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