ABOUT THE SPEAKER
Janet Iwasa - Molecular animator


Why you should listen
While we know a lot about molecular processes, they can’t be observed directly, and scientists have to rely on simple, two-dimensional drawings to depict complex hypotheses. That is, they did until now. Janet Iwasa’s colorful and action-packed 3D animations bring scientific hypotheses to life, showing how we think molecules look, move and interact. Not only is molecular animation a powerful way to illustrate ideas and convey information to general audiences, it’s also a powerful tools for inspiring new research. However, 3D molecular animation using commercial software requires skill and time, so Iwasa has created a simpler 3D animation software tool for biologists, allowing researchers to intuitively and quickly model molecular hypotheses. In 2014, she launched the beta of her new free, open-source animation software, Molecular Flipbook, which allows biologists to create molecular animations of their own hypotheses in just 15 minutes.
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Janet Iwasa | Speaker | TED.com
TED2014

Janet Iwasa: How animations can help scientists test a hypothesis

Janet Iwasa: Come l'animazone può aiutare gli scienziati nel testare le ipotesi

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L'animazione 3D può dare vita alle ipotesi scientifiche. La biologa molecolare (e TED Fellow) Janet Iwasa ci presenta un nuovo software open source progettato proprio per gli scienziati.
- Molecular animator
Full bio

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00:12
Take a look at this drawingdisegno.
0
710
1869
Guardate questo disegno.
00:14
Can you tell what it is?
1
2579
1604
Mi sapete dire cos'è?
00:16
I'm a molecularmolecolare biologistbiologo by trainingformazione,
2
4183
2747
Sono un biologo molecolare per formazione
00:18
and I've seenvisto a lot of these kindstipi of drawingsdisegni.
3
6930
2603
e ho visto numerosi
disegni di questo tipo.
00:21
They're usuallygeneralmente referreddi cui to as a modelmodello figurefigura,
4
9533
3092
Di solito vengono consultati
come modello di riferimento,
00:24
a drawingdisegno that showsSpettacoli how we think
5
12625
1734
disegni per illustrare come riteniamo
00:26
a cellularcellulare or molecularmolecolare processprocesso occursverifica.
6
14359
2664
che si sviluppino i processi
cellulari o molecolari.
00:29
This particularparticolare drawingdisegno is of a processprocesso
7
17023
2499
Questo disegno in particolare
è relativo ad un processo
00:31
calledchiamato clathrin-mediatedclathrin-mediato endocytosisendocitosi.
8
19522
4323
chiamato endocitosi clatrina-dipendente.
00:35
It's a processprocesso by whichquale a moleculemolecola can get
9
23845
2610
È un processo mediante il quale
una molecola passa
00:38
from the outsideal di fuori of the cellcellula to the insidedentro
10
26455
2238
dall'esterno di una cellula
al suo interno
00:40
by gettingottenere capturedcaptured in a bubblebolla or a vesiclevescicola
11
28693
2537
venendo catturata
in una bolla o vescicola,
00:43
that then getsprende internalizedinteriorizzato by the cellcellula.
12
31230
2820
che sarà in seguito
assimilata dalla cellula.
00:46
There's a problemproblema with this drawingdisegno, thoughanche se,
13
34050
1835
Questo disegno ha però un problema,
00:47
and it's mainlyprincipalmente in what it doesn't showmostrare.
14
35885
2632
e sta in quello che non mostra.
00:50
From lots of experimentsesperimenti,
15
38517
1465
Grazie a molti esperimenti
00:51
from lots of differentdiverso scientistsscienziati,
16
39982
1835
effettuati da numerosi scienziati
00:53
we know a lot about what these moleculesmolecole look like,
17
41817
2996
conosciamo parecchio
dell'aspetto di queste molecole,
00:56
how they movemossa around in the cellcellula,
18
44813
1682
su come si spostano nella cellula,
00:58
and that this is all takingpresa placeposto
19
46495
1825
e che tutto succede
01:00
in an incrediblyincredibilmente dynamicdinamico environmentambiente.
20
48320
2990
in un ambiente incredibilmente dinamico.
01:03
So in collaborationcollaborazione with a clathrinclatrina
expertesperto TomasTomas KirchhausenKirchhausen,
21
51310
3473
Così in collaborazione con l'esperto
di clatrina Tomas Kirchhausen,
01:06
we decideddeciso to createcreare a newnuovo kindgenere of modelmodello figurefigura
22
54783
2319
abbiamo deciso di creare un nuovo modello
01:09
that showedha mostrato all of that.
23
57102
2024
per mostrare il tutto.
01:11
So we startinizio outsideal di fuori of the cellcellula.
24
59126
1736
Siamo partiti dall'esterno della cellula.
01:12
Now we're looking insidedentro.
25
60862
1648
Adesso stiamo guardando l'interno.
01:14
ClathrinClatrina are these three-leggedtre-fornito di gambe moleculesmolecole
26
62510
2080
Queste molecole a tre
zampe sono la clatrina
01:16
that can self-assembleautoassemblarsi into soccer-ball-likecalcio-sfera-come shapesforme.
27
64590
3288
che si può auto-assemblare
in forme simili a palloni da calcio.
01:19
ThroughAttraverso connectionsconnessioni with a membranemembrana,
28
67878
1697
Attraverso le connessioni con la membrana
01:21
clathrinclatrina is ablecapace to deformdeformare the membranemembrana
29
69575
2167
la clatrina è in grado
di deformare la membrana
01:23
and formmodulo this sortordinare of a cuptazza
30
71742
1413
per formare questa specie di coppa
01:25
that formsforme this sortordinare of a bubblebolla, or a vesiclevescicola,
31
73155
2307
che forma questa
specie di bolla o vescicola
01:27
that's now capturingcattura some of the proteinsproteine
32
75462
1784
che adesso cattura alcune delle proteine
01:29
that were outsideal di fuori of the cellcellula.
33
77246
1654
che sono all'esterno della cellula.
01:30
ProteinsProteine are comingvenuta in now that
basicallyfondamentalmente pinchpizzico off this vesiclevescicola,
34
78900
3498
Le proteine entrano e strozzano
questa vescicola
01:34
makingfabbricazione it separateseparato from the restriposo of the membranemembrana,
35
82398
2584
separandola dal resto della membrana,
01:36
and now clathrinclatrina is basicallyfondamentalmente donefatto with its joblavoro,
36
84982
2392
ora la clatrina ha di fatto
terminato il suo compito
01:39
and so proteinsproteine are comingvenuta in now —
37
87374
1238
così le proteine entrano,
01:40
we'venoi abbiamo coveredcoperto them yellowgiallo and orangearancia
38
88612
1946
le abbiamo colorate di giallo e arancione,
01:42
that are responsibleresponsabile for takingpresa
aparta parte this clathrinclatrina cagegabbia.
39
90558
2542
e sono la causa della formazione
di questa gabbia di clatrina.
01:45
And so all of these proteinsproteine
can get basicallyfondamentalmente recycledriciclato
40
93100
3282
Tutte queste proteine
vengono di fatto riciclate
01:48
and used all over again.
41
96382
1536
e usate ancora e ancora.
01:49
These processesprocessi are too smallpiccolo to be seenvisto directlydirettamente,
42
97918
3409
Questi processi sono troppo piccoli
per essere visti direttamente
01:53
even with the bestmigliore microscopesmicroscopi,
43
101327
1832
persino con i migliori microscopi
01:55
so animationsanimazioni like this providefornire a really powerfulpotente way
44
103159
2631
così animazioni come questa forniscono
un modo davvero efficace
01:57
of visualizingvisualizzazione a hypothesisipotesi.
45
105790
3018
per visualizzare un'ipotesi.
02:00
Here'sQui è anotherun altro illustrationillustrazione,
46
108808
1846
Qui c'è un'altra illustrazione
02:02
and this is a drawingdisegno of how a researcherricercatore mightpotrebbe think
47
110654
2736
questo è il disegno di come
un ricercatore dovrebbe pensare
02:05
that the HIVHIV virusvirus getsprende into and out of cellscellule.
48
113390
3505
che il virus HIV entri
ed esca dalle cellule.
02:08
And again, this is a vastvasto oversimplificationoversimplification
49
116895
2519
Ancora una volta è
un'eccessiva semplificazione
02:11
and doesn't begininizio to showmostrare
50
119414
1744
e non mostra neanche lontanamente
02:13
what we actuallyin realtà know about these processesprocessi.
51
121158
2482
quello che veramente
conosciamo di questi processi.
02:15
You mightpotrebbe be surprisedsorpreso to know
52
123640
2215
Sarete sorpresi di scoprire
02:17
that these simplesemplice drawingsdisegni are the only way
53
125855
2767
che questi semplici disegni
sono l'unico modo
02:20
that mostmaggior parte biologistsbiologi visualizevisualizzare
theirloro molecularmolecolare hypothesesipotesi.
54
128622
3832
con il quale la maggior parte dei biologi
illustra le ipotesi molecolari.
02:24
Why?
55
132454
1028
Perché?
02:25
Because creatingla creazione di moviesfilm of processesprocessi
56
133482
1990
Perché creare filmati dei processi
02:27
as we think they actuallyin realtà occursi verificano is really harddifficile.
57
135472
3014
così come riteniamo
che accadano è veramente difficile.
02:30
I spentspeso monthsmesi in HollywoodHollywood
learningapprendimento 3D animationanimazione softwareSoftware,
58
138486
3633
Ho passato mesi a Hollywood ad imparare
ad usare un software per l'animazione
02:34
and I spendtrascorrere monthsmesi on eachogni animationanimazione,
59
142119
2281
e ho dedicato mesi ad ogni animazione
02:36
and that's just time that mostmaggior parte
researchersricercatori can't affordpermettersi.
60
144400
3350
e semplicemente questo è tempo che molti
ricercatori non si possono permettere.
02:39
The payoffspayoff can be hugeenorme, thoughanche se.
61
147750
2200
Tuttavia il prezzo da pagare è alto.
02:41
MolecularMolecolare animationsanimazioni are unparalleledineguagliabile
62
149950
2384
Le animazioni molecolari sono insuperabili
02:44
in theirloro abilitycapacità to conveytrasmettere a great dealaffare of informationinformazione
63
152334
3441
nella loro capacità di convogliare
un gran numero di informazioni
02:47
to broadampio audiencespubblico with extremeestremo accuracyprecisione.
64
155775
3592
ad un ampio pubblico
con estrema accuratezza.
02:51
And I'm workinglavoro on a newnuovo projectprogetto now
65
159367
1503
Sto lavorando ad un nuovo progetto
02:52
calledchiamato "The ScienceScienza of HIVHIV"
66
160870
1438
chiamato "La scienza dell'HIV"
02:54
where I'll be animatingl'animazione the entireintero life cycleciclo
67
162308
2362
dove sto animando l'intero ciclo vitale
02:56
of the HIVHIV virusvirus as accuratelycon precisione as possiblepossibile
68
164670
3104
del virus dell'HIV il più
accuratamente possibile
02:59
and all in molecularmolecolare detaildettaglio.
69
167774
1961
e in tutti i dettagli molecolari.
03:01
The animationanimazione will featurecaratteristica datadati
70
169735
2151
L'animazione darà risalto
alle informazioni
03:03
from thousandsmigliaia of researchersricercatori
collectedraccolto over decadesdecenni,
71
171886
2976
provenienti da migliaia
di ricercatori raccolte in decenni,
03:06
datadati on what this virusvirus lookssembra like,
72
174862
3080
informazioni sull'aspetto di questo virus
03:09
how it's ablecapace to infectinfettare cellscellule in our bodycorpo,
73
177942
3088
su come è in grado
di infettare il nostro corpo
03:13
and how therapeuticsterapeutica are
helpingporzione to combatcombattere infectioninfezione.
74
181030
3972
e su come le terapie stanno
aiutando a combattere l'infezione.
03:17
Over the yearsanni, I foundtrovato that animationsanimazioni
75
185002
2329
Nel corso degli anni,
ho scoperto che le animazioni
03:19
aren'tnon sono just usefulutile for communicatingcomunicare an ideaidea,
76
187331
2819
non sono utili soltanto
a comunicare un'idea,
03:22
but they're alsoanche really usefulutile
77
190150
1496
sono anche veramente utili
03:23
for exploringesplorando a hypothesisipotesi.
78
191646
2312
nell'esplorare un'ipotesi.
03:25
BiologistsBiologi for the mostmaggior parte partparte are
still usingutilizzando a papercarta and pencilmatita
79
193958
3194
La maggior parte dei biologi
stanno ancora usando foglio e matita
03:29
to visualizevisualizzare the processesprocessi they studystudia,
80
197152
2222
per visualizzare i processi che studiano
03:31
and with the datadati we have now,
that's just not good enoughabbastanza anymorepiù.
81
199374
3480
e con le informazioni che possediamo
questo non è proprio più sufficiente.
03:34
The processprocesso of creatingla creazione di an animationanimazione
82
202854
2416
Il processo di creazione di un'animazione
03:37
can actatto as a catalystcatalizzatore that allowsconsente researchersricercatori
83
205270
2657
può fungere da catalizzatore
che permette ai ricercatori
03:39
to crystalizecrystalize and refineaffinare theirloro ownproprio ideasidee.
84
207927
2951
di cristallizzare e rifinire le loro idee.
03:42
One researcherricercatore I workedlavorato with
85
210878
1784
Un ricercatore con il quale lavoravo,
03:44
who workslavori on the molecularmolecolare mechanismsmeccanismi
86
212662
1776
che si occupa dei meccanismi molecolari
03:46
of neurodegenerativeneurodegenerative diseasesmalattie
87
214438
1784
delle malattie degenerative,
03:48
cameè venuto up with experimentsesperimenti that were relatedrelazionato
88
216222
1978
si avvicinò alla soluzione
con esperimenti correlati
03:50
directlydirettamente to the animationanimazione that
she and I workedlavorato on togetherinsieme,
89
218200
2983
direttamente alle animazioni
sulle quali stavamo lavorando insieme,
03:53
and in this way, animationanimazione can
feedalimentazione back into the researchricerca processprocesso.
90
221183
4121
in questo modo l'animazione può
avere un effetto nel processo di ricerca.
03:57
I believe that animationanimazione can changemodificare biologybiologia.
91
225304
2853
Credo che l'animazione
possa cambiare la biologia.
04:00
It can changemodificare the way that we
communicatecomunicare with one anotherun altro,
92
228157
2568
Può cambiare il modo
con cui comunichiamo l'un l'altro,
04:02
how we exploreEsplorare our datadati
93
230725
1623
il modo con cui analizziamo
le nostre informazioni
04:04
and how we teachinsegnare our studentsstudenti.
94
232348
1327
e il modo con cui insegniamo
ai nostri studenti.
04:05
But for that changemodificare to happenaccadere,
95
233675
1454
Perché il cambiamento abbia luogo
04:07
we need more researchersricercatori creatingla creazione di animationsanimazioni,
96
235129
3157
abbiamo bisogno di più
ricercatori che creino animazioni
04:10
and towardverso that endfine, I broughtportato togetherinsieme a teamsquadra
97
238286
2255
ed a questo scopo ho riunito una squadra
04:12
of biologistsbiologi, animatorsanimatori and programmersprogrammatori
98
240541
3137
di biologi, animatori e programmatori
04:15
to createcreare a newnuovo, freegratuito, open-sourceopen-source softwareSoftware
99
243678
3047
per creare un nuovo software
gratuito e open source,
04:18
we call it MolecularMolecolare FlipbookFlipbook
100
246725
1904
che abbiamo chiamato Flipbook Molecolare,
04:20
that's createdcreato just for biologistsbiologi
101
248629
1896
che è stato creato
appositamente per i biologi,
04:22
just to createcreare molecularmolecolare animationsanimazioni.
102
250525
3545
proprio per creare animazioni molecolari.
04:26
From our testinganalisi, we'venoi abbiamo foundtrovato
that it only takes 15 minutesminuti
103
254070
3712
Dai nostri test abbiamo scoperto
che ci vogliono solo 15 minuti
04:29
for a biologistbiologo who has never
touchedtoccato animationanimazione softwareSoftware before
104
257782
3268
ad un biologo che non ha mai utilizzato
prima un software di animazione
04:33
to createcreare her first molecularmolecolare animationanimazione
105
261050
2736
per creare la sua prima
animazione molecolare
04:35
of her ownproprio hypothesisipotesi.
106
263786
1522
relativa alle proprie ipotesi.
04:37
We're alsoanche buildingcostruzione an onlinein linea databaseBanca dati
107
265308
2150
Stiamo inoltre creando un database online
04:39
where anyonechiunque can viewvista, downloadScaricare and contributecontribuire
108
267458
2775
dove tutti possono vedere,
scaricare e contribuire
04:42
theirloro ownproprio animationsanimazioni.
109
270233
1616
alle proprie animazioni.
04:43
We're really excitedemozionato to announceannunciare
110
271849
1971
Siamo veramente entusiasti di annunciare
04:45
that the betabeta versionversione of the molecularmolecolare animationanimazione
111
273820
2462
che la versione beta del software
04:48
softwareSoftware toolkitToolkit will be availablea disposizione for downloadScaricare todayoggi.
112
276282
4208
di animazione molecolare
è disponibile per il download già oggi.
04:52
We are really excitedemozionato to see
what biologistsbiologi will createcreare with it
113
280490
2743
Siamo impazienti di vedere cosa
creeranno con questo i biologi,
04:55
and what newnuovo insightsapprofondimenti they're ablecapace to gainguadagno
114
283233
2056
quali nuove idee svilupperanno
04:57
from finallyfinalmente beingessere ablecapace to animateanimare
115
285289
1481
dall'essere finalmente in grado di animare
04:58
theirloro ownproprio modelmodello figuresfigure.
116
286770
1703
i propri schemi.
05:00
Thank you.
117
288473
2240
Grazie.
05:02
(ApplauseApplausi)
118
290713
3158
(Applausi)
Translated by Debora Serrentino
Reviewed by Anna Cristiana Minoli

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Janet Iwasa - Molecular animator


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While we know a lot about molecular processes, they can’t be observed directly, and scientists have to rely on simple, two-dimensional drawings to depict complex hypotheses. That is, they did until now. Janet Iwasa’s colorful and action-packed 3D animations bring scientific hypotheses to life, showing how we think molecules look, move and interact. Not only is molecular animation a powerful way to illustrate ideas and convey information to general audiences, it’s also a powerful tools for inspiring new research. However, 3D molecular animation using commercial software requires skill and time, so Iwasa has created a simpler 3D animation software tool for biologists, allowing researchers to intuitively and quickly model molecular hypotheses. In 2014, she launched the beta of her new free, open-source animation software, Molecular Flipbook, which allows biologists to create molecular animations of their own hypotheses in just 15 minutes.
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