Журнал "Компьютерра" №712

Не следует думать, что вопросы визуального представления молекул и наукоемкого материала занимают умы только зарубежных ученых. Московская компания Visual science создает научные иллюстрации, пластиковые модели биомолекул, пространственные модели медико-биологических объектов, изготавливаемые с помощью трехмерной печати. Иллюстративный материал такого рода делает научную информацию весьма наглядной. Компания ставит своей целью обеспечить профессиональное иллюстрирование учебников и научно-популярных публикаций, не допуская при этом фактических ошибок, которыми изобилуют многие издания.

 

Белковые кристаллы

Обычно под белковыми кристаллами подразумевают специальным образом приготовленные образцы белка, за счет своей высокоупорядоченной структуры способные давать четкую дифракционную картину при рентгеновском облучении (этот эффект используется для экспериментального исследования структуры белков). Однако есть и другие кристаллы - своеобразные миниатюрные произведения искусства на тему структуры белка, выполненные прямо в толще стеклянного блока.

Бэтшиба Гроссман (Bathsheba Grossman) работала и программистом, и машинисткой, и техническим писателем, но всегда только по совместительству со своей главной страстью - скульптурой, основанной на законах симметрии, математике и науках о жизни. Несколько лет назад она заинтересовалась технологией лазерной гравировки в массиве стекла, позволяющей внутри геометрически идеального блока оптического кристалла создавать картины с помощью лазерного "выжигания" микродефектов. Конический луч иттрий-алюминий-гранатового лазера фокусируется на определенной точке внутри кристалла и создает микроскопический (примерно 0,1 мм) дефект, видимый как белая точка [По некоторым данным, эту технологию разработали еще в СССР]. Множество (до миллиона!) таких точек, последовательно "расставляемых" в стеклянном блоке под управлением компьютера, порождает целостную картину - такую, например, как структура комплекса ДНК с полимеразой (рис. на странице слева).

Один из друзей Гроссман, биолог, увидев ее эксперименты с лазерной гравировкой, попросил изготовить изображение молекулы белка. Художница заинтересовалась визуализацией биомолекул и взялась писать собственные программы для управления лучом лазера: ведь заставить "облако" точек выглядеть как белковая молекула - очень трудная задача! Начавшись как невинное увлечение, "стеклянная" скульптура переросла в бизнес - на принадлежащем Бэтшибе сайте www.crystalprotein.com идет бойкая торговля белковыми молекулами, "запечатанными" в кристаллы, как древнее насекомое в янтарь. Справедливости ради отметим, что белки - не единственный интерес Гроссман. Некоторые ее скульптуры напоминают загадочные клубки сложной топологии и изготавливаются по технологии трехмерной печати металлическим порошком. Работа Гроссман под названием Metatrino даже попала в популярный в Америке сериал про ученых "Numb3rs" (Бёрд Киви посвятил ему статью в "КТ" #684).

Есть и другие специалисты по изготовлению "стеклянных белков". Компания Luminorium, например, преподнесла в подарок Тиму Ханту (Tim Hunt), нобелевскому лауреату 2001 года по биологии и медицине, "кристальную" модель циклин-зависимой киназы - молекулы, за исследование которой он и был удостоен нобелевки. "Я поражен моделью CDK-2 с циклином А, которую вы сделали для меня. Глядя на нее, я убеждаюсь, что настоящему трехмерному объекту, на который можно посмотреть с любой стороны, невозможно найти замены. А как чудно она сияет, когда ночью направишь на нее лампу!" - восхитился ученый.

Неслучайные молекулы

Химия и биология оказали чрезвычайное влияние на современное общество и на весь уклад жизни людей. Чтобы наглядно проиллюстрировать это, а также привлечь внимание широкой публики к проблемам восприятия и понимания естественных наук, с сентября 2007 по апрель 2008 года Учебный музей Танг и галерея искусств Skidmore College (Нью-Йорк) проводит выставку-турне "Неслучайные молекулы" ("Molecules that matter", см."КТ" #702). Специальная выставочная комиссия придирчиво отобрала десять органических молекул (по одной на каждое десятилетие XX века), оказавших наибольшее влияние на жизнь человечества, а также на культуру; каждой из них посвящена отдельная секция. Демонстрация моделей этих молекул в комбинации с документальными свидетельствами их значимости, дополненная произведениями искусства и электронными информационными ресурсами, лучше всяких слов рассказывает о прогрессе в химической и биологической науке.

Вот список этих замечательных молекул

 

Молекула своими руками