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
TED2014

Janet Iwasa: How animations can help scientists test a hypothesis

Janet Iwasa: Kaip animacija gali padėti mokslininkams tirti naujas hipotezes.

Filmed:
900,546 views

3D vaizdinė animacija gali suteikti mums galimybę pažvelgti iš arčiau į vykstančius biologinius procesus. Viena iš TED grupės narių biologė Janet Iwasa pristato naują atviro kodo programą, sukurtą tik mokslininkams.
- Molecular animator
Full bio

Double-click the English transcript below to play the video.

00:12
Take a look at this drawingpiešimas.
0
710
1869
Pežvelkite į šį piešinį.
00:14
Can you tell what it is?
1
2579
1604
Ar galite atpažinti, kas tai?
00:16
I'm a molecularmolekulinė biologistbiologas by trainingmokymas,
2
4183
2747
Aš esu molekulinės biologijos mokslininkė,
00:18
and I've seenmatė a lot of these kindsrūšys of drawingsbrėžiniai.
3
6930
2603
jau begalę kartų mačiau
šitokius piešinius.
00:21
They're usuallypaprastai referrednurodytas to as a modelmodelis figurefigūra,
4
9533
3092
Jie dažniausiai naudojami,
kaip vaizdinės demonstracijos,
00:24
a drawingpiešimas that showsparodos how we think
5
12625
1734
paveikslėlis parodo,
kaip mes manome vyksta
00:26
a cellularląstelinis or molecularmolekulinė processprocesas occursatsiranda.
6
14359
2664
ląstelinis ar molekulinis procesas.
00:29
This particularypač drawingpiešimas is of a processprocesas
7
17023
2499
Šis piešinys vaizduoja,
00:31
calledvadinamas clathrin-mediatedclathrin tarpininkaujant endocytosisendocytosis.
8
19522
4323
klatrino medijuojamą endocitozę.
00:35
It's a processprocesas by whichkuris a moleculemolekulė can get
9
23845
2610
Tai procesas, kurio metu molekulė
00:38
from the outsidelauke of the cellląstelė to the insideviduje
10
26455
2238
gali įsigauti į ar iš lastelės,
00:40
by gettinggauti capturedužfiksuotas in a bubbleburbulas or a vesiclepūslelės
11
28693
2537
tai vyksta, kai molekulė yra sugauta
burbule ar pūslelėje,
00:43
that then getsgauna internalizedinternalized by the cellląstelė.
12
31230
2820
ir taip pasisavinama lastelės.
00:46
There's a problemproblema with this drawingpiešimas, thoughnors,
13
34050
1835
Dėl tokio perteikimo iškyla problemų,
00:47
and it's mainlydaugiausia in what it doesn't showRodyti.
14
35885
2632
jis negali perteikti visų proceso detalių.
00:50
From lots of experimentseksperimentai,
15
38517
1465
Per daugybe atliktų eksperimentų,
00:51
from lots of differentskiriasi scientistsmokslininkai,
16
39982
1835
kuriuos atliko įvairiūs mokslininkai,
00:53
we know a lot about what these moleculesmolekulės look like,
17
41817
2996
mes įgijome daug informacijos
apie tai, kaip molekulės atrodo,
00:56
how they movejudėti around in the cellląstelė,
18
44813
1682
kaip jos juda aplink lastelę
00:58
and that this is all takingpasiimti placevieta
19
46495
1825
ir kad visa tai vyksta
01:00
in an incrediblyneįtikėtinai dynamicdinamiškas environmentaplinka.
20
48320
2990
neįtikėtinai dinamiškoje aplinkoje.
01:03
So in collaborationbendradarbiavimas with a clathrinclathrin
expertekspertas TomasTomas KirchhausenKirchhausen,
21
51310
3473
Taigi bendradarbiaujant kartu su
klatrinų ekspertu Tomas Kirchhausen,
01:06
we decidednusprendė to createsukurti a newnaujas kindmalonus of modelmodelis figurefigūra
22
54783
2319
sukūrėme vaizdinę demonstraciją,
01:09
that showedparodė all of that.
23
57102
2024
kuri parodo visą procesą.
01:11
So we startpradėti outsidelauke of the cellląstelė.
24
59126
1736
Taigi pradedame
iš ląstelės išorės,
01:12
Now we're looking insideviduje.
25
60862
1648
dabar jau žvelgiame į jos vidų.
01:14
ClathrinClathrin are these three-leggedtrimis kojomis moleculesmolekulės
26
62510
2080
Klatrinai yra šios trikojės molekulės,
01:16
that can self-assemblesurinkti savarankiškai into soccer-ball-likefutbolo kamuolys-kaip shapesformos.
27
64590
3288
kurios sugeba pačios susiburti
į kamuolio išvaizdos formas.
01:19
ThroughPer connectionsjungtys with a membranemembrana,
28
67878
1697
Per sąsają su membrana,
01:21
clathrinclathrin is ablegalingas to deformdeformuoti the membranemembrana
29
69575
2167
klatrinas sugeba deformuoti membraną
01:23
and formforma this sortrūšiuoti of a cuppuodelis
30
71742
1413
ir suformuoti šį dubenėlį,
01:25
that formsformos this sortrūšiuoti of a bubbleburbulas, or a vesiclepūslelės,
31
73155
2307
kuris suformuoja šį burbulą ar pūslelę,
01:27
that's now capturingužfiksuoti some of the proteinsbaltymai
32
75462
1784
kuri sugauna kai kuriuos baltymus,
01:29
that were outsidelauke of the cellląstelė.
33
77246
1654
kurie buvo ląstelės išorėje.
01:30
ProteinsBaltymų are comingartėja in now that
basicallyiš esmės pinchkraštutiniu atveju off this vesiclepūslelės,
34
78900
3498
Baltymai patenka į vidų
ir atgnybia šias mažas pusleles,
01:34
makingpriėmimo it separateatskirai from the restpoilsis of the membranemembrana,
35
82398
2584
atskirdami ją nuo likusios membranos
01:36
and now clathrinclathrin is basicallyiš esmės donepadaryta with its jobdarbas,
36
84982
2392
ir taip klatrinas atlieka savo funkciją,
01:39
and so proteinsbaltymai are comingartėja in now —
37
87374
1238
baltymai patenka į vidų —
01:40
we'vemes turime coveredpadengtas them yellowgeltona and orangeoranžinė
38
88612
1946
jie yra geltonos, bei oranžinės spalvos —
01:42
that are responsibleatsakingas for takingpasiimti
apartatskirai this clathrinclathrin cageNarvas.
39
90558
2542
jie yra atsakingi už klatrinų
"narvo" išardymą.
01:45
And so all of these proteinsbaltymai
can get basicallyiš esmės recycledperdirbtas
40
93100
3282
Visi šie baltymai
gali būti perdirbti
01:48
and used all over again.
41
96382
1536
ir būti naudojami dar kartą.
01:49
These processesprocesai are too smallmažas to be seenmatė directlytiesiogiai,
42
97918
3409
Šie procesai yra per maži,
jog juos būtų galima stebėti tiesiogiai,
01:53
even with the bestgeriausia microscopesmikroskopai,
43
101327
1832
netgi geriausi mikroskopai
to nesugeba.
01:55
so animationsanimacijos like this providenumatyti a really powerfulgalingas way
44
103159
2631
Taigi šios animacijos
yra labai geras būdas
01:57
of visualizingryškinimo a hypothesishipotezė.
45
105790
3018
hipotezėms suteikti vaizdine formą.
02:00
Here'sČia yra anotherkitas illustrationiliustracija,
46
108808
1846
Štai čia dar vienas pavyzdys,
02:02
and this is a drawingpiešimas of how a researchermokslo darbuotojas mightgali think
47
110654
2736
tai yra piešinys, kuris vaizduoja,
02:05
that the HIVŽIV virusvirusas getsgauna into and out of cellsląstelės.
48
113390
3505
kaip ŽIV virusas patenka į mūsų lasteles.
02:08
And again, this is a vastdidelis oversimplificationsupaprastinimas
49
116895
2519
Tai pateikta be galo supaprastinta
02:11
and doesn't beginprasideda to showRodyti
50
119414
1744
ir negali perteikti
02:13
what we actuallyiš tikrųjų know about these processesprocesai.
51
121158
2482
to ką mes žinome apie šį procesą.
02:15
You mightgali be surprisedsiurprizas to know
52
123640
2215
Jūs tikriausiai nustebintų
jei pasakyčiau,
02:17
that these simplepaprasta drawingsbrėžiniai are the only way
53
125855
2767
jog šie primityvus piešiniai
yra vienintelis būdas
02:20
that mostlabiausiai biologistsbiologai visualizevizualizuoti
their molecularmolekulinė hypotheseshipotezės.
54
128622
3832
kuriuo dauguma biologų
gali pavaizduoti savo hipotezes.
02:24
Why?
55
132454
1028
Paklausite kodėl?
02:25
Because creatingkurti moviesfilmai of processesprocesai
56
133482
1990
Nes sukurti animaciją
vaizduojanči procesą
02:27
as we think they actuallyiš tikrųjų occuratsirasti is really hardsunku.
57
135472
3014
yra labai sunku.
02:30
I spentišleista monthsmėnesių in HollywoodHolivudo
learningmokymasis 3D animationanimacija softwareprograminė įranga,
58
138486
3633
Keletą mėnesių Holivude mokinausi
naudotis 3D animacijos kurimo programa,
02:34
and I spendpraleisti monthsmėnesių on eachkiekvienas animationanimacija,
59
142119
2281
teko preleisti mėnesius
su kiekvienu animacijos įrašu
02:36
and that's just time that mostlabiausiai
researchersmokslininkai can't affordsau leisti.
60
144400
3350
ir tai laikas
kurio dauguma mokslininkų neturi.
02:39
The payoffsišmokos can be hugedidelis, thoughnors.
61
147750
2200
Bet tai teikia didžiulią naudą.
02:41
MolecularMolekulinės animationsanimacijos are unparalleledneprilygstamas
62
149950
2384
Molekulinė animacija yra neprilygstama,
02:44
in their abilitygebėjimas to conveyperteikti a great dealspręsti of informationinformacija
63
152334
3441
nes ji sugeba perteikti
labai daug informacijos,
02:47
to broadplatus audiencesauditorijos with extremeekstremalios accuracytikslumas.
64
155775
3592
didelėms auditorijoms itin tiksliai.
02:51
And I'm workingdirba on a newnaujas projectprojektas now
65
159367
1503
Aš dirbu su nauju projektu,
02:52
calledvadinamas "The ScienceMokslas of HIVŽIV"
66
160870
1438
pavadintu "Mokslas apie ŽIV",
02:54
where I'll be animatinggaivinimas the entirevisa life cycleciklas
67
162308
2362
aš kuriu animaciją
kurioje bus iliustruotas
02:56
of the HIVŽIV virusvirusas as accuratelytiksliai as possiblegalimas
68
164670
3104
visas ŽIV viruso gyvavimo ciklas,
02:59
and all in molecularmolekulinė detailišsamiai.
69
167774
1961
molekulinio lygio tikslumu.
03:01
The animationanimacija will featurefunkcija dataduomenys
70
169735
2151
Animaciją iliustruos
03:03
from thousandstūkstančiai of researchersmokslininkai
collectedsurinkta over decadesdešimtmečius,
71
171886
2976
per dešimtmečius tūkstančių mokslininkų
kauptą informaciją,
03:06
dataduomenys on what this virusvirusas looksatrodo like,
72
174862
3080
informaciją apie tai,
kaip virusas atrodo,
03:09
how it's ablegalingas to infectužkrėsti cellsląstelės in our bodykūnas,
73
177942
3088
kaip jis sugeba užkrėsti ląsteles mūsų kūne
03:13
and how therapeuticsterapijos are
helpingpadedant to combatkovoti infectioninfekcija.
74
181030
3972
ir netgi, kaip terapija
padeda kovoti su infekcija.
03:17
Over the yearsmetai, I foundrasta that animationsanimacijos
75
185002
2329
Bėgant laikui aš supratau
jog animacija
03:19
aren'tnėra just usefulnaudinga for communicatingbendrauti an ideaidėja,
76
187331
2819
yra naudinga ne tik
informacijos perteikimui,
03:22
but they're alsotaip pat really usefulnaudinga
77
190150
1496
ji tai pat naudinga
03:23
for exploringtyrinėjimas a hypothesishipotezė.
78
191646
2312
tiriant naujas teorijas.
03:25
BiologistsBiologai for the mostlabiausiai partdalis are
still usingnaudojant a paperpopierius and pencilpieštukas
79
193958
3194
Biologai vis dar naudoja
popierių ir pieštuką,
03:29
to visualizevizualizuoti the processesprocesai they studystudijuoti,
80
197152
2222
procesų įsivaizdavimui,
03:31
and with the dataduomenys we have now,
that's just not good enoughpakankamai anymoredaugiau.
81
199374
3480
tačiau turint tiek daug duomenų
tampa vis sunkiau precesą įsivaizduoti.
03:34
The processprocesas of creatingkurti an animationanimacija
82
202854
2416
Animacijos kūrimo procesas
03:37
can actveikti as a catalystkatalizatorius that allowsleidžia researchersmokslininkai
83
205270
2657
gali padėti mokslininkams
03:39
to crystalizeCrystalize and refinetikslinti their ownsavo ideasidėjos.
84
207927
2951
išgryninti daugelį turimų įdėjų.
03:42
One researchermokslo darbuotojas I workeddirbo with
85
210878
1784
Kartu su kita mokslininke,
kuri dirba su
03:44
who worksdarbai on the molecularmolekulinė mechanismsmechanizmai
86
212662
1776
neurodegeneratyvinių ligų
03:46
of neurodegenerativeNeurodegeneracinės diseasesligos
87
214438
1784
molekuliniais mechanizmais,
03:48
cameatėjo up with experimentseksperimentai that were relatedsusijęs
88
216222
1978
mes sugalvojome keletą eksperimentų,
03:50
directlytiesiogiai to the animationanimacija that
she and I workeddirbo on togetherkartu,
89
218200
2983
kurie buvo susiję
su animacijomis kurias tuo metu kūrėme.
03:53
and in this way, animationanimacija can
feedmaitinti back into the researchtyrimai processprocesas.
90
221183
4121
Tuo būdų animacijos gali
suteikti naujų įžvalgų tyrimo eigoje.
03:57
I believe that animationanimacija can changekeisti biologybiologija.
91
225304
2853
Aš tikiu, jog animacijos
gali pakeisti biologiją.
04:00
It can changekeisti the way that we
communicatebendrauti with one anotherkitas,
92
228157
2568
Tai gali pakeisti būdą kuriuo
dabar bendraujame,
04:02
how we exploreištirti our dataduomenys
93
230725
1623
kaip mes tiriame duomenis,
04:04
and how we teachmokyti our studentsstudentai.
94
232348
1327
ir kaip mokiname kitus.
04:05
But for that changekeisti to happenatsitikti,
95
233675
1454
Bet kad tai nutiktų,
04:07
we need more researchersmokslininkai creatingkurti animationsanimacijos,
96
235129
3157
mums reikia jog vis daugiau mokslininkų
kurtų animacijas,
04:10
and towardlink that endgalas, I broughtatnešė togetherkartu a teamkomanda
97
238286
2255
ir norėdama tai skatinti,
aš subūriau komandą,
04:12
of biologistsbiologai, animatorsanimatorių and programmersprogramuotojai
98
240541
3137
kuri sudaryta iš biologų,
animacijos kūrėjų, bei programuotuojų,
04:15
to createsukurti a newnaujas, freenemokamai, open-sourceatviro kodo softwareprograminė įranga
99
243678
3047
tam, kad sukurtume naują
nemokama ir lengvai prieinama programą,
04:18
we call it MolecularMolekulinės FlipbookFlipbook
100
246725
1904
pavadinimu Molekulinė greitaknygė,
04:20
that's createdsukurta just for biologistsbiologai
101
248629
1896
kuri yra sukurta specialiai biologams,
04:22
just to createsukurti molecularmolekulinė animationsanimacijos.
102
250525
3545
tik tam jog jie galėtų
kurti animaciją.
04:26
From our testingbandymai, we'vemes turime foundrasta
that it only takes 15 minutesminutės
103
254070
3712
Per bandymus paaiškėjo,
jog reikia tik 15 minučių,
04:29
for a biologistbiologas who has never
touchedpalietė animationanimacija softwareprograminė įranga before
104
257782
3268
biologui, kuris nė karto
nesinaudojo šia programa,
04:33
to createsukurti her first molecularmolekulinė animationanimacija
105
261050
2736
sukurti animaciją apie turimą
04:35
of her ownsavo hypothesishipotezė.
106
263786
1522
asmeninę hipotezę.
04:37
We're alsotaip pat buildingpastatas an onlineprisijungęs databaseduomenų bazė
107
265308
2150
Mes taip pat kuriame
internetinę duomenų bazę,
04:39
where anyonekas nors can viewvaizdas, downloadparsisiųsti and contributeprisidėti
108
267458
2775
kurioje kiekvienas norintis gali
peržiūrėti, parsisiūsti
04:42
their ownsavo animationsanimacijos.
109
270233
1616
ir netgi įkelti savo animacijas.
04:43
We're really excitedsusijaudinęs to announcepaskelbti
110
271849
1971
Mes su džiaugsmu pranešame,
04:45
that the betabeta versionversija of the molecularmolekulinė animationanimacija
111
273820
2462
jog bandomąją programos versiją,
04:48
softwareprograminė įranga toolkitįrankių rinkinys will be availableprieinama for downloadparsisiųsti todayšiandien.
112
276282
4208
bus galima parsisiūsti nuo šios dienos.
04:52
We are really excitedsusijaudinęs to see
what biologistsbiologai will createsukurti with it
113
280490
2743
Mes nekantriai laukiame
ką biologai sukurs,
04:55
and what newnaujas insightsĮžvalgos they're ablegalingas to gainpelnas
114
283233
2056
ir kokių įžvalgų
jie galės pasisemti,
04:57
from finallypagaliau beingesamas ablegalingas to animateAnimuoti
115
285289
1481
pagaliau galėdami kurti savo pačių
04:58
their ownsavo modelmodelis figuresskaičiai.
116
286770
1703
vaizdines demonstracijas.
05:00
Thank you.
117
288473
2240
Ačiū jums.
05:02
(ApplausePlojimai)
118
290713
3158
(Plojimai)
Translated by Evalds Ikvilds
Reviewed by Andrius Družinis

▲Back to top

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