Comments 32
спасибо, очень интересно.
про ЯМР несколько неточно, ЯМР может работать и с твердыми белками, но не для всех белков такой подход работает. Разрешение ЯМР для больших структур вполне хорошее, и не шумнее обычных экспериментов.
про ЯМР несколько неточно, ЯМР может работать и с твердыми белками, но не для всех белков такой подход работает. Разрешение ЯМР для больших структур вполне хорошее, и не шумнее обычных экспериментов.
Вот в этом видео Винсент Раканиелло, профессор Колумбийского университета и известный популяризатор вирусологии, интересно рассказывает о базовых принципах строения вирусных частиц и о вкладе Уотсона и Крика в определение этих принципов:
www.youtube.com/watch?v=ZdZBRCuJmNg
www.youtube.com/watch?v=ZdZBRCuJmNg
Вопрос от полного профана: вот всегда было интересно — их на картинках такими яркими рисуют, цветными — это их выделяют, чтобы проще увидеть, или они в самом деле такие разноцветные?
Конечно, на скринах их программ это просто контрастные цветовые схемы для удобства работы. Могут быть покрашены любые фрагменты, цепи, аминокислотные остатки или атомы. Для окраски атомов также существуют стандартные схемы — вроде CPK, где большинству распростаненных элементов присвоен отдельный цвет.
Для наших моделей вирусов мы выбрали другое цветовое кодирование. Все компоненты оттенков серого были взяты вирусом из клетки хозяина. Все окрашенные — конируются геномом самого вируса. Это позволяет сравнить насколько вирус использует компоненты клетки для своего воспроизводства.
Для наших моделей вирусов мы выбрали другое цветовое кодирование. Все компоненты оттенков серого были взяты вирусом из клетки хозяина. Все окрашенные — конируются геномом самого вируса. Это позволяет сравнить насколько вирус использует компоненты клетки для своего воспроизводства.
Атомы цвета не имеют в видимом нами спектре. Так что на самом деле для нас они все черно-белые.
Еще один вопрос от полного профана? Можно ли считать вирус формой жизни, если сам вирус — это по сути набор очень ограниченного кол-ва молекул? Если да, то где тогда предел между жизнью и сгустком молекул/атомов?
Это философский вопрос, скорее, на который вирусологи отвечают по-разному.
На мой взгляд, вирусы нельзя считать полноценными живыми объектами, коль скоро все их живые свойства не могут проявляться вне клеток, в которых они размножаются. Но и к неживой природе их так просто не получится отнести, раз уж они способные размножаться, эволюционировать и имеют генетический материал. Тот же самый Раканиелло, на которого я ссылаюсь в одном из комментов выше, любит проводить опрос в своем вирусологическом блоге на эту тему. И обычно у него мнения разделяются примерно поровну между «живые», «нет» и «ни то ни то». В этом видео он подробнее раскрывает тему.
Где предел между жизнью и сгустком атомов? Ну вот тоже нет ответа конкретного, поскольку сам феномен жизни можно очень по-разному определять. Кто-то готов к жизни относить геохимические циклы, которые могут существовать на планетах, подобных Земле еще до появления собственно органических катализаторов и самовоспроизводящихся молекул. Об этом, помнится, писал Кирилл Еськов в своей книге "История Земли и жизни на ней". Хотя обычно считается, что жизнь начинается именно с молекул-репликаторов, то есть с генетического материала, который способен к воспроизведению и эволюции.
На мой взгляд, вирусы нельзя считать полноценными живыми объектами, коль скоро все их живые свойства не могут проявляться вне клеток, в которых они размножаются. Но и к неживой природе их так просто не получится отнести, раз уж они способные размножаться, эволюционировать и имеют генетический материал. Тот же самый Раканиелло, на которого я ссылаюсь в одном из комментов выше, любит проводить опрос в своем вирусологическом блоге на эту тему. И обычно у него мнения разделяются примерно поровну между «живые», «нет» и «ни то ни то». В этом видео он подробнее раскрывает тему.
Где предел между жизнью и сгустком атомов? Ну вот тоже нет ответа конкретного, поскольку сам феномен жизни можно очень по-разному определять. Кто-то готов к жизни относить геохимические циклы, которые могут существовать на планетах, подобных Земле еще до появления собственно органических катализаторов и самовоспроизводящихся молекул. Об этом, помнится, писал Кирилл Еськов в своей книге "История Земли и жизни на ней". Хотя обычно считается, что жизнь начинается именно с молекул-репликаторов, то есть с генетического материала, который способен к воспроизведению и эволюции.
Можно добавить, что 2014 год объявлен годом международной кристаллографии.
Помню в прошлом году мелькали новости, что уже вот-вот и можно будет получать любые кристаллизованные белки.
Правда, технические детали я запамятовал.
Помню в прошлом году мелькали новости, что уже вот-вот и можно будет получать любые кристаллизованные белки.
Правда, технические детали я запамятовал.
С кристаллографическими структурами белков есть одна проблема. Кристаллографическая картинка снимается не при естественных условиях и при естественных условиях белок может принимать немного другие конформации.
К слову, и in vitro эксперименты не отражают влияния окружения в реальной клетке. Например группа Эдриана Элкока смоделировала т.н. молекулярный краудинг в клетках E.coli www.cellimagelibrary.org/images/28235 (анимация). Легко предположить что поведение молекул в таком плотном окружении будет отличаться от разбавленных «растворов» в пробирке.
Пример приятной научной визуализации собственными силами ученых.
Пример приятной научной визуализации собственными силами ученых.
Я как раз сейчас занимаюсь проэктом очень похожим на то что делал Элкок. Там очень много допущений, и эта картинка скорее просто красивая картинка.
А поделитесь, если можно. Вопрос то очень интересный.
Вроде это называется реактивно-брауновская динамика. То есть каждый белок или составляющую клетки моделируют как частицу с определенным потенциалом. И далее вводят условия для реакций, которые грубо говоря соответствуют клеточным процессам или изменениям конформаций белка. Поскольку это модель, то числовые параметры стараются подогнать под реальность, но получается так себе. В основном стараются подогнать коэффициент диффузии зеленого флуоресцентного белка (GFP). Это в общих чертах.
А чем ваш подход отличается?
Я так понимаю, Вы больше занимаетесь визуализацией того, что делают биоинформатики. Поэтому вопрос по этой части. Так например, я занимался фолдингом РНК, что называется de novo. Посмотрите ролик
Вы упоминали о каких то программах обработки, но я так понимаю статических изображений. Что можно сделать, чтобы улучшить этот ролик?
Вы упоминали о каких то программах обработки, но я так понимаю статических изображений. Что можно сделать, чтобы улучшить этот ролик?
Можно даже просто в VMD покрасивее раскрасить селекции. Вместо шариков выбрать другой тип визуализации. Вообще в VMD можно очень крутые скрипты для визуализации писать, которые даже тривиальную коробку с аланином сделают конфеткой.
Мы занимаемся научной визуализацией в сфере т.н. life sciences и биомедицинской визуализацией для мед, фарм био и нанотехнологических компаний. Что касается результатов работ биоинформатиков, то в основном, это результаты специалистов нашего отдела молекулярного моделирования в рамках собственых проектов (например Зоопарк вирусов, о котором тут много говорится), или задач, с которыми обращаются ученые при подготовке графики на конференции, для публикаций (не только иллюстрации), cover proposal.
О вашем ролике. Все зависит от задачи, которую он должен решать. Насколько могу судить цель-показать образование шпильки РНК, он сделан встроенными средствами VMD.
Прямо там же можно:
— улучшить акцент за счет более продуманного кадрирования (суть — образование пар оснований занимает лишь незначительную площадь кадра)
— попробовать изменить вариант отображения с ball&stick на stick, чтобы уменьшить визуальный шум.
— отказаться от окраски по CPK всех атомов сахарофосватного остова, заменив их одним нейтральным тоном или введя чередование двух близких тонов серого для соседних, чтобы опять же уменьшить визуальный шум, а в случае с чередованием сохранить визуальную границу нуклеотидов в пределах цепи.
— попробовать совмещенное отображение оснований как stick и полупрозрачных плоскостей (кажется такая опция называется pipes and planks. Не могу точно сказать есть ли это в VMD т.к. обычно делали это уже в 3D программах). При этом плоскости пуриновых и пиримидиновых оснований будут выглядеть как отдельные сущности, а не как облако атомов со связями, и для неподготовленного глаза.
— более сложными будут настройка тайминга (ролик выглядит затянутым) и более плавного продуманного движения камеры (частично это можно решить на уровне постобработки в большинстве любительских программ редактирования видео).
— для удобства восприятия можно попробовать заменить фон с черного на белый.
— распростаненная проблема рендеринга в научном ПО — плохая передача глубины, из-за чего объекты разных планов могут сливаться в «кашу». Частично это решается перспективными искажениями как у вас и затемнением по глубине. Но 3D пакеты и современные системы рендеринга дают возможность решить эту проблему на качественно более высоком уровне.
— в зависимости от задачи можно настроить вывод ярлыков-подписей оснований, что улучшит понимание контекста.
Если же ваша задача это подготовка ролика для презентации на хорошем уровне — этапы визуализации, постобработки в среде 3D наверное не обойти. При таком сценарии работа в научном ПО сводится к подготовке анимации процесса, а все вопросы настройки отображения, анимацию камеры и визуализацию можно вынести в более пригодную для этого среду 3D анимации.
О вашем ролике. Все зависит от задачи, которую он должен решать. Насколько могу судить цель-показать образование шпильки РНК, он сделан встроенными средствами VMD.
Прямо там же можно:
— улучшить акцент за счет более продуманного кадрирования (суть — образование пар оснований занимает лишь незначительную площадь кадра)
— попробовать изменить вариант отображения с ball&stick на stick, чтобы уменьшить визуальный шум.
— отказаться от окраски по CPK всех атомов сахарофосватного остова, заменив их одним нейтральным тоном или введя чередование двух близких тонов серого для соседних, чтобы опять же уменьшить визуальный шум, а в случае с чередованием сохранить визуальную границу нуклеотидов в пределах цепи.
— попробовать совмещенное отображение оснований как stick и полупрозрачных плоскостей (кажется такая опция называется pipes and planks. Не могу точно сказать есть ли это в VMD т.к. обычно делали это уже в 3D программах). При этом плоскости пуриновых и пиримидиновых оснований будут выглядеть как отдельные сущности, а не как облако атомов со связями, и для неподготовленного глаза.
— более сложными будут настройка тайминга (ролик выглядит затянутым) и более плавного продуманного движения камеры (частично это можно решить на уровне постобработки в большинстве любительских программ редактирования видео).
— для удобства восприятия можно попробовать заменить фон с черного на белый.
— распростаненная проблема рендеринга в научном ПО — плохая передача глубины, из-за чего объекты разных планов могут сливаться в «кашу». Частично это решается перспективными искажениями как у вас и затемнением по глубине. Но 3D пакеты и современные системы рендеринга дают возможность решить эту проблему на качественно более высоком уровне.
— в зависимости от задачи можно настроить вывод ярлыков-подписей оснований, что улучшит понимание контекста.
Если же ваша задача это подготовка ролика для презентации на хорошем уровне — этапы визуализации, постобработки в среде 3D наверное не обойти. При таком сценарии работа в научном ПО сводится к подготовке анимации процесса, а все вопросы настройки отображения, анимацию камеры и визуализацию можно вынести в более пригодную для этого среду 3D анимации.
Фолдинг РНК — очень интересная для нас штука. Особенно если говорить об РНК-геномах вирусов, например. Но они, если я правильно понимаю, слишком уж большие для таких методик пока?
Предложите конкретную РНК, тогда я смогу ответить. Я как раз ищу на чем поупрожняться.
Конечно, сейчас удобнее работать с цепью не более 200 нуклеотидов, и нужно знать о водородных связях в этой РНК. Тогда можно получить некий прообраз, грубый но тем не менее.
Конечно, сейчас удобнее работать с цепью не более 200 нуклеотидов, и нужно знать о водородных связях в этой РНК. Тогда можно получить некий прообраз, грубый но тем не менее.
Нас интересуют, например, полные РНК-геномы пикорнавирусов. Но они тысяч по 7 нуклеотидов и для них вторичные структуры есть только частичные обычно. Так что вряд ли задача весьма ресурсоемкая. Я пытаюсь понять, реально ли такие задачи решать, например, какой-нибудь coarse-grained молекулярной динамикой?
Sign up to leave a comment.
3D модели вирусов человека. Часть вторая: молекулярное моделирование и биоинформатика