救命！他畫的病毒怎么會這么好看?。?！

在地球上，四通八達的道路，鱗次櫛比的樓宇，還有山川河流、花草蟲魚，等等這一切構(gòu)成了目前我們?nèi)搜鬯J知的宏觀世界。

而如果將宏觀世界放大一萬倍乃至十萬倍，那在我們眼中呈現(xiàn)的將是一個完全不同的“新世界”，生活在這個世界的“土著居民”我們稱之為病毒。

MERS-CoV

像我們?nèi)祟愐阅w色分為了不同顏色人種，病毒也有種類之分，其主要分為DNA病毒和RNA病毒。

DNA病毒需要突破層層防線最終進入到生物細胞核，然后將自身的遺傳物質(zhì)偷摸地與生物DNA結(jié)合，并隨之進行轉(zhuǎn)錄。

乙型肝炎病毒復(fù)制的簡化版本：病毒進入細胞后；外膜消融；病毒的環(huán)狀DNA進入細胞核；創(chuàng)建了CCC-DNA；再轉(zhuǎn)錄為RNA；RNA被包裝進一個新的衣殼中。產(chǎn)生了新病毒；病毒離開細胞。圖源：researchfeatures

而RNA病毒則不需要進入到細胞核，它們只要潛入到細胞中就達到了目的，因為它們可以仿照生物體內(nèi)的信使RNA來指導(dǎo)自身所需的蛋白酶和幾種結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)進行轉(zhuǎn)錄。

比如2019年出現(xiàn)的新型冠狀病毒（COVID-19）就屬于RNA病毒，這也是所有RNA病毒中最大的一種，這個家族成員還包括著名的SARS病毒、MERS病毒等，它們都屬于冠狀病毒。

為了對抗這些病毒，我們首先就得要了解它們，但由于我們?nèi)搜蹮o法直接看到病毒的真容，所以只能借助電子顯微鏡。

那么這些病毒在電鏡下是一幅什么模樣呢？

此前，著名期刊《柳葉刀》上發(fā)布了2019新型冠狀病毒的電鏡高清照片，看上去有點滑膩，表面還有許多圓柱形的突起，其實這也是冠狀病毒的名稱由來，看上去像是一個個小皇冠。

圖源：The lancet

不過，除了這種電鏡直出的偽彩色照片之外，還有人通過彩繪將電鏡下的病毒畫了出來，比如下面這幅冠狀病毒的插畫。

圖源：RCSB蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫

這幅圖描繪了冠狀病毒剛進入肺泡時的情況，在它的周圍有呼吸細胞分泌的黏液、抗體和幾種小型的免疫系統(tǒng)蛋白。

而病毒則被一圈膜給包裹著，該膜包含S（spike）蛋白、M（membrane）蛋白、E（envelope）蛋白和N（nucleocapsid）蛋白。

其中S蛋白也叫刺突，主要是為了粘附在細胞膜表面并幫助病毒進入到細胞內(nèi)部；

M蛋白是病毒進入細胞后的又一層偽裝，它可以參與內(nèi)部核蛋白的組織；

E蛋白是一個與病毒出芽有關(guān)的膜通道；

在病毒的內(nèi)部包含著許多拷貝的N蛋白，它們與冠狀病毒的基因組RNA所結(jié)合。（對應(yīng)位置如下圖）

看完之后，可能有同學會疑惑，這些病毒的結(jié)構(gòu)真的是正確的嗎？

這里就不得不說一下這幅畫的作者David S.Goodsell，他是一名計算生物學家和科學插畫師。

自1月27日開始，Goodsell就開始著手繪制冠狀病毒的第一張草圖，由于他最看重的還是對科學事實的真實還原，因此，在他創(chuàng)作期間，參照了電子顯微鏡照片，并借助x射線晶體學、生物計算機模擬等方法，來充分了解病毒分子之間的空間結(jié)構(gòu)和它們彼此之間的關(guān)系。

不過目前對于新型冠狀病毒的研究資料不是很多，所以Goodsell更多地是參照了SARS病毒。冠狀病毒其實有許多共同點，最直觀的就是它們的外觀，而不同之處在于膜上那幾種蛋白，因為它們都具有自身獨特的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。

在SARS爆發(fā)后，生物學家找出了其中幾種蛋白結(jié)構(gòu)，并通過RCSB 蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫（PDB）共享了這些結(jié)構(gòu)，于是Goodsell參照這些蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)開始繪制冠狀病毒彩繪。

經(jīng)過幾天的潛心研究，Goodsell 完成了線稿并為之添加了顏色，雖然病毒本身不是彩色的，但鮮艷的色彩能夠很好的對它們的結(jié)構(gòu)加以區(qū)分。

而且考慮到分子的結(jié)構(gòu)本身已經(jīng)非常復(fù)雜了，為了避免太過“花里胡哨”，Goodsell 盡可能地讓繪畫風格更加簡單：比如呈粉紅色的刺突蛋白，呈淡紫色的核衣殼，還有呈淡黃色的黏液背景，堪稱病毒中的“曼陀羅”。

除了這幅冠狀病毒畫作，Goodsell還有許多其他的插畫作品，比如他之前繪制的埃博拉病毒橫切面結(jié)構(gòu)圖。

這幅圖描繪了埃博拉病毒的結(jié)構(gòu)，在最外面被一層膜所包裹（粉紅色部分），上面散布著許多埃博拉糖蛋白（深綠色部分，看起來就像是生長在膜上的小樹）。

圖源：wellcomecollection

里面有一層基質(zhì)蛋白（藍色部分）在內(nèi)部支撐著外部的膜，并固定中心的圓柱形核殼（淺綠色部分），這里面就存儲著病毒的RNA基因組。

還有各種HIV病毒繪圖。

比如下面這幅圖顯示了正受到免疫系統(tǒng)攻擊的HIV（左上方的紅色球體），在其表面，小的Y型抗體正與之結(jié)合。

以及未成熟的HIV病毒和成熟的HIV病毒。

下圖是處于出芽后但未完全成熟的HIV病毒，其中Gag結(jié)構(gòu)蛋白呈淺粉紅色，其他病毒蛋白（調(diào)控蛋白、輔助蛋白）呈洋紅色，RNA呈黃色，細胞蛋白呈藍色，tRNA呈綠色。

未成熟的hiv病毒

這幅畫描繪了成熟的HIV病毒顆粒，包括藍色的Gag結(jié)構(gòu)蛋白，洋紅色病毒酶，綠色的輔助蛋白和黃色的病毒RNA。另外宿主蛋白和tRNA以紫色顯示。

成熟的hiv病毒

Goodsell利用彩繪將原本單調(diào)灰暗的病毒，變成了一幅幅生動漂亮的畫作。

這些畫作也受到了廣泛好評，并數(shù)次登上了著名期刊的封面圖，還制成了教育繪本。

甚至還被學術(shù)會議直接做成了LOGO：

“逆轉(zhuǎn)錄病毒和機會性感染會議”網(wǎng)站（CROI）

說實話，看完這些美麗的病毒繪畫不禁在想，如果它們沒有這么致命的話，那真的也太美了！（不過好像更多的還是Goodsell畫的太好看了）