Как лечить простуду

Я не имею медицинского образования, поэтому все, написанное ниже - только моя точка зрения, и не более того. Но так как этой моей точкой зрения по поводу лечения респираторных инфекций (в быту их называют простуда, в медицинской карточке - ОРЗ или ОРВИ) часто интересуются, я решила ее тут изложить.

Бывают болезни, которые протекают тяжело. Нет, даже не с этого надо начинать.

Вокруг нас живет множество микроорганизмов - простейших, бактерий, вирусов, да еще и всяких крохотных червячков. Но только очень немногие из них способны временами жить внутри нас. Потому что организм защищен сложной и хорошо работающей штукой - иммунной системой. В целом можно сказать, что инфекционные болезни могут вызывать только те микроорганизмы, которые обладают специальными приспособлениями, позволяющими обмануть наш иммунитет. Они могут от него прятаться, заставляют его неэффективно работать, или даже атаковать собственные клетки организма. Некоторые с удовольствием живут прямо внутри клеток иммунной системы. И когда иммунитет работает плохо, ему надо помогать.

Вакцины, например, помогают тем, что заранее знакомят организм с возбудителем болезни. В результате когда начинается соревнование между быстро размножающимся микробом и системой производства антител против него, у человека больше шансов выиграть. Гамма-глобулин, который вводят при укусе клеща - это уже готовые антитела. Интерферон - это один из регуляторов иммунитета, он запускает в организме целый комплекс противовирусных мероприятий.

Так вот, когда человек болеет легко, а при ОРВИ это почти всегда именно так, иммунная система уже работает оптимально. Сопли, повышение температуры - это как раз признаки ее нормальной работы. И как-то помочь ей приемом лекарственных препаратов мы не можем, можем только помешать, снижая температуру или закапывая в нос сосудосуживающие капли "от насморка". Известная шутка про "если насморк не лечить, он пройдет за семь дней, а если лечить - то за неделю" в целом не является шуткой.

А как же универсальный противовирусный интерферон? А никак. Да, при гепатите C, например, это незаменимая вещь. Но при гриппе или другом респираторном вирусе его уже достаточно, больше не надо. И для профилактики он тоже бесполезен. Исследовали, пробовали - не помогает.

А как же разрекламированный арбидол? Да в общем-то тоже никак. Нет нормальных данных о том, что он помогает для профилактики или лечения. Да, в пробирке у него есть противогриппозная активность, но в человеке - пока не доказано. Вряд ли это потому, что так уж сложно доказать.

Другие препараты, гомеопатические и не очень, тоже имеют аналогичный эффект. Ремантадин вот только обладает определенной активностью - но не той, которая должна быть, а тем, что перечислено в разделе "побочные эффекты". Им, в отличие от безобидной гомеопатии, можно травануться. Гриппу он безразличен уже даже и в пробирке.

Единственный работающий сейчас противогриппозный препарат - это тамифлю (не путать с терафлю). Но его надо принимать только в том случае, если грипп, а быстрое определение возбудителя для нас пока недоступно. И обычно даже грипп спокойно проходит без него.

Очень хорошо помогает для лечения гриппа и прочих ОРВИ сидение дома, попивание чая, отсутствие сильных нагрузок. Нагрузки - это не только много работать, но и много говорить, много есть, и даже много пить того же чая. Если высокая температура доставляет дискомфорт, ее можно сбить парацетамолом или ибупрофеном. Важное неочевидное замечание: не стоит сразу же после исчезновения симптомов совершать трудовые подвиги, можно тут же заболеть второй раз, и уже серьезнее. Лучше пару дней провести без экстрима.

А в нос по-хорошему не надо ничего закапывать, кроме воды, и то - если в носу скопилось много подсохших соплей. Так бывает, например, поутру, если в квартире сухой воздух. Сопли очень полезно размочить перед их изгнанием, иначе при сморкании не все из них полезут наружу, а некоторые высоким давлением загонятся куда не надо, что может вызвать отит или гайморит. Можно купить в аптеке соленую водичку под модной торговой маркой за большие деньги, можно физраствор (но он мерзко отдает резиновой пробкой), можно развести подсоленую воду самостоятельно. Истинным пофигистам можно просто втянуть носом немного воды из-под крана, это слегка неприятно, но не вредно.

Когда у меня спрашивают, когда же придумают лекарство от простуды, я честно отвечаю, что очень не скоро. Потому что при болезнях, протекающих легко, иммунитет и так работает оптимально. Потому они и протекают легко.

И еще раз: я не врач, я не призываю никого игнорировать врача или заниматься самолечением. Но если участковый терапевт при ОРВИ выписал арбидол или интерферон - это грустно.

Читать далее

Будущее биотехнологии

Когда-то компьютеры были большими, и стояли в исследовательских центрах. И умные люди говорили, что компьютер дома никому не нужен. Ну еще бы: зачем дома занимать целую комнату непонятными шкафами, которые требуют массу кропотливой работы для того, чтобы их запустить? Да и столько денег, чтобы обзавестись домашнем компьютером, могло быть только у какого-нибудь эксцентричного миллионера.

Молекулярно-биологическая лаборатория никому дома не нужна. Она стоит кучу денег, требует всяких специальных реактивов, занимает много места и для того, чтобы с ней управиться, надо быть квалифицированным специалистом.

Сейчас, правда, многие приборы в лаборатории напоминают какие-то периферийные устройства для компьютера. Собственно, так и есть - они контролируются с компьютера. Только цена у них пока гораздо выше, чем у принтера. Но по высокотехнологичности секвенатор или амплификатор вряд ли на порядки превосходит лазерник - высокая цена скорее объясняется небольшими объемами партий.

Вот так выглядит прибор, с помощью которого можно определить, от какого вируса поднялась температура, или выяснить родословную сосиски, или узнать свою предрасположенность к одному из видов рака:


Эти приборы пока очень дорогие, и требуют дорогих расходников. И у нормального человека просто нет таких задач, которые требовалось бы решать с их помощью. Но, в общем-то, 50 лет назад с компьютерами было то же самое. Думаю, если перечитать биографию Стива Джобса, то можно узнать, как именно будет развиваться биотехнология.

Читать далее

PyMOL и python, часть II

Все-таки это безобразие - так долго не писать в блог. Постараюсь больше так не делать, и для начала продолжу рассказывать о таких приятных и полезных вещах, как PyMOL и python.

Я уже писала о том, как вызывать PyMOL из собственной программы на python, а сейчас - наоборот, как программу на python сделать функцией PyMOL. Надеюсь, вы уже смирились с тем, что самое интересное в PyMOL доступно через командную строку, и это вас не пугает.

Так как почти наверняка мы будем использовать в программе какие-то функции PyMOL, в скрипте под названием например myscript.py надо написать вот это:

from pymol import cmd

Дальше описываем функцию, которую хотим выполнять - для примера пусть это будет измерение доступной поверхности остатков 35-49 цепи A заданного файла:

def surf35_49(fname):
    cmd.load(fname)
    cmd.select("sel1","chain A and resi 35-49")
    area = cmd.get_area("sel1")
    print fname, area

И осталось определить новую команду PyMOL (пусть она будет называться также surf35_49) и привязать к ней эту функцию:

cmd.extend('surf35_49',surf35_49)

Все, теперь файл muscript.py готов. В одном файле, кстати, может быть описано несколько функций. Чтобы они стали доступны в PyMOL, надо ввести вот эту команду:

run myscript.py

Иногда по довольно загадочным причинам (загадочным для меня, так как я не очень в это вникала) это не работает, а

spawn myscript.py

- работает.

После этого скрипт загружен в PyMOL, и для того чтобы применить нашу функцию к файлу file1.pdb достаточно в командной строке PyMOL ввести

surf35_49 file1.pdb

Вот по этому адресу можно посмотреть всякие полезные примеры скриптов: http://pldserver1.biochem.queensu.ca/~rlc/work/pymol/.

Читать далее

Много работы, некогда писать

Меня захлестнул мутный вал работы, поэтому я опять недельку-другую не буду писать. Буду много работать и вспоминать свою любимую литературу по тайм-менеджменту.

В первую очередь, конечно, вот это: http://lib.ru/PROZA/GRANIN/strange.txt

Люди, которые пытаются начать как-то управлять своим временем, часто обнаруживают неприятную вещь: настоящая работа в день занимает не более 4-5 часов, хотя кажется, что занят постоянно. У одних это приводит к депрессивным настоениям, у других к попыткам работать больше и потом опять же к депрессивным настроениям. Для очень многих мониторинг как первая стадия тайм-менеджмента оказывается и последней.

Так вот, открою страшную тайну.

Четыре часа творческой работы в день - это нормально.

Более того, если работается значительно больше, то это нехороший симптом. Не исключено что вместо реальной работы вы заняты ее имитацией. Моя соседка по общежитию во начале сессии покупала общие тетради и проводила в них поля. Это было бесполезным занятием, но оно создавало иллюзию занятости и позволяло почти без мук совести отложить подготовку к экзаменам.

Помимо того что мы не работаем, а нам кажется, что работаем, есть еще обратная проблема. Она, пожалуй, даже более серьезна. Иногда можно случайно зацепиться за какую-то задачу, решение которой в общем-то и не нужно, и потратить свою норму продуктивной деятельности именно на нее. В общем, мониторинг своего времени - необходимая вещь, которая позволяет выявить обе проблемы. И не обязательно им заниматься всю жизнь, может хватить и пары недель, хотя лучше бы пару месяцев.

Также рекомендую вот это: http://www.lib.ru/PSIHO/SELYE/otkrytie.txt Это фактически пособие по организации творческой работы с автобиографическими вкраплениями.

Еще про тайм-менеджмент можно прочитать вот тут статейки:
http://www.improvement.ru/
Но это скорее ближе к книжкам из разряда "как стать умным и богатым и все успевать".

Читать далее

Основы иммунологии

Р. Цинкернагель, "Основы иммунологии".
В отличие от большинства нынешних учебников, которые являются сборной солянкой под редакцией кого-нибудь, этот написан одним автором от начала и до конца, поэтому ни малейшего ощущения "письма из Простоквашино" не вызывает. Автор, между прочим, нобелевский лауреат. Книжка маленькая и с красивыми картинками. Перевод с немецкого.

Немного поцитирую:

"При изучении иммунных эффектов, как и любых биологических феноменов, необходимо иметь в виду, что в эксперименте могут быть получены всевозможные результаты."

"В большинстве случаев цитокины оказывают плейотропный эффект, т.е. различным образом или одинаково влияют на клетки одного или многих типов."

"по-видимому, отрицательной селекции B-клеток под влиянием аутоантигенов, как правило, не происходит"

"Очевидно, что, если организм, впервые столкнувшись с возбудителем, погибает от инфекции, какая-либо иммунологическая память ему более не нужна."

"По-видимому, антитела IgE выполняют важную биологическую функцию. Пока недостаточно исследован вопрос о протективном действии IgE при паразитарных инвазиях."

Читать далее

PyMOL и Python

Чем хороша программа PyMOL - она хорошо дружит с python. Можно написать что-то на питоне и вызывать из PyMOL, а можно наоборот. Сегодня я кратко расскажу про второй вариант.

Допустим, захотелось для какого-то фрагмента белка посчитать доступную площадь. Например, для остатков с 35 по 49 цепи A. Это в PyMOL легко:

select sel1, chain A and resi 35-49
get_area sel1


А теперь надо то же самое сделать для нескольких тысяч структур. Это бывает необходимо, например, для фильтрации результатов белок-белкового докинга.

Пишем простенькую программку, которая вызывает PyMOL, принимает в качестве аргумента файл со списком файлов для обработки, и выводит посчитанную площадь вместе с именем файла. Эта программка должна запускаться из командной строки, как и любой питоновский скрипт.

import sys
import pymol
from pymol import cmd

flist_file = open(sys.argv[1])

fname = flist_file.readline().strip()

pymol.finish_launching()

while fname:
    area = 0
    cmd.load(fname)
    cmd.select("sel1","chain A and resi 35-49")
    area = cmd.get_area("sel1")
    print fname, area
    cmd.reinitialize()
    fname = flist_file.readline().strip()

pymol.cmd.quit()

Тут надо обратить внимание на совершенно необходимую функцию pymol.finish_launching(). PyMOL начинает запускаться, когда выполнение скрипта доходит до import pymol, но надо подождать, когда он закончит запускаться. Что, собственно, эта функция и делает. А дальше все понятно: то что в PyMOL было команда параметр1, параметр2 в питоновском скрипте превращается в cmd.команда("параметр1","параметр2")

Это просто, попробуйте сами.

Читать далее

О вреде больших проектов

В какой-то книжке по управлению проектами была интересная история. Раньше европейцы запускали большие и многофункциональные научные спутники, которые делали сразу много всего. Но потом от них отказались в пользу маленьких, узкоспециализированных и дешевых. И главная причина была не в том, что это более выгодно с экономической точки зрения или помогало получать лучшие результаты. Просто люди, вовлеченные в космические программы, поняли опасность больших проектов.

Когда спутник, надо которым работали целый год, взрывается на старте или не выходит на связь - это большая неприятность для всего коллектива, который над ним работал. Но если то же самое происходит со спутником, на подготовку старта которого ушло 10 лет - это уже трагедия. Человек отдает 10 лет своей жизни, фактически четверть всего рабочего времени, и может не получить ничего. В результате желающих так рисковать карьерой больше не нашлось, и проекты стали менее крупными.

Не знаю, правдива эта история или нет - источник я сейчас уже не найду, да и не уверена, можно ли ему доверять. Но ее можно рассматривать как притчу. У нас в стране, как исторически сложилось, считается хорошим тоном прийти в лабораторию студентом и уйти на пенсию, занимаясь фактически одним и тем же - одним Большим Проектом. Многие ученые с негодованием относятся к нынешней грантовой системе, когда за три года надо получить какие-то конкретные результаты и отчитаться по ним. Три года - недостаточный срок для Большого Проекта.

Но проблема даже не в том, что такие проекты могут зайти в тупик: теория может оказаться неверной, технология - неэффективной. А в том, что после того как тупик достигнут, вовлеченные в Большой Проект этого иногда как будто не замечают. То есть, продолжая аналогию с космосом, спутник давно взорвался, но все делают вид, что получают от него какие-то данные, обрабатывают их, передают управляющие команды и рапортуют о результатах. Вполне обоснованная уверенность в том, что в этой области никто не разбирается лучше, плюс вполне понятное нежелание признавать бесперспективной работу всей сознательной жизни и переключаться на что-то другое - благодатная почва для того, чтобы потерять критичность к своим действиям. Если у ученого при этом развит полет фантазии, то он пополняет собой ряды так называемых "лжеученых". Если нет, то его лаборатория превращается в достаточно унылое место, где занимаются неинтересными и непубликабельными вещами, потому что таков Большой Проект.

Наблюдение за Большими Проектами, зашедшими в тупик, подрывает у молодежи веру в нормальный научный процесс и опять-таки катализирует появление "лжеученых". Не думаю, что это решающий фактор, но учитывать его явно необходимо. У западной системы организации науки, рассчитанной на быстрое получение результата и способствующей частой смене места работы, тоже есть масса недостатков. Но, как мне кажется, они не такие пагубные, как увлечение Большими Проектами.

На картинке в начале поста - успешный старт "Челленджера".
Он взорвался год спустя.

Читать далее

Наука и ненаука

Когда-то мне в руки попалась книжка по одной очень интересующей меня теме, под авторством, допустим, Иванова. Она была в жесткой обложке, с множеством формул и вообще внушала доверие, но информация в ней не очень согласовывалась с тем, что я уже знала. И я на всякий случай решила показать ее знакомому специалисту в этой области.
"А, Иванов," - сказал он, листая книгу, - "помню, помню... Очень хороший был ученый, идеи у него были для того времени передовые. Конечно, некоторые его теории плохо встречались, критиковали их. Он на критику как-то очень жестко и болезненно реагировал, и, похоже, из-за этого у него начались проблемы с головой. И, как я вижу, книжку он написал уже после. Не читайте ее."

После этого мне стало любопытно - почему взрослые люди с высшим образованием вдруг начинают говорить и писать всякую чушь? А после того как я лично познакомилась с теми, кого принято называть "лжеученые", любопытство переросло в хобби по их изучению.

Я не буду тут приводить конкретные примеры и называть имена, я только дам ссылку вот на этот текст, который в целом хорошо описывает феномен. (Кстати, на том сайте вообще много интересного.) Основная проблема таких людей - полная потеря критичности к своим научным теориям.

Вначале я думала, что так называемые лжеученые - заблуждающиеся люди, которые чего-то не понимают, и им можно объяснить, в чем они не правы. Но, видимо, те, кто способен воспринимать объяснения, просто не доходят до этой фазы. Потом я предположила, что они - мошенники, подделывающие данные в корыстных целях. Но открылся парадоксальный на первый взгляд факт - если удавалось от такого человека добиться первичных, необработанных данных, то там никаких подделок не обнаруживалось. Их эксперименты и наблюдения совершенно не подтверждали их невероятные теории, и это было очевидно для всех, кроме них самих.

Нормальный научный процесс выглядит так: человек выдвигает гипотезу, ставит эксперименты, если гипотеза не подтверждается - жаль, но ее придется выбросить. Выдвинуть неверную гипотезу - вовсе не позор для ученого, а часть нормального научного процесса. У таких великих физиков, как Фейнман и Румер были разработаны собственные общие теории поля, которые оказались неверными. У Фейнмана об этом написано в его мемуарах. Румер любил вспоминать о своей теории и говорить "я создал такую красивую модель, а Бог взял и сделал все по-другому". Биолог Кольцов считал, что носителями наследственной информации являются белки, но его все равно помнят как выдающегося ученого. Ошибаться в науке - это нормально, ненормально не признавать своих ошибок.

У "лжеученых" (не нравится мне этот термин, но лучше не знаю) научный процесс условно можно назвать патологическим. Создается теория, которую принципиально невозможно опровергнуть никакими экспериментами. Либо первоначально выдвинутая гипотеза при каждом эксперименте, который ее опровергает, дополняется так, что вроде бы никакого опровержения и не было. Неопровергаемая теория называется нефальсифицируемой. Именно для того, чтобы таких теорий избегать, и преподается такой, казалось бы, скучный и гуманитарный предмет под названием "философия науки".

"Лжеученых" довольно много. Российская система организации науки не позволяет легко избавляться от людей, которые потеряли критичность к своей работе. Во вполне приличных институтах существуют целые лаборатории с патологическим научным процессом. Такие люди часто любят говорить, и делают это очень убедительно. Они упоминают множество научных публикаций и известных соавторов. Правда, потом оказывается, что все публикации - в третьесортных журналах, а те, кого они записывают к себе в сподвижники, на самом деле шарахаются от них.

Интересно, что такие "непризнанные гении" охотно тянутся друг к другу. Возможно, это объясняется тем, что лженаучные теории по своей природе легко дополняются новыми фактами и гипотезами, "слияние" двух таких теорий происходит безболезненно. То, что невозможно опровергнуть, ничему не противоречит. Практикующие нормальный научный процесс изо всех сил отталкивают от себя тех, у кого этот процесс стал патологическим, поэтому лжеученые объединяются в сообщества, проводят конференции и так далее. У стороннего наблюдателя это может вызвать иллюзию того, что Иванов на самом деле занимается наукой - вот же он и доктор наук, и статьи у него научные, и на конференциях выступает.

Распознать лжеученого для того, кто не специалист в данной области, не так-то просто. Значимым признаком является докторская степень, полученная в РАЕН. Также отсутствие публикаций в нормальных журналах. РАЕН и журналы - это отдельные серьезные темы, я про них потом напишу. Еще обычно у "лжеученых" имеется глобальная теория, которая охватывает очень много всего и сулит немедленные практические выгоды. Если это биологи, то скорее всего у них уже есть прибор, способный лечить все болезни. Если физики - то до бесконечного источника энергии осталось совсем чуть-чуть.

Есть немало людей, которые на "лжеученых" цинично паразитируют, и этим способствуют их существованию. Но это, опять же, отдельная тема. А мне пора возвращаться к нормальному научному процессу.

Читать далее

Предсказание трансмембранных спиралей

Если вы занимаетесь эукариотическими мембранными белками, то они почти наверняка альфа-спиральные. И скорее всего они относятся к классу GPCR. Это, наверное, самый изучаемый класс мембранных белков, они довольно легко моделируются по гомологии. Но я про них потом расскажу. А сейчас напишу о том, что делать, если гомологи мембранного белка не находятся.

Очевидная вещь, которую можно сделать - предсказать трансмембранные спирали. Это можно сделать несколькими методами на сервере genesilico.pl/meta2 . Пишут, что самые лучше методы - это SPLIT4, TMHMM2 и HMMTOP2. И предсказывать надо не каким-то одним методом, а сразу несколькими, и потом сравнивать. Кстати, сравнивать с PSIPRED или каким-то другим предсказанием вторичной структуры большого смысла нет. Современные методы secondary structure prediction натренированы на глобулярных белках, в которых не так часто встречаются спирали в полностью гидрофобном окружении. Для мембранных белков они будут предсказывать какие-то спиральные районы, но достоверность этого не слишком велика.

Итак, если вдруг все эти сервера предскажут примерно одно и то же (точного совпадения не будет), то это очень хорошо. А если разное, то надо будет что-то придумывать. Например, взять тот вариант, который лучше всего согласуется с экспериментальными данными. Или считать предсказанной ту спираль, которую выбрали все программы или две из трех, а если всего одна - то не считать. Или кинуть кубик или погадать на какой-нибудь субстанции. Видимо, именно в процессе такого гадания и появляются в статьях загадочные фразы: "TMs were predicted by in silico analysis".

А потом предсказанную топологию белка можно нарисовать вот в этой программе. С ней надо будет немного поразбираться, зато в процессе этого можно получить гораздо больше полезного опыта, чем от от ручного выстраивания кружочков в ряд в фотошопе.

Читать далее

нано-технологии, технологии-нано...

Если вдруг кто не слушал замечательную песню "НАНО" хулиганской группы "Корейские LEDчики", то рекомендую найти и послушать, это совсем нетрудно. Только не надо слушать на работе, если нет наушников. В общем, после этой песни глумиться над термином "нанотехнологии" уже смысла нет, так что я лучше наоборот, напишу что-нибудь положительное.

Использовать в своей работе хотя бы один термин с приставкой нано- сейчас стало почти так же важно, как в советское время цитировать Ленина. Это временами выглядит забавно. В одной лаборатории атомный силовой микроскоп переименовали в наноскоп. В другой меня попросили сделать такую модель пептида, чтобы размер структуры не превышал нанометра.

Научная мода всегда существовала и будет существовать. Еще лет десять назад было известно, что успешность заявки на грант в США зависит от наличия там одного из трех ключевых терминов: ВИЧ, биотерроризм, нанотехнологии. Авторы статьи "Spatially Addressable Multiprotein Nanoarrays Templated by Aptamer-Tagged DNA Nanoarchitectures" тоже, видимо, не просто так неравнодушны ко всему нано-. Тот же самый ВИЧ изучают по всему миру не только потому что это нужно, но и потому, что это модно. Там, где нет возможности работать с человеческим вирусом (для этого требуется соблюдать массу предосторожностей и в общем это дорого), занимаются вирусом иммунодефицита какого-нибудь другого организма.

Но само существование подобной моды не особо влияет на развитие науки. Подогнать свою работу под существующие основные направления обычно не труднее, чем правильно оформить все формальности в заявке на грант. "Нанотехнологии" - это хороший термин, который покрывает практически все что угодно. Любая химия, молекулярная и клеточная биология, физика полупроводников уже являются "нано". К медицине и многим другим областям это тоже нетрудно притянуть. Хуже всего, наверное, тем, кто занимается физикой элементарных частиц: ускорители слишком большие, а частицы слишком маленькие. Но я не сомневаюсь, что при необходимости и они что-то придумают.

Говорят, что под лозунгом "нанотехнологии" будет украдено потрачено нецелевым образом много денег. Но практика показывает, что для этого, в общем, и никаких лозунгов не надо.

Читать далее

Не бойтесь текстовых интерфейсов

Интерфейс, как известно, бывает графический или текстовый. В графическом картинки, меню, все можно сделать мышкой. Он красивый, интуитивно понятный и приятный. В текстовом унылые одноцветные буковки и без инструкции не разобраться. Отсутствие в какой-то программе графического интерфейса часто воспринимается как непреодолимый недостаток, исключающий программу из круга тех, которые можно рассматривать. Необходимость для каких-то действий обращаться к командной строке для многих делает эти действия невозможными.

Когда мы делаем что-то в хорошо продуманном графическом интерфейсе, это для нас просто и естественно. Так же просто, например, закрыть окно. Надо просто подойти к окну и закрыть его. Человек обычно справляется с этим, даже если он видит конкретное окно первый раз, так как имеет большой опыт закрывания окон. Иногда встречаются некоторые особенности окон - защелка не с той стороны, шарниры слишком тугие, но в целом проблем нет, это просто и быстро. Если нам надо закрыть окно в соседней комнате, придется встать и пойти туда. Если во всем здании - это, конечно, потребует заметных усилий, но все равно будет сделано.

В текстовом интерфейсе мы не закрываем окно сами, а просим: "окно, закройся". При этом закрыть окно в другой комнате или во всем здании почти так же просто. Проблема только в том, что говорить это приходится не на естественном языке, а на том, который для всех нас является иностранным, поэтому требует некоторого времени для изучения. Некоторым он может показаться настоящей китайской грамотой. И, в целом, если закрывать окно приходится всего пару раз в год, нет смысла тратить время на освоения языка окон. Но если работа с множеством различных окон является одной из основных задач, то делать ее вручную - глупо, придется выполнять много утомительных и однообразных действий. Поначалу, конечно, не все будет получаться - вместо окна может почему-то закрыться дверь, какие-то окна обидятся на то, что им не сказали "пожалуйста", но самое главное - не бойтесь, от ваших экспериментов здание не рухнет.

Или вот такая аналогия. Приехав в страну с незнакомым языком, можно общаться жестами и просто показывать на то, что нужно. Во всех туристических местах магазины и кафе снабжены удобным интерфейсом для иностранцев. Для двухнедельного отпуска этого вполне достаточно. Но если в стране хочется остаться, язык изучать надо. Это позволит жить более комфортно, интересно и экономно по сравнению с теми, кто продолжает тыкать пальцем.

Изучайте python. Если вы знаете python, вас поймут многие хорошие программы для бионформатики и не только. И он гораздо проще китайского языка. Я проверяла.

Читать далее

Лето

Похоже, в ближайшую неделю новых постов не будет, так как я буду меньше времени проводить за компьютером и больше - на свежем воздухе. Чего и вам желаю.

Если же хочется чего-нибудь почитать, то рекомендую вот:
http://scienceblogs.com/

Вот для тех, кого интересует молекулярное моделирование:
http://rosettadesigngroup.com/blog/

А это будет полезно тем, кто уже немного знает Python, и хочет узнать его побольше:
http://www.siafoo.net/article/52

Читать далее

На Титане что-то нашли

Если верить нашим журналистам, то на одном из спунтников Сатурна неделю назад обнаружены следы жизни. Так как никто из разумных людей им особенно не верит, то лучше сразу читать первоисточник.

Если кратко, то на Титане зонд Кассини обнаружил некое явление, а именно нехватку ацителена и водорода, которое может быть объяснено в том числе и тем, что там когда-то была метановая жизнь. Метановая жизнь отличается от нашей белковой жизни тем, что вместо воды используется жидкий метан, так как вода при 90 кельвинах твердая и как растворитель не работает. Понятно, что само существование этой жизни более чем гипотетично. Никто ее не видел, никто не знает как она может быть устроена. Объяснять одно непонятное явление другим непонятным явлением, казалось бы, странно.

Видимо, в NASA сидит команда пиарщиков, которые время от времени командуют, что надо в очередной раз найти следы жизни. Приходит такой сотрудник пиар-отдела к ученому-астрофизику, и говорит: "Слушай, нам для привлечения внимания к Кассини обязательно надо что-то опубликовать про жизнь, иначе финансирование могут урезать". Тот ему в ответ: "Ты что, с дуба рухнул? Ты вообще представляешь что сейчас Кассини фотографирует? Какая нафиг жизнь, там озера из метана!" "Ох, вечно ты беспокоишься о всяких пустяках. Пиши, что там метановая жизнь."

На самом деле, конечно, все было не так - про теоретическую возможность метановой жизни заявили еще в 2005 году. Но в целом я права. Просто пиарщики лучше работают.


Читать далее

Биоинформатика - это просто?

Те, кто работают в wet lab, часто считают, что то, чем занимаются биоинформатики - легкая работа. Действительно, не надо возиться с вредными реактивами, не надо приходить на работу в выходные. Да и вообще на работу ходить не надо, можно работать удаленно. И работой-то это можно назвать с натяжкой - сидишь себе, кнопки нажимаешь. Непыльное занятие, в общем.

Не помню кто сказал, что идеальная программа для биоинформатики такая: туда вводишь последовательность белка, а на выходе получаешь черновик готовой статьи. Реальность устроена так, что программы в большинстве своем очень далеки от этого идеала. Но многие из тех, кто с ними не работал, считают, что это очень просто. Регулярно встречается требование научных руководителей добавить в диссертацию "немного биоинформатики". Например, одной девушке, не знакомой со структурной бионформатикой, сказали, что надо сделать молекулярную динамику немаленькой системы, которую она изучает. Надеюсь, ей с моей помощью удалось убедить начальство, что это тянет на отдельную кандидатскую.

Приведу ниже диалог с биологом-экспериментатором, с которой у меня были, как мне казалось, неплохие отношения..

Биолог: Привет. У меня вопрос. Можно ли из pdb скачать solvent accessibility для структур.
Должно же это где-то быть, но я не могу найти. Вторичная структура же там есть.

Биоинформатик: Так, я это считала с помощью swiss-pdb viewer

Биолог: Ясно. Со swiss-pdb viewer у меня заняло полдня чтобы найти как Ramachandran plot построить. Там как-то все сложно.

Биоинформатик: Ну вообще-то я скрипт писала для него, чтобы в файл сохранял. У меня сохранялась сразу вторичная структура, доступность и еще что-то. А насчет того что в программе все как-то сложно.. ну, для этого и нужны биологи-теоретики :) Мне тут недавно показывали, что получается, когда за моделирование берется человек, не понимающий в этом - результат удручающий :)

Биолог: О да. Ты имеешь в виду что такое высшее знание как умение моделировать дается не каждому? Я так не считаю, честно говоря. И ничего супер-сложного в этом всем не вижу.

Биоинформатик: Нет, я имею в виду, что знание не дается, а приобретается в процессе освоения какой-то области. Я раньше переживала, что я руками ничего делать не умею, а потом поняла, что просто каждый должен своим делом заниматься.

Биолог: Т.е. ты хочешь сказать что посчитать solvent accessibility это настолько сложная и специальная тема что для этого нужны биологи-теоретики? Я так не думаю.

Биоинформатик: Нет, ничего сложного.

Биолог: Более того, я думаю это и кролик может сделать. А если в программе все через... извините.. одно место.

Биоинформатик: Вопрос во времени и качестве. Насчет Swiss-pdb viewer - я студентов учу в нем работать, они довольны.

Биолог: Если приходится полдня специально тратить, то выкинуть эту прогу надо.

Биоинформатик: Программа слегка своеобразная, да, но качественная. Выкидывай, бери другую, кто же мешает. Или, еще лучше - напиши другую, в которой все будет нормально.


В общем, после этого она со мной не разговаривала, думаю что обиделась. Отчасти потому, что общение через интернет, к сожалению, иногда приводит к недопонимаю между собеседниками. Но я аналогичное отношение к биоинформатике встречала не однажды, так что боюсь, что это достаточно глобальное явление, с которым надо считаться.

Вот тот самый скрипт для Swiss-Pdb Viewer'а, который сохраняет в файл доступность для растворителя и вторичную структуру - вот:

please do
open pdb from temp "PDB_ID.pdb";
$MYFILE = open file "PDB_ID.access" in temp for writing;
$NBGROUPS = groupcount of "PDB_ID";
$X = 0;
do
{
print on $MYFILE "chain: " + chain("PDB_ID",$X) + " "
+ "name: " + name("PDB_ID",$X) + " "
+ "num: " + (string)num("PDB_ID",$X) + " "
+ "%access: " + (string)access("PDB_ID",$X);
} while (++$X < $NBGROUPS);
close file $MYFILE;
close "PDB_ID";
thank you


Этот текст надо сохранить в файл и открывать через File->Run script... Замените в нем PDB_ID на имя вашего файла без .pdb и положите этот файл в папку spdbv/temp, там же появится файл, пригодный для открывания например в экселе (или R) и дальнейшего анализа. Это немного кривое решение, но оно работает на всех платформах. Ну, Swiss-Pdb Viewer действительно своеобразная программа.

А Ramachanran plot там открывается по Ctrl-R, показывает положение для выделенных остатков текужего слоя. Прямо в этом окошке можно двигать точки мышкой и двугранные углы в белке будут меняться. Как именно - зависит от наличия галочки в меню Tools->Moving C-part during Phi/Psi Changes.

Читать далее

Как работает клетка?

В автомобиле примерно 2000 деталей. Чтобы понимать японские газеты и большинство текстов, достаточно знать 2000 иероглифов. В Китае хорошей грамотностью считается знание 3500 иероглифов.
Считается, что столько объектов может запомнить (и оперировать с ними) практически любой взрослый человек. Японский и китайский языки кажутся ужасно сложными, но говорят что их можно изучить месяца за три, если усердно заниматься методом погружения и не отвлекаться на другие дела.

У сине-зеленых водорослей примерно 4000 генов. У архей (это нечто похожее на бактерии, но не бактерии) генов 1500-2000. У бактерий под названием микоплазмы меньше 500 генов. В бактерии, геном которой был недавно синтезирован, 381 ген.

Но при этом пока никто не может осознать, как именно функционирует хотя бы самый маленький живой организм. Для некоторых вирусов это понятно, но там генов бывает даже меньше десятка.

Может, дело в том, что пока нам недостаточно хорошо известно назначение "деталей" в клетке.

Может, дело в том, что биологи обычно не понимают, как именно устроен и функционирует автомобиль или, скажем, радиоприемник.

А может, кому-то просто не хватает двух-трех месяцев.

Читать далее

Почему python?

Если вы владеете навыками программирования и хотите использовать их в биологии, то начинайте изучать язык программирования python. Если не владеете, то тем более начинайте его изучать. Сейчас объясню, почему.

Когда я первый раз услышала об этом языке, особого энтузиазма он у меня не вызвал. Ну, язык как язык. Вроде как что-то скриптовое, кажется для веб-приложений. Еще и говорят, что он непроизводительный. А потом я приехала на стажировку в одну серьезную лабораторию, и оказалось, что там пишут в основном на питоне. Конечно же, я спросила, почему именно на нем.

"Это хороший язык, объектно-ориентированный, высокая скорость разработки" - объяснил мне коллега, - "Но главная причина в другом: у нас через лабораторию проходит множество студентов и временных сотрудников, все пишут какой-то код. Если бы он был на perl, его пришлось бы выбрасывать после их ухода".

Итак, один из серьезных плюсов языка python - читабельность кода. Можно взять скрипт, который написал кто-то другой или вы сами два года назад (часто это еще хуже, чем кто-то другой) и понять, как он работает и что надо изменить, чтобы он работал так как надо. Это качество не так часто встречается в языках программирования, а в perl практически отсутствует.

Так как python изначально объектно-ориентирован, его изучение помогает приобрести правильный, объектно-ориентированный способ мышления. Также в нем есть полезные элементы функционального программирования, причем они совсем не страшные и простые для понимания. Неспроста python изучают в MIT. Надеюсь, и в наших школах со временем откажутся от паскаля.

Python очень хорошо подходит для объединения разных программ, написанных на разных языках - glue language. Python используют в Google, в фирмах по производству спецэффектов для кино, и в других местах, где основную работу вроде бы выполняют программы, написанные на C++, а python нужен для управления всеми этими программами. Не бойтесь, если вам будут говорить о низкой производительности python. Почти всегда она достаточно высока и не уступает perl. Кроме того, важно не время, в течение которого программа работает, а время, которое прошло между началом написания программы и получением данных. Если же понадобится увеличение производительности, то существует немало способов, как это можно сделать.. но в первую очередь проверить алгоритм, скорее всего проблема именно в нем.

Для биологии есть библиотека biopython со множеством функций, от работы с выравниваниями до взаимодействия с базой pubmed. Есть еще Biskit, библиотека для продвинутой работы со структурами белков. Modeller сейчас также фактически является библиотекой для python.

Все чаще python или питоноподобный язык используется в качестве встроенного скриптового языка. Знать python нужно, если хочется сделать что-то нестандартное в AutoDock, PyMOL, Chimera и многих других программах. Даже в gimp скрипты пишутся на питоне.

До сих пор многие используют perl там, где целесообразнее было бы писать на python. Безусловно, у perl есть своя ниша, так же как и у фортрана. Но человек, который использует фортран вместо С или C++, вызывает недоумение. Скоро так же будут относиться и к большинству из тех, кто пишет на perl. Безусловно, ваш начальник может любить перл, ведь он начал писать на нем еще до того, как появился питон. Но это не значит, что вам нужно делать то же самое.

Читать далее

Про анализы

"Моя жизнь кончена. У меня нашли гепатит C", - услышала я однажды от своего знакомого. Подробности оказались такие: он полгода назад сдавал кровь, а вчера ему позвонили и сообщили, что в его крови найдены антитела к гепатиту C, и пригласили на повторный анализ. Пришлось рассказать ему, какие бывают анализы и что означают их результаты.

Анализы на всякие болезни бывают двух основных типов: ИФА и ПЦР. В первом случае определяется наличие антител к возбудителю заболевания, во втором - наличие ДНК. Иногда отдельно проверяется наличие разных типов антител: IgG и IgM. IgM - это ранние антитела, они будут либо при первой встречи с болезнью, либо при обострении хронического процесса. Они довольно быстро исчезают из крови, поэтому их наличие говорит о том, что пациент скорее всего болен. IgG - это поздние, "дежурные" антитела. Если они есть, значит, у человека к этому возбудителю есть иммунитет. Либо хроническое заболевание, но далеко не все микробы и вирусы могут вызывать хронические болезни. ИФА - это довольно простой и дешевый анализ, поэтому в первую очередь делается именно он. Если анализ показывает положительные результаты, то, как правило, делается повторный анализ методом ПЦР. Антитела образуются в результате стохастического процесса, так что в организме вполне могут встретиться антитела, одновременно реагирующие с чем-то безобидным, и с тем самым страшным возбудителем, на который проводится анализ. Ну и просто человеческие ошибки надо учитывать - могут пробирки перепутать, например.

ПЦР показывает наличие в пробе ДНК, специфического для возбудителя болезни. Этот анализ очень чувствительный и, по идее, очень специфичный. Если все сделано идеально, то результаты должны быть правильными. Однако, мир у нас не идеальный, поэтому ПЦР лучше делать там, где этим методом давно и хорошо владеют. Из-за большой чувствительности метода, при неаккуратной работе ДНК микроба может "прилететь" в ваш анализ из какого-нибудь другого места. Сейчас очень популярно в платных клиниках делать ПЦР на кучу микроорганизмов, а потом по результатам предлагать лечить герпес, например, или уреаплазмоз. На самом деле надо с большой осторожностью подходить к таким предложениям, так как при отсутствии клинических признаков такое обычно не требуется лечить. А если есть какие-то жалобы, то врач должен еще убедиться, что они связаны именно с теми существами, которых выявил анализ.

Иногда встречается мнение о том, что для экономии средств лаборанты смешивают несколько образцов крови и делают один анализ, а потом звонят и сообщают о положительном результате всем, кому не повезло оказаться в положительной группе. Такое действительно делалось (для других анализов, но это не важно) во время второй мировой, это называется пулирование. Сейчас в этом нет никакого смысла. Сотрудники медучреждений не покупают расходники для анализов на собственные деньги, да и продать их "налево" нереально.

Ложноположительные результаты ИФА на гепатит C вообще характерны для доноров. Кровь, которую сдают, не используется сразу, а некоторое время хранится, после чего ее снова анализируют. Почему-то для длительно хранившихся образцов крови повышается вероятность ложноположительного результата анализа на гепатит C. Естественно, как показали повторные анализы, у моего знакомого никакого гепатита не было и нет. Чего и вам желаю.

Читать далее

Анализ белковой структуры: проверьте последовательность!

Что должно быть первым шагом после того как вы загрузили очередной белок в вашем pdb-вьювере? Хочется скорее поразглядывать его, сделать какие-то выводы... Но надо в первую очередь проверить, что же это за белок. Просто удивительно, как часто возникают проблемы из-за того, что люди пренебрегают этим шагом.

Для того, чтобы посмотреть последовательность белка, в Swiss-Pdb Viewer'е надо сделать File → Save → Sequence (FASTA). Если загружено несколько структур, убедитесь, что активна именно та, которая требуется. К сожалению, Swiss-Pdb Viewer не отмечает конец цепи, если в последовательности цепей несколько, то их границы придется находить самим.

Если у вас установлен Modeller, то для извлечения последовательности из файла template.pdb достаточно вот такой простой код (его надо поместить в файл, например getseq.py, и запустить mod9v8 getseq.py):

nv = environ()
code = 'template'
mdl = model(env, file=code)
aln = alignment(env)
aln.append_model(mdl, align_codes=code)
aln.write(file=code+'.seq')


В файле template.seq будет последовательность почти в формате FASTA (лишняя вторая строчка) с символами «/» в концах цепей.

Затем сравните полученную последовательность с правильной последовательностью вашего белка., например из uniprot. В pdb может обнаружиться отсутствие N-конца c сигнальным пептидом или трансмембранного сегмента C-конца. Может добавиться his-tag, например. Могут отсутствовать какие-то петли, потому что они были гибкие, при кристаллизации легли как попало и на рентгенограмме их оказалось не видно. Могут быть какие-то замены.

Это относится как к структурам, загруженном из pdb, так и к моделям, которые вы построили. И особенно к моделям, которые построили не вы. Может оказаться, что вам случайно прислали какую-то постороннюю, совершенно не относящуюся к делу структуру.

На картинке как раз изображена какая-то посторонняя структура.

Читать далее

Почему люди верят в то, что ВИЧ не вызывает СПИД?

Сложно найти человека, который бы не слышал о том, что теракты 11 сентября в Нью-Йорке устроили американские спецслужбы, взрывы домов в Москве устроили спецслужбы российские, а люди никогда не были на Луне, это все подделка и съемки в павильоне. Также можно встретить информацию о том, что вирус ВИЧ, который мы все знаем как вирус СПИДа, на самом-то деле не имеет к СПИДу никакого отношения, а вся шумиха вокруг этой болезни — величайшая мистификация прошлого века.

Принципиальное отличие этой теории заговора от остальных в том, что под подозрением в обмане человечества оказывается не горстка сотрудников секретных правительственных организаций, а множество ученых, работающих по всему миру. Говорят например, что самого вируса никто не видел, а диагноз ставится по клиническим признакам и антителам; что от лечения становится только хуже; что ВИЧ не соответствует триаде Коха.

Да, и почему именно СПИД? Казалось бы, есть болезни, которые являются лучшими кандидатами на «несуществование». Возьмем, например, гепатит C. Вирус до сих пор толком не культивируется. Животные им не болеют (кроме шимпанзе, которых используют мало и наверняка только коррумпированные ученые). А где фотографии вируса? А где в печени следы повреждения вирусом? А кто получает огромные деньги от производства тест-систем? Но почему-то ничего не слышно о том, что HCV не вызывает гепатит.

Во-первых, конечно, это связано с тем, что СПИД является самой «разрекламированной» болезнью последнего времени. На исследования, связанные с ВИЧ, расходуется очень много денег. Но вряд ли бы эта теория стала такой популярной, если бы не поддержка одного нобелевского лауреата.

Кари Маллис подарил биологии такую замечательную вещь как ПЦР. За это в 1993 году его справедливо наградили Нобелевской премией по химии. Он очень яркая и неординарная личность. Его первая статья в Nature называлась «Космологические последствия обращения времени». Сам он считает, что эта публикация, не имеющая отношения к биологии, помогла получить ему степень PhD по биохимии, несмотря на то что он не прошел курса по молекулярной биологии. Кари Маллис - не вирусолог, но получение Нобелевской премии помогло ему высказываться и быть услышанным в том числе и по поводу ВИЧ. Сейчас он является одним из самых известных людей, поддерживающих отрицание ВИЧ.

Если человек становится известным и авторитетным благодаря деятельности в какой-либо области, у него часто возникает соблазн высказывать свое мнение и о других вещах. А у людей возникает соблазн его слушать. Но ни статья в Nature, ни Нобелевская премия, ни создание успешной дизайнерской студии, ни регулярное мелькание в телевизоре не делают человека экспертом по всем вопросам.

Читать далее

Подключаем к компьютеру неизвестное устройство

В биологических лабораториях нередко можно встретить ИФА-ридер или какой-нибудь другой спектрофотометр. Работа с ними часто выглядит так: лаборант записывает на листочек значения оптической плотности, которые высвечиваются на экране, или же прибор сам их печатает, а потом данные с бумажки переносятся в экселевскую таблицу. Или, например, экран прибора с результатами фотографируется на цифровую камеру, и картинка потом заливается в компьютер. Но при этом прибор часто имеет возможность прямого подключения к компьютеру.

Если поспрашивать старших товарищей, то они расскажут, что к этому прибору нет кабеля, нет софта, и сам он такой старый, что под виндоуз икс пи драйверов быть не может. Вы уже поискали в сети название прибора, и не нашли ничего подходящего. Но практика показывает, что и такие приборы можно успешно подружить с компьютером. Далее - простая пошаговая инструкция.

1. Убедитесь в наличии на приборе COM-порта. Он может выглядеть так, как на первой картинке, или вот так:



Иногда он бывает похож на разъем в сетевой карте, это сложнее, соединительный кабель придется паять.

2. Убедитесь в наличии COM-порта на компьютере. Если его нет, придется покупать PCI-ную плату расширения.

3. Купите соединительный кабель. Кабель потребуется либо модемный, либо нуль-модемный. Иногда об этом можно узнать от самого устройства - там могут быть переключатели, регулирующие тип кабеля, или настройки в меню прибора. Ищите на приборе или в меню что-нибудь со словами "COM", "Serial", "RS-232". Если непонятно, какой кабель нужен, возьмите оба вида. Если нашелся только какой-то один, то второй из него можно перепаять.

4. На компьютере надо установить программу TeraTerm.

5. Включаем прибор, втыкаем кабель, запускаем TeraTerm, подсоединяемся к порту COM1. После окончания измерения прибор должен выдавать какие-то данные в окно TeraTerm. Если ничего не видно или видно бессмысленные символы, надо подобрать параметры соединения: проверить номер порта, подобрать скорость, попробовать другой тип кабеля. Возможно, на приборе есть какие-то настройки, связанные с форматом данных.

6. Если получилось, то все здорово. В TeraTerm можно включить лог, в результате все, что сообщил прибор, будет записано в файл, а данные из него переносить куда-нибудь удобнее, чем с бумажки.
Если хочется еще большего удобства, или например надо не только считывать данные, но и управлять устройством, то ищите человека, который умеет пользоваться программой LabView.

В общем, все это верно не только для спектрофотометров, но и для любый устройств, у которых есть разъем для подключения кабеля. Почти всегда это устройство надо подключать к COM-порту, так что требуется кабель и TeraTerm. Конечно, придется слегка поэкспериментировать, но мы же ученые, нас это не должно пугать, правильно?

Читать далее

Производственная драма

В кабинете за столом сидят руководитель проекта, основной исполнитель и химик-синтетик. На стене висит белая доска, на которой маркером нарисована большая таблица с плюсами и ноликами. Все пьют чай.


- Так, значит, чем отличаются препараты номер шесть и номер двенадцать? - спрашивает руководитель проекта. Он солидно выглядит, носит хороший костюм. В его рабочем журнале записана вся информация о проекте, но он не упускает случая что-то перепроверить.

- Вообще-то всем, у них разные носители и разные активные вещества, - отвечает химик-синтетик. Он молод, работает в другом институте, и гордится тем, что его позвали на важное совещание. А также тем, в каком важном проекте он участвует.

- Давайте тогда с ними с двумя и продолжим, - предлагает основной исполнитель. Он в халате и с седеющими усами. Он не питает иллюзий относительно того, чем закончится проект, но оплата его устраивает.

- Тогда придется брать дополнительных крыс, - возражает руководитель проекта.

- Ну, крысы стоят копейки, и работать с ними есть кому, - отвечает основной исполнитель, - Вот Леночка, например, очень ловко с ними обращается. Я ей только скажу "Лена, пометь вот эту крыску", она ее быстренько так раз, ножницами чик, и обратно в клетку.

- Ножницами чик это что, шерсть выстригает? - интересуется химик-синтетик.

- Зачем шерсть? - удивляется основной исполнитель, - Ушко крысе отрезает.

Химик-синтетик сразу теряет интерес к крысам и начинает сосредоточенно грызть печенье.

- Ладно, контрольную группу нам увеличивать не надо... Может, попробуем две концентрации препаратов? - прикидывает руководитель проекта, рисуя таблицу в своем журнале.

- Нам еще надо два контроля пустого носителя, они же разные, - напоминает основной исполнитель, - А на отрицательный контроль давайте трех животных оставим, когда будем динамику смотреть. Нам же от них только кровь нужна, а ее у крысы из хвоста можно запросто взять пять раз.

- А потом что? - осторожно интересуется химик-синтетик.

- Хвост кончается, - отмахивается основной исполнитель.

Химик-синтетик задумывается и откладывает печенье в сторону.

В кабинет заглядывает симпатичная девушка в красивом халате и со светлыми волосами.

- Леночка, заходите скорее, нам как раз нужна ваша консультация, - говорит руководитель проекта, - Скажите, у нас получится вести пятнадцать групп крыс?

- Ну вот в виварии сейчас свободны четыре большие клетки, туда и запустим. Пометим и запустим, - отвечает Леночка, подходя к столу и протягивая руку к самому вкусному печенью.

- А не много групп в одной клетке? - интересуется руководитель проекта.

- Ой, да какие проблемы, у крысы ведь четыре лапы.

Химик-синтетик стремительно бледнеет. Основной исполнитель кидается к доске и хватает оттуда черный маркер.

- Да маркером, маркером их метят, вот таким, только перманентным! - кричит он химику-синтетику, - Ты что думаешь, лапы им что ли отрезают?

Химик-синтетик приходит в себя, слабо улыбается и прихлебывает чай.

"Химика к животным не водить", - записывает к себе в журнал руководитель проекта, обводит рамочкой и ставит восклицательный знак.

Читать далее

Некоторые программы для просмотра pdb

Удивительно, но некоторые молекулярные биологи видели трехмерные структуры белков, с которыми они работают, только на картинках в статьях. А ведь это так приятно - раскрасить белок в разные цвета, покрутить его со всех сторон, почти что подержать в руках... И полезно для анализа и планирования экспериментов.

Пространственные структуры белков с атомным разрешением (бывают и другие, но о них как-нибудь потом) хранятся в базе PDB в формате с одноименным названием. Для их просмотра существует множество программ, в том числе и бесплатных.

Когда-то самой популярной программой для просмотра PDB была RasMol. Она до сих пор актуальна, если у вас по каким-то причинам очень слабый компьютер.

Даже если на работе нет возможности ставить свои программы, можно запустить Swiss-Pdb Viewer. Эта программа имеет много возможностей и удобный интерфейс, хотя, к сожалению, иногда подглючивает. Интерфейс удобный, но не вполне интуитивно понятный. Например, немногие догадываются сами, как в ней изменить цвет поверхности. Вторичная структура по умолчанию отображается в виде марлевого бинта, и изменение ее внешнего вида тоже неочевидно. Так что придется потратить некоторое время на ее изучение, и лучше при этом делать какие-то пометки для себя.

Если нужно еще больше возможностей или хочется делать очень красивые картинки, то придется устанавливать PyMOL. Документацию придется искать в интернете. Очень многие действия выполняются только с командной строки.

Если необходимо работать со структурами низкого разрешения, или большими белковыми комплексами, то не обойтись безChimera. Кому-то эта программа понравится и для подготовки иллюстраций.

Тем, кто собирается заниматься молекулярной динамикой, нужно ставить VMD. Это фактически интерфейс к NAMD, но подходит и для просмотра результатов других программ МД.

Если у лаборатории есть склонность тратить деньги на программное обеспечение, можно посмотреть и на коммерческие продукты, тем более что обычно в линейке программ для молекулярного моделирования есть бесплатные просмотрщики pdb. Посмотрите, что предлагают Yasara, Accelrys, другие фирмы.

Перед тем как использовать какую-то программу, хорошо бы посмотреть, сколько на нее ссылок в PubMed. Дело не в том, что малоизвестный pdb-просмотрщик будет плохим или неправильным. Просто не исключено, что его разработка будет прекращена после того, как автор сменит место работы.

Читать далее

22 мая - Международный день биооразнообразия

Сегодня один из тех дней, когда внимание общественности привлекается к проблеме охраны окружающей среды. Медународный день биоразнообразия специально перенесли на 22 мая, потому как его предыдущая дата, 29 декабря, слишком мало привлекала общественность, отрывающуюся на рождественских каникулах.
А зачем, собственно, надо сохранять биоразнообразие? Давайте убьем всех неприятных и опасных насекомых, засадим поля эффективными сельскохозяйственными растениями, леса - ценными и продуктивными породами деревьев, а симпатичных зверушек, вроде кисы с картинки, оставим в зоопарках и национальных парках. Почему этого делать нельзя?

В пользу сохранения биоразнообразия часто приводят этические или эстетические доводы, которые выслушиваются с сочувствием, но всерьез не принимаются. Или вот например такой аргумент: вдруг упадет на Землю огромный метеорит, и все живое вымрет, кроме какого-нибудь жучка под названием рогоногий желтопузик, и вот от этого жучка потом появятся всякие новые виды, в том числе и разумные. А убьем мы ненароком рогоногого желтопузика, и все, жизнь после катастрофы прервется. Даже если предположить, что нам действительно есть дело то того, что будет после метеоритного апокалипсиса, звучит все равно неубедительно. Ну почему этот желтопузик способен пережить катастрофу, если его существование под угрозой уже сейчас?

Также говорят о том, что экосистемы с большим биоразнообразием более продуктивны. Это верно, если сравнивать необрабатываемую землю. Но если подключить человеческий фактор, то окажется, что продуктивнее всего экосистему заасфальтировать и поставить там теплицу с гидропоникой. Еще вспоминают о новых невиданных лекарствах и прочих полезных веществах, которые содержатся во всяких еще недоизученных организмах. Тут опять же непонятно, что мешает изучать зверушек и растения в зоопарках и теплицах.

По большому счету, единственный серьезный аргумент в пользу сохранения биоразнообразия такой: если что-то работает, и мы не понимаем, как, то не надо это трогать. Мы пока не знаем до конца, как работают экосистемы. Но уже понятно, что исчезновение биологического вида даже из какого-то одного ареала обитания - процесс практически необратимый. Многие на заре своего знакомства с компьютером удаляли там непонятные файлы, которые казались ненужными, а потом терялось что-то важное или приходилось переустанавливать операционную систему. У человечества пока нет возможности все переставить, и очень слабые способности что-то восстанавливать.

Биосфера обладает отличными способностями саморегулироваться, и антропогенное воздействие можно рассматривать как один из факторов естественного отбора. Так что рано или поздно ситуация стабилизируется, даже если человечество будет вести себя безответственно. Но вот понравится ли людям эта новая стабильная система? Смогут ли вообще они там существовать? Пока наука не может дать ответ. Есть теория, что все пустыни на планете имеют антропогенное происхождение. В пустыне жизнь есть, но жить там не хочется. Поэтому надо стараться как можно меньше трогать то, что работает. У нас нет резервной копии.

Спасибо Foxie за фотографию кошки.

Читать далее

Как сделать красивую черно-белую картинку белка

Белковые структуры в pdb-veiwer'ах очень красивы. Их пестрота и разноцветие не только производят впечатление, но и, как ни странно, являются проблемой. Во многих журналах надо доплачивать за публикацию цветной иллюстрации, а иногда это вообще невозможно. При печати отчетов, постеров или чего-то для себя тоже не всегда есть возможность получить качественную цветную картинку, особенно на черном фоне. К счастью, если поставить себе программу PyMOL, то в ней можно делать отличные черно-белые иллюстрации.


Сама программа PyMOL поначалу может произвести неприятное впечатление. Внятной документации к ней (при использовании бесплатной версии) нет, почти все действия надо вводить с командной строки, могут быть проблемы при установке. Но это лучшая из бесплатных программ для подготовки качественных картинок, у нее много возможностей, и они стоят того, чтобы мириться с ее особенностями.

Итак, для начала надо скачать и поставить PyMOL. Затем открыть там файл с нужной структурой в формате PDB. С помощью мышки можно манипулировать структурой, поворачивать ее, двигать - все, как в других программах. Чтобы сделать симпатичную картинку, для начала надо ввести следующие команды:

bg_color white
hide all
show cartoon
set ray_shadow, 0
set ray_trace_mode,2


Мы сейчас сделали белый фон, убрали все лишнее, показали вторичную структуру, убрали тени и включили специальный режим рендеринга, который оставляет на картинке только контуры.

Теперь надо ввести команду для подготовки картинки с указанием желаемого размера в пикселях:

ray 800, 800


Надо будет немного подождать, и в результате появится нечто похожее на это:


Если то, что получилось, вам понравилось, то надо сохранить картинку:


png kartinka.png


То, что расположено на переднем плане, обводится более жирными линиями, чем "глубже" участок белка, тем более тонкой линией он обводится, и может даже совсем исчезнуть. В зависимости от того, что вам нужно, поэкспериментируйте с величиной параметра ray_trace_fog. Чтобы совсем отключить этот эффект, параметр надо приравнять к нулю:

set ray_trace_fog, 0


Обычно оптимальное изображение получается при значениях чуть меньше единицы.
Если разрешение картинки, заданное в параметрах ray, оказалось слишком маленьким, то линии сольются и будут некрасиво выглядеть, примерно вот так:


Если это произошло, надо просто переделать с увеличенным разрешением, а размер картинки потом при необходимости уменьшить в графическом редакторе.

Еще один интересный режим, который стоит попробовать:

set ray_trace_mode,1

Он добавляет контуры, при этом оставляет цвета. Это особенно полезно, когда неясно, какой именно цвет фона выбрать для лучшей контрастности. Также такую картинку можно перевести в оттенки серого.




Читать далее

Что же сделал Крейг Вентер?

Народу, как известно, нужны здоровые сенсации. Одна из таких сенсаций - буквально позавчерашняя статья в журнале Science о том, что создана первая клетка с химически синтезированным геномом. Новость охотно подхватили журналисты, и теперь уже многие в курсе про искусственную жизнь, новый живой организм, этические проблемы и так далее. Интересно, что было сделано на самом деле и как это повлияет на дальнейшее развитие науки.


Крейг Вентер - известная фигура для биологов. Именно он первым секвенировал геном человека, обогнав со своей небольшой частной фирмой Celera более дорогие международные программы. Он, безусловно, талантливый ученый и организатор, а также грамотный пиарщик. О его планах по созданию микроорганизма "с нуля" знали все, и время от времени интересовались друг у друга: ну как там старик Вентер, не собрал еще свою микоплазму? Так что неудивительно, что новости о его успехах так быстро распространяются.

Фактически было сделано следущее. ДНК одной небольшой бактерии было прочитано, а потом с довольно небольшими модификациями синтезировано химически, и внедрено в бактерию вместо ее родной ДНК. После чего бактерии продолжали жить и размножаться, но уже по новой программе. Другими словами это можно объяснить так: взяли работающий компьютер, достали у него из памяти код операционной системы, заменили там парочку незначительных элементов, потом набрали это с клавиатуры и ввели в тот же самый компьютер. Микоплазма, которая в результате получилась (ее можно видеть на картинке, взятой из статьи) по своим свойствам и внешнему виду практически не отличается от обычной, "дикой" микоплазмы.

Казалось бы, что тут сложного и сенсационного? Тем более что "загрузка новой ОС", которая имеет ряд нетривиальных проблем, уже была отработана ранее, а "доставание из памяти", то есть секвенирование, уже давно рутинная процедура. Все дело в том, что "клавиатура", которой мы можем пользоваться, то есть химический синтез, имеет склонность допускать ошибки. И чем больше ДНК, которую надо синтезировать, тем более серьезна эта проблема. Так что техническая реализация такого процесса для ДНК микроорганизма заслуживает публикации в самом престижном научном журнале.

Работа Дж. Крейга Вентера - действительно прорыв, но не принципиальный, а технический. Мы еще не научились проектировать с нуля живые клетки и даже пока не поняли, как они работают. Просто улучшились инструменты для того, чтобы с ними экспериментировать. Но и это уже много. Это хорошая, здоровая сенсация.

Читать далее

Вступительное слово

То, чем я занимаюсь, часто называют биоинформатикой. Строго говоря, это не совсем правильно, но я уже привыкла. Тем более что есть такой термин "структурная биоинформатика", который в принципе подходит. Хотя мне больше нравится "структурная компьютерная биология". А если менее официально, то я моделирую на компьютере структуры белков.

Биологические проекты обычно длинные, а построение модели белка, даже нестандартное, занимает относительно немного времени. Поэтому так получилось, что я поработала во многих проектах, и научилась быстро входить в курс дела, когда появляется что-то новое. Оказалось, что это умение имеет самостоятельную ценность, и я стала заниматься анализом научной литературы, включая патенты.

Я люблю рассказывать своим знакомым про всякие интересные штуки, связанные с биологией. А они слушают, и иногда предлагают мне это записать. Наверное, и правда стоит попробовать.

А еще я люблю рассказывать биологам, в том числе и малознакомым, о моделировании белков. Я вижу, что эта тема многим интересна, но люди часто не знают, как к ней подступиться. Надеюсь, что этот блог сможет кому-то помочь.

Читать далее