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

Джанет Іваза: Як анімації можуть допомогти науковцям в тестуванні гіпотез

Filmed:
900,546 views

3D анімації можуть оживити наукові гіпотези. Молекулярний біолог (стипендіант програми TED Fellow), Джанет Іваза, розповідає про нове відкрите програмне забезпечення, створене спецільно для науковців.
- Molecular animator
Full bio

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

00:12
Take a look at this drawingмалюнок.
0
710
1869
Погляньте на цей малюнок.
00:14
Can you tell what it is?
1
2579
1604
Ви можете сказати, що це?
00:16
I'm a molecularмолекулярна biologistбіолог by trainingтренування,
2
4183
2747
Моя спеціальність - молекулярна біологія,
00:18
and I've seenбачив a lot of these kindsвидів of drawingsкреслення.
3
6930
2603
і я бачила багато подібних малюнків.
00:21
They're usuallyзазвичай referredзгаданий to as a modelмодель figureфігура,
4
9533
3092
Зазвичай їх називають "модельними схемами",
00:24
a drawingмалюнок that showsшоу how we think
5
12625
1734
які показують, як ми уявляємо
00:26
a cellularстільниковий or molecularмолекулярна processпроцес occursвідбувається.
6
14359
2664
проходження клітинних чи
молекулярних процесів.
00:29
This particularконкретно drawingмалюнок is of a processпроцес
7
17023
2499
Даний малюнок відображає процес,
00:31
calledназивається clathrin-mediatedclathrin опосередкованої endocytosisендоцитоз.
8
19522
4323
що називається
"ендоцитоз за участю клатрину".
00:35
It's a processпроцес by whichкотрий a moleculeмолекула can get
9
23845
2610
Це процес, за допомогою якого молекула
може перейти
00:38
from the outsideназовні of the cellклітина to the insideвсередині
10
26455
2238
ззовні клітини в середину клітини
00:40
by gettingотримувати capturedзахоплений in a bubbleміхур or a vesiclevesicle
11
28693
2537
будучи "захопленою" в бульбашку
або пухирець,
00:43
that then getsотримує internalizedВнутрішнє by the cellклітина.
12
31230
2820
що потім поглинається клітиною.
00:46
There's a problemпроблема with this drawingмалюнок, thoughхоча,
13
34050
1835
Проте в цьому малюнку є неточність,
00:47
and it's mainlyголовним чином in what it doesn't showпоказати.
14
35885
2632
бо він дечого не показує.
00:50
From lots of experimentsексперименти,
15
38517
1465
Із багатьох дослідів,
00:51
from lots of differentінший scientistsвчені,
16
39982
1835
а також від багатьох науковців
00:53
we know a lot about what these moleculesмолекули look like,
17
41817
2996
ми дізналися, як виглядають ці молекули,
00:56
how they moveрухатися around in the cellклітина,
18
44813
1682
як вони рухаються в клітині,
00:58
and that this is all takingвзяти placeмісце
19
46495
1825
а також, що все це відбувається
01:00
in an incrediblyнеймовірно dynamicдинамічний environmentнавколишнє середовище.
20
48320
2990
в надзвичайно динамічному середовищі.
01:03
So in collaborationспівпраця with a clathrinclathrin
expertексперт TomasТомаш KirchhausenKirchhausen,
21
51310
3473
Тому разом із знавцем клатрину,
Томасом Кірхгаузеном,
01:06
we decidedвирішив to createстворити a newновий kindдоброзичливий of modelмодель figureфігура
22
54783
2319
ми вирішили створити
новий тип модельної схеми,
01:09
that showedпоказав all of that.
23
57102
2024
яка б показувала все.
01:11
So we startпочати outsideназовні of the cellклітина.
24
59126
1736
Отож, ми почали ззовні клітини.
01:12
Now we're looking insideвсередині.
25
60862
1648
Тепер ми дивимось всередину.
01:14
ClathrinClathrin are these three-leggedтрьох ніжках moleculesмолекули
26
62510
2080
Клатрин - це ці трьохногі молекули,
01:16
that can self-assembleсамостійно зібрати into soccer-ball-likeфутбол м'яч, як shapesфігури.
27
64590
3288
які можуть самостійно організовуватися
в м'ячеподібні фігури.
01:19
ThroughЧерез connectionsз'єднання with a membraneмембрана,
28
67878
1697
Контактуючи з мембраною,
01:21
clathrinclathrin is ableздатний to deformдеформувати the membraneмембрана
29
69575
2167
клатрин може її деформувати
01:23
and formформа this sortсортувати of a cupчашка
30
71742
1413
та утворити ось таку чашу,
01:25
that formsформи this sortсортувати of a bubbleміхур, or a vesiclevesicle,
31
73155
2307
яка утворює ось таку
бульбашку (пухирець).
01:27
that's now capturingзахоплення some of the proteinsбілки
32
75462
1784
Вони захоплюють деякі протеїни,
01:29
that were outsideназовні of the cellклітина.
33
77246
1654
що були ззовні клітини.
01:30
ProteinsБілки are comingприходить in now that
basicallyв основному pinchщіпка off this vesiclevesicle,
34
78900
3498
Протеїни надходять та відщеплюються
від пухирця,
01:34
makingвиготовлення it separateокремо from the restвідпочинок of the membraneмембрана,
35
82398
2584
відділяючи його від мембрани, -
01:36
and now clathrinclathrin is basicallyв основному doneзроблено with its jobробота,
36
84982
2392
таким чином клатрин виконав своє завдання,
01:39
and so proteinsбілки are comingприходить in now —
37
87374
1238
Протеїни, які надходять,
01:40
we'veми маємо coveredпокритий them yellowжовтий and orangeапельсин
38
88612
1946
(ми їх показали жовтими та оранжевими)
01:42
that are responsibleвідповідальний for takingвзяти
apartокремо this clathrinclathrin cageклітці.
39
90558
2542
відповідають за розщеплення
цієї клатринової клітки.
01:45
And so all of these proteinsбілки
can get basicallyв основному recycledперероблений
40
93100
3282
Тому всі ці протеїни можуть бути
використані, перероблені
01:48
and used all over again.
41
96382
1536
та використані повторно.
01:49
These processesпроцеси are too smallмаленький to be seenбачив directlyбезпосередньо,
42
97918
3409
Ці процеси надто малі, щоб їх можна
було побачити,
01:53
even with the bestнайкраще microscopesМікроскопи,
43
101327
1832
навіть в найкращі мікроскопи,
01:55
so animationsанімації like this provideзабезпечити a really powerfulпотужний way
44
103159
2631
тому такі малюнки дають можливість
01:57
of visualizingВізуалізація a hypothesisгіпотеза.
45
105790
3018
візуально показати гіпотезу.
02:00
Here'sОсь anotherінший illustrationілюстрація,
46
108808
1846
Ось інша ілюстрація.
02:02
and this is a drawingмалюнок of how a researcherдослідник mightможе think
47
110654
2736
Це малюнок того, як науковці уявляють
02:05
that the HIVВІЛ virusвірус getsотримує into and out of cellsклітини.
48
113390
3505
шлях надходження ВІЛ в клітину та
з клітини.
02:08
And again, this is a vastвеличезний oversimplificationнадмірне спрощення
49
116895
2519
Знову таки, це дуже спрощене зображення,
02:11
and doesn't beginпочати to showпоказати
50
119414
1744
воно не показує,
02:13
what we actuallyнасправді know about these processesпроцеси.
51
121158
2482
що власне ми знаємо про ці процеси.
02:15
You mightможе be surprisedздивований to know
52
123640
2215
Ви будете здивовані,
02:17
that these simpleпростий drawingsкреслення are the only way
53
125855
2767
але ці малюнки є єдиним способом,
02:20
that mostнайбільше biologistsбіологи visualizeвізуалізувати
theirїх molecularмолекулярна hypothesesгіпотези.
54
128622
3832
за допомогою якого більшість біологів
відображає свої молекулярні гіпотези.
02:24
Why?
55
132454
1028
Чому?
02:25
Because creatingстворення moviesфільми of processesпроцеси
56
133482
1990
Бо дуже важко створювати
відео процесів,
02:27
as we think they actuallyнасправді occurвиникати is really hardважко.
57
135472
3014
проходження яких ми тільки уявляємо.
02:30
I spentвитрачений monthsмісяці in HollywoodГоллівуд
learningнавчання 3D animationанімація softwareпрограмне забезпечення,
58
138486
3633
Я провела місяці в Голівуді,
вивчаючи програми для 3D анімацій,
02:34
and I spendвитрачати monthsмісяці on eachкожен animationанімація,
59
142119
2281
і потратила місяці на кожну анімацію,
02:36
and that's just time that mostнайбільше
researchersдослідники can't affordдозволити собі.
60
144400
3350
а більшість біологів не може дозволити собі
витрачати стільки часу.
02:39
The payoffsвиплати can be hugeвеличезний, thoughхоча.
61
147750
2200
Проте, винагороди бувають величезні.
02:41
MolecularМолекулярні animationsанімації are unparalleledнеперевершений
62
149950
2384
Молекулярні анімації не мають конкурентів
02:44
in theirїх abilityздібності to conveyпередати a great dealугода of informationінформація
63
152334
3441
в здатності передати комлексну інформацію
02:47
to broadширокий audiencesаудиторії with extremeкрайній accuracyточність.
64
155775
3592
з величезною точністю широкій аудиторії.
02:51
And I'm workingпрацює on a newновий projectпроект now
65
159367
1503
Тепер я працюю над проектом,
02:52
calledназивається "The ScienceНаука of HIVВІЛ"
66
160870
1438
що називається "Наука ВІЛ",
02:54
where I'll be animatingАнімація the entireцілий life cycleцикл
67
162308
2362
де я покажу весь життєвий цикл
02:56
of the HIVВІЛ virusвірус as accuratelyточно as possibleможливий
68
164670
3104
ВІЛ якнайточніше
02:59
and all in molecularмолекулярна detailдетально.
69
167774
1961
та з усіма молекулярними деталями.
03:01
The animationанімація will featureособливість dataдані
70
169735
2151
Ця анімація покаже дані,
03:03
from thousandsтисячі of researchersдослідники
collectedзібрані over decadesдесятиліття,
71
171886
2976
що їх десятиліттями збирали тисячі дослідників.
03:06
dataдані on what this virusвірус looksвиглядає like,
72
174862
3080
Це інформація про те, як вірус виглядає,
03:09
how it's ableздатний to infectзаразити cellsклітини in our bodyтіло,
73
177942
3088
як він інфікує
клітини в нашому тілі,
03:13
and how therapeuticsтерапії are
helpingдопомагає to combatбій infectionінфекція.
74
181030
3972
і як ліки допомагають побороти інфекцію.
03:17
Over the yearsроків, I foundзнайдено that animationsанімації
75
185002
2329
З часом я зрозуміла, що анімації
03:19
aren'tні just usefulкорисний for communicatingспілкування an ideaідея,
76
187331
2819
корисні не тільки для передачі ідеї,
03:22
but they're alsoтакож really usefulкорисний
77
190150
1496
але вони також корисні
03:23
for exploringдосліджуючи a hypothesisгіпотеза.
78
191646
2312
для вивчення гіпотези.
03:25
BiologistsБіологи for the mostнайбільше partчастина are
still usingвикористовуючи a paperпапір and pencilолівець
79
193958
3194
Біологи досі використовують
олівець та папір,
03:29
to visualizeвізуалізувати the processesпроцеси they studyвивчення,
80
197152
2222
щоб ілюструвати процеси, які вони вивчають
03:31
and with the dataдані we have now,
that's just not good enoughдостатньо anymoreбільше.
81
199374
3480
і з даними, які ми маємо сьогодні,
це просто важко робити.
03:34
The processпроцес of creatingстворення an animationанімація
82
202854
2416
Процес створення анімації
03:37
can actдіяти as a catalystкаталізатор that allowsдозволяє researchersдослідники
83
205270
2657
може бути каталізатором,
який дасть змогу дослідникам
03:39
to crystalizecrystalize and refineуточнити theirїх ownвласний ideasідеї.
84
207927
2951
кристалізувати та удосконалити їхні ідеї.
03:42
One researcherдослідник I workedпрацював with
85
210878
1784
Один дослідник, з яким я працювала -
03:44
who worksпрацює on the molecularмолекулярна mechanismsмеханізми
86
212662
1776
він вивчає молекулярні механізми
03:46
of neurodegenerativeнейродегенеративних diseasesхвороби
87
214438
1784
нейродегенеративних хвороб -
03:48
cameприйшов up with experimentsексперименти that were relatedпов'язаний
88
216222
1978
винайшов експерименти, які стосувалися
03:50
directlyбезпосередньо to the animationанімація that
she and I workedпрацював on togetherразом,
89
218200
2983
безпосередньо анімацій,
над якими ми разом працювали.
03:53
and in this way, animationанімація can
feedгодувати back into the researchдослідження processпроцес.
90
221183
4121
Таким чином, анімація може бути
корисною в дослідницькому процесі.
03:57
I believe that animationанімація can changeзмінити biologyбіологія.
91
225304
2853
Я вірю, що анімація може змінити біологію.
04:00
It can changeзмінити the way that we
communicateспілкуватися with one anotherінший,
92
228157
2568
Вона може змінити наше спілкування,
04:02
how we exploreдосліджувати our dataдані
93
230725
1623
способи дослідження даних
04:04
and how we teachвчити our studentsстуденти.
94
232348
1327
і те, як ми навчаємо.
04:05
But for that changeзмінити to happenстатися,
95
233675
1454
Але щоб відбулися зміни,
04:07
we need more researchersдослідники creatingстворення animationsанімації,
96
235129
3157
потрібно, щоб більше дослідників
створювали анімації.
04:10
and towardдо that endкінець, I broughtприніс togetherразом a teamкоманда
97
238286
2255
Для цього я організувала команду
04:12
of biologistsбіологи, animatorsАніматори and programmersпрограмісти
98
240541
3137
біологів, аніматорів та програмістів,
04:15
to createстворити a newновий, freeбезкоштовно, open-sourceвідкрите джерело softwareпрограмне забезпечення
99
243678
3047
щоб вони створили нове, вільне
програмне забезпечення,
04:18
we call it MolecularМолекулярні FlipbookЗошит
100
246725
1904
(ми його називаємо "Молекулярний зошит")
04:20
that's createdстворений just for biologistsбіологи
101
248629
1896
призначене тільки для біологів
04:22
just to createстворити molecularмолекулярна animationsанімації.
102
250525
3545
для створення молекулярних анімацій.
04:26
From our testingтестування, we'veми маємо foundзнайдено
that it only takes 15 minutesхвилин
103
254070
3712
Ми визначили, що потрібно тільки 15 хвилин
04:29
for a biologistбіолог who has never
touchedторкнувся animationанімація softwareпрограмне забезпечення before
104
257782
3268
для біолога, який ніколи не працював з
анімаційними програмами,
04:33
to createстворити her first molecularмолекулярна animationанімація
105
261050
2736
щоб він міг створити свою першу анімацію
04:35
of her ownвласний hypothesisгіпотеза.
106
263786
1522
згідно з власною гіпотезою.
04:37
We're alsoтакож buildingбудівля an onlineонлайн databaseбаза даних
107
265308
2150
Ми також створюємо базу даних онлайн,
04:39
where anyoneбудь хто can viewвид, downloadскачати and contributeвнесок
108
267458
2775
де кожен зможе переглянути, завантажити
та додати
04:42
theirїх ownвласний animationsанімації.
109
270233
1616
власні анімації.
04:43
We're really excitedсхвильований to announceоголосити
110
271849
1971
Ми раді оголосити, що
04:45
that the betaбета-версія versionверсія of the molecularмолекулярна animationанімація
111
273820
2462
бета-версію програмного забезпечення
04:48
softwareпрограмне забезпечення toolkitінструментарій will be availableдоступний for downloadскачати todayсьогодні.
112
276282
4208
можна буде завантажити вже сьогодні.
04:52
We are really excitedсхвильований to see
what biologistsбіологи will createстворити with it
113
280490
2743
Нам не терпиться побачити,
що створять біологи
04:55
and what newновий insightsрозуміння they're ableздатний to gainвиграти
114
283233
2056
та які нові ідеї вони матимуть
04:57
from finallyнарешті beingбуття ableздатний to animateдля анімації
115
285289
1481
завдяки можливості анімувати
04:58
theirїх ownвласний modelмодель figuresцифри.
116
286770
1703
свої модельні схеми.
05:00
Thank you.
117
288473
2240
Дякую.
05:02
(ApplauseОплески)
118
290713
3158
(Оплески)
Translated by Oksana Nedostup
Reviewed by Hanna Leliv

▲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