05:12
TED2014

Janet Iwasa: How animations can help scientists test a hypothesis

ジャネット・イワサ: アニメーションで科学者の仮説を試す方法

Filmed:

3Dアニメーションは、科学者の仮説に息吹を吹き込みます。分子生物学者(TEDフェロー)のジャネット・イワサは、科学者の為だけに開発されたオープンソースの3Dアニメーションソフトを紹介します。

- Molecular animator
Full bio

Take a look at this drawing.
この絵を見て下さい
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Can you tell what it is?
なんだか分かりますか
00:14
I'm a molecular biologist by training,
私は分子生物学者ですが
00:16
and I've seen a lot of these kinds of drawings.
このような
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They're usually referred to as a model figure,
細胞・分子過程を表す
00:21
a drawing that shows how we think
細胞・分子過程を表す
00:24
a cellular or molecular process occurs.
モデル図を多数見てきました
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This particular drawing is of a process
この絵が示すのは
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called clathrin-mediated endocytosis.
クラスリン媒介エンドサイトーシス
と呼ばれるもので
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It's a process by which a molecule can get
細胞外の分子が
00:35
from the outside of the cell to the inside
泡のような被覆小胞で
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by getting captured in a bubble or a vesicle
細胞内に取り込まれ
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that then gets internalized by the cell.
細胞の一部になる過程です
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There's a problem with this drawing, though,
しかし この絵には問題があり
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and it's mainly in what it doesn't show.
その殆どが これでは表現しきれていないということです
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From lots of experiments,
多くの実験や
00:50
from lots of different scientists,
あらゆる科学者により
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we know a lot about what these molecules look like,
これらの分子がどんなもので
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how they move around in the cell,
細胞の中で どのように動き回るか
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and that this is all taking place
そして それらが非常にダイナミックな環境で
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in an incredibly dynamic environment.
起きている事などが分かっています
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So in collaboration with a clathrin
expert Tomas Kirchhausen,
それで クラスリン専門家の
トーマス・カークハゥゼンの協力を得て
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we decided to create a new kind of model figure
全てが分かる新しいモデルを
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that showed all of that.
作る事にしました
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So we start outside of the cell.
それで細胞の外から始め
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Now we're looking inside.
今 細胞内を見ています
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Clathrin are these three-legged molecules
クラスリンは三脚巴構造で
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that can self-assemble into soccer-ball-like shapes.
サッカーボールの様な形に
自己組織化します
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Through connections with a membrane,
細胞膜に接し
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clathrin is able to deform the membrane
細胞膜を
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and form this sort of a cup
コップ型から
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that forms this sort of a bubble, or a vesicle,
泡の様な小胞に変え
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that's now capturing some of the proteins
細胞の外にある
タンパク質と
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that were outside of the cell.
結合します
01:29
Proteins are coming in now that
basically pinch off this vesicle,
結合したタンパク質は
その小胞を
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making it separate from the rest of the membrane,
細胞膜から切り離します
01:34
and now clathrin is basically done with its job,
クラスリンの役目は
これで終わった様なものです
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and so proteins are coming in now —
その後タンパク質は細胞内へ
01:39
we've covered them yellow and orange —
これらを黄色とオレンジ色にしました
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that are responsible for taking
apart this clathrin cage.
クラスリン脱離の原因です
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And so all of these proteins
can get basically recycled
これらのタンパク質は
殆どが再使用されます
01:45
and used all over again.
これらのタンパク質は
殆どが再使用されます
01:48
These processes are too small to be seen directly,
これらの過程は極微で
01:49
even with the best microscopes,
どんなに優れた顕微鏡でも
見えませんでした
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so animations like this provide a really powerful way
それで 仮説上の過程を可視化するには
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of visualizing a hypothesis.
このようなアニメーションが
実に効果的です
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Here's another illustration,
これは別の図ですが
02:00
and this is a drawing of how a researcher might think
研究者の想像したものを描いたもので
02:02
that the HIV virus gets into and out of cells.
HIVウイルスが細胞を
出たり入ったりしている所です
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And again, this is a vast oversimplification
これはあまりに単純化されたもので
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and doesn't begin to show
これでは 今明らかになっている
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what we actually know about these processes.
細胞過程と呼ぶにはほど遠いものです
02:13
You might be surprised to know
驚かれると思いますが
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that these simple drawings are the only way
これらの単純な図は
殆どの生物学者が
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that most biologists visualize
their molecular hypotheses.
分子レベルの仮説を可視化できる
唯一の方法です
02:20
Why?
どうしてでしょう?
02:24
Because creating movies of processes
予測される分子過程の
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as we think they actually occur is really hard.
動画を作る事はとても難しいからです
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I spent months in Hollywood
learning 3D animation software,
何ヶ月もハリウッドで
3Dアニメーションソフトを学び
02:30
and I spend months on each animation,
1つのアニメーションに何ヶ月も
かけました
02:34
and that's just time that most
researchers can't afford.
問題は研究者には
そんな時間がない事です
02:36
The payoffs can be huge, though.
でも その甲斐は十分にあります
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Molecular animations are unparalleled
アニメーションほど
02:41
in their ability to convey a great deal of information
これほど詳細にしかも正確に分子過程の情報を
02:44
to broad audiences with extreme accuracy.
多くの人々に伝えられるものはありません
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And I'm working on a new project now
今 新しいプロジェクト
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called "The Science of HIV"
「HIVの科学」に携わっています
02:52
where I'll be animating the entire life cycle
HIVウイルスのライフサイクルの全てを
02:54
of the HIV virus as accurately as possible
分子レベルで できる限り正確に
アニメーション化する計画です
02:56
and all in molecular detail.
分子レベルで できる限り正確に
アニメーション化する計画です
02:59
The animation will feature data
アニメーションに織り込まれるのは
03:01
from thousands of researchers
collected over decades,
研究者が過去何十年も掛かり集めた
何千ものデータからの
03:03
data on what this virus looks like,
ウイルスの様子や
03:06
how it's able to infect cells in our body,
ウイルスがヒト細胞を
感染させる様子や
03:09
and how therapeutics are
helping to combat infection.
治療で感染と闘う様子などです
03:13
Over the years, I found that animations
過去何年間で 分かった事は
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aren't just useful for communicating an idea,
アニメーションはアイデアを
伝えるのに有用なだけでなく
03:19
but they're also really useful
仮説を探るのに
03:22
for exploring a hypothesis.
とても役に立ちます
03:23
Biologists for the most part are
still using a paper and pencil
生物学者は殆ど
未だに紙と鉛筆を使って
03:25
to visualize the processes they study,
研究過程を可視化していますが
03:29
and with the data we have now,
that's just not good enough anymore.
今のデータを表すには
もうそれでは十分ではないのです
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The process of creating an animation
アニメーションを作ることで
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can act as a catalyst that allows researchers
研究者は自分たちのアイデアを
03:37
to crystalize and refine their own ideas.
精密に具体化できるのです
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One researcher I worked with
過去に関わった
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who works on the molecular mechanisms
神経変性疾患の分子構造の
03:44
of neurodegenerative diseases
研究をしている ある研究者は
03:46
came up with experiments that were related
私と共に作製した
アニメーションに
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directly to the animation that
she and I worked on together,
直接関連した実験を
考え出しました
03:50
and in this way, animation can
feed back into the research process.
このようにアニメーションは研究者に
インスピレーションを与えてくれます
03:53
I believe that animation can change biology.
アニメーションで生物学が
変わると信じています
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It can change the way that we
communicate with one another,
アニメーションを通して
私たち研究者の関わり方
04:00
how we explore our data
データの探索の仕方
04:02
and how we teach our students.
クラスでの教え方を
変えることができます
04:04
But for that change to happen,
しかしそうなるには
04:05
we need more researchers creating animations,
もっと多くの研究者が
アニメーションを作る必要があります
04:07
and toward that end, I brought together a team
それを目指して 生物学者、 アニメーション作成者
プログラマーと共に
04:10
of biologists, animators and programmers
新しい 自由なオープンソースのソフト
04:12
to create a new, free, open-source software —
「分子パラパラ本」と名付た
04:15
we call it Molecular Flipbook —
生物学者だけのための
04:18
that's created just for biologists
分子アニメーション制作ソフトを作りました
04:20
just to create molecular animations.
テストしてこんなことが分かりました
04:22
From our testing, we've found
that it only takes 15 minutes
アニメーションソフトを
使った事のない研究者でも
04:26
for a biologist who has never
touched animation software before
自分達の研究における仮説を
04:29
to create her first molecular animation
初めて分子アニメーションにするのに
04:33
of her own hypothesis.
15分しか掛かりませんでした
04:35
We're also building an online database
また誰でも見れ
ダウンロードでき
04:37
where anyone can view, download and contribute
自分のアニメーションを投稿できる
04:39
their own animations.
オンライン・データベースも
私たちは作っています
04:42
We're really excited to announce
ダウンドロード可能な
分子アニメーションの
04:43
that the beta version of the molecular animation
ソフトツールキットが
今日 ベータ版で公開される事を
04:45
software toolkit will be available for download today.
お知らせできて とても嬉しいです
04:48
We are really excited to see
what biologists will create with it
ついに自分たちのモデルを
アニメーション化できる事で
04:52
and what new insights they're able to gain
生物学者の皆さんが何を作れるか
04:55
from finally being able to animate
又どんな洞察が得られるかと
04:57
their own model figures.
とても心がときめいています
04:58
Thank you.
ありがとうございました
05:00
(Applause)
(拍手)
05:02
Translated by Reiko O Bovee
Reviewed by Eriko T.

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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.
More profile about the speaker
Janet Iwasa | Speaker | TED.com