分子与大卫·古德塞尔教授科学和艺术

也许认为是界限分明的询问,表达和研究过去,艺术和科学领域的现在更被广泛接受的是紧密联系的。而他们的工具和媒介不同,总体目标是沟通理解我们周围的世界。

据说爱因斯坦说,“最伟大的科学家也是艺术家”。“伟大”这个词的解释是,当然,主观的。但是如果我们认为最具声望的科学世界的荣誉——诺贝尔奖——作为一个措施,爱因斯坦的观点有可取之处。在艺术培养科学的成功Robert Root-Bernstein教授,一个科学家,密歇根州立大学人文和艺术家和他的妻子米歇尔Root-Bernstein学者、作家和诗人的艺术职业分析从1901 - 2005年期间诺贝尔奖获得者。他们的数据建议获奖者有2.85倍的可能比“普通科学家”拥有一个艺术或狡猾的职业。诺贝尔奖是少之又少的职业生涯大多数科学家,但提出了一个有趣的特质的创造性的探索可能承受研究员。

艺术和科学之间的关系似乎可以比作共生本质上的东西。自我表达的艺术过程可能提供了一个出口,产生灵感,鼓励替代角度的考虑。同样,艺术作品可以提供一个视觉描绘的科学概念,允许复杂的理解,甚至微观现象。

在许多的想法,教授大卫·古德塞尔体现了科学和艺术的缠绕在21^圣世纪。结构biologist-turned分子艺术家Goodsell持有共同任命在两个著名的实验室。在斯克里普斯研究所的,他是一个计算生物学教授综合部门的结构和计算生物学。在罗格斯大学,他创造了材料的宣传和教育研究合作实验室结构生物信息学(RCSB)蛋白质数据银行(PDB),全球资源存档大生物分子的三维结构数据,和的家分子的。

信贷:大卫古德塞尔。

结构生物学是研究生物分子的结构和动力学,探索如何与功能,如何摄动函数结构变化。在古德塞尔自己的话说”SciArt也许最强劲的力量表现在结构生物学,在我们研究特别适合可视化表示。“在他几乎三个十年的职业生涯中,古德塞尔创建数百件作品描绘美丽的错综复杂的分子的世界。他的投资组合包括绘画的分子是生命的核心,如乙酰胆碱酯酶、胶原蛋白和血红蛋白,令人发指的致病性入侵者,像埃博拉病毒或艾滋病毒。他描述了细胞景观,创造在水彩使用充满活力的色调,“模拟细胞中尺度的观点,部分细胞和描绘它的分子成分”。

科学文献的主要贡献者,古德塞尔也写了四本书,包括:1。机械的生活2。分子性质:身体的汽车、机器和信息,3所示。生物:大自然的教训和4所示。原子证据:看到生命的分子基础。他的热情和承诺,科学,艺术和教育被广泛赞赏;最近他提出了2022年Fankuchen纪念奖由美国晶体协会作为识别对晶体研究的贡献”的人是一个有效的教师”。的新闻稿伴随奖承认古德塞尔的“非凡的技能作为一个沟通者的科学”。

Goodsell形容自己是一个科学家,首先,他的艺术的目的是“为科学”创造意象作为一种工具,在他看来。问题20的科学观察,188金宝搏备用有幸采访Goodsell——谁一样卑微的他是有才华的。我们谈到他的早期经验在科学和艺术,他惊人的意象背后的创作过程,追求职业生涯在这个空间。

莫莉·坎贝尔(MC):你在童年开始画画但选择追求科学作为自己的职业。你能和我们谈谈这个决定吗?

大卫古德塞尔(DG):我的第一感兴趣是在自然历史-植物和昆虫集合,集合从那里进化科学更广泛的利益。我的父亲是一个航空工程师,所以我基本上继承了从他对科技的热情,但我的整个家庭可以被描述为“艺术”。我的祖父是一个watercolorist,他开始教我如何用水彩颜料从小。

我总是一个“科学怪人”,我想我知道——从专业的角度看——我要成为科学家;我总是创建了艺术的乐趣和保持理智。当我进入研究生院,当我开始真正把艺术带进日常的科学工作。从那以后,我使用“服务科学”的艺术。我很幸运,在研究生期间,计算机图形硬件开始变得便宜。部门,我加入了加州大学洛杉矶分校)购买了很酷的人工智能和计算机图形软件,没人知道如何使用。我尝试写程序和开发方法,支持我在做科学。真的,这让我有一些艺术自由玩耍。加州大学洛杉矶分校是一个很好的例子的艺术方法帮助我了解科学和被其他科学家表示赞赏,这样做的价值。

主持人:你喜欢你的博士经历吗?

DG:这是美妙的。我一直梦想做真正的研究,突然,我发现自己在实验室里,第一次,我可以设计一个基于问题的实验方法,提出所需的工具来解决这个问题。

我的导师教授理查德·迪克森是一个了不起的遵循绅士科学家——一个典型的例子。我惊讶之后我所做的一切都是以他的方法。他可以教我基本的晶体学和如何与同事交流的方式,但是他也有一个历史悠久的写作有影响的化学书,为艺术家欧文·盖斯工作了许多年。他们创建了一些大众书在蛋白质结构,和迪克森很适合我在这些视觉方法与核心研究。环境是我想做的完美。

盖斯演示了血红蛋白分子四个对称排列的肌红蛋白。因为它是负责运输氧气,它可以改变从一个素配置oxygen-releasing配置响应对氧气的需求。信贷:插图,欧文·盖斯。霍华德•休斯医学研究所使用的许可(www.hhmi.org)。保留所有权利。

大卫古德塞尔和理查德·迪克森探索DNA结构绑定到试验抗肿瘤化合物netropsin,使用交互显示的埃文斯和萨瑟兰(学位)多画面系统和定制软件。来源:加州大学洛杉矶分校。

主持人:你还记得第一个科学项目通过艺术,你看着镜头吗?

DG:肯定的!当时我正与迪克森,使用x射线晶体学研究小的DNA片段了解抗癌药物结合。我们可以得到晶体地图和打印出来在醋酸透明度,栈用床单的树脂玻璃和衡量一切。然后,一个新的图形系统-称为multi-picture系统介绍了,让你做大量的工作以交互的方式在屏幕上,但是没有一个好的软件。第一批项目,完成涉及结构和晶体的地图,我们决定在实验工作,提出图形化方法来看看这些新的计算机图形系统。

主持人:是什么解决结构你感兴趣的?

DG:我清楚地记得我第一电子密度图获得的DNA结构。当我们把它在屏幕上,我心想:“我在这里看到这些单个原子”。那是我训练——一个大点的实现“我们可以使用这些方法看到这些生物分子”。一切都是由。我认为我一直感兴趣的结构生物学,可能来自我早期对自然历史的兴趣。我喜欢看事情和分类和理解的变化。这是一个非常视觉和实际看到的结构和方法找出它是如何工作的。

主持人:你现在拥有两个约会在斯克里普斯研究所和罗格斯大学。早期的研究生经历,你谈论你的研究重点是如何进化到现在?

DG:我一直试着把我分成两半——研究1/2和外联工作。当我开始在斯克里普斯,所有我的工作集中在研究;我做了所有的作品,说明,教育和推广在我的业余时间。

作为我的职业生涯,我已经知道更多的拓展和艺术品,我发现方法来支持自己。这就是RCSB进入画面。的分子的项目开始开发一些软件用于研究分子的结构,和我在写小故事伴随软件。就开始从那里,变成一种RCSB普及档案中可用的结构,和扩大用户群体数量可能不了解结构的数据可以用于自己的研究或生活。

所以,我职业生涯的轨迹非常开始从一个科学家。然后随着我的名声增加周围我的作品,我能够提高我的工作在这个领域发生,当罗格斯约会。

主持人:你的艺术品投资组合包括水彩作品描绘了一个细胞的内部环境,吸引大规模。这听起来非常复杂,你能和我们谈谈你如何创建这些图像,以及如何确保他们是准确的吗?

DG:真的有两种方式可以接近它。一个是身临其境的风格,喜欢你航行的细胞,你发现自己在中间左右看你周围的环境。

我使用的替代方法————就是你想象你有细胞和“剪”,所以你看一段在你面前有点距离。就像一个扁平细胞减少了。我使用这种方法,因为,首先,它让我展示全景的部分细胞,第二,因为我可以画在同一规模的一切,你可以比较各个部分从规模角度看。

不是身临其境一样引人注目的方法,但对我来说有太多的扭曲与——我忘记我想表演。当然,这可能会改变动画变得更容易,更容易使用和日益浸入式,以虚拟现实技术为例。人们在我的实验室都在尝试新的动画方法试图创建一个细胞的“沉浸式”体验,但我认为这是非常“悬而未决”如何理解规模关系在这样的环境中。

是准确的:我总是尝试在这些插图捕获知识的当前状态。大多数时候,我一半的时间都花在研究主题之前我甚至开始画草图。当我开始,这个过程是艰苦的,涉及很多时间在图书馆。今天要容易得多,因为我们有很好的网络资源如RCSB PDB,UniProt和PubMed这使得所有这些信息在我们的指尖。

主持人:很多人描述自己是一个视觉学习者。你对学习的看法是什么视觉以及人们如何用你的图像理解的概念吗?

DG:我总是将自己描述为一个视觉的人,一个视觉学习者,如果我能看到它,我可以更好地理解它。

细胞图片的一个重要方面是,他们提供一个视图的一个细胞,没有可用的实验,或至少直到非常最近。晶体学方法给你一个非常详细的分子结构的理解,而显微镜观察整个细胞,但并不总是允许您查看单个分子。我创建的图像合成的信息来创建一个视图并不是可以从实验方法。

现在的变化与低温电子断层扫描,经常显示单个细胞内核糖体之类的东西。但要获得完整的视图,显示每个分子,模拟图像仍然是唯一的方法。

我认为提供科学家一个视觉的概念是多么拥挤的细胞是给了他们一个试金石当他们思考实验。视图的细胞,真的不是可用之前,我开始创建图片。人们知道他们是拥挤的,但是他们并没有真正内化,当他们思考他们的工作。我描述我的图片的影响最大。

与RCSB PDB,我已经非常努力地创建一个样式,使个体蛋白质结构访问和感觉熟悉。我使用一个卡通化的方法,是丰富多彩的,希望更多解释的比复杂的图中,你可能会看到更多的技术文献。

主持人:你最喜欢的项目是什么,你曾在你的职业生涯?

DG:细胞内部的绘画,我做的是我仍然非常喜欢做的东西。当我开始研究那些在我的博士后,我自己把它当作挑战。这感觉就像一个寻宝游戏。当时,我不知道是否会有足够的信息真的创建一个精确的画面显示所有的分子内的细胞。我不得不花很多时间在图书馆收集我需要的信息,并试图提出视觉方法使复杂空间被解释。当我完成了我的第一个图片,我认为这可能是最有益我的创意生涯到目前为止的时期。

另一段真正令人兴奋的是在我的职业生涯早期的计算机图形学的研究生学习。整个场超级令人兴奋的,因为没有人知道如何做任何事,所以每个人都起来,所以这是一个尝试新表示,新的照明和试验方法的视觉方法使这些细节更容易和解释。

主持人:我想,科学发现的本质,你的工作是永远不会真正结束。新发表的数据不断改变我们对某些概念的理解。你是如何工作的呢?

DG:你必须与你有可用的——对我来说,这是发布的信息,我发现信息的能力。我很幸运,大多数研究者不挑出微小的细节和说,“事实上,这是不正确的”,相反,他们认为这是一个更大,一般可用信息的综合。

我已经创建了这些图片近30年了。对我来说,回顾这些照片我在过去,半打大肠杆菌结构我画的,例如,我看到这些照片的快照信息,我能找到。这表明科学是一个生活的过程,不断改变和进步。我不太担心,照片会过时了,主要是因为我对他们通常有一个应用程序时,所以这幅画需要捕捉人们在思考或知道今天。

主持人:如果,在创建一个图片的时候,你不所有你需要的信息吗?

DG:我所做的是非常依赖于将如何使用图像。我不喜欢创建图像,我必须赚很多的内容。当人们问我,我告诉他们,科学还没有到它。

主持人:你的工作是广泛使用作为一个教育工具,伴随研究》杂志上的文章。它让你感觉怎么知道你对世界产生重大影响的理解科学?

DG:这正是我为什么这样做,这样我就能帮助人们看到细胞的方式我看到他们。最重要的是,我自己的艺术,因为我很感兴趣看到这些观点,但它是美好的看别人可视化细胞过程或分子我看到他们的方式,并建立在他们——他们可以添加任何信息。

例如,细胞图像中常用的教科书,最常在书的开头说“看,细胞真的拥挤的地方”。然后其余的教科书在关注这些单个元素分解如何努力创建这个整体的画面。这是非常有益的。

我很幸运能够与RCSB PDB和免费使用Creative Commons让所有的图像。,我能做的唯一原因,是因为RCSB PDB给我我需要的支持,这意味着他们真正看到在科学艺术价值的方法。

主持人:你能告诉我们“CellPAINT”它是什么,你希望它将如何使用?

DG:作为我们工作的一部分创建整个细胞的3 d模型,我想创建一个易于使用的方法为人们使用它来创建他们自己的细胞环境照片。两个人才在实验室里,卢多维奇博士Autin和亚当•加德纳,跑的想法,CellPAINT创建。它的工作原理就像一个熟悉的数字绘画工具,但不是刷子,你选择分子从调色板油漆到现场。我们目前的虚拟现实版本的收尾工作,这将使它更容易构建类似的三维场景。

主持人:追求职业SciArt似乎并不明显的路径为某人完成一个科学、教育或艺术。你能提供什么建议人读取我们的采访,并认为他们愿意在这个领域工作吗?

DG:我得到很多询盘问我如何遵循类似的职业道路。我总是告诉人们,当我看着我的社区的朋友和同事,有两个途径他们了。

第一个是我的途径。我追求的科学训练,这使得科学我的主要职业,然后我做艺术品的支持。对我来说,这是最现实的路径可以使一个生活在这个空间。工作中可用的科学定义,对吧?科学界是渴望这种类型的图像,但它并不总是愿意为此买单。

其他的路径,我看到人们跟随涉及潜水地一头扎进艺术世界第一。有一些世界各地的美丽的学校学习科学艺术,和在美国,甚至有医疗插图学院等协会医疗插图画家和工会自然科学的插图画家。

这些机构可以支持那些希望打造一个事业在科学和医学插图。对于个人,选择这条路线,我看到门为各种不同的类型的工作——作为教科书插图画家,自由艺术家与制药公司合作,在博物馆等。找到这样的工作可能不会那么明显的路线如下职业研究但可以同样出彩。

主持人:谁在分子艺术品空间激励你?

DG:我是一个贪婪的消费者科学的艺术,所以我画的灵感来自许多来源。当然,欧文·盖斯的父亲是分子插图和推出了我的道路。目前,有几个人,我认为的竞争对手/合作者:朋友们和我一样在同样的工作空间。这些包括教授把浆果,珍妮特·埃瓦萨博士,麦克吉尔博士和博士贝亚特Mierzwa。

主持人:你会怎么描述作为最大的挑战在你的工作吗?

DG:我需要集成许多类型的数据(原子结构、蛋白质组学、显微镜等),总是一个挑战来处理当前的异构数据环境。通常,这些类型的数据都有自己的数据库,格式,搜索工具,等等。在某些情况下,在线数据库不可用,所以我需要直接科学家。这一挑战是越来越好,20年前,甚至可用这些基于web的信息来源。但它仍然每次都感觉像一个寻宝游戏,当我试图收集我需要的信息支持的插图。

莫莉坎贝尔教授大卫·古德塞尔说,高级科学技术网络作家。188金宝搏备用