Umetnost i molekularna biologija Inspire article

Zakoračite u svet u umetničke izložbe inspirisane naukom gde učenici oživljavaju biološke molekule

Inspiracija može doći sa najneočekivanijih mesta. Često proističe iz mesta koje ne možemo videti golim okom, kao što je svemir, ili velike dubine okeana – ili čak strukture samih molekula. Ovo je i bila jedna od ideja vodilja nedavnog umetničko-naučnog projekta, lansiranog od strane Evropske Banke Proteinskih Podataka (the Prootein Data Bank in Europe – PDBe) w1 na Evropskom Institutu za Bioinformatiku (the European Bioinformatics Institute – EMBL-EBI)w2, lociranom u blizini Kembridža u Velikoj Britaniji.

PDBe je otvoreni repozitorijum za molekulske strukture, tako da svako ko poseduje internet konekciju može posetiti vebsajt i pretraživati  hiljade  3D prikaza proteina i drugih bioloških molekula, od hemoglobina (molekul koji raznosi kiseonik kroz naše telo) i oksitocina (koga nazivamo „hormonom ljubavi“) do delova smrtonosnih virusa i mnogo toga još.

Nekada su ovakve slike bile rezervisane samo za oči naučnika, a sada su lako pristupačne široj publici. Tokom protekle dve godine, učenici od 12 do 18 godina u školama okruga Kembridž, su koristili slike molekula kao inspiraciju za stvaranje ovih zapanjujučih umetničkih dela. Sarađujući sa naučnicima, učenici su počeli da istražuju veliku različitost koja postoji među biološkim molekulima, da razumeju njihovi 3D strukturu i ulogu. Učenici su potom bili ohrabreni da stvore sopstvene umetničke interpretacije, koje su bile predstavljene na izložbi u centru Kembridža.

PDBe ima za cilj da razvije projekat u godinama koje slede, a to će ostvariti tako što će ohrabriti više učenika da pristupe projektu i  tako što će privući različitu publiku koja će uživati u umetničkim radovima.

Koristeći aktivne metode učenja, kao što je korišćenje umetnosti u cilju razumevanja naučnih koncepata, može se podstaći više učenika da u budućnosti pohađaju predmete iz oblasti prirodnih nauka. S ovim na umu, PDBe se nada da će uspeti da ovim projektom dospe do mlađih đaka, kako iz prirodnjačkih predmeta tako i iz likovnih predmeta, te bi na taj način pomogli da se tokom daljeg školovanja veći broj učenika dobrovoljno  odluči za predmete sa naučnom tematikom.

Za sada, zadovoljni smo što možemo da podelimo neke sjajne momente sa PDBe izložbe iz 2018. godine. Sva odabrana dela su propraćena opisima napisanim od strane svakog učenika koji objašnjavaju ideje koje stoje iza njih. Ovaj odabir ilustruje ogroman potencijal za kreativno stvaranje koje je inspirisano naukom i jasno je da ova umetnička dela imaju potencijal da impresioniraju sve čudima molekulskog sveta.


Porenosioci bolesti

By Katherine Prince

'Agents of disease' by Katherine Prince

Molecular structure of a T4 bacteriophage baseplate

Click image to enlarge
PDBe/EMBL-EBI

Molecular structure of a T4 bacteriophage baseplate
PDBe/EMBL-EBI

Ovo umetničko delo uspeva da prikaže tamnu stranu virusa kojeg nazivamo bakteriofag. Oni dospevaju u bakteriju, repliciraju se i nakon toga mogu da se oslobode iz bakterije i ubiju je. Ovo im je i dalo ime bakteriofag što na grčkom znači ‘onaj koji jede bakteriju’. U nekim slučajevima ovi virusi ne uništavaju bakteriju, ali ih mogu pretvoriti u dalje prenosnike bolesti.

Izvori

Za informaciju o strukturi i funkciji T4 bakteriofaga, i ako želite da vidite njegovu 3D molekularnu strukturu kapsida i bazalne ploče, posetite PDBe sajt


Marvelov Kapetan Amerika

By Emi Rush

'Marvel's Captain America' by Emi Rush

Molecular structure of somatotropin

Click image to enlarge
PDBe/EMBL-EBI

Molecular structure of somatotropin
PDBe/EMBL-EBI

Ovo umetničko delo istražuje ideju veličine, kako individualnu tako i nacionalnu, tako što referiše na super heroja Kapetana Ameriku koji je simbol nade i snage. Javnost ga vidi kao veličanstvenog heroja zbog njegove snage i fizičke spremnosti. Ovo delo postavlja pitanje da li njegova veličina dolazi od čoveka koji čini identitet super heroja ili je poreklom iz seruma koji je obezbedio njegove supermoći. Štit predstavlja osobu, dok stripovski nacrtane zavojnice somatotropina – hormona rasta – predstavljaju serum. Boje (plava, pink i narandžasta) predstavljaju razbijeno stanje muškosti i ženskosti postavljajući pitanje da li se muškost izjednačava sa veličinom jedne osobe.

Resources

Za informacije o strukturi i funkciji somatotropina, i ako želite da vidite njegovu 3D molekularnu strukturu, posetite PDBe sajt.


Toksini

By Ayshini Senadeera

'Toxins' by Ayshini Senadeera

Molecular structure of mambalgin-1

Click image to enlarge
PDBe/EMBL-EBI

Molecular structure of mambalgin-1, a toxin
found in black mamba snake venom 

PDBe/EMBL-EBI

Otrovna stvorenja kao što su zmije, meduze i škorpije ulivaju strah ali nas u isto vreme i intrigiraju. Zašto bi tako male životinje razvile tako škodljive toksine? Zašto većina sisara i ptica nema pristup takvim biološkim oružjima koje koriste otrovna stvorenja?

Velikom broju fascinantnih toksina se može pristupiti kroz PDBe. Jedan takav toksin je mambalgin-1. To je peptid protiv bolova koji je izolovan iz otrova zmije crne mambe. Ovo umetničko delo predstavlja evoluciju bioloških oružja koje različita otrovna bića koriste.

Izvori

Za informacije o strukturi i funkciji mambalgina-1, i ako želite da vidite njegovu 3D molekularnu strukturu, posetite PDBe sajt.


Spremna da fluorescira

By Rachel Glinsman

'Dressed to fluoresce' by Rachel Glinsman

Molecular structure of the green fluorescent protein

Click image to enlarge
PDBe/EMBL-EBI

Molecular structure of the green fluorescent protein
PDBe/EMBL-EBI

Fluorescentni proteini emituju svetlost unutar nekih živih organizama kao što su ribe koje žive na velikim dubinama, ili u meduzama. Molekularna šema ove haljine je zasnovana na zelenom fluorescentnom proteinu koji je poreklom iz meduze Aequorea victoria, odštampan na papiru za štampanje, koji je potom prekriven bojom koja sija u mraku. Molekuli su potom isečeni korišćenjem laserskog sečiva i sastavljeni u jednu isprepletenu mrežu koja okružuje crnu osnovu haljine. Molekuli kao da ‘lebde’ oko haljine ogledajući se u pokretima meduza koje one prave ispod vode. U mraku, haljina sija zeleno, vrlo slično fluroscentnim proteinima u organizmima koji žive na velikim dubinama mora.

Izvori

Za informacije o strukturi i funkciji zelenog fluorescentnog proteina, i ako želite da vidite njegovu 3D molekularnu strukturu, posetite PDBe sajt.


Veza

By Natalia Heirman

'Connection' by Natalia Heirman

Molecular structure of an AMPA-type glutamate receptor

Click image to enlarge
PDBe/EMBL-EBI

Molecular structure of an AMPA-type glutamate receptor 
PDBe/EMBL-EBI

Vezama su potrebne jake spone da bi funkcionisale, u suprotnom raspale bi se. Cilj ovog umetničkog dela je bio da uporedi spone koje postoje kod proteina sa onima koje postoje kod ljudi.

Kod ljudi, ove veze nam omogućavaju da funkcionišemo i budemo najsrećnije i najzdravije verzije nas samih. Slično, veliki broj proteina se mora osloniti na zajedničko delovanje kako bi uspeli da izvrše svoje funkcije. Proteini moraju imati fizički kontakt među sobom kako bi se formirale veće strukture. Ovo ipak nije slučaj kod ljudi gde fizička interakcija nije potrebna da bi veza postojala. Prikazani protein je vrsta AMPA glutamatnog receptora koji posreduje u neurotransmisiji i sinaptičkoj plastičnosti u nervnim ćelijama što im omogućava međusobnu komunikaciju.

Izvori

Za informacije o strukturi i funkciji proteina vrste AMPA glutamatnog receptora, i ako želite da vidite njegovu 3D molekularnu strukturu, posetite PDBe sajt.


Tioredoksin metilja jetre

By Anna Valchanova

'Liver fluke thioredoxin' by Anna Valchanova

Molecular structure of thioredoxin

Click image to enlarge
PDBe/EMBL-EBI

Molecular structure of thioredoxin
PDBe/EMBL-EBI

Slatkovodni puževi iz familije Lymnaeidae su prelazni domaćini za parazite – metilje koji se naseljavaju u jetri domaćina. Ovaj parazit se na latinskom zove Fasciola hepatica. Kada parazit inficira čoveka ili nekog preživara (kao što su goveda ili ovce) on uzrokuje fasciolozu (metiljavost), bolest koja ima veoma bolne simptome koji uključuju bol u abdomenu, zapaljenje žučne kese ili čak i njenu fibrozu.

Tioredoksin je antioksidant koji je pronađen u ovom metilju koji pomaže u otklanjanju potencijalno štetnih slobodnih radikala. U ovom umetničkom radu moelkularna struktura tioredoksina je predstavljena duž spirale ljušture puža i sa povećanjem njegove veličine postiže se utisak rasta i razvoja parazita unutar tela puža.

Izvori

Za informacije o strukturi i funkciji tioredoksina, i ako želite da vidite njegovu 3D molekularnu strukturu, posetite PDBe sajt.


Sklop ikosaedra

By Rebecca Sheng

'Icosahedron assembly' by Rebecca Sheng

Molecular structure of the deformed wing virus

Click image to enlarge
PDBe/EMBL-EBI

Molecular structure of the deformed wing virus
PDBe/EMBL-EBI

Struktura koja je predstavljena ovde je virus koji  neretko inficira medonosne pčele prouzrokujući deformitet njihovih krila. Kao i mnogi drugi virusi, virus koji deformiše krila je sačinjen od simetričnih jedinica koje se ponavljaju i koje se uklapaju u 3D jedinicu. Oblike koje virusi formiraju su vrlo često oni koji su slični Platonskim telima. Antički grčki filozof Platon je pisao o ovim geometrijskim telima u svom delu Timaj (lat. Timaeus) gde je uporedio njih četiri sa klasičnim elementima u prirodi: zemlja, vazduh, voda i vatra. Virus koji deformiše krila ima simetriju jednog od ovih tela: pravilni ikosaedar ima 20 stranica, 30 ivica i 12 temena.

Izvori

Za informacije o strukturi i funkciji virusa koji deformiše krila, i ako želite da vidite njegovu 3D molekularnu strukturu, posetite PDBe sajt.


Priznanje

PDBe umetnički projekat iz 2018. godine je nastao kao posledica saradnje četiri škole iz okruga Kembridž: škole Lejz, škole Pers, seoskog koledža Impingtona i koledža šestog razreda fondacije Stivena Persa.

Download

Download this article as a PDF

Web References

Resources

  • Find out more about the PDBe art project from the PDBe website and from EMBLetc.
  • View more molecular inspired artworks by visiting the ‘Featured structures’ page on the PDBe website.
  • Printable teaching materials, including a protein colouring book, are available on the PDBe website.

Institution

EMBL

Author(s)

Oana Stroe is a communications officer at EMBL-EBI. After completing a master’s degree in communication, culture and media, Oana worked in technology and engineering public relations for a number of years before joining EMBL-EBI.




License

CC-BY