TEDxSydney
Drew Berry: Animations of unseeable biology
Drew Berry: Animations de biologie invisible
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Il n’y a pas moyen d’observer directement les molécules et ce qu’elles font – Drew Berry veut changer tout cela. À TEDxSidney il montre ses animations scientifiques très exactes (et amusantes !) qui aident les chercheurs à voir les processus à l'intérieur de nos cellules.
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
0
0
2000
Ce que je vais vous montrer
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are the astonishing molecular machines
1
2000
4000
ce sont les étonnantes machines moléculaires
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that create the living fabric of your body.
2
6000
3000
qui créent le tissu vivant de votre corps.
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Now molecules are really, really tiny.
3
9000
3000
Les molécules sont vraiment minuscules.
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And by tiny,
4
12000
2000
Et par minuscules
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I mean really.
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14000
2000
je veux dire vraiment minuscules.
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They're smaller than a wavelength of light,
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16000
2000
Elles sont plus petites que la longueur d’onde de la lumière,
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so we have no way to directly observe them.
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18000
3000
il n’y a donc pas moyen de les observer directement.
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But through science, we do have a fairly good idea
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21000
2000
Mais grâce à la science, nous avons une idée
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of what's going on down at the molecular scale.
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23000
3000
de ce qui se passe au niveau moléculaire.
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So what we can do is actually tell you about the molecules,
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26000
3000
Ce que nous pouvons donc faire c’est vous raconter les molécules,
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but we don't really have a direct way of showing you the molecules.
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29000
3000
mais il n’y a pas moyen de vous montrer directement les molécules.
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One way around this is to draw pictures.
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32000
3000
Une façon de résoudre le problème est de dessiner.
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And this idea is actually nothing new.
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35000
2000
Cette idée n’est pas nouvelle.
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Scientists have always created pictures
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37000
2000
Les scientifiques ont toujours créé des images
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as part of their thinking and discovery process.
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39000
3000
selon leur pensée et leur parcours de découvertes.
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They draw pictures of what they're observing with their eyes,
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42000
3000
Ils dessinent ce qu’ils observent avec les yeux,
01:00
through technology like telescopes and microscopes,
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45000
2000
avec les technologies comme les télescopes et les microscopes,
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and also what they're thinking about in their minds.
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47000
3000
et également ce qu’ils pensent et leur vient à l’esprit.
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I picked two well-known examples,
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50000
2000
J’ai pris deux exemples célèbres,
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because they're very well-known for expressing science through art.
20
52000
3000
parce qu’ils expriment la science à travers l’art.
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And I start with Galileo
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55000
2000
Et je commence avec Galileo
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who used the world's first telescope
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57000
2000
qui a utilisé le premier télescope au monde
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to look at the Moon.
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59000
2000
pour observer la Lune.
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And he transformed our understanding of the Moon.
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61000
2000
Il a transformé notre connaissance de la Lune.
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The perception in the 17th century
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63000
2000
Au 17° siècle, on voyait la lune
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was the Moon was a perfect heavenly sphere.
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65000
2000
comme une sphère céleste parfaite.
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But what Galileo saw was a rocky, barren world,
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67000
3000
Mais ce que Galileo a vu c’est un monde aride et rocheux
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which he expressed through his watercolor painting.
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70000
3000
qu’il a exprimé à travers ses aquarelles.
01:28
Another scientist with very big ideas,
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73000
2000
Un autre scientifique avec de grandes idées,
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the superstar of biology, is Charles Darwin.
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75000
3000
la vedette de la biologie, c’est Charles Darwin.
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And with this famous entry in his notebook,
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78000
2000
Et avec sa célèbre note sur son carnet,
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he begins in the top left-hand corner with, "I think,"
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80000
3000
il a commencé en haut à gauche avec, « Je pense, »
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and then sketches out the first tree of life,
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83000
3000
et ensuite il ébauche le premier arbre de la vie,
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which is his perception
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86000
2000
qui est l’idée qu’il se fait
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of how all the species, all living things on Earth,
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88000
2000
de comment les espèces qui vivent su Terre,
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are connected through evolutionary history --
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90000
3000
sont liées à travers l’évolution historique --
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the origin of species through natural selection
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93000
2000
l’origine des espèces à travers la sélection naturelle
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and divergence from an ancestral population.
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95000
3000
et les différences avec une population ancestrale.
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Even as a scientist,
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98000
2000
Même en tant que scientifique,
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I used to go to lectures by molecular biologists
40
100000
2000
j’assistais à des conférences de biologistes moléculaires
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and find them completely incomprehensible,
41
102000
3000
et je les trouvais complètement incompréhensibles
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with all the fancy technical language and jargon
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105000
2000
avec tout ce langage technique sophistiqué et ce jargon
02:02
that they would use in describing their work,
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107000
2000
qu’ils utilisaient pour décrire leur travail,
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until I encountered the artworks of David Goodsell,
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109000
3000
jusqu’à ce que je tombe sur les œuvres de David Goodsell,
02:07
who is a molecular biologist at the Scripps Institute.
45
112000
3000
qui est biologiste moléculaire au Scripps Instistute.
02:10
And his pictures,
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115000
2000
Et dans ses images,
02:12
everything's accurate and it's all to scale.
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117000
2000
tout est précis et à l’échelle.
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And his work illuminated for me
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119000
3000
Et son travail a éclairé pour moi
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what the molecular world inside us is like.
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122000
2000
ce qu’est le monde moléculaire en nous.
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So this is a transection through blood.
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124000
3000
Donc voici une section du sang.
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In the top left-hand corner, you've got this yellow-green area.
51
127000
2000
En haut à gauche, vous avez cette zone jaune-vert.
02:24
The yellow-green area is the fluids of blood, which is mostly water,
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129000
3000
La zone jaune-vert ce sont les liquides du sang, essentiellement de l’eau,
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but it's also antibodies, sugars,
53
132000
2000
mais aussi des anticorps, des sucres,
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hormones, that kind of thing.
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134000
2000
des hormones, ce genre de choses.
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And the red region is a slice into a red blood cell.
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136000
2000
Et la zone rouge c’est une section de globule rouge.
02:33
And those red molecules are hemoglobin.
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138000
2000
Et ces molécules rouges c’est l’hémoglobine.
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They are actually red; that's what gives blood its color.
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140000
2000
Elles sont vraiment rouges : c’est ce qui donne la couleur à votre sang.
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And hemoglobin acts as a molecular sponge
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142000
2000
Et l’hémoglobine agit comme une éponge moléculaire,
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to soak up the oxygen in your lungs
59
144000
2000
elle absorbe l’oxygène dans vos poumons
02:41
and then carry it to other parts of the body.
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146000
2000
et le transporte dans d’autres parties du corps.
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I was very much inspired by this image many years ago,
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148000
3000
Je me suis beaucoup inspiré de cette image il y a plusieurs années,
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and I wondered whether we could use computer graphics
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151000
2000
et je me suis demandé si l’on pouvait utiliser l’infographie
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to represent the molecular world.
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153000
2000
pour représenter le monde moléculaire.
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What would it look like?
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155000
2000
A quoi cela ressemblerait-il?
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And that's how I really began. So let's begin.
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157000
3000
Et voila comment j’ai commencé. Voyons voir.
02:55
This is DNA in its classic double helix form.
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160000
2000
Voici l’ADN dans sa forme classique en double hélice.
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And it's from X-ray crystallography,
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162000
2000
Et ça vient d’une cristallographie aux rayons X,
02:59
so it's an accurate model of DNA.
68
164000
2000
c’est une représentation très précise de l’ADN.
03:01
If we unwind the double helix and unzip the two strands,
69
166000
2000
En déroulant la double hélice et en ouvrant les deux filaments,
03:03
you see these things that look like teeth.
70
168000
2000
vous voyez ces choses qui ressemblent à des dents.
03:05
Those are the letters of genetic code,
71
170000
2000
Ce sont les lettres du code génétique,
03:07
the 25,000 genes you've got written in your DNA.
72
172000
3000
les 25 000 gènes qui sont écrits dans votre ADN.
03:10
This is what they typically talk about --
73
175000
2000
Voici ce dont ils parlent --
03:12
the genetic code -- this is what they're talking about.
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177000
2000
le code génétique – voilà ce dont ils parlent.
03:14
But I want to talk about a different aspect of DNA science,
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179000
2000
Mais je veux vous parler d’un autre aspect de la science de l’ADN,
03:16
and that is the physical nature of DNA.
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181000
3000
c'est-à-dire la nature physique de l’ADN.
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It's these two strands that run in opposite directions
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184000
3000
Ces deux filaments se dirigent dans deux directions opposées
03:22
for reasons I can't go into right now.
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187000
2000
pour des raisons que je ne vais pas expliquer maintenant.
03:24
But they physically run in opposite directions,
79
189000
2000
Mais, physiquement ils se dirigent dans deux directions opposées,
03:26
which creates a number of complications for your living cells,
80
191000
3000
ce qui crée certaines complications pour vos cellules vivantes,
03:29
as you're about to see,
81
194000
2000
comme vous allez le voir,
03:31
most particularly when DNA is being copied.
82
196000
3000
plus particulièrement quand l’ADN est copié.
03:34
And so what I'm about to show you
83
199000
2000
Ce que je vais vous montrer
03:36
is an accurate representation
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201000
2000
c’est une représentation précise
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of the actual DNA replication machine that's occurring right now inside your body,
85
203000
3000
de la reproduction de l’ADN qui se passe à l’intérieur de votre corps,
03:41
at least 2002 biology.
86
206000
3000
du moins selon la biologie de 2002.
03:44
So DNA's entering the production line from the left-hand side,
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209000
3000
L’ADN rentre dans la ligne de production par le côté gauche,
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and it hits this collection, these miniature biochemical machines,
88
212000
3000
il rencontre cette collection, ces machines biologiques en miniature,
03:50
that are pulling apart the DNA strand and making an exact copy.
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215000
3000
qui démontent les filaments de l’ADN et en font une copie.
03:53
So DNA comes in
90
218000
2000
Donc l’ADN rentre,
03:55
and hits this blue, doughnut-shaped structure
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220000
2000
il touche cette structure bleue en forme de beignet
03:57
and it's ripped apart into its two strands.
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222000
2000
qui le déchire en deux filaments.
03:59
One strand can be copied directly,
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224000
2000
Un filament peut être copié directement,
04:01
and you can see these things spooling off to the bottom there.
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226000
3000
et vous voyez ces choses qui se rembobine là en bas.
04:04
But things aren't so simple for the other strand
95
229000
2000
Mais tout n’est pas aussi simple pour cet autre filament
04:06
because it must be copied backwards.
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231000
2000
parce qu’il doit être recopié à l’envers.
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So it's thrown out repeatedly in these loops
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233000
2000
Il est donc rejeté à plusieurs reprises dans ces boucles
04:10
and copied one section at a time,
98
235000
2000
et recopié une section à la fois,
04:12
creating two new DNA molecules.
99
237000
3000
créant ainsi deux molécules d’ADN.
04:15
Now you have billions of this machine
100
240000
3000
Vous avez des milliards de machines comme celle-ci
04:18
right now working away inside you,
101
243000
2000
qui sont à l'oeuvre dans votre corps,
04:20
copying your DNA with exquisite fidelity.
102
245000
2000
qui font des copies de votre ADN dans tous les détails.
04:22
It's an accurate representation,
103
247000
2000
C’est une représentation exacte
04:24
and it's pretty much at the correct speed for what is occurring inside you.
104
249000
3000
et à la bonne vitesse de se qui se passe à l’intérieur de vous.
04:27
I've left out error correction and a bunch of other things.
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252000
3000
J’ai omis la correction des erreurs et un tas d’autres choses.
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This was work from a number of years ago.
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257000
2000
C’était un travail d’il y a quelques années.
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Thank you.
107
259000
2000
Merci.
04:36
This is work from a number of years ago,
108
261000
3000
C’est un travail d’il y a quelques années,
04:39
but what I'll show you next is updated science, it's updated technology.
109
264000
3000
mais ce que je vais vous montrer ensuite c’est de la science moderne, de la technologie moderne.
04:42
So again, we begin with DNA.
110
267000
2000
Encore une fois nous commençons avec l’ADN.
04:44
And it's jiggling and wiggling there because of the surrounding soup of molecules,
111
269000
3000
Et il gigote et se tortille parce qu’il est entouré d’une soupe de molécules,
04:47
which I've stripped away so you can see something.
112
272000
2000
dont je me suis débarrassé pour que vous puissiez voir.
04:49
DNA is about two nanometers across,
113
274000
2000
L’ADN mesure à peu près deux nanomètres,
04:51
which is really quite tiny.
114
276000
2000
ce qui est vraiment minuscule.
04:53
But in each one of your cells,
115
278000
2000
Mais dans chaque cellule,
04:55
each strand of DNA is about 30 to 40 million nanometers long.
116
280000
4000
chaque filament d’ADN est long de 30 à 40 millions de nanomètres.
04:59
So to keep the DNA organized and regulate access to the genetic code,
117
284000
3000
Pour tenir en ordre l’ADN et réguler l’accès au code génétique,
05:02
it's wrapped around these purple proteins --
118
287000
2000
il est enveloppé de ces protéines violettes --
05:04
or I've labeled them purple here.
119
289000
2000
ou c’est plutôt moi qui les ai étiquetées en violet.
05:06
It's packaged up and bundled up.
120
291000
2000
C’est emballé et empaqueté.
05:08
All this field of view is a single strand of DNA.
121
293000
3000
Tout ce champ de vision est un seul filament d’ADN.
05:11
This huge package of DNA is called a chromosome.
122
296000
3000
Cet énorme paquet d’ADN s’appelle un chromosome.
05:14
And we'll come back to chromosomes in a minute.
123
299000
3000
Et nous reviendrons dans une minute sur les chromosomes.
05:17
We're pulling out, we're zooming out,
124
302000
2000
Nous nous dégageons, nous zoomons en arrière
05:19
out through a nuclear pore,
125
304000
2000
à travers un pore nucléaire,
05:21
which is the gateway to this compartment that holds all the DNA
126
306000
3000
qui est l’entrée vers ce compartiment qui contient tout l’ADN
05:24
called the nucleus.
127
309000
2000
qui s’appelle noyau.
05:26
All of this field of view
128
311000
2000
Tout ce champ de vision
05:28
is about a semester's worth of biology, and I've got seven minutes.
129
313000
3000
c’est un semestre entier de biologie et je n’ai que 7 minutes.
05:31
So we're not going to be able to do that today?
130
316000
3000
Nous ne pourrons donc pas le faire aujourd’hui ?
05:34
No, I'm being told, "No."
131
319000
3000
Non, on me dit « Non ».
05:37
This is the way a living cell looks down a light microscope.
132
322000
3000
Voici ce à quoi ressemble une cellule vivante sous la lumière d’un microscope.
05:40
And it's been filmed under time-lapse, which is why you can see it moving.
133
325000
3000
Et on a accéléré la vidéo, voilà pourquoi vous la voyez bouger.
05:43
The nuclear envelope breaks down.
134
328000
2000
L’enveloppe nucléaire tombe.
05:45
These sausage-shaped things are the chromosomes, and we'll focus on them.
135
330000
3000
Ces choses en forme de saucisses sont les chromosomes, et nous allons les examiner.
05:48
They go through this very striking motion
136
333000
2000
Ils passent à travers cette ouverture
05:50
that is focused on these little red spots.
137
335000
3000
qui se concentre sur ces petits points rouges.
05:53
When the cell feels it's ready to go,
138
338000
3000
Quand la cellule se sent prête,
05:56
it rips apart the chromosome.
139
341000
2000
elle déchire le chromosome.
05:58
One set of DNA goes to one side,
140
343000
2000
Une partie de l’ADN va d’un côté,
06:00
the other side gets the other set of DNA --
141
345000
2000
l’autre côté prend l’autre partie de l’ADN --
06:02
identical copies of DNA.
142
347000
2000
des copies identiques de l’ADN.
06:04
And then the cell splits down the middle.
143
349000
2000
Et ensuite la cellule se divise en deux au milieu.
06:06
And again, you have billions of cells
144
351000
2000
Et encore une fois, vous avez des milliards de cellules
06:08
undergoing this process right now inside of you.
145
353000
3000
soumises à ce processus dans votre corps.
06:11
Now we're going to rewind and just focus on the chromosomes
146
356000
3000
Nous allons revenir en arrière et nous concentrer sur les chromosomes
06:14
and look at its structure and describe it.
147
359000
2000
et regarder sa structure et la décrire.
06:16
So again, here we are at that equator moment.
148
361000
3000
Encore une fois, nous sommes au moment crucial.
06:19
The chromosomes line up.
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364000
2000
Les chromosomes s’alignent.
06:21
And if we isolate just one chromosome,
150
366000
2000
Si nous isolons un seul chromosome,
06:23
we're going to pull it out and have a look at its structure.
151
368000
2000
nous allons le sortir et regarder sa structure.
06:25
So this is one of the biggest molecular structures that you have,
152
370000
3000
C’est une des plus grandes structures moléculaires qui existent,
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at least as far as we've discovered so far inside of us.
153
373000
4000
du moins d’après ce que nous avons découvert.
06:32
So this is a single chromosome.
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377000
2000
Voici un seul chromosome.
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And you have two strands of DNA in each chromosome.
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379000
3000
Vous avez deux filaments d’ADN dans chaque chromosome.
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One is bundled up into one sausage.
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382000
2000
L’un est enfermé dans une saucisse.
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The other strand is bundled up into the other sausage.
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384000
2000
L’autre filament est enfermé dans l’autre saucisse.
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These things that look like whiskers that are sticking out from either side
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386000
3000
Ces choses qui ressemblent à des poils qui dépassent sur le coté
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are the dynamic scaffolding of the cell.
159
389000
3000
ce sont les échafaudages dynamiques de la cellule.
06:47
They're called mircrotubules. That name's not important.
160
392000
2000
Ça s’appelle des microtubules. Le nom n’est pas important.
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But what we're going to focus on is this red region -- I've labeled it red here --
161
394000
3000
Mais nous allons nous concentrer sur cette zone rouge – je l’ai marqué en rouge ici --
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and it's the interface
162
397000
2000
c’est l’interface
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between the dynamic scaffolding and the chromosomes.
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399000
3000
entre l’échafaudage dynamique et les chromosomes.
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It is obviously central to the movement of the chromosomes.
164
402000
3000
C’est évidement central pour le mouvement des chromosomes.
07:00
We have no idea really as to how it's achieving that movement.
165
405000
3000
Nous n’avons aucune idée de comment il peut faire ce mouvement.
07:03
We've been studying this thing they call the kinetochore
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408000
2000
Nous étudions cette chose qui s’appelle globe cinétique
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for over a hundred years with intense study,
167
410000
2000
depuis une centaine d’année, très intensément,
07:07
and we're still just beginning to discover what it's all about.
168
412000
3000
et nous commençons tout juste à découvrir ce que c’est.
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It is made up of about 200 different types of proteins,
169
415000
3000
Il est fait de 200 différents types de protéines,
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thousands of proteins in total.
170
418000
3000
des milliers de protéines au total.
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It is a signal broadcasting system.
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421000
3000
C’est un système de transmission du signal.
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It broadcasts through chemical signals
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424000
2000
Il transmet un signal chimique
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telling the rest of the cell when it's ready,
173
426000
3000
en disant au reste de la cellule quand il est prêt,
07:24
when it feels that everything is aligned and ready to go
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429000
3000
quand il sent que tout est aligné et prêt à partir
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for the separation of the chromosomes.
175
432000
2000
pour la séparation des chromosomes.
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It is able to couple onto the growing and shrinking microtubules.
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434000
3000
Il est capable de s’accoupler aux microtubules qui s’agrandissent et se réduisent.
07:32
It's involved with the growing of the microtubules,
177
437000
3000
Il est impliqué dans la croissance des microtubules,
07:35
and it's able to transiently couple onto them.
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440000
3000
et il est capable de s’accoupler avec eux de façon transitoire.
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It's also an attention sensing system.
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443000
2000
C’est également un système sensible à l’attention.
07:40
It's able to feel when the cell is ready,
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445000
2000
Il est capable de sentir quand la cellule est prête,
07:42
when the chromosome is correctly positioned.
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447000
2000
quand le chromosome est positionné correctement.
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It's turning green here
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449000
2000
Il devient vert ici
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because it feels that everything is just right.
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451000
2000
parce qu’il sent que tout va bien.
07:48
And you'll see, there's this one little last bit
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453000
2000
Et vous voyez, il y a un tout dernier petit bout
07:50
that's still remaining red.
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455000
2000
qui reste encore rouge.
07:52
And it's walked away down the microtubules.
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457000
3000
Et il est reparti par les microtubules.
07:56
That is the signal broadcasting system sending out the stop signal.
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461000
3000
C’est le système de transmission du signal qui envoie le signal d’arrêt.
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And it's walked away. I mean, it's that mechanical.
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464000
3000
Et il est reparti. C’est mécanique.
08:02
It's molecular clockwork.
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467000
2000
C’est de l’horlogerie moléculaire.
08:04
This is how you work at the molecular scale.
190
469000
3000
Voilà comment ça marche à l’échelle moléculaire.
08:07
So with a little bit of molecular eye candy,
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472000
3000
Avec une petite merveille moléculaire pour les yeux,
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we've got kinesins, which are the orange ones.
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475000
3000
nous avons la kinésine, ce sont les oranges.
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They're little molecular courier molecules walking one way.
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478000
2000
Il y a un tout petit transporteur de molécules qui part d’un côté.
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And here are the dynein. They're carrying that broadcasting system.
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480000
3000
Et voici les dynéines. Elles portent le système de transmission.
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And they've got their long legs so they can step around obstacles and so on.
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483000
3000
Elles ont de longues jambes, elles peuvent donc contourner les obstacles et ainsi de suite.
08:21
So again, this is all derived accurately
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486000
2000
Encore une fois, tout nous vient de la science
08:23
from the science.
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488000
2000
avec précision.
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The problem is we can't show it to you any other way.
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490000
3000
Le problème c’est que nous ne pouvons vous le montrer différemment.
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Exploring at the frontier of science,
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493000
2000
Explorer à la frontière de la science,
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at the frontier of human understanding,
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495000
2000
à la frontière de la compréhension humaine,
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is mind-blowing.
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497000
3000
c’est hallucinant.
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Discovering this stuff
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500000
2000
Découvrir tout ça
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is certainly a pleasurable incentive to work in science.
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502000
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est certainement une agréable motivation pour faire de la science.
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But most medical researchers --
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505000
3000
Mais pour la plupart des chercheurs médicaux...
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discovering the stuff
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508000
2000
faire des découvertes
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is simply steps along the path to the big goals,
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510000
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c’est simplement une étape le long du parcours vers de grands objectifs :
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which are to eradicate disease,
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513000
3000
éradiquer les maladies,
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to eliminate the suffering and the misery that disease causes
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516000
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éliminer la souffrance et la misère causées par les maladies
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and to lift people out of poverty.
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518000
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et sortir les gens de la pauvreté.
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Thank you.
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520000
2000
Merci.
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(Applause)
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522000
4000
(Applaudissements)
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