TEDxSydney
Drew Berry: Animations of unseeable biology
Drew Berry: Animații în microbiologia invizibilă
Filmed:
Readability: 4.4
2,509,183 views
Nu avem moduri de-a observa direct moleculele și ceea ce fac ele -- Drew Berry dorește să schimbe asta. La TEDxSydney el arată animațiile lui științifice precise (și de divertisment!) care ajută cercetătorii să vadă procesele nevăzute în interiorul celulelor noastre.
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
Double-click the English transcript below to play the video.
00:15
What I'm going to show you
0
0
2000
Ce intenționez să vă arăt
00:17
are the astonishing molecular machines
1
2000
4000
sunt mașinăriile moleculare extraordinare
00:21
that create the living fabric of your body.
2
6000
3000
care creează țesătura de viață a corpului.
00:24
Now molecules are really, really tiny.
3
9000
3000
Moleculele sunt foarte, foarte micuțe.
00:27
And by tiny,
4
12000
2000
Și prin micuțe,
00:29
I mean really.
5
14000
2000
nu exagerez.
00:31
They're smaller than a wavelength of light,
6
16000
2000
Mai mici decât lungimea de undă a luminii,
00:33
so we have no way to directly observe them.
7
18000
3000
deci nu avem modalități de a le observa direct.
00:36
But through science, we do have a fairly good idea
8
21000
2000
Dar prin știință, avem o idee destul de bună
00:38
of what's going on down at the molecular scale.
9
23000
3000
ce se întâmplă la scară moleculară.
00:41
So what we can do is actually tell you about the molecules,
10
26000
3000
Putem să vă descriem moleculele,
00:44
but we don't really have a direct way of showing you the molecules.
11
29000
3000
dar nu există un mod direct de a vă arăta moleculele.
00:47
One way around this is to draw pictures.
12
32000
3000
O modalitate ar fi să desenăm imagini.
00:50
And this idea is actually nothing new.
13
35000
2000
Ideea asta nu e ceva nou.
00:52
Scientists have always created pictures
14
37000
2000
Oamenii de știință au creat întotdeauna imagini
00:54
as part of their thinking and discovery process.
15
39000
3000
ca parte din gândire și procesul de descoperire.
00:57
They draw pictures of what they're observing with their eyes,
16
42000
3000
Desenează imagini a ceea ce observă cu ochii,
01:00
through technology like telescopes and microscopes,
17
45000
2000
prin tehnologie precum telescoape și microscoape,
01:02
and also what they're thinking about in their minds.
18
47000
3000
și, de asemenea, despre ce gândesc.
01:05
I picked two well-known examples,
19
50000
2000
Am ales două bine-cunoscute exemple,
01:07
because they're very well-known for expressing science through art.
20
52000
3000
cunoscute pentru exprimarea științei prin artă.
01:10
And I start with Galileo
21
55000
2000
Încep cu Galileo
01:12
who used the world's first telescope
22
57000
2000
care a folosit primul telescop al lumii
01:14
to look at the Moon.
23
59000
2000
pentru a observa Luna.
01:16
And he transformed our understanding of the Moon.
24
61000
2000
El a transformat înțelegerea noastră despre Lună.
01:18
The perception in the 17th century
25
63000
2000
Percepția în secolul 17
01:20
was the Moon was a perfect heavenly sphere.
26
65000
2000
era că Luna e o sferă cerească perfectă.
01:22
But what Galileo saw was a rocky, barren world,
27
67000
3000
Dar Galileo a văzut o lume stâncoasă, aridă,
01:25
which he expressed through his watercolor painting.
28
70000
3000
pe care el a redat-o prin pictură în acuarelă.
01:28
Another scientist with very big ideas,
29
73000
2000
Un alt om de știință cu idei mărețe,
01:30
the superstar of biology, is Charles Darwin.
30
75000
3000
superstarul biologiei, este Charles Darwin.
01:33
And with this famous entry in his notebook,
31
78000
2000
Cu această faimoasă introducere în agenda lui,
01:35
he begins in the top left-hand corner with, "I think,"
32
80000
3000
el începe în colțul din stânga-sus: ''Gândesc,''
01:38
and then sketches out the first tree of life,
33
83000
3000
și apoi schițează primul copac al vieții,
01:41
which is his perception
34
86000
2000
care e percepția lui despre modul
01:43
of how all the species, all living things on Earth,
35
88000
2000
în care toate speciile, toate viețuitoarele de pe Pământ,
01:45
are connected through evolutionary history --
36
90000
3000
sunt conectate prin istorie evoluționară --
01:48
the origin of species through natural selection
37
93000
2000
originea speciilor prin selecția naturală
01:50
and divergence from an ancestral population.
38
95000
3000
și deviere de la populația antecedentă.
01:53
Even as a scientist,
39
98000
2000
Ca om de știință,
01:55
I used to go to lectures by molecular biologists
40
100000
2000
obișnuiam să particip la cursuri de biologie moleculară
01:57
and find them completely incomprehensible,
41
102000
3000
și le găseam complet de neînțeles,
02:00
with all the fancy technical language and jargon
42
105000
2000
cu tot limbajul tehnic și jargonul de specialitate
02:02
that they would use in describing their work,
43
107000
2000
pe care-l foloseau în descrierea cercetării lor,
02:04
until I encountered the artworks of David Goodsell,
44
109000
3000
până când am dat peste arta lui David Goodsell,
02:07
who is a molecular biologist at the Scripps Institute.
45
112000
3000
un biolog molecular la Institutul Scripps.
02:10
And his pictures,
46
115000
2000
În imaginile lui,
02:12
everything's accurate and it's all to scale.
47
117000
2000
totul e exact și la scară.
02:14
And his work illuminated for me
48
119000
3000
Lucrările lui mi-au dezvăluit
02:17
what the molecular world inside us is like.
49
122000
2000
lumea moleculară din interiorul nostru.
02:19
So this is a transection through blood.
50
124000
3000
Asta e o secționare prin sânge.
02:22
In the top left-hand corner, you've got this yellow-green area.
51
127000
2000
În colțul stânga-sus aveți această zonă galben-verzuie.
02:24
The yellow-green area is the fluids of blood, which is mostly water,
52
129000
3000
Zona galben-verzuie reprezintă fluidele sângelui care în majoritate conțin apă,
02:27
but it's also antibodies, sugars,
53
132000
2000
dar sunt de asemenea anticorpi, zaharuri,
02:29
hormones, that kind of thing.
54
134000
2000
hormoni, ș.a.m.d.
02:31
And the red region is a slice into a red blood cell.
55
136000
2000
Regiunea roșie e o secțiune dintr-o globulă roșie.
02:33
And those red molecules are hemoglobin.
56
138000
2000
Aceste molecule roșii alcătuiesc hemoglobina.
02:35
They are actually red; that's what gives blood its color.
57
140000
2000
Chiar sunt roșii; astea dau culoare sângelui .
02:37
And hemoglobin acts as a molecular sponge
58
142000
2000
Hemoglobina acționează ca un burete molecular
02:39
to soak up the oxygen in your lungs
59
144000
2000
care absoarbe oxigenul din plămâni
02:41
and then carry it to other parts of the body.
60
146000
2000
și îl duce către alte părți ale corpului.
02:43
I was very much inspired by this image many years ago,
61
148000
3000
Am fost inspirat de această imagine cu mulți ani în urmă,
02:46
and I wondered whether we could use computer graphics
62
151000
2000
și m-am întrebat dacă am putea folosi grafice computerizate
02:48
to represent the molecular world.
63
153000
2000
pentru reprezentarea lumii moleculare.
02:50
What would it look like?
64
155000
2000
Cum ar arăta?
02:52
And that's how I really began. So let's begin.
65
157000
3000
Și așa am început. Să-i dăm drumul.
02:55
This is DNA in its classic double helix form.
66
160000
2000
Iată ADN-ul în forma clasică de helix dublu.
02:57
And it's from X-ray crystallography,
67
162000
2000
E obținut prin cristalografie cu raze X,
02:59
so it's an accurate model of DNA.
68
164000
2000
deci e un model corect de ADN.
03:01
If we unwind the double helix and unzip the two strands,
69
166000
2000
Dacă relaxăm spirala și desfacem cele două lanțuri,
03:03
you see these things that look like teeth.
70
168000
2000
apar aceste formațiuni care arată ca dinții.
03:05
Those are the letters of genetic code,
71
170000
2000
Astea sunt literele codului genetic,
03:07
the 25,000 genes you've got written in your DNA.
72
172000
3000
cele 25.000 gene ce le aveți scrise în ADN.
03:10
This is what they typically talk about --
73
175000
2000
Despre asta se vorbește în mod tipic --
03:12
the genetic code -- this is what they're talking about.
74
177000
2000
codul genetic -- despre asta vorbesc.
03:14
But I want to talk about a different aspect of DNA science,
75
179000
2000
Dar eu vreau să vorbesc despre un aspect diferit al științei ADN-ului,
03:16
and that is the physical nature of DNA.
76
181000
3000
anume, natura fizică a ADN-ului,
03:19
It's these two strands that run in opposite directions
77
184000
3000
aceste două lanțuri înșiruite în direcții opuse
03:22
for reasons I can't go into right now.
78
187000
2000
din motive pe care nu le pot explica acum.
03:24
But they physically run in opposite directions,
79
189000
2000
Dar ele fizic aleargă în direcții opuse,
03:26
which creates a number of complications for your living cells,
80
191000
3000
ceea ce creează unele complicații pentru celulele vii,
03:29
as you're about to see,
81
194000
2000
cum veți vedea,
03:31
most particularly when DNA is being copied.
82
196000
3000
mai ales când ADN-ul e copiat.
03:34
And so what I'm about to show you
83
199000
2000
Ce vă voi arăta
03:36
is an accurate representation
84
201000
2000
e o reprezentare corectă
03:38
of the actual DNA replication machine that's occurring right now inside your body,
85
203000
3000
a aparatului de replicare ADN care lucrează chiar acum în interiorul corpului vostru,
03:41
at least 2002 biology.
86
206000
3000
conform biologiei 2002.
03:44
So DNA's entering the production line from the left-hand side,
87
209000
3000
ADN-ul intră în linia de producție din partea stângă,
03:47
and it hits this collection, these miniature biochemical machines,
88
212000
3000
la această colecție de aparate biochimice în miniatură,
03:50
that are pulling apart the DNA strand and making an exact copy.
89
215000
3000
care desfac lanțurile ADN și fac o copie exactă.
03:53
So DNA comes in
90
218000
2000
Așa că ADN-ul intră
03:55
and hits this blue, doughnut-shaped structure
91
220000
2000
în această structură albastră ca o gogoașă
03:57
and it's ripped apart into its two strands.
92
222000
2000
și e despărțită în cele două componente.
03:59
One strand can be copied directly,
93
224000
2000
O componentă poate fi copiată direct,
04:01
and you can see these things spooling off to the bottom there.
94
226000
3000
vedeți lanțul care se asamblează în partea de jos.
04:04
But things aren't so simple for the other strand
95
229000
2000
Dar lucrurile nu sunt simple pentru celălalt lanț.
04:06
because it must be copied backwards.
96
231000
2000
pentru că trebuie copiat invers.
04:08
So it's thrown out repeatedly in these loops
97
233000
2000
E aruncat repetat în aceste bucle
04:10
and copied one section at a time,
98
235000
2000
și copiat câte o secțiune odată,
04:12
creating two new DNA molecules.
99
237000
3000
creând două molecule noi de ADN.
04:15
Now you have billions of this machine
100
240000
3000
Aveți miliarde din această mașină
04:18
right now working away inside you,
101
243000
2000
lucrând chiar acum în interiorul vostru,
04:20
copying your DNA with exquisite fidelity.
102
245000
2000
copiind-vă ADN-ul cu extremă fidelitate.
04:22
It's an accurate representation,
103
247000
2000
E o reprezentare corectă,
04:24
and it's pretty much at the correct speed for what is occurring inside you.
104
249000
3000
și apropiată de viteza cu care are loc în interior.
04:27
I've left out error correction and a bunch of other things.
105
252000
3000
Am lăsat deoparte corectarea erorilor și o grămadă de alte lucruri.
04:32
This was work from a number of years ago.
106
257000
2000
Aceasta e rezultatul muncii de acum câțiva ani.
04:34
Thank you.
107
259000
2000
Mulțumesc.
04:36
This is work from a number of years ago,
108
261000
3000
E rezultatul muncii de acum câțiva ani.
04:39
but what I'll show you next is updated science, it's updated technology.
109
264000
3000
Dar ce urmează să vă arăt e știința actualizată, tehnologia actualizată.
04:42
So again, we begin with DNA.
110
267000
2000
Deci, din nou, începem cu ADN-ul.
04:44
And it's jiggling and wiggling there because of the surrounding soup of molecules,
111
269000
3000
Tremură, se agită din cauza supei de molecule dimprejur,
04:47
which I've stripped away so you can see something.
112
272000
2000
pe care am îndepărtat-o ca să puteți vedea.
04:49
DNA is about two nanometers across,
113
274000
2000
ADN-ul are cam 2 nm în secțiune,
04:51
which is really quite tiny.
114
276000
2000
ceea ce e foarte mic.
04:53
But in each one of your cells,
115
278000
2000
Dar în fiecare celulă,
04:55
each strand of DNA is about 30 to 40 million nanometers long.
116
280000
4000
fiecare lanț ADN are o lungime de aprox. 30-40 milioane nm.
04:59
So to keep the DNA organized and regulate access to the genetic code,
117
284000
3000
Pentru a menține ADN-ul organizat și a regla accesul la codul genetic,
05:02
it's wrapped around these purple proteins --
118
287000
2000
e înfășurat în jurul acestor proteine mov --
05:04
or I've labeled them purple here.
119
289000
2000
le-am colorat eu mov aici.
05:06
It's packaged up and bundled up.
120
291000
2000
E pliat și înfășurat.
05:08
All this field of view is a single strand of DNA.
121
293000
3000
Tot acest câmp de vedere e un singur fir ADN.
05:11
This huge package of DNA is called a chromosome.
122
296000
3000
Această înfășurare uriașă de ADN se numește cromozom.
05:14
And we'll come back to chromosomes in a minute.
123
299000
3000
Vom reveni la cromozomi într-un minut.
05:17
We're pulling out, we're zooming out,
124
302000
2000
Ne depărtăm, ieșim din nucleu
05:19
out through a nuclear pore,
125
304000
2000
printr-un por al nucleului,
05:21
which is the gateway to this compartment that holds all the DNA
126
306000
3000
o poartă de ieșire din acest compartiment ce deține tot ADN-ul,
05:24
called the nucleus.
127
309000
2000
numit nucleu.
05:26
All of this field of view
128
311000
2000
Tot acest câmp vizual reprezintă un curs
05:28
is about a semester's worth of biology, and I've got seven minutes.
129
313000
3000
de un semestru de biologie și eu am 7 minute.
05:31
So we're not going to be able to do that today?
130
316000
3000
Deci nu vom putea intra în detalii azi.
05:34
No, I'm being told, "No."
131
319000
3000
Nu, mi s-a spus ''Nu.''
05:37
This is the way a living cell looks down a light microscope.
132
322000
3000
Așa arată o celulă vie printr-un microscop optic.
05:40
And it's been filmed under time-lapse, which is why you can see it moving.
133
325000
3000
A fost filmat secvențial, de aceea o puteți vedea mișcând.
05:43
The nuclear envelope breaks down.
134
328000
2000
Pachetul nuclear se descompune.
05:45
These sausage-shaped things are the chromosomes, and we'll focus on them.
135
330000
3000
Aceste formațiuni în formă de cârnați sunt cromozomii; ne vom concentra asupra lor.
05:48
They go through this very striking motion
136
333000
2000
Trec prin această mișcare surprinzătoare
05:50
that is focused on these little red spots.
137
335000
3000
concentrată pe aceste punctulețe roșii.
05:53
When the cell feels it's ready to go,
138
338000
3000
Când celula simte că e pregătită să continue,
05:56
it rips apart the chromosome.
139
341000
2000
desface cromozomul ca pe un fermoar.
05:58
One set of DNA goes to one side,
140
343000
2000
Un lanț de ADN se duce într-o parte,
06:00
the other side gets the other set of DNA --
141
345000
2000
cealaltă parte primește celălalt lanț de ADN --
06:02
identical copies of DNA.
142
347000
2000
două copii ADN identice.
06:04
And then the cell splits down the middle.
143
349000
2000
Apoi celula se scindează la mijloc.
06:06
And again, you have billions of cells
144
351000
2000
Și din nou, aveți miliarde de celule
06:08
undergoing this process right now inside of you.
145
353000
3000
care trec prin acest proces chiar acum în interiorul vostru.
06:11
Now we're going to rewind and just focus on the chromosomes
146
356000
3000
Acum derulăm și ne concentrăm doar pe cromozomi,
06:14
and look at its structure and describe it.
147
359000
2000
le observăm structura și îi descriem.
06:16
So again, here we are at that equator moment.
148
361000
3000
Din nou, suntem aici la momentul ecuatorial.
06:19
The chromosomes line up.
149
364000
2000
Cromozomii se aliniază.
06:21
And if we isolate just one chromosome,
150
366000
2000
Izolăm un cromozom,
06:23
we're going to pull it out and have a look at its structure.
151
368000
2000
îl scoatem afară și îi observăm structura.
06:25
So this is one of the biggest molecular structures that you have,
152
370000
3000
Asta e una din cele mai mari structuri moleculare existente,
06:28
at least as far as we've discovered so far inside of us.
153
373000
4000
cel puțin din ce am descoperit până acum în interiorul nostru.
06:32
So this is a single chromosome.
154
377000
2000
Iată un singur cromozom.
06:34
And you have two strands of DNA in each chromosome.
155
379000
3000
Aveți două lanțuri ADN în fiecare cromozom.
06:37
One is bundled up into one sausage.
156
382000
2000
Unul e împachetat într-un cârnat.
06:39
The other strand is bundled up into the other sausage.
157
384000
2000
Celălalt fir e împachetat în celălalt cârnat.
06:41
These things that look like whiskers that are sticking out from either side
158
386000
3000
Mustățile ce ies pe fiecare parte
06:44
are the dynamic scaffolding of the cell.
159
389000
3000
reprezintă schela dinamică a celulei.
06:47
They're called mircrotubules. That name's not important.
160
392000
2000
Se numesc microtubuli. Numele nu e important.
06:49
But what we're going to focus on is this red region -- I've labeled it red here --
161
394000
3000
Ne vom concenta pe această zonă -- colorată în roșu aici --
06:52
and it's the interface
162
397000
2000
care reprezintă interfața
06:54
between the dynamic scaffolding and the chromosomes.
163
399000
3000
dintre schela dinamică și cromozomi.
06:57
It is obviously central to the movement of the chromosomes.
164
402000
3000
E crucială mișcării cromozomilor.
07:00
We have no idea really as to how it's achieving that movement.
165
405000
3000
Nu avem idee cum e dobândită acea mișcare.
07:03
We've been studying this thing they call the kinetochore
166
408000
2000
Studiem această formațiune numită centromer
07:05
for over a hundred years with intense study,
167
410000
2000
de mai bine de o sută de ani, intens,
07:07
and we're still just beginning to discover what it's all about.
168
412000
3000
și abia începem să descoperim despre ce e vorba.
07:10
It is made up of about 200 different types of proteins,
169
415000
3000
E alcătuit din aprox. 200 tipuri diferite de proteine,
07:13
thousands of proteins in total.
170
418000
3000
mii de proteine în total.
07:16
It is a signal broadcasting system.
171
421000
3000
E un sistem de emisie prin semnalare.
07:19
It broadcasts through chemical signals
172
424000
2000
Emite prin semnale chimice
07:21
telling the rest of the cell when it's ready,
173
426000
3000
anunțând restul celulei când e gata,
07:24
when it feels that everything is aligned and ready to go
174
429000
3000
când simte că totul e aliniat și pregătit
07:27
for the separation of the chromosomes.
175
432000
2000
pentru separarea cromozomilor.
07:29
It is able to couple onto the growing and shrinking microtubules.
176
434000
3000
E capabil să se cupleze pe creșterea și scurtarea microtubulilor.
07:32
It's involved with the growing of the microtubules,
177
437000
3000
E implicat în creșterea microtubulilor,
07:35
and it's able to transiently couple onto them.
178
440000
3000
și e capabil să se cupleze temporar pe ele.
07:38
It's also an attention sensing system.
179
443000
2000
E de asemenea un sistem de detectare a atenției.
07:40
It's able to feel when the cell is ready,
180
445000
2000
E capabil să simtă când celula e gata,
07:42
when the chromosome is correctly positioned.
181
447000
2000
când cromozomul e poziționat corect.
07:44
It's turning green here
182
449000
2000
Se face verde aici
07:46
because it feels that everything is just right.
183
451000
2000
pentru că simte că totul e în ordine.
07:48
And you'll see, there's this one little last bit
184
453000
2000
Veți vedea această ultimă bucățică
07:50
that's still remaining red.
185
455000
2000
care încă rămâne roșie.
07:52
And it's walked away down the microtubules.
186
457000
3000
Coboară de-a lungul microtubulilor.
07:56
That is the signal broadcasting system sending out the stop signal.
187
461000
3000
Acesta e sistemul de transmisie care trimite semnalul de oprire.
07:59
And it's walked away. I mean, it's that mechanical.
188
464000
3000
Pleacă de-a lungul microtubulilor. Atât e de mecanic.
08:02
It's molecular clockwork.
189
467000
2000
E un ceasornic molecular.
08:04
This is how you work at the molecular scale.
190
469000
3000
Așa se lucrează la scară moleculară.
08:07
So with a little bit of molecular eye candy,
191
472000
3000
Pentru puțină delectare moleculară a ochilor,
08:10
we've got kinesins, which are the orange ones.
192
475000
3000
iată kinezinele, cele portocalii.
08:13
They're little molecular courier molecules walking one way.
193
478000
2000
Sunt molecule curier care merg într-o direcție.
08:15
And here are the dynein. They're carrying that broadcasting system.
194
480000
3000
Și aici proteinele dynein care susțin sistemul de transmisie
08:18
And they've got their long legs so they can step around obstacles and so on.
195
483000
3000
cu picioare lungi să poată ocoli obstacolele din jur.
08:21
So again, this is all derived accurately
196
486000
2000
Din nou, totul e derivat corect
08:23
from the science.
197
488000
2000
din știință.
08:25
The problem is we can't show it to you any other way.
198
490000
3000
Problema e că nu vă putem arăta altfel.
08:28
Exploring at the frontier of science,
199
493000
2000
Explorând la granița necunoscutului în știință,
08:30
at the frontier of human understanding,
200
495000
2000
la granița înțelegerii umane,
08:32
is mind-blowing.
201
497000
3000
este uluitor.
08:35
Discovering this stuff
202
500000
2000
O astfel de descoperire
08:37
is certainly a pleasurable incentive to work in science.
203
502000
3000
e cu siguranță o motivație atractivă de-a lucra în știință.
08:40
But most medical researchers --
204
505000
3000
Dar pentru majoritatea cercetărilor medicali --
08:43
discovering the stuff
205
508000
2000
descoperirile sunt simpli pași
08:45
is simply steps along the path to the big goals,
206
510000
3000
spre obiectivele mari,
08:48
which are to eradicate disease,
207
513000
3000
de a eradica boala,
08:51
to eliminate the suffering and the misery that disease causes
208
516000
2000
de a elimina suferința și mizeria cauzată de boală
08:53
and to lift people out of poverty.
209
518000
2000
și de a scoate oamenii din sărăcie.
08:55
Thank you.
210
520000
2000
Vă mulțumesc.
08:57
(Applause)
211
522000
4000
(Aplauze)
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