ABOUT THE SPEAKER
Janet Iwasa - Molecular animator


Why 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 speaker
Janet Iwasa | Speaker | TED.com
TED2014

Janet Iwasa: How animations can help scientists test a hypothesis

Janet Iwasa: Hoe animaties wetenschappers kunnen helpen om een hypothese te testen

Filmed:
900,546 views

3D-animatie kan wetenschappelijke hypothesen tot leven brengen. Moleculair bioloog (en TED Fellow) Janet Iwasa introduceert nieuwe open-source animatie software die specifiek is ontworpen voor wetenschappers.
- Molecular animator
Full bio

Double-click the English transcript below to play the video.

00:12
Take a look at this drawingtekening.
0
710
1869
Bekijk deze tekening eens.
Weet je wat ze voorstelt?
00:14
Can you tell what it is?
1
2579
1604
00:16
I'm a molecularmoleculair biologistbioloog by trainingopleiding,
2
4183
2747
Ik ben moleculair bioloog
00:18
and I've seengezien a lot of these kindssoorten of drawingstekeningen.
3
6930
2603
en ik ben dit soort tekeningen
vaak tegengekomen.
00:21
They're usuallydoorgaans referredgenoemd to as a modelmodel- figurefiguur,
4
9533
3092
Meestal noemen we ze een model,
een tekening die laat zien
hoe we denken
00:24
a drawingtekening that showsshows how we think
5
12625
1734
00:26
a cellularcellulair or molecularmoleculair processwerkwijze occursvoordoet.
6
14359
2664
dat een cellulair
of moleculair proces plaatsvindt.
00:29
This particularbijzonder drawingtekening is of a processwerkwijze
7
17023
2499
Deze bijzondere tekening
00:31
calledriep clathrin-mediatedclathrin-gemedieerde endocytosisendocytose.
8
19522
4323
stelt clathrin-afhankelijke
endocytose voor.
00:35
It's a processwerkwijze by whichwelke a moleculemolecuul can get
9
23845
2610
Het is een proces waarbij een molecuul
00:38
from the outsidebuiten of the cellcel to the insidebinnen
10
26455
2238
van buiten de cel naar binnen geraakt
00:40
by gettingkrijgen capturedgevangen genomen in a bubblebubbel or a vesiclevesikel
11
28693
2537
door ingevangen te worden
in een blaasje, of vesikel,
00:43
that then getskrijgt internalizedgeïnternaliseerd by the cellcel.
12
31230
2820
dat vervolgens door de cel
wordt opgenomen.
00:46
There's a problemprobleem with this drawingtekening, thoughhoewel,
13
34050
1835
Maar er is een probleem
met deze tekening,
00:47
and it's mainlyhoofdzakelijk in what it doesn't showtonen.
14
35885
2632
vooral dan door wat ze niet laat zien.
00:50
From lots of experimentsexperimenten,
15
38517
1465
Door een heleboel experimenten
00:51
from lots of differentverschillend scientistswetenschappers,
16
39982
1835
van vele wetenschappers
00:53
we know a lot about what these moleculesmoleculen look like,
17
41817
2996
weten we veel
over hoe moleculen eruit zien,
00:56
how they moveverhuizing around in the cellcel,
18
44813
1682
hoe ze in de cel bewegen,
00:58
and that this is all takingnemen placeplaats
19
46495
1825
en dat dit allemaal plaatsvindt
01:00
in an incrediblyongelooflijk dynamicdynamisch environmentmilieu.
20
48320
2990
in een ongelooflijk dynamische omgeving.
01:03
So in collaborationsamenwerking with a clathrinclathrin
expertdeskundige TomasTomas KirchhausenKirchhausen,
21
51310
3473
We besloten om samen
met clathrine-expert Tomas Kirchhausen,
01:06
we decidedbeslist to createcreëren a newnieuwe kindsoort of modelmodel- figurefiguur
22
54783
2319
een nieuw soort model te ontwerpen
01:09
that showedtoonden all of that.
23
57102
2024
dat dat allemaal liet zien.
01:11
So we startbegin outsidebuiten of the cellcel.
24
59126
1736
We beginnen buiten de cel.
01:12
Now we're looking insidebinnen.
25
60862
1648
Nu kijken we naar binnen.
01:14
ClathrinClathrin are these three-leggeddrie-legged moleculesmoleculen
26
62510
2080
Clathrines zijn die driepotige moleculen,
01:16
that can self-assemblezichzelf assembleren into soccer-ball-likeVoetbal-bal-achtige shapesvormen.
27
64590
3288
die zichzelf kunnen samenvoegen
tot voetbalachtige vormen.
01:19
ThroughDoor middel van connectionsverbindingen with a membranemembraan,
28
67878
1697
Door zich te binden aan een membraan
01:21
clathrinclathrin is ablein staat to deformvervormen the membranemembraan
29
69575
2167
kan clathrine het membraan vervormen
01:23
and formformulier this sortsoort of a cupkop
30
71742
1413
en een soort kopje vormen
01:25
that formsvormen this sortsoort of a bubblebubbel, or a vesiclevesikel,
31
73155
2307
waaruit een blaasje,
een vesikel, ontstaat.
01:27
that's now capturingcapturing some of the proteinseiwitten
32
75462
1784
Hierin worden wat proteïnen
01:29
that were outsidebuiten of the cellcel.
33
77246
1654
van buiten de cel opgenomen.
01:30
ProteinsEiwitten are comingkomt eraan in now that
basicallyeigenlijk pinchsnuifje off this vesiclevesikel,
34
78900
3498
Proteïnen zorgen er nu voor
dat dit blaasje wordt afgeknepen,
waardoor het zich afscheidt
van de rest van het membraan.
01:34
makingmaking it separatescheiden from the restrust uit of the membranemembraan,
35
82398
2584
01:36
and now clathrinclathrin is basicallyeigenlijk donegedaan with its jobbaan,
36
84982
2392
Dan is clathrine in principe
klaar met zijn werk,
01:39
and so proteinseiwitten are comingkomt eraan in now —
37
87374
1238
en nu gaan proteïnen -
01:40
we'vewij hebben coveredbedekt them yellowgeel and orangeoranje
38
88612
1946
die gele en oranje dingen hier -
01:42
that are responsibleverantwoordelijk for takingnemen
apartdeel this clathrinclathrin cagekooi.
39
90558
2542
die clathrinekooi weer uit elkaar halen.
01:45
And so all of these proteinseiwitten
can get basicallyeigenlijk recycledgerecycled
40
93100
3282
Al deze proteïnen kunnen
in principe gerecycleerd
01:48
and used all over again.
41
96382
1536
en opnieuw gebruikt worden.
01:49
These processesprocessen are too smallklein to be seengezien directlydirect,
42
97918
3409
Deze processen zijn te klein
om rechtstreeks waarneembaar te zijn,
01:53
even with the bestbeste microscopesmicroscopen,
43
101327
1832
zelfs niet met de beste microscopen.
01:55
so animationsanimaties like this providevoorzien a really powerfulkrachtig way
44
103159
2631
Animaties als deze zorgen
voor een echt krachtige manier
01:57
of visualizingvisualiseren a hypothesishypothese.
45
105790
3018
om een hypothese te visualiseren.
02:00
Here'sHier is anothereen ander illustrationillustratie,
46
108808
1846
Hier nog een ander voorbeeld.
02:02
and this is a drawingtekening of how a researcheronderzoeker mightmacht think
47
110654
2736
Deze tekening geeft weer
hoe een onderzoeker denkt
02:05
that the HIVHIV virusvirus getskrijgt into and out of cellscellen.
48
113390
3505
dat het HIV-virus
in en uit cellen geraakt.
02:08
And again, this is a vastgroot oversimplificationoversimplificatie
49
116895
2519
Ook dit is een enorme simplificatie
02:11
and doesn't beginbeginnen to showtonen
50
119414
1744
die helemaal niet laat zien
02:13
what we actuallywerkelijk know about these processesprocessen.
51
121158
2482
wat we eigenlijk weten
over deze processen.
02:15
You mightmacht be surprisedverwonderd to know
52
123640
2215
Misschien verbaast het je te weten
02:17
that these simpleeenvoudig drawingstekeningen are the only way
53
125855
2767
dat deze eenvoudige tekeningen
de enige manier zijn
02:20
that mostmeest biologistsbiologen visualizevisualiseren
theirhun molecularmoleculair hypotheseshypotheses.
54
128622
3832
waarop de meeste biologen
hun moleculaire hypotheses visualiseren.
02:24
Why?
55
132454
1028
Waarom?
02:25
Because creatinghet creëren van moviesfilms of processesprocessen
56
133482
1990
Omdat films maken van processen
02:27
as we think they actuallywerkelijk occurvoorkomen is really hardhard.
57
135472
3014
zoals we denken dat ze echt gebeuren,
enorm moeilijk is.
Ik ben in Hollywood maanden bezig geweest
met het aanleren van 3D-animatiesoftware.
02:30
I spentdoorgebracht monthsmaanden in HollywoodHollywood
learningaan het leren 3D animationanimatie softwaresoftware,
58
138486
3633
02:34
and I spendbesteden monthsmaanden on eachelk animationanimatie,
59
142119
2281
Elke animatie kost me maanden werk.
02:36
and that's just time that mostmeest
researchersonderzoekers can't affordveroorloven.
60
144400
3350
Zoveel tijd kunnen de meeste
onderzoekers zich niet veroorloven.
02:39
The payoffsuitbetalingen can be hugereusachtig, thoughhoewel.
61
147750
2200
Maar de winst kan enorm zijn, dat wel.
02:41
MolecularMoleculaire animationsanimaties are unparalleledongeëvenaard
62
149950
2384
Moleculaire animaties zijn ongeëvenaard
02:44
in theirhun abilityvermogen to conveyoverbrengen a great dealtransactie of informationinformatie
63
152334
3441
in hun vermogen
om een grote hoeveelheid informatie
02:47
to broadbreed audiencespubliek with extremeextreem accuracynauwkeurigheid.
64
155775
3592
met uiterste nauwkeurigheid
naar een breed publiek over te brengen.
Ik ben nu bezig met een nieuw project,
02:51
And I'm workingwerkend on a newnieuwe projectproject now
65
159367
1503
02:52
calledriep "The ScienceWetenschap of HIVHIV"
66
160870
1438
'De wetenschap van HIV' genaamd,
02:54
where I'll be animatinganimeren the entiregeheel life cyclefiets
67
162308
2362
waar ik de gehele levenscyclus
van het HIV-virus
02:56
of the HIVHIV virusvirus as accuratelynauwkeurig as possiblemogelijk
68
164670
3104
zo nauwkeurig mogelijk zal animeren
02:59
and all in molecularmoleculair detaildetail-.
69
167774
1961
met alle moleculaire details.
03:01
The animationanimatie will featurekenmerk datagegevens
70
169735
2151
De animatie zal beschikken over gegevens
03:03
from thousandsduizenden of researchersonderzoekers
collectedverzamelde over decadestientallen jaren,
71
171886
2976
die duizenden onderzoekers
in decennia hebben verzameld.
03:06
datagegevens on what this virusvirus lookslooks like,
72
174862
3080
Gegevens over hoe dit virus eruit ziet,
03:09
how it's ablein staat to infectinfecteren cellscellen in our bodylichaam,
73
177942
3088
hoe het in staat is om cellen
in ons lichaam te infecteren,
03:13
and how therapeuticsTherapeutics are
helpinghelpen to combatgevecht infectioninfectie.
74
181030
3972
en hoe therapieën helpen
om de infectie te bestrijden.
03:17
Over the yearsjaar, I foundgevonden that animationsanimaties
75
185002
2329
In de loop der jaren
ontdekte ik dat animaties
03:19
aren'tzijn niet just usefulnuttig for communicatingcommuniceren an ideaidee,
76
187331
2819
niet alleen bruikbaar zijn
om een idee te communiceren,
03:22
but they're alsoook really usefulnuttig
77
190150
1496
maar ook erg handig zijn
03:23
for exploringverkennen a hypothesishypothese.
78
191646
2312
om een hypothese te verkennen.
03:25
BiologistsBiologen for the mostmeest partdeel are
still usinggebruik makend van a paperpapier and pencilpotlood
79
193958
3194
Biologen visualiseren de processen
die ze bestuderen
meestal nog steeds
met behulp van pen en papier.
03:29
to visualizevisualiseren the processesprocessen they studystudie,
80
197152
2222
03:31
and with the datagegevens we have now,
that's just not good enoughgenoeg anymoremeer.
81
199374
3480
Met de gegevens die we nu hebben,
is dat gewoon niet goed genoeg meer.
03:34
The processwerkwijze of creatinghet creëren van an animationanimatie
82
202854
2416
Het proces van het creëren
van een animatie
kan fungeren als een katalysator
die de onderzoekers toelaat
03:37
can acthandelen as a catalystkatalysator that allowstoestaat researchersonderzoekers
83
205270
2657
03:39
to crystalizeCrystalize and refineverfijnen theirhun owneigen ideasideeën.
84
207927
2951
om hun ideeën te laten kristalliseren
en verfijnen.
Een onderzoekster met wie ik werkte
03:42
One researcheronderzoeker I workedwerkte with
85
210878
1784
03:44
who workswerken on the molecularmoleculair mechanismsmechanismen
86
212662
1776
en die werkt op moleculaire mechanismen
03:46
of neurodegenerativeneurodegeneratieve diseasesziekten
87
214438
1784
van neurodegeneratieve ziekten,
03:48
camekwam up with experimentsexperimenten that were relatedverwant
88
216222
1978
stelde experimenten op
die direct gerelateerd waren
03:50
directlydirect to the animationanimatie that
she and I workedwerkte on togethersamen,
89
218200
2983
aan de animatie waar
zij en ik samen aan werkten.
03:53
and in this way, animationanimatie can
feedeten geven back into the researchOnderzoek processwerkwijze.
90
221183
4121
Zo kan animatie behulpzaam zijn
bij het onderzoeksproces.
03:57
I believe that animationanimatie can changeverandering biologybiologie.
91
225304
2853
Ik geloof dat animatie
de biologie kan veranderen.
Het kan impact hebben op hoe we
met elkaar communiceren,
04:00
It can changeverandering the way that we
communicatecommuniceren with one anothereen ander,
92
228157
2568
04:02
how we exploreonderzoeken our datagegevens
93
230725
1623
hoe we onze gegevens onderzoeken
04:04
and how we teachonderwijzen our studentsstudenten.
94
232348
1327
en hoe we onze studenten onderwijzen.
04:05
But for that changeverandering to happengebeuren,
95
233675
1454
Maar daarvoor moeten meer
onderzoekers animaties gaan maken.
04:07
we need more researchersonderzoekers creatinghet creëren van animationsanimaties,
96
235129
3157
04:10
and towardin de richting van that endeinde, I broughtbracht togethersamen a teamteam
97
238286
2255
Daarvoor bracht ik een team van biologen,
animatoren en programmeurs samen
04:12
of biologistsbiologen, animatorsanimatoren and programmersprogrammeurs
98
240541
3137
om nieuwe, gratis
open-source software te creëren.
04:15
to createcreëren a newnieuwe, freegratis, open-sourceopen source softwaresoftware
99
243678
3047
04:18
we call it MolecularMoleculaire FlipbookFlipbook
100
246725
1904
Het heet “'Molecular Flipbook'.
04:20
that's createdaangemaakt just for biologistsbiologen
101
248629
1896
Het dient om biologen
04:22
just to createcreëren molecularmoleculair animationsanimaties.
102
250525
3545
moleculaire animaties te laten maken.
04:26
From our testingtesting, we'vewij hebben foundgevonden
that it only takes 15 minutesnotulen
103
254070
3712
Uit onze tests bleek
dat het maar een kwartier duurt
voordat een bioloog die nooit eerder
met animatiesoftware werkte,
04:29
for a biologistbioloog who has never
touchedaangeraakt animationanimatie softwaresoftware before
104
257782
3268
04:33
to createcreëren her first molecularmoleculair animationanimatie
105
261050
2736
een eerste moleculaire animatie
van haar eigen hypothese kon maken.
04:35
of her owneigen hypothesishypothese.
106
263786
1522
04:37
We're alsoook buildinggebouw an onlineonline databasedatabank
107
265308
2150
Wij bouwen ook een online database op,
04:39
where anyoneiedereen can viewuitzicht, downloaddownloaden and contributebijdragen
108
267458
2775
waar iedereen eigen animaties
kan bekijken, downloaden en bijdragen.
04:42
theirhun owneigen animationsanimaties.
109
270233
1616
04:43
We're really excitedopgewonden to announceaankondigen
110
271849
1971
We zijn erg blij om aan te kondigen
dat de beta-versie van de
software-toolkit voor moleculaire animatie
04:45
that the betabeta versionversie of the molecularmoleculair animationanimatie
111
273820
2462
04:48
softwaresoftware toolkitToolkit will be availablebeschikbaar for downloaddownloaden todayvandaag.
112
276282
4208
vanaf vandaag voor download
beschikbaar zal zijn.
04:52
We are really excitedopgewonden to see
what biologistsbiologen will createcreëren with it
113
280490
2743
We kijken enthousiast uit
naar wat biologen ermee gaan maken
04:55
and what newnieuwe insightsinzichten they're ablein staat to gainkrijgen
114
283233
2056
en welke nieuwe inzichten
ze gaan verkrijgen
04:57
from finallyTenslotte beingwezen ablein staat to animateanimatie
115
285289
1481
door hun eigen modellen te animeren.
04:58
theirhun owneigen modelmodel- figuresfiguren.
116
286770
1703
05:00
Thank you.
117
288473
2240
Dank je wel.
05:02
(ApplauseApplaus)
118
290713
3158
(Applaus)
Translated by Els De Keyser

▲Back to top

ABOUT THE SPEAKER
Janet Iwasa - Molecular animator


Why 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 speaker
Janet Iwasa | Speaker | TED.com