В еженедельной подборке «ПМ» шедевры биологической анимации: белки запускают в клетке механизм самоликвидации, рецепторы связываются с сигнальными молекулами, а органеллы танцуют под Бьорк.
Лучшие биологические анимации: взгляд в клетку

Синтазы, полимеразы, нуклеазы… биохимия живой клетки так сложна, что не каждый найдет время и силы продраться сквозь дебри запутанной терминологии. Зато любому вполне по силам составить общее представление о работе «биохимической машинерии». Этому помогают методы компьютерной визуализации: после того, как ученые установили структуру белка или нуклеиновой кислоты, изучили их взаимодействия и динамику, результаты работы часто можно превратить в трехмерную анимацию — не только наглядную, но и просто красивую. Недаром визуализация внутриклеточных молекулярных структур и процессов стала видеорядом для песни Бьорк Hollow:

Исландская исполнительница, видимо, была очень впечатлена красотой такой визуализации, став одной из создателей (платного) приложения Biophilia — «мультимедийного исследования музыки, природы и технологий». Однако существуют и более «серьезные» программы, использующие биологическую анимацию, например, для наглядного обучения. В их ряду нельзя не вспомнить (увы, тоже платный) пакет Smart Biology, своего рода мультимедийный учебник, который не просто рассказывает про «синтазы, полимеразы и нуклеазы», но и показывает их в работе. Некоторые примеры таких анимаций разработчики выкладывают на YouTube-канале проекта — например, так работает система рецепторов, сопряженных с G-белком, обеспечивая передачу межклеточных сигналов внутрь клетки:

Такие анимации используют и вполне серьезные ученые. Например, в 2006 г. австралийский биолог Дрю Берри (Drew Berry) опубликовал в журнале Science целую статью, в которой рассказал о том, как создавалась анимация работы трансмембранных белков Fas, участвующих в запуске апоптоза — программируемой гибели клеток. Вот она:

Ни одна из этих компьютерных анимаций не была б точной без работы ученых, которые устанавливают форму клеточных структур. Рентгеноструктурная кристаллография, ядерный магнитный резонанс, масс-спектрометрия и другие методы позволяют выяснять и общий вид, и строение, и положение каждого атома, превращая их в набор координат — основу для расчетов и установления трехмерных структур. Подробнее о методах структурной биологии и визуализации на лектории TED рассказал уже знакомый нам Дрю Берри, который снял великое множество научных фильмов и поучаствовал в разработке приложения Biophilia вместе с Бьорк.

Кстати, если вам захочется провести вечер, любуясь слаженной работой биохимической машинерии клетки, на Molecular Movies вы найдете ссылки на десятки отличных роликов.