Зика вирус је експлодирао на глобалној сцени прошле године када су здравствени званичници почели сумњати да може узроковати урођене мане код беба. Као и епидемија еболе 2014. године, страх се брзо развио. Разарање настало због болести је дубоко узнемирујуће, делом и због тога што су честице заразе невидљиве.
Направити нешто видљиво значи боље руковати се њиме и учинити га управљивијим. У марту ове године, Мицхаел Россманн са Универзитета Пурдуе у Индиани, и његове колеге мапирали су оно што је Мегхан Росен за Сциенце Невс описала као "гњавасту, зика-лопту у облику лопте". Са закљученом структуром научници сада имају почетну тачку да науче како вирус делује и да ли га може зауставити. Истраживачи ће тражити тачке у структури које би могле понудити циљ за лек.
У том смислу, али са више уметничким заокретом, други научник је сликао како би то могло изгледати када Зика инфицира ћелију.
Акварел Давид С. Гоодселл приказује подручје око 110 нанометара, извештава Маггие Зацковитз за НПР . То је скоро 1000 пута мање од ширине типичне људске длаке. На слици је ружичаста сфера која представља вирус пресечена на пола да би се откриле запетине вирусног генетског материјала. Меснате избочине на површини вируса хватају се зелене куле уклопљене у светло зелену кривуљу која изгледа као да обухвата плаву боју. Површински протеини вируса везују се за рецепторе на површини ћелије које ће ускоро заразити.
Смртоносни вируси никада нису изгледали тако лепо као што се то догађа под Гоодселловим кистом. Молекуларни биолог са заједничким терминима на Институту за истраживање скрипти у Ла Јолли, Калифорнија и Државном универзитету Рутгерс у Нев Јерсеиу, слика јарко обојене и смешкасте облике који подсећају на медузе, фудбал и шпагете који гомилају и скачу заједно. Као апстрактне слике оне су дивне, али Гоодселл-ово дело је такође чврсто постављено у науку.
Научник-уметник ствара нека образована нагађања за своје слике. "Неки су предмети и интеракције веома добро проучени, а други нису", објашњава он. "Наука је и даље растућа област." Али његова стручност дозвољава му да поуздано држи четку за фарбање.
Визуализација микроскопског биолошког света прво је заинтригирала Гоодселл-а у дипломској школи, када се ослањао на технике попут рентгенске кристалографије да би закључио наборе, закрете и конторције протеина и нуклеинских киселина.
Структура је кључна за давање молекула у ћелијама њихову функцију, било да су у питању ензими који цепају друге молекуле, РНА ланци који подучавају изградњу протеина или влакна која подржавају и обликују ткива. Џепови у протеинима нуде мрље на којима се други молекули могу везати и катализирати или спречити реакције. Када је Росалинд Франклин успела да ухвати прву слику ДНК, коришћењем рендгенске кристалографије, Јамес Ватсон и Францис Црицк су брзо успели да закључе како откључавање двоструке хеликса може пружити предложак за репликацију генетског материјала.
"Ако стојите испред аутомобила и хаубица је затворена па не видите мотор, немате појма како машина ради", каже Степхен К. Бурлеи, истраживач који проучава протеомику на Универзитету Рутгерс. Сама ћелије су ситне, сложене машине, а за разумевање како раде или који делови и процеси пролазе под утицајем болести, потребно је погледати под кап.
Због тога је Гоодселлу требало да схвати како се молекули обликују и како се стапају унутар ћелије.
Рачунална графика тек је провалила у сцену лабораторија за истраживање средином 1980-их и дала научницима попут Гоодсела, који сада има 55 година, невиђен поглед на молекуле које су проучавали. Али чак су се и најбољи програми борили да покажу све замршености једне молекуле. "Предмети величине протеина били су прави изазов", каже он. Визуализација више протеина и њиховог места у односу на ћелијске структуре у то време је била ван хардверских и софтверских могућности.
"Рекао сам себи: како би изгледало када бисмо разнијели један део ћелије и видели молекуле?" Гоодселл каже. Без моћних рачунарских графичких могућности данашњице, он се, буквално, окренуо плочи за цртање како би сакупио све делове знања о структури коју је могао и створио ту слику препуном унутрашњошћу ћелије. Циљ му је био „да се врати великој поглед на науку“, каже он.
Слике које ствара требало би да буду научне илустрације, како би инспирисале истраживаче и ширу јавност на размишљање о структурама које подлежу хемијским реакцијама и функцијама ћелија.
Гоодселл обично проводи неколико сати копајући по научној литератури како би научио све што истраживачи знају о теми коју жели илустрирати. Затим нацрта велику скицу оловке на основу онога што је научио. Угљени папир помаже му да пренесе ту скицу на акварелни папир. Молекули унутар ћелија често су мањи од таласне дужине светлости, па би прави приказ молекуларног пејзажа био безбојан, али Гоодселл додаје боју и сенчење како би помогао људима да протумаче његове слике. Резултат су детаљни прикази молекуларних машина на делу.
На сликама са еболом, на пример, вирус изгледа као огроман црв који узгаја главу. Вирус је украо компоненте ћелијске мембране из заражене ћелије, приказане у светло љубичастој боји, пише Гоодселл за мрежни ресурс, РЦСБ-ова Протеин Дата Банк (ПДБ). Тиркизне главе броколија које затичу спољашњу мембрану су гликопротеини који се могу закачити на површину ћелије домаћина и повући вирусну честицу довољно близу да се њен генетски материјал (жутом, заштићен зеленим нуклеопротеином) може гурнути унутра. Ти гликопротеини су били главна мета лекова за борбу против вируса.
Слика је добила овогодишње награде Веллцоме Имаге Авардс, такмичење које привлачи стручњаке за научну илустрацију и визуализацију из целог света.
Слика Ебола и многе друге слике Гоодсела живе у ПДБ-у, под надзором Бурлеи-а, директора складишта. ПДБ садржи више од 119.000 структура протеина, РНА, ДНК и других молекула. Неколико статистичких података показује колико је важна структура за биологе: Свакодневно се налази око 1, 5 милиона преузимања детаљних 3Д структурних информација из банке података. У последње четири године људи из 191 од 194 признате независне државе у свету приступили су ресурсима.
У јулу, Гоодселл ће објавити своју 200. серију "Молецуле месеца", серију која ће приказивати протеине и остале молекуле, уз писано објашњење функције и важности структура.
Гоодселл-ов рад помаже да се у вестима образују средњошколци и други о структурама иза честица које изазивају болест и здравственим условима. За такозване ПДБ-101 серије, његови молекули помажу студентима да боље разумеју механизме који стоје иза дијабетеса типа 2 или тровања оловом. Има надолазећу слику великог обима која ће обухватити животни циклус вируса ХИВ-а.
Чак и стручњаци могу научити из илустрација Гоодсела. Рано се сећа како је обилазио институт да пита колеге колико су препуни мислећи да је ћелија. Процјене које је добио натраг биле су врло нејасне. Тек када се повукао да погледа велику слику, постало је очигледно да су ћелије веома густе и сложене.
"Нисам свестан многих других људи који раде на начин на који то ради [Гоодселл]", каже Бурлеи. Гоодселл-ово дело обједињује уметничку интерпретацију и научно знање. "Он је у стању да исприча више приче о 3Д структури ручно него што можете са рачунарском графиком. Мислим да је то права лепота његовог рада."
Гоодселл-ов рад можете видети у серији „ Молекуле месеца “ РЦСБ Протеин Дата банке и на његовом вебсајту . Његова веб локација такође пружа више детаља о неким сликама у овом чланку.
