TEDxSydney
Drew Berry: Animations of unseeable biology
Drew Berry: Animaciones de biología invisible
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No hay manera de observar directamente las moléculas ni lo que hacen. Drew Berry quiere cambiar eso. En el TEDxSydney muestra sus animaciones científicamente exactas (y ¡entretenidas!) que ayudan a los investigadores a ver los procesos invisibles dentro de nuestras propias células.
Drew Berry - Biomedical animator
Drew Berry creates stunning and scientifically accurate animations to illustrate how the molecules in our cell move and interact. Full bio
Drew Berry creates stunning and scientifically accurate animations to illustrate how the molecules in our cell move and interact. Full bio
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What I'm going to show you
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0
2000
Lo que les voy a mostrar
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are the astonishing molecular machines
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2000
4000
son las sorprendentes máquinas moleculares
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that create the living fabric of your body.
2
6000
3000
que crean el tejido vivo de su cuerpo.
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Now molecules are really, really tiny.
3
9000
3000
Ahora, las moléculas son muy, muy diminutas.
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And by tiny,
4
12000
2000
Y con diminutas,
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I mean really.
5
14000
2000
quiero decir muy diminutas.
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They're smaller than a wavelength of light,
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2000
Son más pequeñas que la longitud de onda de la luz,
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so we have no way to directly observe them.
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18000
3000
así que no hay forma de observarlas directamente.
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But through science, we do have a fairly good idea
8
21000
2000
Pero gracias a la ciencia tenemos una idea bastante buena
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of what's going on down at the molecular scale.
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23000
3000
de lo que ocurre a escala molecular.
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So what we can do is actually tell you about the molecules,
10
26000
3000
Lo que podemos hacer es hablarles acerca de las moléculas,
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but we don't really have a direct way of showing you the molecules.
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29000
3000
pero realmente no tenemos una manera directa de mostrárselas.
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One way around this is to draw pictures.
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32000
3000
Un modo de resolver el problema es haciendo dibujos.
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And this idea is actually nothing new.
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35000
2000
Esta idea no es nada nueva.
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Scientists have always created pictures
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2000
Los científicos siempre han creado imágenes
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as part of their thinking and discovery process.
15
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3000
como parte de su pensamiento y proceso de descubrimiento.
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They draw pictures of what they're observing with their eyes,
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3000
Dibujan lo que están observando con sus propios ojos
01:00
through technology like telescopes and microscopes,
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45000
2000
usando tecnologías como telescopios y microscopios,
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and also what they're thinking about in their minds.
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47000
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y también lo que les pasa por la mente.
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I picked two well-known examples,
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2000
Escogí dos ejemplos famosos
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because they're very well-known for expressing science through art.
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3000
porque expresan la ciencia a través del arte.
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And I start with Galileo
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55000
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Y empiezo con Galileo
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who used the world's first telescope
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57000
2000
que utilizó el primer telescopio del mundo
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to look at the Moon.
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59000
2000
para observar la Luna.
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And he transformed our understanding of the Moon.
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61000
2000
Él transformó nuestra comprensión de la Luna.
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The perception in the 17th century
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63000
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La percepción en el siglo XVII
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was the Moon was a perfect heavenly sphere.
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65000
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era que se trataba de una esfera celeste perfecta.
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But what Galileo saw was a rocky, barren world,
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67000
3000
Pero lo que Galileo vio fue un mundo rocoso y árido
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which he expressed through his watercolor painting.
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70000
3000
que expresó a través de su pintura a la acuarela.
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Another scientist with very big ideas,
29
73000
2000
Otro científico con grandes ideas,
01:30
the superstar of biology, is Charles Darwin.
30
75000
3000
la superestrella de la biología, es Charles Darwin.
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And with this famous entry in his notebook,
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78000
2000
Y con esta famosa nota en su cuaderno
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he begins in the top left-hand corner with, "I think,"
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80000
3000
comienza en la parte superior izquierda con: "Yo pienso",
01:38
and then sketches out the first tree of life,
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83000
3000
y luego traza el primer árbol de la vida,
01:41
which is his perception
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86000
2000
que es su percepción
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of how all the species, all living things on Earth,
35
88000
2000
sobre cómo todas las especies, todos los seres vivos de la Tierra,
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are connected through evolutionary history --
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90000
3000
están relacionadas a través de la historia evolutiva;
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the origin of species through natural selection
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93000
2000
el origen de las especies mediante la selección natural
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and divergence from an ancestral population.
38
95000
3000
y su divergencia de una población ancestral.
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Even as a scientist,
39
98000
2000
A pesar de ser un científico,
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I used to go to lectures by molecular biologists
40
100000
2000
asistía a conferencias de biólogos moleculares
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and find them completely incomprehensible,
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102000
3000
y me parecían totalmente incomprensibles,
02:00
with all the fancy technical language and jargon
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105000
2000
con todo el lenguaje técnico sofisticado y jerga
02:02
that they would use in describing their work,
43
107000
2000
que usaban para describir su trabajo,
02:04
until I encountered the artworks of David Goodsell,
44
109000
3000
hasta que encontré las obras de David Goodsell,
02:07
who is a molecular biologist at the Scripps Institute.
45
112000
3000
un biólogo molecular del Scripps Institute.
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And his pictures,
46
115000
2000
En sus cuadros
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everything's accurate and it's all to scale.
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117000
2000
todo es exacto y a escala.
02:14
And his work illuminated for me
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119000
3000
Su trabajo me aclaró
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what the molecular world inside us is like.
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122000
2000
cómo es el mundo molecular dentro de nosotros.
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So this is a transection through blood.
50
124000
3000
Esta es una sección transversal de la sangre.
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In the top left-hand corner, you've got this yellow-green area.
51
127000
2000
Arriba a la izquierda tenemos esta zona amarillo verdoso.
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The yellow-green area is the fluids of blood, which is mostly water,
52
129000
3000
Son los fluidos de la sangre, que son principalmente agua,
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but it's also antibodies, sugars,
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132000
2000
pero también anticuerpos, azúcares,
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hormones, that kind of thing.
54
134000
2000
hormonas, ese tipo de cosas.
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And the red region is a slice into a red blood cell.
55
136000
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La región roja es una sección de un glóbulo rojo.
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And those red molecules are hemoglobin.
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138000
2000
Y esas moléculas rojas son la hemoglobina.
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They are actually red; that's what gives blood its color.
57
140000
2000
Son realmente rojas, y dan el color a la sangre.
02:37
And hemoglobin acts as a molecular sponge
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142000
2000
La hemoglobina actúa como una esponja molecular
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to soak up the oxygen in your lungs
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144000
2000
para absorber el oxígeno en los pulmones
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and then carry it to other parts of the body.
60
146000
2000
y luego llevarlo a otras partes del cuerpo.
02:43
I was very much inspired by this image many years ago,
61
148000
3000
Por muchos años estuve muy inspirado por esta imagen,
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and I wondered whether we could use computer graphics
62
151000
2000
y me pregunté si podríamos usar computación gráfica
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to represent the molecular world.
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153000
2000
para representar el mundo molecular.
02:50
What would it look like?
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155000
2000
¿Cómo hubiera sido?
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And that's how I really began. So let's begin.
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157000
3000
Y ese fue el comienzo. Empecemos.
02:55
This is DNA in its classic double helix form.
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160000
2000
Este es el ADN en su forma clásica de doble hélice.
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And it's from X-ray crystallography,
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162000
2000
Proviene de la cristalografía de rayos X,
02:59
so it's an accurate model of DNA.
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164000
2000
por lo tanto es un modelo exacto del ADN.
03:01
If we unwind the double helix and unzip the two strands,
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166000
2000
Si se desenrolla la doble hélice y se extienden las dos cadenas,
03:03
you see these things that look like teeth.
70
168000
2000
verán estas cosas que parecen dientes.
03:05
Those are the letters of genetic code,
71
170000
2000
Son las letras del código genético,
03:07
the 25,000 genes you've got written in your DNA.
72
172000
3000
los 25.000 genes que tienen escrito en su ADN.
03:10
This is what they typically talk about --
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175000
2000
A esto nos referimos normalmente
03:12
the genetic code -- this is what they're talking about.
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177000
2000
cuando se habla del código genético.
03:14
But I want to talk about a different aspect of DNA science,
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179000
2000
Pero yo quiero hablar de otro aspecto de la ciencia del ADN,
03:16
and that is the physical nature of DNA.
76
181000
3000
es decir, de su naturaleza física.
03:19
It's these two strands that run in opposite directions
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184000
3000
Estas dos cadenas se mueven en direcciones opuestas
03:22
for reasons I can't go into right now.
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187000
2000
por razones que no explicaré ahora.
03:24
But they physically run in opposite directions,
79
189000
2000
Pero físicamente van en direcciones opuestas,
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which creates a number of complications for your living cells,
80
191000
3000
lo que crea una serie de complicaciones para nuestras células vivas,
03:29
as you're about to see,
81
194000
2000
como están a punto de ver,
03:31
most particularly when DNA is being copied.
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196000
3000
en particular cuando el ADN se copia.
03:34
And so what I'm about to show you
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199000
2000
Lo que voy a mostrarles
03:36
is an accurate representation
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201000
2000
es una representación exacta
03:38
of the actual DNA replication machine that's occurring right now inside your body,
85
203000
3000
de la máquina replicadora de ADN que está funcionando ahora mismo dentro de su cuerpo,
03:41
at least 2002 biology.
86
206000
3000
al menos en la biología de 2002.
03:44
So DNA's entering the production line from the left-hand side,
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209000
3000
El ADN entra en la línea de producción por el lado izquierdo
03:47
and it hits this collection, these miniature biochemical machines,
88
212000
3000
y alcanza este conjunto, estas máquinas bioquímicas en miniatura
03:50
that are pulling apart the DNA strand and making an exact copy.
89
215000
3000
que están separando la cadena de ADN y haciendo una copia exacta.
03:53
So DNA comes in
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218000
2000
Entonces el ADN entra
03:55
and hits this blue, doughnut-shaped structure
91
220000
2000
y golpea esta estructura azul en forma de rosquilla
03:57
and it's ripped apart into its two strands.
92
222000
2000
y sus dos cadenas se separan.
03:59
One strand can be copied directly,
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224000
2000
Una cadena se puede copiar directamente,
04:01
and you can see these things spooling off to the bottom there.
94
226000
3000
y pueden ver estas cosas enrollarse aquí abajo.
04:04
But things aren't so simple for the other strand
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229000
2000
Pero no es igual de sencillo para la otra cadena
04:06
because it must be copied backwards.
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231000
2000
porque debe ser copiada al revés.
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So it's thrown out repeatedly in these loops
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233000
2000
Es expulsada reiteradamente en estos bucles
04:10
and copied one section at a time,
98
235000
2000
y copiada sección por sección,
04:12
creating two new DNA molecules.
99
237000
3000
creando dos nuevas moléculas de ADN.
04:15
Now you have billions of this machine
100
240000
3000
Ahora tienen billones de máquinas como ésta
04:18
right now working away inside you,
101
243000
2000
que están trabajando en su cuerpo,
04:20
copying your DNA with exquisite fidelity.
102
245000
2000
copiando su ADN con exquisita fidelidad.
04:22
It's an accurate representation,
103
247000
2000
Es una representación exacta
04:24
and it's pretty much at the correct speed for what is occurring inside you.
104
249000
3000
de lo que está sucediendo dentro de ustedes, más o menos a velocidad real.
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I've left out error correction and a bunch of other things.
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252000
3000
He omitido la corrección de errores y otras cosas.
04:32
This was work from a number of years ago.
106
257000
2000
Se trata de un trabajo de hace algunos años.
04:34
Thank you.
107
259000
2000
Gracias.
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This is work from a number of years ago,
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261000
3000
Este es un trabajo de hace algunos años,
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but what I'll show you next is updated science, it's updated technology.
109
264000
3000
pero lo que voy a mostrarles a continuación es ciencia moderna, tecnología de avanzada.
04:42
So again, we begin with DNA.
110
267000
2000
De nuevo, empezamos con el ADN.
04:44
And it's jiggling and wiggling there because of the surrounding soup of molecules,
111
269000
3000
Se retuerce porque está rodeado por una sopa de moléculas
04:47
which I've stripped away so you can see something.
112
272000
2000
que he quitado con el fin de hacerla más visible.
04:49
DNA is about two nanometers across,
113
274000
2000
El ADN tiene una sección de unos dos nanómetros,
04:51
which is really quite tiny.
114
276000
2000
que en realidad es muy poco.
04:53
But in each one of your cells,
115
278000
2000
Pero en cada una de sus células
04:55
each strand of DNA is about 30 to 40 million nanometers long.
116
280000
4000
cada cadena de ADN tiene una longitud de unos 30 a 40 millones de nanómetros.
04:59
So to keep the DNA organized and regulate access to the genetic code,
117
284000
3000
Entonces, para mantener el ADN organizado y el acceso regular al código genético,
05:02
it's wrapped around these purple proteins --
118
287000
2000
se envuelve alrededor de estas proteínas púrpuras,
05:04
or I've labeled them purple here.
119
289000
2000
o al menos yo las puse púrpuras aquí.
05:06
It's packaged up and bundled up.
120
291000
2000
Está envasado y empaquetado.
05:08
All this field of view is a single strand of DNA.
121
293000
3000
Todo lo que ven es una única cadena de ADN.
05:11
This huge package of DNA is called a chromosome.
122
296000
3000
Este enorme paquete de ADN se llama cromosoma.
05:14
And we'll come back to chromosomes in a minute.
123
299000
3000
Volveremos a los cromosomas en un minuto.
05:17
We're pulling out, we're zooming out,
124
302000
2000
Nos alejamos, salimos de aquí
05:19
out through a nuclear pore,
125
304000
2000
a través de un poro nuclear,
05:21
which is the gateway to this compartment that holds all the DNA
126
306000
3000
que es el acceso a este compartimiento que contiene todo el ADN
05:24
called the nucleus.
127
309000
2000
llamado núcleo.
05:26
All of this field of view
128
311000
2000
Todo lo que vemos
05:28
is about a semester's worth of biology, and I've got seven minutes.
129
313000
3000
equivale a un semestre de biología y yo tengo siete minutos.
05:31
So we're not going to be able to do that today?
130
316000
3000
Entonces, ¿no seremos capaces de desarrollarlo hoy?
05:34
No, I'm being told, "No."
131
319000
3000
No, he oído decir "No".
05:37
This is the way a living cell looks down a light microscope.
132
322000
3000
Así es como se ve una célula viva en un microscopio.
05:40
And it's been filmed under time-lapse, which is why you can see it moving.
133
325000
3000
Ha sido filmada en cámara rápida, por eso pueden verla moverse.
05:43
The nuclear envelope breaks down.
134
328000
2000
La membrana nuclear se rompe.
05:45
These sausage-shaped things are the chromosomes, and we'll focus on them.
135
330000
3000
Estas cosas en forma de salchicha son los cromosomas, y nos centraremos en ellos.
05:48
They go through this very striking motion
136
333000
2000
Se mueven de esta manera sorprendente
05:50
that is focused on these little red spots.
137
335000
3000
en torno a esas pequeñas manchas rojas.
05:53
When the cell feels it's ready to go,
138
338000
3000
Cuando la célula se siente lista
05:56
it rips apart the chromosome.
139
341000
2000
los cromosomas se separan.
05:58
One set of DNA goes to one side,
140
343000
2000
Una parte del ADN va para un lado,
06:00
the other side gets the other set of DNA --
141
345000
2000
la otra parte del ADN va del otro
06:02
identical copies of DNA.
142
347000
2000
-copias idénticas de ADN-
06:04
And then the cell splits down the middle.
143
349000
2000
y luego la célula se divide por la mitad.
06:06
And again, you have billions of cells
144
351000
2000
Una vez más, hay billones de células
06:08
undergoing this process right now inside of you.
145
353000
3000
que están haciendo lo mismo en su cuerpo.
06:11
Now we're going to rewind and just focus on the chromosomes
146
356000
3000
Ahora devolvámonos para enfocarnos solo en los cromosonas
06:14
and look at its structure and describe it.
147
359000
2000
y ver su estructura y describirla.
06:16
So again, here we are at that equator moment.
148
361000
3000
Vamos de nuevo al momento de la división.
06:19
The chromosomes line up.
149
364000
2000
Los cromosomas se alinean.
06:21
And if we isolate just one chromosome,
150
366000
2000
Ahora aislaremos solo un cromosoma
06:23
we're going to pull it out and have a look at its structure.
151
368000
2000
para echar un vistazo a su estructura.
06:25
So this is one of the biggest molecular structures that you have,
152
370000
3000
Es una de las más grandes estructuras moleculares del cuerpo humano,
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at least as far as we've discovered so far inside of us.
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4000
por lo menos de lo que hemos descubierto hasta ahora.
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So this is a single chromosome.
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2000
Así que esto es un solo cromosoma.
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And you have two strands of DNA in each chromosome.
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3000
Y hay dos cadenas de ADN en cada cromosoma.
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One is bundled up into one sausage.
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Una se envuelve en forma de salchicha.
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The other strand is bundled up into the other sausage.
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2000
La otra cadena forma la otra salchicha.
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These things that look like whiskers that are sticking out from either side
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Estas cosas que parecen bigotes que sobresalen por ambos lados
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are the dynamic scaffolding of the cell.
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3000
son el andamiaje dinámico de la célula.
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They're called mircrotubules. That name's not important.
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2000
Se llaman microtúbulos. El nombre no es importante.
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But what we're going to focus on is this red region -- I've labeled it red here --
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Pero nos vamos a centrar en esta región roja -que he marcado de rojo aquí-
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and it's the interface
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que es la interfaz
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between the dynamic scaffolding and the chromosomes.
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entre el andamiaje dinámico y los cromosomas.
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It is obviously central to the movement of the chromosomes.
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Obviamente es vital para el movimiento de los cromosomas.
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We have no idea really as to how it's achieving that movement.
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3000
No sabemos realmente cómo produce este movimiento.
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We've been studying this thing they call the kinetochore
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Hemos estudiado intensamente esta cosa
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for over a hundred years with intense study,
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2000
llamada cinetocoro por más de cien años
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and we're still just beginning to discover what it's all about.
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3000
y apenas estamos empezando a descubrir de qué se trata.
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It is made up of about 200 different types of proteins,
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3000
Está compuesta por unos 200 tipos diferentes de proteínas,
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thousands of proteins in total.
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miles de proteínas en total.
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It is a signal broadcasting system.
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Es un sistema de transmisión de señal.
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It broadcasts through chemical signals
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Transmite mediante señales químicas
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telling the rest of the cell when it's ready,
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que alerta al resto de la célula cuando está lista,
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when it feels that everything is aligned and ready to go
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cuando siente que todo está en orden y listo
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for the separation of the chromosomes.
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para la separación de los cromosomas.
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It is able to couple onto the growing and shrinking microtubules.
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Es capaz de unirse a los microtúbulos que crecen y se encogen.
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It's involved with the growing of the microtubules,
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3000
Está involucrado con el crecimiento de los microtúbulos
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and it's able to transiently couple onto them.
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y es capaz de unirse a ellos de forma transitoria.
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It's also an attention sensing system.
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También es un sistema sensible a la atención
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It's able to feel when the cell is ready,
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capaz de percibir cuando la célula está lista,
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when the chromosome is correctly positioned.
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cuando el cromosoma está posicionado correctamente.
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It's turning green here
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Se pone verde aquí
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because it feels that everything is just right.
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porque siente que todo está bien.
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And you'll see, there's this one little last bit
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Y verán que hay un último pedacito
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that's still remaining red.
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que sigue siendo rojo.
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And it's walked away down the microtubules.
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Y es enviado a lo largo de los microtúbulos.
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That is the signal broadcasting system sending out the stop signal.
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Este es el sistema de transmisión de señal enviando la señal de pare.
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And it's walked away. I mean, it's that mechanical.
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Es enviado. Es decir, se trata de una transmisión así de mecánica.
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It's molecular clockwork.
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Es un mecanismo de relojería molecular.
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This is how you work at the molecular scale.
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Así es como funciona a escala molecular.
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So with a little bit of molecular eye candy,
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Con un poquito de embellecimiento molecular,
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we've got kinesins, which are the orange ones.
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tenemos las kinesinas, las naranjadas.
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They're little molecular courier molecules walking one way.
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Son pequeñas moléculas mensajeras que van en una dirección.
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And here are the dynein. They're carrying that broadcasting system.
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Y aquí están las dineínas llevando el sistema de transmisión.
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And they've got their long legs so they can step around obstacles and so on.
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Tienen largas patas que les permite pasar entre los obstáculos y demás.
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So again, this is all derived accurately
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De nuevo, todo esto viene
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from the science.
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de la ciencia exacta.
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The problem is we can't show it to you any other way.
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3000
El problema es que no podemos mostrárselo de otra forma.
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Exploring at the frontier of science,
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Explorar la frontera de la ciencia,
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at the frontier of human understanding,
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la frontera del conocimiento humano
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is mind-blowing.
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es alucinante.
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Discovering this stuff
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Descubrir todo esto
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is certainly a pleasurable incentive to work in science.
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es sin duda un incentivo placentero para hacer ciencia.
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But most medical researchers --
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Pero para la mayoría de los investigadores médicos,
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discovering the stuff
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descubrir todo esto
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is simply steps along the path to the big goals,
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es simplemente un paso en el camino hacia las grandes metas,
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which are to eradicate disease,
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que son erradicar la enfermedad,
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to eliminate the suffering and the misery that disease causes
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eliminar el sufrimiento y la miseria que la enfermedad causa
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and to lift people out of poverty.
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y sacar a la gente de la pobreza.
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Thank you.
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2000
Gracias.
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(Applause)
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4000
(Aplausos)
ABOUT THE SPEAKER
Drew Berry - Biomedical animatorDrew Berry creates stunning and scientifically accurate animations to illustrate how the molecules in our cell move and interact.
Why you should listen
Drew Berry is a biomedical animator whose scientifically accurate and aesthetically rich visualisations reveal the microscopic world inside our bodies to a wide range of audiences. His animations have exhibited at venues such as the Guggenheim Museum, Museum of Modern Art (New York), the Royal Institute of Great Britain and the University of Geneva. In 2010 he received a MacArthur Fellowship "Genius Award".
Drew Berry | Speaker | TED.com