微生物学研究：一次追踪多个细菌
自从1673年列文虎克用他自己制造的显微镜观察到了被他称为“小动物animalcules”的微生物世界之后，生物学进入了微生物阶段。这些微小的动物具有如此惊人的多样性，无论是人体肠道，还是海底世界都充斥着它们的身影，但在此后有了DNA的跨时代发现，微生物就不再是研究的宠儿了，不过依然有不少科学家继续进行对其各种行为的研究。
包括细菌在内的微生物研究常常需要追踪和分析这些生物的动态行为，时至今日这些技术已经得到了长足发展，出现了一些新的工具，如荧光蛋白报告基因，经典技术也获得了新生，如琼脂糖平板上细菌菌落复杂漩涡和螺旋形生长的定量分析等。同时在过去的二十年里，显微镜又卷土重来，通过一些小型，相对廉价的相机，以及日益复杂的图像分析工具帮助科学家们完成了许多分析研究。
The Scientist杂志汇总了一些创新方法，以及经典方法的升级版。
一次追踪多个细菌
通常情况下，研究人员都需要费力地追踪在他们视野的单个细菌。细菌单一轨迹有助于得到关于这种细菌运动的一般性结论。然而现在的成像技术和计算机技术已经能帮助研究人员同时捕获和分析多个细菌轨迹了。
来自伦敦大学学院的Gabriel Rosser看到他的一个同事费尽心力收集了数以百计细菌的活动轨迹，希望能帮助解决这一问题，“我知道他有自己的方法，但是他并不确定如何寻找轨迹的起点，”Rosser说。
为了解决这一问题（不用分别建立追踪亚集），Rosser与来自牛津大学的Alexander Fletcher合作，研发了新的运算法则，可以一次处理所有的追踪进程，筛选掉那些轨迹太凌乱或不可能存在的轨迹，“一旦你选择了一种细菌，那么就有可能出现筛选，”Fletcher说，平常我们都需要筛选那些好的轨迹：更直、更长，更容易地分析，而在这里，计算机帮我们完成了这一工作。
研究人员分析了红假单胞菌Rhodobacter sphaeroides，这是一种使用单一鞭毛运动，自由游动的杆状细菌。由于这种细菌很小，因此其周围分子的随机布朗运动都会导致它们偏离直线运动，为此研究人员采用了一种称为“run-and-tumble（运动翻滚，生物通译）”的方法，在细菌停下来之前进行快递的旋转或鞭毛拂动，令其保持短暂的直线运动。
通过新的运算法则，研究人员发现这种细菌翻滚阶段的出现并不是随机的，这与之前科学家们认为的相反，“它们改变得太快，以至于变成了一个被动的过程，”Rosser说。
要进行这种分析，Rosser说，可以在他们的论文中找到详细的过程（PLOS Comput Biol, 9: e1003276, 2013）。只要是一般采用成像捕获软件获得的细菌轨道都可以用这个工具进行分析，其中的一些应用可能与菌种有关，“但相关的分析具有一般适用性，”他说。
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