在blender中制作DNA分子模型（核小体）

蒜薹

  本文的背景是粒子辐照对生物体内DNA破坏的研究，以原子核、原子层面上的粒子相互作用为物理基础，采用西欧核子中心(CERN)开发的基于蒙特卡洛方法的粒子输运软件Geant4，进行模拟研究。Geant4开发组为DNA和蛋白质的辐照损伤研究专门成立了一个称为DNA Project的项目组(http://geant4-dna.in2p3.fr/index.html )，在基本的水辐解过程(water radiolysis)、DNA几何建模、蛋白质几何建模、数据基本处理等方向进行了大量尝试，并公布了一批程序作为示例，包括水辐解物理过程展示、DNA几何结构搭建、蛋白质几何结构搭建。

    本文围绕DNA几何结构搭建程序展开，使用其几何构建的数据在blender中重新搭建DNA。该程序的几何结构中，最基本的单位是磷酸糖和碱基，首先构建核小体，再利用核小体构建更加复杂的结构，如30nm纤丝、染色质丝等。在blender中仅重新构建核小体。

    首先在Geant4中将DNA双链的每一条链上的所有磷酸糖和碱基的坐标都输出并保存为文本，再用python编写读取文本的代码，并在blender中针对每一个磷酸糖和碱基按照Geant4输出的坐标进行摆放。最终结果见下图。

附录－Python脚本文件

import bpy

from bpy import context

#------------------------------------------------

def creatSphere(name = 'nothing', x = 0, y = 0, z = 0):

        """creating a new sphere representing a sugarphosphate or base"""

        dimensions = (1,1,1)

        bpy.ops.mesh.primitive_uv_sphere_add()

        ob = bpy.context.active_object

        ob.location = (x,y,z)

        if(name == 'sugar'):

                dimensions = (0.96, 0.96, 0.96)

                #bpy.ops.mesh.primitive_uv_sphere_add()

                #ob = bpy.context.active_object

                #ob.location = (x,y,z)

                ob.dimensions = dimensions

        if(name == 'base'):

                dimensions = (0.34, 0.34, 0.34)

                ob.dimensions = dimensions

#------------------------------------------------

# main

if __name__ == "__main__":

        print("DNA Project")

        print("Nancy, Pascal")

        # reading data file

        datafile = open("/Users/pascal/research-2016-harbin/dna/blender/dnaData.dat")

        list_all_lines = datafile.readlines()

        for line in list_all_lines:

                print(line)

                values = line.split('|')

                print("{}        {}        {}        {}".format(values[0], values[1], values[2], values[3]))

                creatSphere(name = values[0], x = float(values[1]), y = float(values[2]), z = float(values[3]))

        #bpy.ops.mesh.primitive_uv_sphere_add()

        #ob = bpy.context.active_object

        #ob.location = (3,3,5)

        datafile.close()