TEDxSydney
Drew Berry: Animations of unseeable biology
Drew Berry: Animasjoner av usynlig biologi
Filmed:
Readability: 4.4
2,509,183 views
Det er ikke mulig å observere molekyler og hva de gjør direkte – Drew Berry vil forandre på det. På TEDxSydney viser han de vitenskapelig eksakte (og underholdende!) animasjonene som hjelper forskere med å se usynlige prosesser inne i våre egne celler.
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
Det jeg skal vise dere nå
00:17
are the astonishing molecular machines
1
2000
4000
er de forbløffende molekylære maskinene
00:21
that create the living fabric of your body.
2
6000
3000
som utgjør det levende vevet i kroppen vår.
00:24
Now molecules are really, really tiny.
3
9000
3000
Molekyler er bitte, bitte små.
00:27
And by tiny,
4
12000
2000
Og med små,
00:29
I mean really.
5
14000
2000
mener jeg virkelig små.
00:31
They're smaller than a wavelength of light,
6
16000
2000
De er mindre enn bølgelengden til lys,
00:33
so we have no way to directly observe them.
7
18000
3000
så vi har ingen måte å observere dem på direkte.
00:36
But through science, we do have a fairly good idea
8
21000
2000
Men takket være vitenskapen, har vi en temmelig god idé
00:38
of what's going on down at the molecular scale.
9
23000
3000
om hva som foregår på molekylært nivå.
00:41
So what we can do is actually tell you about the molecules,
10
26000
3000
Så vi kan faktisk fortelle dere om molekylene,
00:44
but we don't really have a direct way of showing you the molecules.
11
29000
3000
men vi har ingen direkte måte å vise dem på.
00:47
One way around this is to draw pictures.
12
32000
3000
Det vi kan gjøre er å lage tegninger.
00:50
And this idea is actually nothing new.
13
35000
2000
– Og det er ikke noe nytt.
00:52
Scientists have always created pictures
14
37000
2000
Vitenskapsmenn har alltid laget tegninger
00:54
as part of their thinking and discovery process.
15
39000
3000
som en del av sin tanke- og oppdagelsesprosess.
00:57
They draw pictures of what they're observing with their eyes,
16
42000
3000
De tegner det de observerer med egne øyne,
01:00
through technology like telescopes and microscopes,
17
45000
2000
ved hjelp av teknologi som teleskop og mikroskop,
01:02
and also what they're thinking about in their minds.
18
47000
3000
og også av de forestillinger de lager i sitt eget hode.
01:05
I picked two well-known examples,
19
50000
2000
Jeg har valgt to velkjente eksempler,
01:07
because they're very well-known for expressing science through art.
20
52000
3000
– kjent for å uttrykke vitenskap gjennom kunst.
01:10
And I start with Galileo
21
55000
2000
Og jeg starter med Galileo
01:12
who used the world's first telescope
22
57000
2000
som benyttet verdens første teleskop
01:14
to look at the Moon.
23
59000
2000
til å se på månen.
01:16
And he transformed our understanding of the Moon.
24
61000
2000
Og han endret vår forståelse av månen.
01:18
The perception in the 17th century
25
63000
2000
Oppfatningen i det 17. århundre
01:20
was the Moon was a perfect heavenly sphere.
26
65000
2000
var at månen var en perfekt himmelsk kule.
01:22
But what Galileo saw was a rocky, barren world,
27
67000
3000
Men det Galileo så, var en steinete, gold verden,
01:25
which he expressed through his watercolor painting.
28
70000
3000
slik han har uttrykt det i denne akvarellen.
01:28
Another scientist with very big ideas,
29
73000
2000
En annen vitenskapsmann med store idéer,
01:30
the superstar of biology, is Charles Darwin.
30
75000
3000
biologiens superstjerne, er Charles Darwin.
01:33
And with this famous entry in his notebook,
31
78000
2000
Og på denne berømte sida fra hans notater,
01:35
he begins in the top left-hand corner with, "I think,"
32
80000
3000
starter han oppe til venstre med "Jeg tenker",
01:38
and then sketches out the first tree of life,
33
83000
3000
og så lager han den første skissen av livets tre,
01:41
which is his perception
34
86000
2000
som er hans oppfattelse
01:43
of how all the species, all living things on Earth,
35
88000
2000
av hvordan alle arter, alt levende på jorden,
01:45
are connected through evolutionary history --
36
90000
3000
er forbundet gjennom evolusjonshistorien --
01:48
the origin of species through natural selection
37
93000
2000
artenes utvikling gjennom naturlig seleksjon
01:50
and divergence from an ancestral population.
38
95000
3000
og endringer fra tidligere generasjoner.
01:53
Even as a scientist,
39
98000
2000
Jeg er selv vitenskapsmann,
01:55
I used to go to lectures by molecular biologists
40
100000
2000
men har gått på forelesninger av molekylærbiolologer
01:57
and find them completely incomprehensible,
41
102000
3000
og opplevd dem som totalt uforståelige,
02:00
with all the fancy technical language and jargon
42
105000
2000
med alt sitt finurlige språk og sjargong
02:02
that they would use in describing their work,
43
107000
2000
som de bruker for å forklare hva de gjør,
02:04
until I encountered the artworks of David Goodsell,
44
109000
3000
helt til jeg oppdaget kunstverkene til David Goodsell,
02:07
who is a molecular biologist at the Scripps Institute.
45
112000
3000
som er molekylærbiolog fra Scripps institutt.
02:10
And his pictures,
46
115000
2000
Og bildene hans,
02:12
everything's accurate and it's all to scale.
47
117000
2000
– som er nøyaktige og der alt er i riktig målestokk –
02:14
And his work illuminated for me
48
119000
3000
de belyste for meg
02:17
what the molecular world inside us is like.
49
122000
2000
hvordan den molekylære verden inne i oss er.
02:19
So this is a transection through blood.
50
124000
3000
Dette er et tverrsnitt av blod.
02:22
In the top left-hand corner, you've got this yellow-green area.
51
127000
2000
Oppe til venstre er det et gulgrønt område.
02:24
The yellow-green area is the fluids of blood, which is mostly water,
52
129000
3000
Det gulgrønne området er væskene i blodet, for det meste vann,
02:27
but it's also antibodies, sugars,
53
132000
2000
men der er også antistoffer, sukker,
02:29
hormones, that kind of thing.
54
134000
2000
hormoner og slike ting.
02:31
And the red region is a slice into a red blood cell.
55
136000
2000
Og det røde området er et snitt gjennom en rød blodcelle.
02:33
And those red molecules are hemoglobin.
56
138000
2000
Og de røde molekylene er hemoglobin.
02:35
They are actually red; that's what gives blood its color.
57
140000
2000
De er faktisk røde, det er det som gir blodet farge.
02:37
And hemoglobin acts as a molecular sponge
58
142000
2000
Hemoglobin opptrer som en molekylær svamp
02:39
to soak up the oxygen in your lungs
59
144000
2000
som suger opp oksygen i lungene våre
02:41
and then carry it to other parts of the body.
60
146000
2000
og deretter frakter det til andre deler av kroppen.
02:43
I was very much inspired by this image many years ago,
61
148000
3000
Jeg ble veldig inspirert av dette bildet for mange år siden,
02:46
and I wondered whether we could use computer graphics
62
151000
2000
og lurte på om vi kunne bruke datagrafikk
02:48
to represent the molecular world.
63
153000
2000
til å representere den molekylære verden.
02:50
What would it look like?
64
155000
2000
Hvordan ville det bli seende ut?
02:52
And that's how I really began. So let's begin.
65
157000
3000
Slik var det jeg begynte. Så la oss starte.
02:55
This is DNA in its classic double helix form.
66
160000
2000
Dette er DNA i den klassiske dobbelspiralen.
02:57
And it's from X-ray crystallography,
67
162000
2000
Det er fra røntgenkrystallografi,
02:59
so it's an accurate model of DNA.
68
164000
2000
så det er en nøyaktig modell av DNA.
03:01
If we unwind the double helix and unzip the two strands,
69
166000
2000
Hvis vi vikler opp spiralen og tar de to strengene fra hverandre,
03:03
you see these things that look like teeth.
70
168000
2000
ser dere dette som ligner på tenner.
03:05
Those are the letters of genetic code,
71
170000
2000
Det er bokstavene som utgjør den genetiske koden,
03:07
the 25,000 genes you've got written in your DNA.
72
172000
3000
de 25 000 genene som er lagret i ditt DNA.
03:10
This is what they typically talk about --
73
175000
2000
Det er dette de vanligvis snakker om,
03:12
the genetic code -- this is what they're talking about.
74
177000
2000
den genetiske koden, det er den de snakker om.
03:14
But I want to talk about a different aspect of DNA science,
75
179000
2000
Men jeg vil ta opp et annet aspekt som gjelder DNA,
03:16
and that is the physical nature of DNA.
76
181000
3000
og det er DNAs fysiske natur.
03:19
It's these two strands that run in opposite directions
77
184000
3000
Det er disse to strengene som går i hver sin retning
03:22
for reasons I can't go into right now.
78
187000
2000
av grunner jeg ikke kan ta opp nå.
03:24
But they physically run in opposite directions,
79
189000
2000
Men fysisk går de altså i hver sine retninger,
03:26
which creates a number of complications for your living cells,
80
191000
3000
og det skaper en hel del problemer for levende celler,
03:29
as you're about to see,
81
194000
2000
som dere snart skal se,
03:31
most particularly when DNA is being copied.
82
196000
3000
særlig når DNA skal kopieres.
03:34
And so what I'm about to show you
83
199000
2000
Så det jeg skal vise dere
03:36
is an accurate representation
84
201000
2000
er en nøyaktig fremstilling
03:38
of the actual DNA replication machine that's occurring right now inside your body,
85
203000
3000
av DNA-kopieringsmaskinen som akkurat nå arbeider inne i kroppene deres,
03:41
at least 2002 biology.
86
206000
3000
i alle fall i 2002-biologi.
03:44
So DNA's entering the production line from the left-hand side,
87
209000
3000
DNAet kommer inn på produksjonslinjen fra venstre,
03:47
and it hits this collection, these miniature biochemical machines,
88
212000
3000
og treffer denne samlingen av biokjemiske maskiner i miniatyr,
03:50
that are pulling apart the DNA strand and making an exact copy.
89
215000
3000
som drar DNA-strengene fra hverandre og lager en eksakt kopi.
03:53
So DNA comes in
90
218000
2000
DNAet kommer alså inn
03:55
and hits this blue, doughnut-shaped structure
91
220000
2000
og treffer denne blå, smultringformede saken
03:57
and it's ripped apart into its two strands.
92
222000
2000
og blir revet fra hverandre til to strenger.
03:59
One strand can be copied directly,
93
224000
2000
En streng kan bli kopiert direkte,
04:01
and you can see these things spooling off to the bottom there.
94
226000
3000
det er det som spoles av nederst.
04:04
But things aren't so simple for the other strand
95
229000
2000
Men det er ikke så enkelt for den andre strengen,
04:06
because it must be copied backwards.
96
231000
2000
fordi den må kopieres baklengs.
04:08
So it's thrown out repeatedly in these loops
97
233000
2000
Den må gjentatte ganger kveiles av i løkker
04:10
and copied one section at a time,
98
235000
2000
og bli kopiert seksjon for seksjon,
04:12
creating two new DNA molecules.
99
237000
3000
slik at det skapes to nye DNA-molekyler.
04:15
Now you have billions of this machine
100
240000
3000
Det er milliarder av slike maskiner
04:18
right now working away inside you,
101
243000
2000
som akkurat nå arbeider inne i kroppene deres,
04:20
copying your DNA with exquisite fidelity.
102
245000
2000
og kopierer DNAet med utsøkt kvalitet.
04:22
It's an accurate representation,
103
247000
2000
Dette er en nøyaktig gjengivelse av det som foregår,
04:24
and it's pretty much at the correct speed for what is occurring inside you.
104
249000
3000
og farten er også temmelig lik den som foregår inne i dere.
04:27
I've left out error correction and a bunch of other things.
105
252000
3000
Jeg har ikke tatt med feilretting og en haug andre ting.
04:32
This was work from a number of years ago.
106
257000
2000
Dette ble laget for en del år siden.
04:34
Thank you.
107
259000
2000
Takk, takk.
04:36
This is work from a number of years ago,
108
261000
3000
Dette er arbeid fra noen år tilbake,
04:39
but what I'll show you next is updated science, it's updated technology.
109
264000
3000
men det jeg skal vise nå er oppdatert vitenskap, oppdatert teknologi.
04:42
So again, we begin with DNA.
110
267000
2000
Vi starter igjen med DNA.
04:44
And it's jiggling and wiggling there because of the surrounding soup of molecules,
111
269000
3000
Det svinger og snor seg fordi det er omgitt av en suppe av molekyler,
04:47
which I've stripped away so you can see something.
112
272000
2000
som er fjernet, slik at dere kan se noe.
04:49
DNA is about two nanometers across,
113
274000
2000
DNA er omtrent to nanometer i tverrsnitt,
04:51
which is really quite tiny.
114
276000
2000
noe som virkelig er ganske smått.
04:53
But in each one of your cells,
115
278000
2000
Men i hver eneste av cellene dere har,
04:55
each strand of DNA is about 30 to 40 million nanometers long.
116
280000
4000
er hver tråd av DNA rundt 30 til 40 millioner nanometer lang.
04:59
So to keep the DNA organized and regulate access to the genetic code,
117
284000
3000
Så for å holde orden på DNAet og regulere tilgangen til den genetiske koden,
05:02
it's wrapped around these purple proteins --
118
287000
2000
er det viklet rundt disse fiolette proteinene --
05:04
or I've labeled them purple here.
119
289000
2000
det vil si, jeg har gjort dem fiolette her.
05:06
It's packaged up and bundled up.
120
291000
2000
Det er pakket og buntet.
05:08
All this field of view is a single strand of DNA.
121
293000
3000
Alt det vi ser her er et enkelt DNA-molekyl.
05:11
This huge package of DNA is called a chromosome.
122
296000
3000
Denne enorme pakken av DNA kalles et kromosom.
05:14
And we'll come back to chromosomes in a minute.
123
299000
3000
Vi skal komme tilbake til kromosomer om et øyeblikk.
05:17
We're pulling out, we're zooming out,
124
302000
2000
Vi drar oss tilbake, zoomer ut,
05:19
out through a nuclear pore,
125
304000
2000
ut gjennom en kjernepore,
05:21
which is the gateway to this compartment that holds all the DNA
126
306000
3000
som er inngangen til det kammeret som inneholder all DNA,
05:24
called the nucleus.
127
309000
2000
kalt kjernen.
05:26
All of this field of view
128
311000
2000
Alt som er i synsfeltet nå
05:28
is about a semester's worth of biology, and I've got seven minutes.
129
313000
3000
er omtrent ett semesters biologistudium, og jeg har sju minutter.
05:31
So we're not going to be able to do that today?
130
316000
3000
Så vi klarer ikke alt det i dag vel?
05:34
No, I'm being told, "No."
131
319000
3000
Nei, sier de, "Nei".
05:37
This is the way a living cell looks down a light microscope.
132
322000
3000
Slik ser en levende celle ut i et lysmikroskop.
05:40
And it's been filmed under time-lapse, which is why you can see it moving.
133
325000
3000
Det er filmet med intervallopptak, derfor kan en se bevegelser.
05:43
The nuclear envelope breaks down.
134
328000
2000
Kjernemembranen brytes ned.
05:45
These sausage-shaped things are the chromosomes, and we'll focus on them.
135
330000
3000
De pølselignende sakene er kromosomer, og vi skal fokusere på dem.
05:48
They go through this very striking motion
136
333000
2000
De gjennomgår denne slående bevegelsen.
05:50
that is focused on these little red spots.
137
335000
3000
sentrert om de små røde flekkene.
05:53
When the cell feels it's ready to go,
138
338000
3000
Når cellen føler at den er klar,
05:56
it rips apart the chromosome.
139
341000
2000
deler den kromosomet i to.
05:58
One set of DNA goes to one side,
140
343000
2000
Et sett DNA går til den ene siden,
06:00
the other side gets the other set of DNA --
141
345000
2000
den andre siden får det andre settet --
06:02
identical copies of DNA.
142
347000
2000
identiske kopier av DNA
06:04
And then the cell splits down the middle.
143
349000
2000
Deretter deles cellen langs midten.
06:06
And again, you have billions of cells
144
351000
2000
Og igjen; det er milliarder celler
06:08
undergoing this process right now inside of you.
145
353000
3000
som gjennomgår denne prosessen akkurat nå, inne i dere.
06:11
Now we're going to rewind and just focus on the chromosomes
146
356000
3000
Nå skal vi spole tilbake og bare fokusere på kromosomene,
06:14
and look at its structure and describe it.
147
359000
2000
se på strukturen deres og beskrive den.
06:16
So again, here we are at that equator moment.
148
361000
3000
Her er vi tilbake i ekvatorøyeblikket.
06:19
The chromosomes line up.
149
364000
2000
Kromosomene stiller seg på linje.
06:21
And if we isolate just one chromosome,
150
366000
2000
Hvis vi isolerer bare ett kromosom,
06:23
we're going to pull it out and have a look at its structure.
151
368000
2000
skal vi konsentrere oss om det og se på strukturen.
06:25
So this is one of the biggest molecular structures that you have,
152
370000
3000
Dette er en av de største molekylære strukturer som fins,
06:28
at least as far as we've discovered so far inside of us.
153
373000
4000
i alle fall av det vi har oppdaget inne i oss så langt.
06:32
So this is a single chromosome.
154
377000
2000
Dette er et enkelt kromosom.
06:34
And you have two strands of DNA in each chromosome.
155
379000
3000
Og det er to tråder av DNA i hvert kromosom.
06:37
One is bundled up into one sausage.
156
382000
2000
En er kveilet opp til én pølse.
06:39
The other strand is bundled up into the other sausage.
157
384000
2000
Den andre tråden er kveilet opp til den andre pølsen.
06:41
These things that look like whiskers that are sticking out from either side
158
386000
3000
Det som ser ut som barter som stikker ut på hver side
06:44
are the dynamic scaffolding of the cell.
159
389000
3000
er de dynamiske stillasene i cellen.
06:47
They're called mircrotubules. That name's not important.
160
392000
2000
De kalles mikrotubuli. Navnet er ikke viktig.
06:49
But what we're going to focus on is this red region -- I've labeled it red here --
161
394000
3000
Det vi skal fokusere på er det røde området – jeg har merket det rødt her –
06:52
and it's the interface
162
397000
2000
og grenseflaten
06:54
between the dynamic scaffolding and the chromosomes.
163
399000
3000
mellom det dynamiske stillaset og kromosomene.
06:57
It is obviously central to the movement of the chromosomes.
164
402000
3000
Det er tydeligvis sentralt i bevegelsen av kromosomene.
07:00
We have no idea really as to how it's achieving that movement.
165
405000
3000
Vi har egentlig ingen idé om hvordan det oppnår bevegelsen.
07:03
We've been studying this thing they call the kinetochore
166
408000
2000
Vi har undersøkt dette som kalles kinetisk orb
07:05
for over a hundred years with intense study,
167
410000
2000
gjennom over hundre år med intense studier,
07:07
and we're still just beginning to discover what it's all about.
168
412000
3000
og vi har bare så vidt begynt å oppdage hva det dreier seg om.
07:10
It is made up of about 200 different types of proteins,
169
415000
3000
Det består av opp til 200 ulike typer protein,
07:13
thousands of proteins in total.
170
418000
3000
tusenvis av proteiner til sammen.
07:16
It is a signal broadcasting system.
171
421000
3000
Det er et signalsystem.
07:19
It broadcasts through chemical signals
172
424000
2000
som sender kjemiske signaler,
07:21
telling the rest of the cell when it's ready,
173
426000
3000
og forteller resten av cellen når det er klart,
07:24
when it feels that everything is aligned and ready to go
174
429000
3000
når den føler at alt er oppstilt og klar til å starte
07:27
for the separation of the chromosomes.
175
432000
2000
med delingen av kromosomene.
07:29
It is able to couple onto the growing and shrinking microtubules.
176
434000
3000
Den er i stand til å koble seg på de voksende og krympende mikrotubuliene.
07:32
It's involved with the growing of the microtubules,
177
437000
3000
Den er involvert i veksten av mikrotubuli,
07:35
and it's able to transiently couple onto them.
178
440000
3000
og kan koble seg på dem for en stund.
07:38
It's also an attention sensing system.
179
443000
2000
Det er også et system for oppmerksomhet.
07:40
It's able to feel when the cell is ready,
180
445000
2000
Det føler når cellen er klar,
07:42
when the chromosome is correctly positioned.
181
447000
2000
når kromosomene er i riktig posisjon.
07:44
It's turning green here
182
449000
2000
Her blir det grønt
07:46
because it feels that everything is just right.
183
451000
2000
fordi den føler at alt er helt riktig.
07:48
And you'll see, there's this one little last bit
184
453000
2000
Og som dere ser er det en liten bit til slutt
07:50
that's still remaining red.
185
455000
2000
som fremdeles er rød.
07:52
And it's walked away down the microtubules.
186
457000
3000
Og den blir båret nedover mikrotubuliene.
07:56
That is the signal broadcasting system sending out the stop signal.
187
461000
3000
Det er signalsystemet som sender stoppsignalet.
07:59
And it's walked away. I mean, it's that mechanical.
188
464000
3000
Som blir båret bort. Det er altså så mekanisk.
08:02
It's molecular clockwork.
189
467000
2000
Det er et molekylært urverk.
08:04
This is how you work at the molecular scale.
190
469000
3000
Slik virker dere i molekylær målestokk.
08:07
So with a little bit of molecular eye candy,
191
472000
3000
Her har vi mer molekylært snadder,
08:10
we've got kinesins, which are the orange ones.
192
475000
3000
de orange delene er kinesin.
08:13
They're little molecular courier molecules walking one way.
193
478000
2000
Det er små kurermolekyler som går i en retning.
08:15
And here are the dynein. They're carrying that broadcasting system.
194
480000
3000
Dette er dyenin. De bærer meldingssystemet vi snakket om.
08:18
And they've got their long legs so they can step around obstacles and so on.
195
483000
3000
De har lange bein, slik at de kan komme forbi hindringer og slikt.
08:21
So again, this is all derived accurately
196
486000
2000
For å gjenta: dette er nøyaktig hentet
08:23
from the science.
197
488000
2000
fra vitenskapen.
08:25
The problem is we can't show it to you any other way.
198
490000
3000
Problemet er bare at vi ikke kan vise det på noen annen måte.
08:28
Exploring at the frontier of science,
199
493000
2000
Å utforske vitenskapens grenser,
08:30
at the frontier of human understanding,
200
495000
2000
på grensen av menneskelig forståelse,
08:32
is mind-blowing.
201
497000
3000
er overveldende.
08:35
Discovering this stuff
202
500000
2000
Å oppdage noe som dette
08:37
is certainly a pleasurable incentive to work in science.
203
502000
3000
er virkelig et lystbetont insentiv til å arbeide med vitenskap.
08:40
But most medical researchers --
204
505000
3000
Men de fleste medisinske forskere
08:43
discovering the stuff
205
508000
2000
som oppdager tingene,
08:45
is simply steps along the path to the big goals,
206
510000
3000
tar enkeltsteg på veien mot de store målene,
08:48
which are to eradicate disease,
207
513000
3000
som er å utrydde sykdommer,
08:51
to eliminate the suffering and the misery that disease causes
208
516000
2000
fjerne lidelsen og smerten som sykdom medfører,
08:53
and to lift people out of poverty.
209
518000
2000
og løfte mennesker ut av fattigdom.
08:55
Thank you.
210
520000
2000
Tusen takk!
08:57
(Applause)
211
522000
4000
(Applaus)
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