TED2014
Janet Iwasa: How animations can help scientists test a hypothesis
쟈넷 이와사 (Janet Iwasa): 과학자들이 에니메이션을 통해 가설을 확인해 볼 수 있는 방법
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3차원 에니메이션은 과학적 가설을 보다 생생하게 만들 수 있다. 분자 생물학자인 (동시에 TED 펠로우인) 쟈넷 이와사가 과학자들을 위해 개발된 새로운 개방형 에니메이션 소프트웨어에 대해 소개한다.
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00:12
Take a look at this drawing.
0
710
1869
이 그림을 한번 보세요.
00:14
Can you tell what it is?
1
2579
1604
뭔지 말씀하실 수 있으세요?
00:16
I'm a molecular biologist by training,
2
4183
2747
저는 분자 생물학자 입니다.
00:18
and I've seen a lot of these kinds of drawings.
3
6930
2603
저는 이런 종류의 그림을
상당히 많이 봤습니다.
상당히 많이 봤습니다.
00:21
They're usually referred to as a model figure,
4
9533
3092
이런 것들은 대부분
모델 그림이라고 부르죠.
모델 그림이라고 부르죠.
00:24
a drawing that shows how we think
5
12625
1734
우리가 세포나 분자 과정이 어떻게
00:26
a cellular or molecular process occurs.
6
14359
2664
일어난다고 생각하는지를
보여주는 그림이예요.
00:29
This particular drawing is of a process
7
17023
2499
특히 이 그림은
클라트린 매개
엔도사이토시스라고 불리는
엔도사이토시스라고 불리는
00:31
called clathrin-mediated endocytosis.
8
19522
4323
과정에 대한 것입니다.
00:35
It's a process by which a molecule can get
9
23845
2610
이 과정에 의해서 세포는
분자를 얻게 되는데
분자를 얻게 되는데
00:38
from the outside of the cell to the inside
10
26455
2238
기포나 수포에 잡혀
00:40
by getting captured in a bubble or a vesicle
11
28693
2537
세포의 외부로부터 내부로
분자가 유입되어
분자가 유입되어
00:43
that then gets internalized by the cell.
12
31230
2820
세포의 내부에 내재화됩니다.
00:46
There's a problem with this drawing, though,
13
34050
1835
그런데 이 그림에는
문제가 있습니다.
문제가 있습니다.
00:47
and it's mainly in what it doesn't show.
14
35885
2632
그것은 그림에는 잘 나타나지 않는
부분에 있는데요.
00:50
From lots of experiments,
15
38517
1465
수많은 실험에서
00:51
from lots of different scientists,
16
39982
1835
수많은 과학자들에 의해
00:53
we know a lot about what these molecules look like,
17
41817
2996
우리는 이런 분자가 어떤 형태인지
잘 알고 있습니다.
잘 알고 있습니다.
00:56
how they move around in the cell,
18
44813
1682
세포 안에서는 어떻게 움직이는지,
00:58
and that this is all taking place
19
46495
1825
또, 이런 모든 현상들이
놀랍도록 역동적인 환경에서
01:00
in an incredibly dynamic environment.
20
48320
2990
일어난다는 점도 잘 알고 있죠.
01:03
So in collaboration with a clathrin
expert Tomas Kirchhausen,
expert Tomas Kirchhausen,
21
51310
3473
크라트린 전문가인
토마스 커치하우젠과의
토마스 커치하우젠과의
협업에서 우리는 그런 모든 것을
01:06
we decided to create a new kind of model figure
22
54783
2319
나타내는 새로운 종류의 모델 형태를
01:09
that showed all of that.
23
57102
2024
만들어 보기로 했습니다.
01:11
So we start outside of the cell.
24
59126
1736
그래서 우리는
세포의 외부에서 시작했죠.
세포의 외부에서 시작했죠.
01:12
Now we're looking inside.
25
60862
1648
그리고는 내부를 들여다 봅니다.
01:14
Clathrin are these three-legged molecules
26
62510
2080
크라트린은 세개의 발을 가진
이런 분자들입니다.
01:16
that can self-assemble into soccer-ball-like shapes.
27
64590
3288
이들은 자가 형성을 통해
축구공 같은 모양을 갖게 되죠.
01:19
Through connections with a membrane,
28
67878
1697
세포막과의 연결을 통해
01:21
clathrin is able to deform the membrane
29
69575
2167
크라트린은 세포벽을 변형시켜
01:23
and form this sort of a cup
30
71742
1413
이런 형태의 컵을 만들 수 있습니다.
01:25
that forms this sort of a bubble, or a vesicle,
31
73155
2307
그 컵들은 일종의 수포나
기포를 만들어
기포를 만들어
01:27
that's now capturing some of the proteins
32
75462
1784
세포의 외부에 있는 일부 단백질을
01:29
that were outside of the cell.
33
77246
1654
포획합니다.
01:30
Proteins are coming in now that
basically pinch off this vesicle,
basically pinch off this vesicle,
34
78900
3498
이제 단백질이 흡입되면
01:34
making it separate from the rest of the membrane,
35
82398
2584
세포벽의 나머지 부분으로 부터
분리하게 되고 이 수포를 찢고 나가
01:36
and now clathrin is basically done with its job,
36
84982
2392
그러면 기본적으로 크라트린은
자신의 역할을 다하게 됩니다.
01:39
and so proteins are coming in now —
37
87374
1238
자, 이제 단백질이 유입됩니다.
01:40
we've covered them yellow and orange —
38
88612
1946
단백질은 노란색과 오렌지색으로
표시했습니다.
01:42
that are responsible for taking
apart this clathrin cage.
apart this clathrin cage.
39
90558
2542
그들은 새장 모양의 이 크라트린을
01:45
And so all of these proteins
can get basically recycled
can get basically recycled
40
93100
3282
깨부수는 역할을 합니다.
그러면 이 모든 종류의 단백질들은
기본적으로 재활용되어
01:48
and used all over again.
41
96382
1536
다시 사용할 수 있습니다.
01:49
These processes are too small to be seen directly,
42
97918
3409
이런 과정들은 너무 작아서
눈으로 직접 볼 수 없습니다.
01:53
even with the best microscopes,
43
101327
1832
가장 좋은 현미경을 사용해도
마찬가지에요.
마찬가지에요.
01:55
so animations like this provide a really powerful way
44
103159
2631
그래서 이런 애니매이션은
가설을 시각화하는
01:57
of visualizing a hypothesis.
45
105790
3018
매우 강력한 방법을 제공해 줍니다.
02:00
Here's another illustration,
46
108808
1846
한 가지 더 보여드리죠.
02:02
and this is a drawing of how a researcher might think
47
110654
2736
이것은 연구원이 HIV바이러스가
세포에 드나드는 방식이라고
02:05
that the HIV virus gets into and out of cells.
48
113390
3505
생각하는 것을
그림으로 표현한 것입니다.
그림으로 표현한 것입니다.
02:08
And again, this is a vast oversimplification
49
116895
2519
이것은 또 하나의 지나친 단순화여서
02:11
and doesn't begin to show
50
119414
1744
이 과정에 대해 실제로
우리가 알고 있는 것을
02:13
what we actually know about these processes.
51
121158
2482
보여주지 못합니다.
02:15
You might be surprised to know
52
123640
2215
이걸 알면 놀라실텐데요.
02:17
that these simple drawings are the only way
53
125855
2767
이런 단순한 그림들이
유일한 방편으로 사용되어
02:20
that most biologists visualize
their molecular hypotheses.
their molecular hypotheses.
54
128622
3832
대부분의 생물학자들이 사용하는
분자 수준의 가설을 시각화합니다.
왜 그럴까요?
02:24
Why?
55
132454
1028
02:25
Because creating movies of processes
56
133482
1990
그 이유는 실제 상황이라고
생각되는 과정을
생각되는 과정을
02:27
as we think they actually occur is really hard.
57
135472
3014
영화로 만드는 것이
매우 어렵기 때문이예요.
02:30
I spent months in Hollywood
learning 3D animation software,
learning 3D animation software,
58
138486
3633
저는 할리우드에서 몇 개월에 걸쳐
3D 애니매이션 소프트웨어를 배우고
3D 애니매이션 소프트웨어를 배우고
02:34
and I spend months on each animation,
59
142119
2281
각각의 애니매이션에도 몇 달이나
시간을 투자했지만
시간을 투자했지만
02:36
and that's just time that most
researchers can't afford.
researchers can't afford.
60
144400
3350
대부분의 연구자들은
그만한 시간을 투자할 수 없습니다.
그만한 시간을 투자할 수 없습니다.
02:39
The payoffs can be huge, though.
61
147750
2200
그럼에도 그 효과는
엄청날 수 있어요.
엄청날 수 있어요.
02:41
Molecular animations are unparalleled
62
149950
2384
분자 수준의 애니매이션은
어떤 것에도 비교할 수 없이
어떤 것에도 비교할 수 없이
02:44
in their ability to convey a great deal of information
63
152334
3441
일반인들에게 많은 정보를 제공하여
상당한 정확성을 가지고
상당한 정확성을 가지고
02:47
to broad audiences with extreme accuracy.
64
155775
3592
이해의 지평을 넓혀줍니다.
02:51
And I'm working on a new project now
65
159367
1503
지금 현재 저는 새로운 프로젝트에
집중하고 있습니다.
집중하고 있습니다.
02:52
called "The Science of HIV"
66
160870
1438
"HIV 의 과학"이라고 하는 건데요.
02:54
where I'll be animating the entire life cycle
67
162308
2362
이 프로젝트에서 저는
02:56
of the HIV virus as accurately as possible
68
164670
3104
HIV 바이러스의 전체 수명을
최대한 정확하게,
최대한 정확하게,
02:59
and all in molecular detail.
69
167774
1961
그리고 모든 것을 분자 수준에서
그려내고 있습니다.
그려내고 있습니다.
03:01
The animation will feature data
70
169735
2151
애니매이션은 수천 명의 연구원들이
03:03
from thousands of researchers
collected over decades,
collected over decades,
71
171886
2976
수십년에 걸쳐 모은 자료를
보여주고 있습니다.
보여주고 있습니다.
03:06
data on what this virus looks like,
72
174862
3080
바이러스의 형태에 대한 자료,
03:09
how it's able to infect cells in our body,
73
177942
3088
우리 몸 안에 있는 세포를
감염시키는 방식에 대한 자료,
감염시키는 방식에 대한 자료,
03:13
and how therapeutics are
helping to combat infection.
helping to combat infection.
74
181030
3972
그리고 치료가 감염에 대항하는
방식에 대한 자료들이지요.
방식에 대한 자료들이지요.
03:17
Over the years, I found that animations
75
185002
2329
지난 몇 해 동안,
저는 애니매이션이 단순히
저는 애니매이션이 단순히
03:19
aren't just useful for communicating an idea,
76
187331
2819
생각의 소통에만
유용한 것이 아니라
유용한 것이 아니라
03:22
but they're also really useful
77
190150
1496
가설을 탐색하는데
03:23
for exploring a hypothesis.
78
191646
2312
매우 유용하다는 것을
알게 되었습니다.
알게 되었습니다.
03:25
Biologists for the most part are
still using a paper and pencil
still using a paper and pencil
79
193958
3194
생물학자들은 여전히
대부분 종이와 펜을 사용하여
대부분 종이와 펜을 사용하여
03:29
to visualize the processes they study,
80
197152
2222
자신의 연구하는 과정을
시각화합니다.
시각화합니다.
03:31
and with the data we have now,
that's just not good enough anymore.
that's just not good enough anymore.
81
199374
3480
지금 우리가 보유하고 있는 자료에는
그런 방식이 더 이상 충분하지 않아요.
그런 방식이 더 이상 충분하지 않아요.
03:34
The process of creating an animation
82
202854
2416
애니매이션을 만드는 과정은
03:37
can act as a catalyst that allows researchers
83
205270
2657
연구원들이 자신들의 생각을
03:39
to crystalize and refine their own ideas.
84
207927
2951
정제하고 간결하게 만드는
촉매의 역할을 할 수 있습니다.
촉매의 역할을 할 수 있습니다.
03:42
One researcher I worked with
85
210878
1784
신경 퇴행성 질병을 연구하는
03:44
who works on the molecular mechanisms
86
212662
1776
저의 동료 연구원
03:46
of neurodegenerative diseases
87
214438
1784
한 분은
03:48
came up with experiments that were related
88
216222
1978
우리가 함께 작업했던 애니매이션에
03:50
directly to the animation that
she and I worked on together,
she and I worked on together,
89
218200
2983
직접적으로 관련이 있는
실험을 고안하게 됩니다.
실험을 고안하게 됩니다.
03:53
and in this way, animation can
feed back into the research process.
feed back into the research process.
90
221183
4121
이런 방식으로 애니메이션은 연구 과정에
피드백을 줄 수도 있습니다.
피드백을 줄 수도 있습니다.
03:57
I believe that animation can change biology.
91
225304
2853
저는 애니매이션이 생물학을
바꾸어 놓을 수 있다고 생각합니다.
바꾸어 놓을 수 있다고 생각합니다.
04:00
It can change the way that we
communicate with one another,
communicate with one another,
92
228157
2568
이를 통해 우리는 서로
소통하는 방식이나
소통하는 방식이나
04:02
how we explore our data
93
230725
1623
우리의 아이디어를 탐구하는 방식,
04:04
and how we teach our students.
94
232348
1327
그리고 학생들을 가르치는 방식을
바꿀 수 있습니다.
바꿀 수 있습니다.
04:05
But for that change to happen,
95
233675
1454
하지만 그런 변화가 일어나려면
04:07
we need more researchers creating animations,
96
235129
3157
애니매이션을 만드는 방식에도
더 많은 연구가 필요합니다.
더 많은 연구가 필요합니다.
04:10
and toward that end, I brought together a team
97
238286
2255
그런 목표를 달성하기 위해 저는
04:12
of biologists, animators and programmers
98
240541
3137
생물학자, 애니매이터
그리고 프로그래머와 팀을 이뤄
그리고 프로그래머와 팀을 이뤄
04:15
to create a new, free, open-source software —
99
243678
3047
오픈 소스 방식의 자유롭고
새로운 소프트웨어를 개발했습니다.
새로운 소프트웨어를 개발했습니다.
04:18
we call it Molecular Flipbook —
100
246725
1904
"분자 플립 북"이라고 합니다.
04:20
that's created just for biologists
101
248629
1896
그것은 단지 생물학자을 위해
04:22
just to create molecular animations.
102
250525
3545
분자 수준의 애니매이션을
만들어내는 목적이었습니다.
만들어내는 목적이었습니다.
04:26
From our testing, we've found
that it only takes 15 minutes
that it only takes 15 minutes
103
254070
3712
시험 과정에서
애니매이션 소프트웨어를
애니매이션 소프트웨어를
04:29
for a biologist who has never
touched animation software before
touched animation software before
104
257782
3268
이전에 전혀 써보지 않은 생물학자도
04:33
to create her first molecular animation
105
261050
2736
자기 자신의 가설에 대한
분자 수준의 애니매이션을
분자 수준의 애니매이션을
04:35
of her own hypothesis.
106
263786
1522
단 15분만에 만들어 냈습니다.
04:37
We're also building an online database
107
265308
2150
우리는 온라인 자료집을 만들어
04:39
where anyone can view, download and contribute
108
267458
2775
누구든지 볼 수 있고, 내려 받거나
혹은 자신의 애니매이션을
혹은 자신의 애니매이션을
04:42
their own animations.
109
270233
1616
제공할 수 있도록 했습니다.
04:43
We're really excited to announce
110
271849
1971
저희는 분자 수준 애니매이션
04:45
that the beta version of the molecular animation
111
273820
2462
소프트웨어 도구의 베타 버젼을
04:48
software toolkit will be available for download today.
112
276282
4208
오늘부터 내려 받을 수 있다고
발표하게 되어 감격스럽습니다.
발표하게 되어 감격스럽습니다.
04:52
We are really excited to see
what biologists will create with it
what biologists will create with it
113
280490
2743
우리는 생물학자들이 그걸 가지고
창조해낼 수 있는 것과
창조해낼 수 있는 것과
04:55
and what new insights they're able to gain
114
283233
2056
각자가 가진 모델의 모형을
04:57
from finally being able to animate
115
285289
1481
애니매이션으로 만듦으로써
04:58
their own model figures.
116
286770
1703
얻을 수 있는 새로운 이해에 대해
매우 고무되어 있습니다.
매우 고무되어 있습니다.
05:00
Thank you.
117
288473
2240
감사합니다.
05:02
(Applause)
118
290713
3158
(박수)
ABOUT THE SPEAKER
Janet Iwasa - Molecular animatorWhy 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 speakerJanet Iwasa | Speaker | TED.com