TED2014
Janet Iwasa: How animations can help scientists test a hypothesis
Janet Iwasa: Comment les animations peuvent aider les scientifiques à tester une hypothèse
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L'animation en 3D peut servir à animer les hypothèses scientifiques. La biologiste moléculaire Janet Iwasa présente un nouveau logiciel d'animation à sources ouvertes conçu spécifiquement pour les scientifiques.
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00:12
Take a look at this drawing.
0
710
1869
Regardez ce dessin.
00:14
Can you tell what it is?
1
2579
1604
Vous savez ce que c'est ?
00:16
I'm a molecular biologist by training,
2
4183
2747
J'ai une formation
de biologiste moléculaire,
de biologiste moléculaire,
00:18
and I've seen a lot of these kinds of drawings.
3
6930
2603
et j'ai vu beaucoup
de dessins comme celui-ci.
de dessins comme celui-ci.
00:21
They're usually referred to as a model figure,
4
9533
3092
On les appelle des figures modèles,
00:24
a drawing that shows how we think
5
12625
1734
des dessins qui montrent
comment nous pensons
comment nous pensons
00:26
a cellular or molecular process occurs.
6
14359
2664
qu'un processus moléculaire
ou cellulaire se déroule.
ou cellulaire se déroule.
00:29
This particular drawing is of a process
7
17023
2499
Ce dessin-ci montre un processus
00:31
called clathrin-mediated endocytosis.
8
19522
4323
appelé endocytose
dépendante de la clathrine.
dépendante de la clathrine.
00:35
It's a process by which a molecule can get
9
23845
2610
C'est un processus dans lequel
une molécule peut aller
une molécule peut aller
00:38
from the outside of the cell to the inside
10
26455
2238
de l'extérieur d'une cellule
vers l'intérieur
vers l'intérieur
00:40
by getting captured in a bubble or a vesicle
11
28693
2537
en étant attrapée dans une bulle
ou une vésicule
ou une vésicule
00:43
that then gets internalized by the cell.
12
31230
2820
qui se fait ensuite
internalisée par une cellule.
internalisée par une cellule.
00:46
There's a problem with this drawing, though,
13
34050
1835
Il y a pourtant
un problème avec ce dessin,
un problème avec ce dessin,
00:47
and it's mainly in what it doesn't show.
14
35885
2632
et c'est ce qu'il ne montre pas.
00:50
From lots of experiments,
15
38517
1465
Grâce à de nombreuses expériences,
00:51
from lots of different scientists,
16
39982
1835
et à de nombreux scientifiques,
00:53
we know a lot about what these molecules look like,
17
41817
2996
on en sait long sur ce à quoi
ces molécules ressemblent,
ces molécules ressemblent,
00:56
how they move around in the cell,
18
44813
1682
comment elles se déplacent
à l'intérieur de la cellule,
à l'intérieur de la cellule,
00:58
and that this is all taking place
19
46495
1825
et que tout ceci se produit
01:00
in an incredibly dynamic environment.
20
48320
2990
dans un environnement
incroyablement dynamique.
incroyablement dynamique.
01:03
So in collaboration with a clathrin
expert Tomas Kirchhausen,
expert Tomas Kirchhausen,
21
51310
3473
Donc, en collaboration avec un expert
de la clathrine, Tomas Kirchhausen,
de la clathrine, Tomas Kirchhausen,
01:06
we decided to create a new kind of model figure
22
54783
2319
nous avons décidé de créer
un nouveau type de figure modèle
un nouveau type de figure modèle
01:09
that showed all of that.
23
57102
2024
qui montrait tout cela.
01:11
So we start outside of the cell.
24
59126
1736
On commence hors de la cellule.
01:12
Now we're looking inside.
25
60862
1648
Maintenant, on regarde dedans.
01:14
Clathrin are these three-legged molecules
26
62510
2080
Ces molécules à trois pattes,
c'est la clathrine ;
c'est la clathrine ;
01:16
that can self-assemble into soccer-ball-like shapes.
27
64590
3288
elles peuvent s'assembler
en boule toutes seules.
en boule toutes seules.
01:19
Through connections with a membrane,
28
67878
1697
Via des connections
avec une membrane,
avec une membrane,
01:21
clathrin is able to deform the membrane
29
69575
2167
la clathrine déforme cette membrane
01:23
and form this sort of a cup
30
71742
1413
et crée cette espèce de bol
01:25
that forms this sort of a bubble, or a vesicle,
31
73155
2307
qui forme comme une bulle,
ou une vésicule,
ou une vésicule,
01:27
that's now capturing some of the proteins
32
75462
1784
qui capture certaines protéines
01:29
that were outside of the cell.
33
77246
1654
qui se trouvent hors de la cellule.
01:30
Proteins are coming in now that
basically pinch off this vesicle,
basically pinch off this vesicle,
34
78900
3498
Les protéines entrent
et pincent cette vésicule,
et pincent cette vésicule,
01:34
making it separate from the rest of the membrane,
35
82398
2584
la séparant du reste de la membrane,
01:36
and now clathrin is basically done with its job,
36
84982
2392
et maintenant, la clathrine
a terminé son travail,
a terminé son travail,
01:39
and so proteins are coming in now —
37
87374
1238
les protéines entrent -
01:40
we've covered them yellow and orange —
38
88612
1946
en jaune et en orange ici -
01:42
that are responsible for taking
apart this clathrin cage.
apart this clathrin cage.
39
90558
2542
et doivent démonter
cette cage de clathrine.
cette cage de clathrine.
01:45
And so all of these proteins
can get basically recycled
can get basically recycled
40
93100
3282
Et donc toutes ces protéines
peuvent être recyclées
peuvent être recyclées
01:48
and used all over again.
41
96382
1536
et réutilisées.
01:49
These processes are too small to be seen directly,
42
97918
3409
Ces processus sont trop petits
pour être vu directement,
pour être vu directement,
01:53
even with the best microscopes,
43
101327
1832
même avec les meilleurs microscopes,
01:55
so animations like this provide a really powerful way
44
103159
2631
donc des animations comme celle-ci
offrent une excellente façon
offrent une excellente façon
01:57
of visualizing a hypothesis.
45
105790
3018
de pouvoir visualiser une hypothèse.
02:00
Here's another illustration,
46
108808
1846
Voici un autre exemple,
02:02
and this is a drawing of how a researcher might think
47
110654
2736
la représentation qu'un chercheur
peut se faire
peut se faire
02:05
that the HIV virus gets into and out of cells.
48
113390
3505
du virus du VIH
entrant et sortant de cellules.
entrant et sortant de cellules.
02:08
And again, this is a vast oversimplification
49
116895
2519
C'est bien sûr très simplifié
02:11
and doesn't begin to show
50
119414
1744
et ça ne montre absolument pas
02:13
what we actually know about these processes.
51
121158
2482
ce que l'on sait vraiment
sur ces processus.
sur ces processus.
02:15
You might be surprised to know
52
123640
2215
Mais pourriez être surpris
d'apprendre que
d'apprendre que
02:17
that these simple drawings are the only way
53
125855
2767
ces dessins tout simples
sont la seule façon
sont la seule façon
02:20
that most biologists visualize
their molecular hypotheses.
their molecular hypotheses.
54
128622
3832
qu'ont la plupart des biologistes
de visualiser une hypothèse moléculaire.
de visualiser une hypothèse moléculaire.
02:24
Why?
55
132454
1028
Pourquoi ?
02:25
Because creating movies of processes
56
133482
1990
Parce que créer
des films de ces processus
des films de ces processus
02:27
as we think they actually occur is really hard.
57
135472
3014
tels qu'ils se déroulent réellement
est très difficile.
est très difficile.
02:30
I spent months in Hollywood
learning 3D animation software,
learning 3D animation software,
58
138486
3633
J'ai passé plusieurs mois à Hollywood
à apprendre l'animation en 3D,
à apprendre l'animation en 3D,
02:34
and I spend months on each animation,
59
142119
2281
et j'ai passé plusieurs mois
sur chaque animation,
sur chaque animation,
02:36
and that's just time that most
researchers can't afford.
researchers can't afford.
60
144400
3350
et c'est du temps que la plupart
des chercheurs n'ont pas.
des chercheurs n'ont pas.
02:39
The payoffs can be huge, though.
61
147750
2200
Mais les gains sont énormes.
02:41
Molecular animations are unparalleled
62
149950
2384
Les animations moléculaires
sont sans pareil
sont sans pareil
02:44
in their ability to convey a great deal of information
63
152334
3441
dans leur aptitude à transmettre
une quantité d'information
une quantité d'information
02:47
to broad audiences with extreme accuracy.
64
155775
3592
à un large public
et avec une exactitude etrême.
et avec une exactitude etrême.
02:51
And I'm working on a new project now
65
159367
1503
Je travaille sur un nouveau projet
02:52
called "The Science of HIV"
66
160870
1438
appelé La Science du VIH
02:54
where I'll be animating the entire life cycle
67
162308
2362
dans lequel je vais animer
un cycle entier de vie
un cycle entier de vie
02:56
of the HIV virus as accurately as possible
68
164670
3104
du virus du VIH
le plus précisement possible
le plus précisement possible
02:59
and all in molecular detail.
69
167774
1961
et avec de nombreux détails moléculaires.
03:01
The animation will feature data
70
169735
2151
Cette animation montrera les données
03:03
from thousands of researchers
collected over decades,
collected over decades,
71
171886
2976
de milliers de chercheurs
compilées sur des décennies,
compilées sur des décennies,
03:06
data on what this virus looks like,
72
174862
3080
des données sur l'apparence du virus,
03:09
how it's able to infect cells in our body,
73
177942
3088
sur comment il contamine
les cellules de notre corps,
les cellules de notre corps,
03:13
and how therapeutics are
helping to combat infection.
helping to combat infection.
74
181030
3972
et sur comment les thérapies
contribuent à le combattre.
contribuent à le combattre.
03:17
Over the years, I found that animations
75
185002
2329
Au fil des ans,
j'ai remarqué que les animations
j'ai remarqué que les animations
03:19
aren't just useful for communicating an idea,
76
187331
2819
ne servent pas qu'à
communiquer une idée,
communiquer une idée,
03:22
but they're also really useful
77
190150
1496
mais qu'elles le sont aussi
03:23
for exploring a hypothesis.
78
191646
2312
pour explorer une hypothèse.
03:25
Biologists for the most part are
still using a paper and pencil
still using a paper and pencil
79
193958
3194
La plupart des biologistes
en sont encore au papier et au crayon
en sont encore au papier et au crayon
03:29
to visualize the processes they study,
80
197152
2222
pour visualiser
les processus qu'ils étudient,
les processus qu'ils étudient,
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
et avec les données que nous avons,
ça ne suffit plus.
ça ne suffit plus.
03:34
The process of creating an animation
82
202854
2416
Le processus de création d'une animation
03:37
can act as a catalyst that allows researchers
83
205270
2657
peut servir de catalyseur
permettant aux chercheurs
permettant aux chercheurs
03:39
to crystalize and refine their own ideas.
84
207927
2951
pour cristalliser et redéfinir
leurs propres idées.
leurs propres idées.
03:42
One researcher I worked with
85
210878
1784
Un chercheur avec qui j'ai travaillé
03:44
who works on the molecular mechanisms
86
212662
1776
sur les mécanismes moléculaires
03:46
of neurodegenerative diseases
87
214438
1784
des maladies neuro-dégénératives
03:48
came up with experiments that were related
88
216222
1978
a pensé à des expériences en relation
03:50
directly to the animation that
she and I worked on together,
she and I worked on together,
89
218200
2983
directe avec l'animation
sur laquelle on travaillait ensemble,
sur laquelle on travaillait ensemble,
03:53
and in this way, animation can
feed back into the research process.
feed back into the research process.
90
221183
4121
et en ce sens, l'animation peut influencer
à son tour le processus de recherche.
à son tour le processus de recherche.
03:57
I believe that animation can change biology.
91
225304
2853
Je crois que l'animation
peut changer la biologie.
peut changer la biologie.
04:00
It can change the way that we
communicate with one another,
communicate with one another,
92
228157
2568
Elle peut changer
la façon dont nous communiquons,
la façon dont nous communiquons,
04:02
how we explore our data
93
230725
1623
comment nous explorons nos données
04:04
and how we teach our students.
94
232348
1327
et comment nous enseignons.
04:05
But for that change to happen,
95
233675
1454
Pour que ce changement se produise,
04:07
we need more researchers creating animations,
96
235129
3157
il faut plus de chercheurs
qui créent des animations,
qui créent des animations,
04:10
and toward that end, I brought together a team
97
238286
2255
et pour ce faire, j'ai réuni une équipe
04:12
of biologists, animators and programmers
98
240541
3137
de biologistes, d'animateurs
et de programmeurs
et de programmeurs
04:15
to create a new, free, open-source software —
99
243678
3047
afin de créer un nouveau logiciel
gratuit et open source --
gratuit et open source --
04:18
we call it Molecular Flipbook —
100
246725
1904
nous l'avons appelé Molecular Flipbook -
04:20
that's created just for biologists
101
248629
1896
créé pour les biologistes
04:22
just to create molecular animations.
102
250525
3545
pour qu'ils puissent créer
leurs animations moléculaires.
leurs animations moléculaires.
04:26
From our testing, we've found
that it only takes 15 minutes
that it only takes 15 minutes
103
254070
3712
D'après nos essais, il faut 15 minutes
04:29
for a biologist who has never
touched animation software before
touched animation software before
104
257782
3268
à un biologiste sans connaissance
en logiciel d'animation
en logiciel d'animation
04:33
to create her first molecular animation
105
261050
2736
pour créer
sa première animation moléculaire
sa première animation moléculaire
04:35
of her own hypothesis.
106
263786
1522
sur sa propre hypothèse.
04:37
We're also building an online database
107
265308
2150
On crée aussi une base de données en ligne
04:39
where anyone can view, download and contribute
108
267458
2775
où chacun peut voir et télécharger
04:42
their own animations.
109
270233
1616
ses propres animations.
04:43
We're really excited to announce
110
271849
1971
Nous sommes très heureux d'annoncer
04:45
that the beta version of the molecular animation
111
273820
2462
que la version beta
de la boîte à outils du logiciel
de la boîte à outils du logiciel
04:48
software toolkit will be available for download today.
112
276282
4208
d'animation moléculaire
sera téléchargeable dès aujourd'hui.
sera téléchargeable dès aujourd'hui.
04:52
We are really excited to see
what biologists will create with it
what biologists will create with it
113
280490
2743
Nous sommes impatients de voir
ce que les biologistes
ce que les biologistes
04:55
and what new insights they're able to gain
114
283233
2056
vont pouvoir créer et apprendre
en étant
en étant
04:57
from finally being able to animate
115
285289
1481
enfin capables d'animer
04:58
their own model figures.
116
286770
1703
leurs figures modèles.
05:00
Thank you.
117
288473
2240
Merci.
05:02
(Applause)
118
290713
3158
(Applaudissements)
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