Visualisasi virus: bagaimana seni dan sains bisa berkembang bersama?berikut penjelasanya

Kasus AIDS pertama dijelaskan lebih dari 30 tahun yang lalu, pada awal 1980-an. Gagasan tentang penyakit virus baru yang menewaskan hampir semua orang yang menjadi terinfeksi adalah hal yang menakutkan. Sejak itu, infeksi HIV telah menjadi kondisi kronis yang dapat dikelola, dengan harapan hidup normal jika seseorang cukup beruntung untuk dapat mengakses pengobatan. HIV sekarang adalah virus yang paling banyak dipelajari dan dipahami oleh semua orang.

Virus adalah entitas biologis terkecil yang dapat mereplikasi dirinya sendiri, meskipun mereka benar-benar bergantung pada tuan rumah mereka. Dalam kasus HIV, hanya manusia yang terinfeksi. Virus pada dasarnya adalah mesin molekuler yang dapat memprogram ulang sel tuan rumah untuk membuat virus.

Virus terlalu kecil untuk dilihat dengan mata telanjang. Para ilmuwan memvisualisasikan mereka menggunakan mikroskop yang kuat yang menggunakan berkas elektron bukan cahaya. Teknologi yang berkembang cepat ini mengungkap struktur virus secara lebih rinci, membantu kita memahami bagaimana virus bekerja. Tetapi ada cara lain untuk memvisualisasikan virus juga, seperti yang kami temukan ketika kami mulai bekerja dengan artis John Walter. Dia menghubungi beberapa gambar mikroskop kami tentang HIV.

Virus

Semua makhluk hidup terinfeksi virus. Virus biasanya menyebabkan penyakit pada tuan rumah mereka. Tuan rumah, pada gilirannya, biasanya menyebarkan sistem pertahanan berlapis-lapis untuk mencegah dan mengendalikan infeksi. Ini adalah sistem kekebalan kita. Virus dan host terlibat dalam hubungan antagonis yang telah ada selama evolusi kehidupan di bumi. Ini dibuktikan oleh sisa-sisa infeksi virus kuno, yang meninggalkan DNA mereka dalam genom inang dan sekarang terdiri dari sekitar 8% DNA manusia.

Pekerjaan di laboratorium kami bersandar pada hipotesis luas bahwa HIV telah mampu menginfeksi 80m orang, membunuh 30m, dan menyebabkan pandemi global, karena kemampuan uniknya untuk mengatasi pertahanan yang dicakup oleh sistem kekebalan kita sendiri.

Kami bekerja pada kapsid HIV. The capsid adalah wadah yang melindungi materi genetik virus. Tapi itu bukan wadah pasif. Ini adalah mesin molekuler yang mengatur sintesis DNA virus dan bertindak sebagai GPS dengan berinteraksi dengan serangkaian protein dalam sel inang yang menginfeksi. Melalui interaksi sekuensial ini, virus tahu di mana itu, apa yang harus dilakukan dan kapan melakukannya. Kami bertujuan untuk memahami cara kerja kapsid, menanyakan bagaimana cara menafsirkan informasi ini dan bagaimana kami dapat menargetkan kapsid dengan jenis obat baru.

Kapids

Kami mulai bekerja dengan John ketika dia menghubungi kami untuk mengajukan pertanyaan tentang kapsid. John telah membuat seni dipengaruhi oleh epidemi HIV selama bertahun-tahun, dan karyanya mulai mempertimbangkan apa yang ia gambarkan sebagai "krisis representasi HIV". John ingin, sebagaimana ia katakan, untuk "melihat di bawah kap HIV".

Dia tahu tentang capsids. Sebagai bagian utama dari pekerjaan kami, kami membuat gambar kapsul yang dilapisi dengan pasangan pengikat protein seluler host mereka. John telah melihat beberapa foto-foto ini dan bahkan membuat beberapa kapsul virus yang indah dari kardus. Kami dikejutkan oleh seberapa akurat mereka.

Kami segera menyadari bahwa terlepas dari perspektif kami yang berbeda, kami mengajukan pertanyaan yang sama. Bagaimana capsid cocok bersama dan bagaimana cara kerjanya? Agak mengherankan kami, percakapan awal kami dengan cepat berubah menjadi kolaborasi yang tulus. John menghadiri pertemuan lab kami, mengajukan pertanyaan tentang pekerjaan kami dan menginspirasi pertanyaan dan perspektif baru. John bertindak sebagai badut. Pertanyaannya memberdayakan kita untuk berpikir segar tentang pengamatan dan interpretasi mereka. John melisensikan kreativitas kita dengan cara baru, dan kami berharap kami melakukan hal yang sama untuknya.

Seni John sangat dipengaruhi oleh diskusi yang dia lakukan di lab. Tetapi dia tidak hanya menggambarkan pekerjaan kami. Sebaliknya, ilmu kami menyediakan materi baru untuk mengilhami karyanya.

Melukis sains

Misalnya, John telah menghasilkan lukisan epik dari bagian dalam sel seperti yang terlihat oleh virus. Serial "sitoplasma" -nya dipengaruhi oleh diskusi kita tentang host musuh dan penghindaran pertahanan dan penyelubungan virus dari sistem kekebalan tubuh bawaan. Dia juga telah membuat film berjudul A Virus Walks Into A Bar yang menceritakan kisah tentang bagaimana capsid diserang oleh mekanisme pertahanan tuan rumah tetapi akhirnya berhasil, menginfeksi sel dan minum di bar. Sebagian dari kita ada di film.

Serial karya "allostery" -nya, dipengaruhi oleh hipotesis kami bahwa kapsid HIV berubah bentuk setiap kali menyentuh bagian dari sel inang. Allostery adalah kata yang kita gunakan untuk menggambarkan perubahan bentuk ketika sentuhan protein. Secara kritis, itu bukan hanya bagian-bagian menyentuh yang berubah, seluruh protein dapat berubah bentuk. Kami mengusulkan bahwa ini adalah cara kerja GPS HIV. Ia tahu di mana itu tergantung pada apa yang membentuk protein kapsidinya.

Sains dan seni adalah disiplin yang sangat kreatif dan pekerjaan kami dengan John telah benar-benar membawa rumah ini kepada kami. Ini telah mempromosikan komitmen nyata untuk mengambil pendekatan kreatif untuk menjawab pertanyaan ilmiah kami. John telah memberi kita dasar baru untuk mendorong para ilmuwan dan mahasiswa awal karier untuk mengakui bahwa sains adalah perusahaan kreatif. Dia sekarang mengajar mahasiswa sarjana kami dan mendiskusikan masalah-masalah ilmiah dengan mahasiswa PhD dan post docs kami.

Kolaborasi kami dengan John jauh lebih luas dari yang kami harapkan. Kami saling mendorong untuk memperluas ruang di mana kami mengajukan pertanyaan dan membuka diri untuk perspektif lain. Kami berpikir, mungkin, bahwa kami menciptakan cara baru untuk melakukan sains, dan cara baru untuk melakukan seni.