Красота с научной достоверностью

0   16   0

Медицина и здравоохранение
27 марта 11:17


56f797255f1be7585000084b

Вирус Зика — новая неожиданная угроза для человечества, которая внезапно появилась как будто из ниоткуда. Данных по этому вируса пока очень мало, но, тем не менее, специалисты студии биомедицинской визуализации Visual Science создали 3D-модель вируса Зика в атомном разрешении. «Чердак» узнал, как им это удалось.

На вопросы ответили основатель студии Visual Science Иван Константинов и научный консультант проекта Юрий Стефанов.

— Что нужно, чтобы создать модель вируса с такой высокой детализацией?

— Работа включает несколько этапов. Мы начинаем с обзора, анализа и систематизации доступной научной информации о строении вируса. Важно понять, что известно про размеры и морфологию частицы, типы белков и других молекул, в нее входящих, их количество, структуру и взаимодействия. Тут часто приходится консультироваться со структурными вирусологами, которые занимаются этим конкретным вирусом непосредственно. Кроме того, мы часто используем данные криоэлектронной микроскопии и 3D-реконструкции структур на ее основе. Это очень мощный инструмент, с его применением делаются красивые и интересные публикации.

— Неужели все вирусы, модели которых вы уже создали, настолько хорошо изучены?

— Есть вирусы, которые изучены лучше, а есть такие, про которые известно относительно мало. Самая распространенная проблема — отсутствие данных по полным структурам отдельных белков и их комплексов, которые ученые получают при помощи рентгеноструктурного анализа, ЯМР-спектроскопии и криоэлектронной микроскопии. К счастью, в большинстве случаев можно эти структуры смоделировать, используя методы структурной биоинформатики. После того как получены все модели отдельных составных частей и поняты взаимодействия между ними, происходит сборка полной частицы в средах для трехмерного моделирования. Собранная модель визуализируется, на ее основе создаются иллюстрации, 3D-плагины, видео.

Модель вируса гриппа. Изображение студии Visual Science

— Но вирусом Зика ученые заинтересовались совсем недавно (причиной стала эпидемия вызванной вирусом лихорадки и ее неизвестное ранее последствие — микроцефалия у младенцев, рожденных от переболевших матерей. Подробнее о болезни и ее стремительном распространении можно прочитать тут). Вряд ли за несколько месяцев удалось накопить достаточно данных для такой детальной модели.

— Вирус Зика изучен довольно плохо со структурной точки зрения, однако хорошо изучены многие его родственники (например, вирус Денге), на основе данных о котором можно с неплохой достоверностью моделировать белки вируса Зика. В таких ситуациях возможности биомедицинской визуализации и моделирования особенно востребованы.

— Возможно ли как-то проверить, что ваша модель действительно отражает реальное строение вируса?

— Фактически наши модели являются научным обзором, выполненным в графической форме. Чем больше сведений накоплено учеными, тем точнее и полнее обзор.
Разумеется, по мере накопления новых данных о тех или иных компонентах или аспектах строения вирусов какие-то сведения, которые не были точно известны, когда мы создавали модель, проясняются и уточняются. Мы планируем по мере того, как будут появляться новые данные, делать уточненные версии моделей.


— Можно ли публиковать полученные вами в ходе работы над моделью данные в научных журналах? Ведь по сути вы проделываете вполне себе полноценное исследование?

— Все же это в большей степени обзор, нежели самостоятельное исследование. Хотя нам попадались статьи в научных журналах, в которых ученые моделируют или рассчитывают динамику целых вирусных частиц. Некоторые из них прибегали к существенно большим упрощениям и допущениям, чем мы. Так или иначе, хорошая научная работа все же подразумевает выход на какой-то практический результат. В случае с вирусами это может быть, например, описание взаимодействия вирусных белков с лигандами, которые являются потенциальными лекарствами от этого вируса. Мы ставим перед собой несколько другие задачи.

Модель аденовируса. Изображение студии Visual Science

— Как вы выбираете цвета для разных частей модели? Что они означают? Ведь говорить об обычном цвете при таком разрешении не приходится.

— Во всех вирусах Viral Park (проект Visual Science по созданию 3D-моделей самых важных вирусов) принята такая схема: оттенками серого показываем компоненты, которые вирус берет из клетки хозяина (человека). Оттенками других цвета (для каждого вируса он свой) — то, что кодируется геномом самого вируса.

Читать дальше.


Автор: Ирина Якутенко

Источник: Чердак


0



Для лиц старше 18 лет