Master of mol art
Визуализация клеток и макромолекул необходима для понимания их функций. Независимо от того, смотрим ли мы на клеточные компартменты или пытаемся понять определенный биологический процесс на молекулярном уровне, сила зрительного образа огромна. Прямые визуальные методы, такие как световая и электронная микроскопия, дают общее представление о клеточной структуре. Рентгеновская кристаллография и ЯМР позволяют нам получить атомные детали отдельных молекул. Биохимия и биофизические методы дают количественную информацию об изолированных системах. Несмотря на наличие всех этих инструментов и информации, мы по-прежнему упускаем из виду клетку в нанометровом масштабе (1).
Рис. 1. Поперечное сечение Escherichia coli . Большой жгутиковый мотор (зеленый) пересекает клеточную стенку, поворачивая жгутик. Цитоплазматическая область окрашена в сине-фиолетовый цвет. Большие пурпурные молекулы — это рибосомы, а L-образные темно-бордовые молекулы — это тРНК.
Дэвид Гудсел из Научно-исследовательского института Скриппса, художник по натуре и ученый по образованию, устраняет этот пробел в знаниях и переносит нас в невидимый мир клетки. В своих рисунках он прекрасно сочетает научную информацию из самых разных методов со своим художественным видением.
Природа и воспитание
Гудселл начал рисовать в раннем детстве, чему научил его дед, который был опытным художником. В колледже Гудселл специализировался как на химии, так и на биологии, но не на искусстве. Годы его учебы в аспирантуре (с Ричардом Дикерсоном в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе) совпали с более широким использованием компьютеров в структурной биологии. При написании программ молекулярной графики для визуализации кристаллических структур Гудселл все больше интересовался научной иллюстрацией. Его профессиональный интерес к молекулам постепенно переплетался с художественным желанием их рисовать.
Рис. 2. Mycoplasma mycoides . ДНК показана оранжевым цветом, цитоплазматические белки — синим и розовым, рибосомы — фиолетовым, а липогликановый слой — зеленым. Предоставлено Д. С. Гудселлом.
Художественный стиль
Гудселл использует акварель, чтобы показать ослепительный вид молекулярного мира внутри живых клеток. Его рисунки обычно печатаются с постоянным увеличением в 1 000 000 раз, что увеличивает объекты до видимого размера. Он использует метафору поперечного сечения, которая позволяет рассматривать множество молекул в одной и той же плоскости изображения (2). Эта простота чем-то напоминает постимпрессионистский стиль Анри Руссо. Гудселл рисует молекулы плоскими цветами и контурами, чтобы подчеркнуть их относительные размеры. Эти художественные решения упрощают представление о суетливом внутриклеточном мире.
E. coli (рис. 1) — один из любимых объектов Гудселла. Знание ошеломляющего количества информации об этой бактерии позволяет художнику «показать все, что нужно для создания живого предмета». Гудселл любит использовать простые цветовые схемы, чтобы подчеркнуть функцию и расположение молекул. Независимо от того, рисует ли он бактерию или человеческую клетку, легко идентифицировать отсеки, глядя на цвета. ДНК и ядерные белки показаны желтым и оранжевым цветом, рибосомы показаны пурпурным цветом, цитоплазматические белки показаны синим цветом, а мембраны окрашены в зеленый цвет. Общий размер и форма макромолекул основаны на координатах атомов. Относительное количество молекул получено из биохимических данных, а их расположение — из электронных микрофотографий.
Чтобы оценить количество усилий, затраченных на рисунок, достаточно увеличить недавнее изображение Mycoplasma mycoides (рис. 2). Внимательный взгляд только на сложный липогликановый слой, несомненно, оставит вас ошеломленными.
Рис. 3. Нервно-мышечный синапс. Нагруженные ацетилхолином везикулы переносят и высвобождают нейротрансмиттер в синаптическую щель. Некоторые молекулы ацетилхолина связываются с рецепторами мышечной клетки. Сама расщелина заполнена множеством удлиненных белков, включая ламинин, коллаген, перлекан и подобные цветку молекулы ацетилхолинэстеразы, служащие для инактивации нейротрансмиттера. Предоставлено Д. С. Гудселлом.
Картины могут рассказать замечательные истории. Гудселл часто использует свои иллюстрации, чтобы ярко описать биологический процесс. Его картина нервно-мышечного синапса, например, показывает молекулярное действие всего синаптического цикла (рис. 3). Специалист по везикулярному транспорту, структурный биолог Фредерик Хьюсон из Принстонского университета заключает: «Работа Дэвида потрясающая!»
Информационно-просветительская работа
Если вы посетите веб-сайт Protein Data Bank, вы не пропустите колонку «Молекула месяца», размещенную на главной странице.
Ежемесячно на протяжении более десяти лет Дэвид Гудселл вносил иллюстрацию и краткое описание известной биологической макромолекулы, такой как клатрин (рис. 4). Большинство структурных изображений создаются с помощью компьютерной программы, разработанной Гудселлом в качестве постдокторанта. С более чем 60 000 структур, которые в настоящее время депонированы в PDB, Goodsell имеет много работы.
Обычно цифры, появляющиеся в оригинальных научных публикациях, должны строго отражать данные, и, таким образом, допускается очень мало манипуляций с изображениями. Однако свобода творчества необходима для понятной и запоминающейся иллюстрации, используемой в образовательных целях (3), и несколько изображений Гудселла можно найти в классических учебниках, таких как «Молекулярная биология клетки». Кроме того, Гудселл сам написал и проиллюстрировал ряд книг, в том числе «Машины жизни», «Наша молекулярная природа: двигатели тела, машины и сообщения» и «Бионанотехнология: уроки природы».
Рис.
4. Клатрин (молекула месяца за апрель 2007 г.). Клатриновая клетка, состоящая из 36 симметричных трехногих компонентов, называемых трискелионами (одна субъединица выделена зеленым цветом). Показанная здесь сборка представляет собой вторую наименьшую возможную структуру клетки. Молекула гемоглобина (красная) включена для сравнения. Предоставлено Д. С. Гудселлом.
Иллюстрации Гудселла оказывают большое влияние на естественнонаучное образование. Микробиолог Дэвид Руднер из Гарвардской медицинской школы использует изображения Гудселла в своем курсе молекулярной биологии бактерий и находит их «невероятно познавательными — как мнемоническими, так и предсказательными… Они стимулируют общую дискуссию и способствуют выдвижению гипотез». Элис Тинг, профессор Массачусетского технологического института, также использует фотографии Гудселла для обучения и на своих семинарах, чтобы проиллюстрировать, насколько переполнена и сложна внутренняя часть камеры. «Другие иллюстрации не передают это так хорошо, как рисунки Гудселла», — отмечает она.
Недавно Гудселл опубликовал серию статей в журнале Biochemistry and Molecular Biology Education. В каждой статье он очень подробно описывает научную подоплеку иллюстраций во втором издании «Машины жизни». Редакторы BAMBED Джудит и Дональд Воет согласны с тем, что работа Гудселла оказывает «огромную помощь в преподавании и изучении биохимии и молекулярной биологии» (4).
Как говорит Гудселл, его работа предназначена для того, чтобы дать любому читателю «наглядный обзор молекул, управляющих жизненным процессом». Что касается ученого, он надеется, что его работа «продолжит служить пробным камнем для интуиции» (5).
Ссылки 1. Ногалес, Э. (2010) Моя мечта о фантастическом путешествии, чтобы увидеть внутреннюю работу клетки. мол. биол. Клетка. 21 , 3815.
2. Гудселл Д.С. (2005) Визуальные методы от атомов к клеткам. Структура 13 , 347 – 354.
3. Гудселл Д.С., Джонсон Г.
4. Воет, Дж. Г., и Воет, Д. (2009 г.).) Общение через иллюстрацию: работа Дэвида Гудселла. Биохим. Мол. биол. Образовательный 37 , 203.
5. Гудселл Д.С. (2009) Механизм жизни. 2-е изд. Спрингер.
Добавление текста к фигурам, схемам или соединителям
Добавление текста, изображений и таблиц
Обучение работе с Visio
Добавление текста, изображений и таблиц
Добавление текста, изображений и таблиц
Добавление текста к фигурам, схемам или соединителям
- Добавление текста к фигурам, схемам или соединителям
видео - Аннотировать диаграмму
видео - Добавить гиперссылки
видео - Добавить фотографии
видео - Создать таблицу
видео
Следующий: Разработайте диаграмму
Попробуйте!
Добавьте текст к фигурам, соединителям и страницам, чтобы придать диаграммам больше смысла.
Добавление текста к фигуре или соединителю
Выберите фигуру или соединитель.
Введите текст.
Выберите пустую область на странице чертежа.
Редактирование текста на фигуре или соединителе
Выберите фигуру или соединитель.
Внесите изменения.
Выберите пустую область на странице чертежа.
org/ListItem»>Выберите Главная > Текст .
Поворот текста в фигуре или соединителе
Выберите фигуру или соединитель.
Выберите Главная > Блок текста .
Выберите Главная > Инструмент-указатель .
org/ListItem»>Перетащите ручку поворота влево или вправо.
Добавление текста на страницу чертежа
Выберите Вставьте > Текстовое поле .
Выберите Draw Horizontal Text Box или Vertical Text Box .
Выберите место на странице документа, куда вы хотите добавить текст.
Введите текст.
Выберите пустую область страницы чертежа.
Перемещение текста в фигуре или на соединителе
Выберите фигуру или соединитель, содержащий текст.
Выберите Главная > Блок текста .
Перетащите текст в новое место.
Изменение внешнего вида текста в фигуре, соединителе или текстовом поле
Выберите фигуру, соединитель или текстовое поле.
Выберите Главная > Шрифт или Главная > Абзац и выберите параметры:
Размер шрифта делает текст больше или меньше.
Bold делает текст четким.
