De meeste mensen met interesse in de natuurwetenschappen weten dat een levend wezen opgebouwd is uit miljarden cellen waarin zich continu ingewikkelde processen voltrekken. Op de middelbare school worden we tijdens biologielessen ingeprent met termen als ‘energiefabriekje’ (mitochondrion), ‘eiwitfabriekje’ (ribosoom), ‘controlecentrum’ (celkern); allemaal metaforen om de dynamica van de cel enigszins tastbaar te maken. Illustraties in biologieboeken zijn vrijwel altijd vereenvoudigd tot de simpelste essentie.

Zelfs na jaren academische studie is het niet duidelijk hoe deze complexiteit – het oerwoud aan eiwitten en moleculaire netwerken – helder kan worden afgebeeld. David Goodsell, een Amerikaans biochemicus en structuurbioloog, probeert ons hierbij te helpen. Vanaf zijn studententijd heeft hij zich toegelegd op de vraag: als ik een levende cel in kon duiken, wat zou ik dan eigenlijk zien? Met zijn kennis van de moleculaire wereld en zijn artistieke talent creëert hij hyperrealistische schilderijen die de weelderige, wemelende inhoud van de cel natuurgetrouw weergeven.

Goodsell vindt het van groot belang dat zijn tekeningen een correcte weerspiegeling zijn van de werkelijkheid. Een groot deel van zijn tijd besteed hij aan het vergaren van informatie: de structuur van de moleculen, hun onderlinge interacties en hun plaats binnen de cel. Een belangrijke informatiebron waarop hij zijn werk baseert is de Protein Data Bank, een database waarin tienduizenden biologische moleculen zijn opgenomen. De ruimtelijke vorm van een molecuul kan worden vastgesteld met behulp van verschillende technieken, bijvoorbeeld röntgenkristallografie. Dat is een onderzoekstechniek waarmee men – op basis van de verstrooiing van röntgenstraling – heel precies de atomaire structuur van een materiaal kan ontrafelen, zoals van een eiwit of nucleïnezuur. Goodsell maakt van alle moleculen die in zijn tekening zullen voorkomen een schets, zodat hij een idee krijgt van hun onderlinge omvang en vorm.

Gedurende lange tijd was het voor de mens nagenoeg onmogelijk om individuele moleculen onder een microscoop te bekijken. Lichtgolven zijn simpelweg te groot; ze golven om de atomen heen. Met de uitvinding van de elektronenmicroscoop rond 1940 kon voor het eerst deze diffractielimiet worden gepasseerd. Elektronenmicroscopen hebben echter vele haken en ogen. Het preparaat moet worden gedood en gepreserveerd en vervolgens in een vacuüm ruimte gelegd. Gevolg: van de levende, dynamische situatie blijft weinig over. Hoe alle moleculen in de context van de levende cel samenhangen, is met moderne technieken nog steeds onmogelijk zichtbaar te krijgen. Goodsells tekeningen geven ons een werkelijkheidsgetrouwe impressie.

Goodsell’s tekeningen hebben hun weg gevonden in leerboeken, onderzoekspublicaties en covers van wetenschappelijke tijdschriften als Nature. Zijn tekeningen laten zien dat de schoonheid van de moleculaire biologie niet alleen aankomt op de theorie, maar vooral ook op de elegantie van het studieobject zelf.

Meer weten en zien van deze fantastische wetenschapper? Hij plaatst iedere maand, al meer dan twintig jaar, een overzichtsartikeltje met nieuwe illustraties op de Protein Data Bank, de Molecule of the Month.