Egy emberi sejt alig 0,05 milliméter átmérőjű, gyakorlatilag akkora, mint egy porszem, mégis döbbenetes mértékű összetettséget tartalmaz. Ebben a mikroszkopikus világban körülbelül 60 milliárd fehérje, 2 billió lipidmolekula, 5 billió cukor és aminosav, valamint körülbelül 60 milliárd RNS-molekula található, amelyek mind együtt dolgoznak az élet fenntartásáért.
Hogy segítsenek az embereknek jobban megérteni, mi játszódik le egy emberi sejten belül, Evan Ingersoll és Gael McGill animátorok digitálisan megjelenített modellt alkottak egy eukarióta sejtről. Ők mindketten a Digizyme amerikai tudományos‑vizualizációs és animációs stúdió munkatársai, amely élettudományi és biotechnológiai témákhoz készít magas színvonalú 3D animációkat és illusztrációkat.
Hat éven át készült az interaktív kép
A mostani modell főszereplője, az eukarióta sejt olyan sejt, amelynek valódi, membránnal határolt sejtmagja és számos belső, membrános sejtszervecskéje van (gyakorlatilag ilyen sejtekből épül fel az ember, az izmok vagy éppen a vér). A 2009 és 2015 között készült modell nem egy valódi egyedi sejt szó szerinti ábrázolása, de megmutatja, hogyan hatnak egymásra a molekulák egy nyüzsgő, sűrűn összekapcsolt rendszerben. Rávilágít arra is, hogy a sejtek valójában olyanok, mint apró univerzumok, tele állandó aktivitással és összetett folyamatokkal.
Az interaktív képet a Cell Signaling Technology, Inc. számára készítették, és David Goodsell munkájából merített ihletet, aki a Scripps Kutatóintézet számítási biológia professzora, és széles körben ismert sejtekről és vírusokról készített élénk akvarellfestményeiről. Némi művészi értelmezés mellett a kép egyes részeit tudományos módszerekkel gyűjtött adatkészletek felhasználásával digitálisan jelenítették meg.
A bemutatott 3D‑s modell a sejt részletes rekonstrukciója, amelyet különböző nagyfelbontású képalkotó módszerek – például röntgenkrisztallográfia, NMR‑spektroszkópia és krioelektron‑mikroszkópia – adatainak összeillesztésével hoztak létre. A cél az volt, hogy a sejtben található molekulák és szerkezeti elemek minél pontosabban jelenjenek meg, és együtt mutassák be, hogyan kapcsolódnak egymáshoz a különféle biológiai folyamatok.
A modell egyszerre próbálja szemléltetni a jelátviteli útvonalakat, a fehérjék szintézisét, az endocitózist, a vezikulák (egyfajta konténerek) mozgását, a sejtek közötti kapcsolódást, az apoptózis (a sejt halála) lépéseit és sok más, egymással párhuzamosan zajló mechanizmust. Lényegében egy olyan vizuális összefoglaló, amely megmutatja, milyen bonyolult és sűrűn összefonódó folyamatok működnek egyetlen eukarióta sejtben.
A készítők hangsúlyozták, hogy a neten terjedő vélemények ellenére ez még mindig csak egy oktatási eszköz. A sejt elemeit egyszerűsítették, és egyes esetekben összenyomták, hogy segítsék a nézőket jobban megérteni, mi történik benne. Az is fontos, hogy nem valódi sejtről készült a modell, hanem egy olyan kép, amelyen a lehető legtöbb útvonalat és aktivitást lehet felfedezni, így például ebben az egy sejtben egyszerre van jelen mellrák és Alzheimer-kór is.
A renderelés interaktív verziója nagyobb részletességgel mutatja be az egyes sejtkomponenseket, és lehetővé teszi, hogy bizonyos területek fölé húzva az egeret megtudjuk, hogy mit is látunk.
