不同部分并将病毒与宿主区分开。)
柯林斯写道:“这张图片为我们提供了一个窗口,让我们可以看到SARS-CoV-2在毁灭性地选择宿主细胞机制方面具有多么毁灭性的效果。” “一个受感染的细胞就能释放成千上万种新的病毒颗粒,这些颗粒又可以传播给其他人。”
像菲舍尔(Fischer)这样的科学家已经使用电子显微镜发现了1930年代看不见的病毒和细菌世界。然而,在过去的二十年中,新技术引发了分辨率革命,使研究人员能够观察到接近原子的水平。显微镜学家想出了更好的方法来制备样品以供观察,并编写了复杂的软件程序以锐化图像。
由伊丽莎白·菲舍尔(Elizabeth Fischer)提供
通过她的实验室,菲舍尔收到了来自世界各地的样本,并于2月初从第一批被感染的美国患者中获得了SARS-CoV-2的病毒材料。通常,她的样品来自已经保存在冰箱中数十年的小瓶,或者来自实验室常规培养的培养皿。“当您知道它是来自人类患者时,这非常令人震惊。”
例如,2014年,马里的一个姊妹实验室从一名2岁女孩那里寄出了埃博拉病毒样本,她的母亲死于几内亚,当时住在几内亚。她的祖母从马里出发参加葬礼,葬礼涉及触摸和沐浴尸体,并将女孩带回家。当他们乘公共交通工具返回马里时,两人都被感染并携带病毒。他们都死了。
2014年,菲舍尔从马里的一名2岁女孩那里收到了埃博拉病毒样本。细胞边界和细胞核形状类似于非洲的形状。
由伊丽莎白·菲舍尔(Elizabeth Fischer)提供
菲舍尔回忆说:“这个特定的单元看起来像非洲大陆。” “这是非常重要的时刻。您会看到病毒在那里生长,不仅使您回到我们所做的实验室工作中,而且还对人类健康产生了影响。”
尽管病毒具有致命性质,但她仍然欣赏“其中许多病毒的美丽对称性”,她说:“它们非常优雅,本身并没有恶意。他们只是在做自己的工作。”