Nature技术人物：不想玩软件的插画家不是好生物学家
2015-05-02 佚名 生物通
Graham Johnson希望能利用他研发的工具，帮助研究人员观察细胞内部活动，让他们走的比Jacques Cousteau潜入深海中的深度还要远。“让我们深入到相互作用的分子之间，去寻找，探索，观察，实验和学习，”来自加州大学旧金山分校的Johnson说。 目前在结构生物学研究中存在一个主要问题，那就是科学家们虽然已经开发出了一些技术，可以用来分析相对较大的结构（例如细胞）和较小的结
Graham Johnson希望能利用他研发的工具，帮助研究人员观察细胞内部活动，让他们走的比Jacques Cousteau潜入深海中的深度还要远。“让我们深入到相互作用的分子之间，去寻找，探索，观察，实验和学习，”来自加州大学旧金山分校的Johnson说。
目前在结构生物学研究中存在一个主要问题，那就是科学家们虽然已经开发出了一些技术，可以用来分析相对较大的结构（例如细胞）和较小的结构（例如蛋白质），但它一直难以完成“中等尺度”的可视化观察。
Johnson等人开发了一些开放性软件工具：autoPACK和cellPACK等来解决这一问题，譬如利用cellPACK，研究人员可以迅速有效地处理他们所收集的较小结构的数据，并在这种中等尺度范围内建模。而在以前，他们必须手工创建这些模型，因此需要数周或数月的时间，而使用cellPACK则只需要几小时。
最新版本的软件可以完成结构大小在10-1000纳米范围内的建模组装，而这正是了解关键细胞活性的主要结构大小，这些分子的相互作用，如蛋白磷酸化（范围底线），以及细胞器组装（范围高线）都可以通过这些软件构建结构，统一数据，Johnson说。
“我们希望更多的生物学家和程序员们能参与到这一项目中来”，这一软件也有助于收集数据和调和相互竞争的理论假说。“通过直接观察到这些模型，研究人员可以更直观的探讨各种假说理论，而不是仅仅通过想象来做出评论。”
cellPACK是Johnson迄今为止参与的最大的一个项目，他在过去十年中一直在思考这一软件，最终在利用3D打印研究血浆和HIV病毒粒子的一个模型结构中灵光乍现，研发出了这一工具。
“Graham 进行科学研究之前是一名艺术家，而这被他运用到了研究中，”文章作者之一，斯克里普斯研究所的Art Olson说，“他的创造力，以及艺术美感令我折服。”
Johnson早年毕业于约翰霍普金斯大学，主修医学插画，在那里他完成尸体解剖图，以及各种医学生物插图，他说，尸体解剖令人震惊，但是尸检过程中也会让我们看到“各种令人惊叹的，又复杂美丽的身体结构。”
于是他开始利用这些年他所学到的知识进行观察和描绘，并在之后的Salk研究院，完成《细胞生物学》教科书的插画绘制，“从中我发现细胞分子生物学十分吸引我，每天都有新的内容被发现，”Johnson 说，“其中还有许多元件未被描述，或者说详细的解释。”
为了解答这些难题，他搬到了科罗拉多州，之后又回到校园获得了生物物理学博士学位，再然后他就进入了 QB3项目成员。
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