В СамГМУ создали уникальный 3D‑атлас клетки с анимацией

В Самарском государственном медицинском университете (СамГМУ) Минздрава России создали уникальный 3D-атлас эукариотической клетки. Это первая образовательная платформа, которая объединяет фотореалистичную 3D-модель эукариотической клетки с пошагово управляемыми анимациями молекулярно-генетических процессов. Разработку вел Центр НТИ «Бионическая инженерия в медицине» СамГМУ совместно с кафедрой общей и молекулярной биологии и Учебно-исследовательской лабораторией молекулярной биологии.

Как пояснила директор Центра НТИ «Бионическая инженерия в медицине» СамГМУ Айкуш Назарян, по отдельности все элементы образовательной платформы существуют и в других странах. Но ни один продукт не связывает все в одну интерактивную систему с контролем темпа процесса и детализацией до отдельных белков, причем на русском языке, и с медицинским, а не школьным уровнем научной глубины.

«Наш университет делает ставку на то, что будущее медицинского образования — за иммерсивными технологиями, где студент не заучивает, а видит и понимает. Разработанный 3D-атлас — доказательство того, что российские вузы способны создавать уникальные образовательные продукты мирового уровня», — подчеркнул ректор СамГМУ член-корреспондент РАН Александр Колсанов.

Главной проблемой преподавания цитологии всегда было то, что клетка — трехмерный объект, а показывают ее в двух измерениях, отметила проректор по образовательной деятельности СамГМУ, заведующая кафедрой общей и молекулярной биологии Юлия Мякишева: «Схема на странице учебника не передает пропорций, взаимного расположения органелл (частей клеток) и динамики процессов. 3D-атлас СамГМУ закрывает этот разрыв. Пользователь может масштабировать клетку, вращать ее под любым углом, “извлекать” органеллы из объема как детали конструктора и изучать каждую в отдельности с подробным описанием. При этом модель построена на современных научных представлениях об ультраструктуре клетки: двойная мембрана с ядерными порами, кристы митохондрий, рибосомы на шероховатом ЭПР, стадии отшнуровки везикул от аппарата Гольджи. Все это — результат кропотливой работы по научным референсам с участием биологов-экспертов».

Формы органелл в атласе строго соответствуют данным электронной микроскопии, а фотореалистичные PBR-текстуры созданы на основе микрофотографий.

Атлас также включает раздел «Процессы» с анимированными моделями ключевых процессов жизни клетки. При этом каждый процесс можно остановить в нужной точке: слайдер анимации позволяет разобрать любой механизм по кадрам. Компоненты клетки можно включать и отключать — от полного вида до молекулярного уровня.

3D-атлас уже используется в обучении студентов на занятиях в Учебно-исследовательской лаборатории молекулярной биологии СамГМУ.

Следующим шагом разработчики планируют создать другие типы клеток: растительную, грибную, нейрона, миоцита, эритроцита, макрофага, половых клеток.

Для распространения и демонстрации разработанных в СамГМУ анатомических атласов запущен специализированный сайт omnicbio.ru. Ресурс призван стать единой точкой доступа для образовательных учреждений и профильных специалистов к передовым цифровым продуктам университета.