جانيت إيواسا تنتج أفلامًا ثلاثية الأبعاد عن الجزيئات

الدكتورة جانيت إيواسا عالمة بيولوجيا جزيئية ورسّام محترف في كلية الطب بجامعة هارفارد. تستخدم مواهبها المزدوجة لإنشاء أفلام ثلاثية الأبعاد حول جزيئات البروتين.

جانيت إيواسا : إن تحريك البروتين يمكن أن يكون معقدًا مثل تنشيط الإنسان داخل فيلم بيكسار. والبشر ، كما يمكنك أن تتخيل ، سيحتاج إلى شيء لتحريك الأصابع وأصابع القدم ، والركبتين والرأس ، والعينان تغمضان. أعتقد أن البروتينات يمكن أن تكون معقدة مثل ذلك.

جانيت إواسا : البروتينات هي في الأساس العمود الفقري للخلية ، ما يجعل الخلية تتحرك وتتفرق.

لتحفيز البروتينات ، تعمل Iwasa مع نفس النوع من البرامج المستخدمة لصنع أفلام هوليوود مثل Toy Story . البيانات العلمية هي دليل الدكتور إيواسا. تعرض أفلامها بروتينات تمشي ويبدو أنها ترقص ، عشرات إلى مئات منها في وقت واحد ، في منطقة أصغر من نقطة محددة. وأضافت أن الأفلام مثل راتبها يمكن أن تحدث ثورة في طريقة تبادل العلماء الأفكار مع بعضهم البعض.

جانيت إواسا : الطريقة التي لا يزال العديد من الباحثين يتواصلون حول العمليات الجزيئية التي يدرسونها هي وجود هذه الرسومات الخام للغاية ، كما تعلمون ، تتطابق مع دائرة واحدة ، بروتين ، وتتفاعل مع المربع الثاني ، وهو بروتين آخر ، وهناك الكثير من السهام. انها حقا لا تبلغ مقدار المعرفة لدينا هذه الأيام.

طلبت EarthSky من Iwasa بالضبط كيف تعرف حركة الجزيئات.

جانيت إواسا: هناك هذا المورد الرائع المسمى بنك بيانات البروتينات والذي يمثل بشكل أساسي عددًا كبيرًا من هياكل البروتين التي ساهم بها آلاف العلماء على مدار سنوات عديدة. وهذا هو في الأساس نوع من الخريطة ، بحيث يمكنك الحصول على صورة البروتين بشكل أساسي - إحداثيات x + y للبروتين المفضل لديك. وهذه هي نقطة الانطلاق للكثير من الرسوم المتحركة الخاصة بي ...

بمعنى آخر ، تحصل على صورة ثلاثية الأبعاد للبروتينات في شكل رقمي.

جانيت إواسا : ونحن نعلم أن البروتينات تبدأ في التحرك ، وأنها مرنة. الهياكل في بنك البروتين لا تعكس ذلك بالضرورة. حتى نتمكن من إضافة ذلك مع الرسوم المتحركة. تسمح لنا الرسوم المتحركة بتجميع الكثير من المعلومات من حيث الشكل الذي تبدو عليه البروتينات ، وكيف تتحرك بالضبط ، وكيف تتفاعل بالضبط مع أشياء أخرى. إنه يجمع كل ذلك معًا بطريقة جميلة وجذابة.

شرحت لها جزيء الرسوم المتحركة المفضل ، حتى الآن.

جانيت إواسا : الرسوم المتحركة المفضلة لدي هي تلك التي تُظهر عملية التسمم الداخلي بالكلثرين - وهي العملية التي يمكن للخلية أن تستوعب بها شيئًا ما خارج غشاءها ، لذلك أقول إن الخلية تريد استيعاب ذلك ، ومعالجة البروتين الموجود هبطت فقط هناك.

للقيام بذلك ، يتعين على الخلية في الواقع أن تصنع فقاعة لانتزاع البروتين. وما وصفته بأنه "قفص" من أجل خلق تلك الفقاعة.

جانيت إواسا : كان هذا أمرًا صعبًا للغاية لأنه كان هناك 60 من جزيئات الكلثرين التي كان يجب أيضًا تنسيقها لتشكيل هذا القفص الجميل جدًا ، ثم ينهار كل شيء في النهاية. فعلنا الرسوم المتحركة في الوقت الحقيقي. استغرق الأمر حوالي دقيقة لتشكيل ، ثم بضع ثوان لتفتت. لقد كان الأمر صعباً لأنه كان هناك الكثير من البروتينات المعنية ، وتوقيته ، بما في ذلك العديد من البروتينات الأخرى التي نستطيعها.

اعتبارا من أواخر عام 2010 ، يمكن العثور عليها وهي تعمل مع زملائها في جامعة هارفارد لإنتاج فيلم بطولة داينين ​​، وهو بروتين يعتقد أنه يمشي داخل الخلايا في جسمنا ، بما في ذلك خلايا المخ. يُعرف أيضًا باسم البروتين "الحركي" ، لأنه ينقل الجزيئات (أو الأجسام) من جزء من خلية إلى أخرى. لكن لا يزال العلماء لا يعرفون بالضبط كيف يعمل ... أو كيف يتحرك. ويأمل إيواسا تغيير ذلك.

جانيت إيواسا : مجرد التفكير في الخلية كعالم صغير ، وأن هناك كل هذه الأشياء المدهشة التي تحدث على هذا النطاق الصغير جداً ، أصغر من طول موجة الضوء. لن نكون قادرين مطلقًا على النظر المباشر في هذه الأحداث المذهلة ، لكنها تحدث في أجسامنا كل يوم. انها مجرد شيء جميل أن تكون قادرا على رؤية. والطريقة الوحيدة التي سنتمكن من القيام بها هي عن طريق الرسوم المتحركة ، وربما وسائل أخرى في المستقبل.