TEDxSydney
Drew Berry: Animations of unseeable biology
Drew Berry: Des animations de biologie invisible
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Nous n'avons pas de moyens d'observer directement des molécules, ni ce qu'elles font ; Drew Barry veut changer cela. A TEDxSydney il montre ses animations scientifiquement exactes (et divertissantes) qui aident les chercheurs à voir des processus invisibles 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
Double-click the English transcript below to play the video.
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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
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2000
4000
ce sont des machines moléculaires étonnantes
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that create the living fabric of your body.
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6000
3000
qui créent le tissu vivant de nos corps.
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Now molecules are really, really tiny.
3
9000
3000
Les molécules sont vraiment, vraiment minuscules.
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And by tiny,
4
12000
2000
Et par là,
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I mean really.
5
14000
2000
j'entends vraiment minuscules.
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They're smaller than a wavelength of light,
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16000
2000
Elles sont plus petites qu'une longueur d'onde de lumiè-re,
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so we have no way to directly observe them.
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18000
3000
nous n'avons donc pas de moyen direct de les observer.
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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 assez bonne 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 à l'échelle moléculaire.
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So what we can do is actually tell you about the molecules,
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26000
3000
Alors ce que nous pouvons faire est en fait vous parler des molécules,
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but we don't really have a direct way of showing you the molecules.
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mais nous n'avons pas de moyen direct de vous les montrer.
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One way around this is to draw pictures.
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32000
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Pour contourner le problème, on peut dessiner des images.
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And this idea is actually nothing new.
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35000
2000
Et cette idée n'a en fait rien de nouveau.
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Scientists have always created pictures
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37000
2000
Les chercheurs ont toujours créé des images
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as part of their thinking and discovery process.
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39000
3000
comme partie intégrante de leur processus de réflexion et de découverte.
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They draw pictures of what they're observing with their eyes,
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3000
Il dessinent des images de ce qu'ils observent avec leurs yeux,
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through technology like telescopes and microscopes,
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45000
2000
à travers des technologies comme les microscopes et les téléescopes,
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and also what they're thinking about in their minds.
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47000
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et aussi ce à quoi ils réfléchissent.
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I picked two well-known examples,
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50000
2000
J'ai sélectionné deux exemples célèbres
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because they're very well-known for expressing science through art.
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52000
3000
parce qu'ils sont bien connus pour exprimer la science au travers de l'art.
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And I start with Galileo
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55000
2000
Et je commence par Galilée
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who used the world's first telescope
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2000
qui a utilisé le premier téléscope au monde
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to look at the Moon.
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59000
2000
pour regarder la lune.
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And he transformed our understanding of the Moon.
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61000
2000
Et il a transformé notre compréhension de la lune.
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The perception in the 17th century
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La perception au 17e siècle
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was the Moon was a perfect heavenly sphere.
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65000
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était que la lune était une sphère parfaitement céleste.
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But what Galileo saw was a rocky, barren world,
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67000
3000
Mais ce que Galilée a vu était un monde rocailleux et désolé,
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which he expressed through his watercolor painting.
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70000
3000
ce qu'il a exprimé à travers ses aquarelles.
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Another scientist with very big ideas,
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73000
2000
Un autre chercheur avec de très grandes idées,
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the superstar of biology, is Charles Darwin.
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75000
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la superstar 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 ce célèbre passage de son carnet,,
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he begins in the top left-hand corner with, "I think,"
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80000
3000
il commence en haut à gauche par, "Je pense,"
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and then sketches out the first tree of life,
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83000
3000
et ensuite fait un croquis du premier arbre de vie,
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which is his perception
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86000
2000
qui est la perception
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of how all the species, all living things on Earth,
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88000
2000
de comment toutes les espèces, tout ce qui vit sur terre,
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are connected through evolutionary history --
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90000
3000
sont connectées à travers l'histoire évolutionnaire,
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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 la divergence par rapport à une population ancestrale.
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Even as a scientist,
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98000
2000
Même en tant que chercheur,
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I used to go to lectures by molecular biologists
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100000
2000
J'allais à des conférences données par des biologistes moléculaires
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and find them completely incomprehensible,
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102000
3000
et je les trouvais totalement incompréhensibles,
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with all the fancy technical language and jargon
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105000
2000
avec tout leur jargon et leur vocabulaire technique
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that they would use in describing their work,
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107000
2000
qu'ils employaient 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 oeuvres de David Goodsell,
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who is a molecular biologist at the Scripps Institute.
45
112000
3000
qui est biologiste moléculaire au Scrips Institute.
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And his pictures,
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115000
2000
Et ses images,
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everything's accurate and it's all to scale.
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117000
2000
tout est exact et tout est à l'échelle.
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And his work illuminated for me
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119000
3000
Et son oeuvre m'a révélé
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what the molecular world inside us is like.
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122000
2000
ce à quoi ressemble le monde moléculaire en nous.
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So this is a transection through blood.
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124000
3000
Vouci donc une coupe transversale de sang.
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In the top left-hand corner, you've got this yellow-green area.
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127000
2000
En haut à gauche, vous avez cette zone jaune-vert.
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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 fluides du sang, qui sont essenteillement de l'eau,
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but it's also antibodies, sugars,
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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 région rouge est une coupe dans un globule rouge.
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And those red molecules are hemoglobin.
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138000
2000
Et ces molécules rouges sont de 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 au sang sa couleur.
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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
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144000
2000
qui absorbe l'oxygène dans vos poumons
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and then carry it to other parts of the body.
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146000
2000
puis la transporte vers les 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
J'ai été très inspiré par cette image il y a de nombreuses années,
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and I wondered whether we could use computer graphics
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151000
2000
et je me demandais si on pouvait employer de 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 c'est comme ça que j'ai vraiment commencé. Alors allons-y.
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This is DNA in its classic double helix form.
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160000
2000
Voici de l'ADN dans sa forme classique de double hélice.
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And it's from X-ray crystallography,
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162000
2000
Et c'est tiré d'une crystallographie au rayonsX,
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so it's an accurate model of DNA.
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164000
2000
c'est donc un modèle excat d'ADN.
03:01
If we unwind the double helix and unzip the two strands,
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166000
2000
Si nous déroulons la double hélice et séparons ses deux brins,
03:03
you see these things that look like teeth.
70
168000
2000
vous voyez ces choses qui ressemblent à des dents.
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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 25000 gènes incrits dans votre ADN.
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This is what they typically talk about --
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175000
2000
Voilà de quoi ils parlent typiquement,
03:12
the genetic code -- this is what they're talking about.
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177000
2000
le code génétique, c'est 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 parler d'un aspect différent de la science de l'ADN,
03:16
and that is the physical nature of DNA.
76
181000
3000
et c'est 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
Ce sont ces deux brins qui partent dans des directions ooposées
03:22
for reasons I can't go into right now.
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187000
2000
pour des raisons que je vais laisser de côté pour l'instant.
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But they physically run in opposite directions,
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189000
2000
Mais ils partent physiquement dans des directions opposées
03:26
which creates a number of complications for your living cells,
80
191000
3000
ce qui crrée un nombre de complications pour vos cellules vivantes,
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as you're about to see,
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194000
2000
comme vous allez le voir,
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most particularly when DNA is being copied.
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196000
3000
plus particulièrement quand l'ADN est copié.
03:34
And so what I'm about to show you
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199000
2000
Et donc ce que je vais vous montrer
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is an accurate representation
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201000
2000
est une représentation exacte
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of the actual DNA replication machine that's occurring right now inside your body,
85
203000
3000
de la véritable machine de réplication ADN qui se déroule en ce moment-même à l'intérieur de votre corps,
03:41
at least 2002 biology.
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206000
3000
au moins selon la biologie en 2002.
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So DNA's entering the production line from the left-hand side,
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209000
3000
L'ADN entre donc dans la ligne de production apr la gauche,
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and it hits this collection, these miniature biochemical machines,
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212000
3000
et il se heurte à cette collection, ces machines biochimiques miniatures,
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that are pulling apart the DNA strand and making an exact copy.
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215000
3000
qui défont le brin d'ADN et en font une copie exacte.
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So DNA comes in
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218000
2000
L'ADN entre alors
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and hits this blue, doughnut-shaped structure
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220000
2000
et se heurte à cette structure bleue en forme d'anneau
03:57
and it's ripped apart into its two strands.
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222000
2000
et il est déchiré en deux brins.
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One strand can be copied directly,
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224000
2000
Un brin peut être copié directement
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and you can see these things spooling off to the bottom there.
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226000
3000
et vous pouvez voir ces choses débobiner en bas ici.
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But things aren't so simple for the other strand
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229000
2000
Mais les choses ne sont pas aussi simple pour l'autre brin
04:06
because it must be copied backwards.
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231000
2000
parce qu'il doit être copié à l'envers.
04:08
So it's thrown out repeatedly in these loops
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233000
2000
Il est donc projeté de façon répétée dans ces anneaux
04:10
and copied one section at a time,
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235000
2000
et copié une section à la fois,
04:12
creating two new DNA molecules.
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237000
3000
ce qui crée deux nouvelles molécules d'ADN.
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Now you have billions of this machine
100
240000
3000
Maintenant vous avez des milliards de ces machines
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right now working away inside you,
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243000
2000
au travail à l'intérieur de vous,
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copying your DNA with exquisite fidelity.
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245000
2000
qui copient votre ADN avec une fidélité exquise.
04:22
It's an accurate representation,
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247000
2000
C'est une représentation exacte,
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and it's pretty much at the correct speed for what is occurring inside you.
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249000
3000
et c'est en gros à la bonne vitesse pour ce qui se passe en vous.
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I've left out error correction and a bunch of other things.
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252000
3000
J'ai laissé de côté 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'étaient des travaux d'il y a quelques années.
04:34
Thank you.
107
259000
2000
Merci.
04:36
This is work from a number of years ago,
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261000
3000
Ce sont des travaux 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 mise à jour, de la technologie mise à jour.
04:42
So again, we begin with DNA.
110
267000
2000
DOnc encore, nous commençons par l'ADN.
04:44
And it's jiggling and wiggling there because of the surrounding soup of molecules,
111
269000
3000
Et il gigotte et se tortille làà cause de la soupe de molécules environnante.
04:47
which I've stripped away so you can see something.
112
272000
2000
que j'ai enlevée pour que vous puissiez voir quelque chose.
04:49
DNA is about two nanometers across,
113
274000
2000
L'ADN fait environ deux nanomètres de large,
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 chacune de vos cellules,
04:55
each strand of DNA is about 30 to 40 million nanometers long.
116
280000
4000
chaque brin d'ADN mesure environ 30 à 40 millions de nanomètres de long.
04:59
So to keep the DNA organized and regulate access to the genetic code,
117
284000
3000
Pour que l'ADN reste organisé et pour réguler l'accès au code génétique,
05:02
it's wrapped around these purple proteins --
118
287000
2000
il est entortillé autour de ces protéines violettes,
05:04
or I've labeled them purple here.
119
289000
2000
ou je les ai colorées en violet ici.
05:06
It's packaged up and bundled up.
120
291000
2000
C'est tout en un seul paquet.
05:08
All this field of view is a single strand of DNA.
121
293000
3000
Tout ce champ de vision est un seul brin 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 aux chromosomes dans une minute.
05:17
We're pulling out, we're zooming out,
124
302000
2000
Nous sortons, nous dézoomons,
05:19
out through a nuclear pore,
125
304000
2000
passons par un pore nucléaire,
05:21
which is the gateway to this compartment that holds all the DNA
126
306000
3000
qui est la porte vers ce compartiment qui contient tout l'ADN
05:24
called the nucleus.
127
309000
2000
appelé le 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
représente un semestre de biologie, et j'ai 7 minutes.
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So we're not going to be able to do that today?
130
316000
3000
nous n'allons donc pas pouvoir faire ça aujourd'hui ?
05:34
No, I'm being told, "No."
131
319000
3000
Non, on me dit que non.
05:37
This is the way a living cell looks down a light microscope.
132
322000
3000
Voilà à quoi ressemble une cellule viante à 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 elle est filmée en time-lapse, c'est pourquoi vous pouvez la voir bouger.
05:43
The nuclear envelope breaks down.
134
328000
2000
L'enveloppe nucléaire se romp.
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 nous concventrer sur eux.
05:48
They go through this very striking motion
136
333000
2000
Ils passent par ce mouvement très frappant
05:50
that is focused on these little red spots.
137
335000
3000
qui est concentré sur ces petits points rouges.
05:53
When the cell feels it's ready to go,
138
338000
3000
Quand la cellule est 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
Un jeu d'ADN part d'un côté,
06:00
the other side gets the other set of DNA --
141
345000
2000
l'au(tre côté reçoit l'autre jeu d'ADN,
06:02
identical copies of DNA.
142
347000
2000
des copies identiques d'ADN.
06:04
And then the cell splits down the middle.
143
349000
2000
et ensuite la cellule se fend en deux.
06:06
And again, you have billions of cells
144
351000
2000
Et là encore, vous avez des milliards de cellules
06:08
undergoing this process right now inside of you.
145
353000
3000
qui subissent ce processus en ce moemnt en vous.
06:11
Now we're going to rewind and just focus on the chromosomes
146
356000
3000
Nous allons maintenant revenir en arrière et nous concentrer sur les chromosomes
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and look at its structure and describe it.
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359000
2000
et regardes leur structure et la décrire.
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So again, here we are at that equator moment.
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361000
3000
Là encore, nous sommes à un moment médian.
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The chromosomes line up.
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364000
2000
Les chromosomes s'alignent.
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And if we isolate just one chromosome,
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366000
2000
Et si nous isolons un seul chromosome,
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we're going to pull it out and have a look at its structure.
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368000
2000
nous allons l'extraire et regarder sa structure.
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So this is one of the biggest molecular structures that you have,
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370000
3000
Voici une des plus grosses structures moléculaires qui soit en vous,
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at least as far as we've discovered so far inside of us.
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373000
4000
au moins pour ce que nous avons découvert pour l'instant à l'intérieur de nous.
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So this is a single chromosome.
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2000
Voici un chromosome.
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And you have two strands of DNA in each chromosome.
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379000
3000
Et vous avez deux brins d'ADN dans chaque chromosome.
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One is bundled up into one sausage.
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2000
Un est empaqueté en une saucisse.
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The other strand is bundled up into the other sausage.
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384000
2000
L'autre brin est empaqueté 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 moustaches de chat et qui sortent des deux côtés
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are the dynamic scaffolding of the cell.
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389000
3000
sont l'échaffaudage dynamique de la cellule.
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They're called mircrotubules. That name's not important.
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392000
2000
On les appelle des mircrotubules. Ce nom n'est aps improtant.
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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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394000
3000
Mais ce sur quoi nous allons nous concentrer c'est la zone rouge, je l'ai colorée en rouge ici,
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and it's the interface
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397000
2000
et c'est l'interface
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between the dynamic scaffolding and the chromosomes.
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399000
3000
entre léchaffaudage dynamique et les chromosomes.
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It is obviously central to the movement of the chromosomes.
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402000
3000
Il est évidemment essentiel pour le mouvement des chromosomes.
07:00
We have no idea really as to how it's achieving that movement.
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405000
3000
Nous n'avons aucune idée de comment il arrive à ce mouvement.
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We've been studying this thing they call the kinetochore
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408000
2000
Nous avons étudié cette chose qu'on appelle kinetochore
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for over a hundred years with intense study,
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410000
2000
intensément depuis cent ans,
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and we're still just beginning to discover what it's all about.
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412000
3000
et nous commençons à peine à découvrir de quoi il s'agit.
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It is made up of about 200 different types of proteins,
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415000
3000
C'est faitd'environ 200 différents types d eprotéines,
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thousands of proteins in total.
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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 diffusion de signal.
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It broadcasts through chemical signals
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424000
2000
Il envoie des signaux chimiques
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telling the rest of the cell when it's ready,
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426000
3000
qui disent au reste de la cellule quand elle est prête,
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when it feels that everything is aligned and ready to go
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429000
3000
quand elle sent que tout est aligné et prêt
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for the separation of the chromosomes.
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432000
2000
à aller séparer les chromosomes.
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It is able to couple onto the growing and shrinking microtubules.
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434000
3000
C'est capable de s'associer aux microtubules qui grandissent et rétrécissent.
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It's involved with the growing of the microtubules,
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437000
3000
C'est impliqué dans la croissance des microtubules,
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and it's able to transiently couple onto them.
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440000
3000
et c'est capable de s'y associer temporairement.
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It's also an attention sensing system.
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443000
2000
C'est aussi un système de détection d'attention.
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It's able to feel when the cell is ready,
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445000
2000
C'est capable de sentir quand la cellule est prête,
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when the chromosome is correctly positioned.
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447000
2000
quand le chromosome est en position correcte,
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It's turning green here
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449000
2000
ça devient vert ici
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because it feels that everything is just right.
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451000
2000
parce que ça ressent que tout est comme il faut.
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And you'll see, there's this one little last bit
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453000
2000
Et vous allez voir, il y a ce dernier petit bout
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that's still remaining red.
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455000
2000
qui reste encore rouge.
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And it's walked away down the microtubules.
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457000
3000
Et il s'est éloigné le long des microtubules.
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That is the signal broadcasting system sending out the stop signal.
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461000
3000
C'est le système de diffusion de signaux 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 s'en est allé. Je veux dire, c'est mécanique.
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It's molecular clockwork.
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467000
2000
C'est un mécaniqme moléculaire.
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This is how you work at the molecular scale.
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469000
3000
C'est comme ça qu'on fonctionne au niveau moléculaire.
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So with a little bit of molecular eye candy,
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472000
3000
Avec un peu de douceur visuelle moléculaire,
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we've got kinesins, which are the orange ones.
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475000
3000
nous avons les kinésines, qui sont en orange.
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They're little molecular courier molecules walking one way.
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478000
2000
Ce sont des molécules messagères qui vont à sens unique.
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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 transportent ce système de diffusion.
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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
Et elles ont de longues jambes, elles peuvent donc enjamber les obstacles etc.
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So again, this is all derived accurately
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486000
2000
Là encore, tout ceci est tiré avec précision
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from the science.
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488000
2000
de la science.
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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 est que nous ne pouvons pas vous le montrer autrement.
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Exploring at the frontier of science,
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493000
2000
L'exploration 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
est époustoufflante.
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Discovering this stuff
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500000
2000
Découvrir ces trucs
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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 motivation à travailler dans les scinces qui apporte du plaisir.
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But most medical researchers --
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505000
3000
Mais pour la plupart des chercheurs en médecine,
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discovering the stuff
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508000
2000
découvrir des trucs
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is simply steps along the path to the big goals,
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c'est de simples étapes sur la route vers les grands objectifs,
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which are to eradicate disease,
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qui sont d'éliminer les maladies,
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to eliminate the suffering and the misery that disease causes
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d'éliminer la souffrance et le malheur que la maladie provoque
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and to lift people out of poverty.
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et de 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