长期以来，生命科学研究多依赖“定格图像”的方式开展。然而，生命过程往往具有高度时空特异性、连续动态性及多层次复杂性，仅凭“静态快照”，难以精确捕捉并还原其动态而复杂的本质。因此，实现“看见生命进行时”正成为研究的重大需求。近年来，活体成像（live imaging）技术的高速发展，实现了从“观察生命”到“解码生命”的转变，为理解复杂生命过程的调控机制与运行原理提供了重要契机。

    近日，中国科学院遗传与发育生物学研究所杜茁研究组应邀在Journal of Genetics and Genomics在线发表题为To see and to know: the power of live imaging in illuminating and decoding biological complexity的综述论文（原文链接：https://doi.org/10.1016/j.jgg.2025.10.003）。文章系统阐述了活体成像在复杂生命过程解析中的独特优势、研究进展、关键挑战、未来方向。

    该综述首先总结了活体成像在解析生命复杂性方面的6大优势：实时捕获动态过程、如实呈现细胞和组织原位环境、支持无损长时程观测、实现单细胞精度定量、促进跨层级信息整合，以及推动复杂调控机制的揭示等，并系统梳理了活体成像方法5方面发展态势：可解析生命过程的不断拓展、可表征信息的日益丰富、通量和精度的不断提升、数据解析能力的持续增强，以及新调控原理的逐渐涌现。进一步，文章聚焦4类复杂生命过程的解析：细胞增殖动态、细胞谱系调控、组织器官形态建成及细胞与分子图谱构建，深入阐述了活体成像如何推动相关研究。随后，文章详尽讨论了当前活体成像在方法策略与研究设计、图像处理与数据分析、机制解析与生物应用中面临的诸多挑战及应对方案。最后，从4个方面展望了未来的发展潜力：提升成像精度与通量、建立统一数据标准和先进可视化方法、实现多尺度信息整合与建模，以及推动调控原理的系统发掘。

    中国科学院遗传发育所博士生杨淼泠和杜茁研究员共同撰写了该综述，为论文的共同通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金及中国科学院“稳定支持基础研究领域青年团队计划”等项目的资助。

 

看见“生命进行时”——活体成像赋能复杂生命过程的多维动态解析