Janet Iwasa: How animations can help scientists test a hypothesis

Translator: Ralitsa Dobrev Reviewer: Anton Hikov

Take a look at this drawing.

Вижте тази рисунка.

Can you tell what it is?

Можете ли да кажете какво е?

I'm a molecular biologist by training,

Аз съм молекулярен биолог

and I've seen a lot of these kinds of drawings.

и съм виждала много от този тип рисунки.

They're usually referred to as a model figure,

Oбикновено се наричат примерeн модел,

a drawing that shows how we think

рисунка, която показва как мислим, че

a cellular or molecular process occurs.

се случва един клетъчен или молекулярен процес.

This particular drawing is of a process

Тази конкретна рисунка е на процес

called clathrin-mediated endocytosis.

наречен клатрин-медиирана ендоцитоза.

It's a process by which a molecule can get

Това е процес при който молекула може да стигне от

from the outside of the cell to the inside

външната среда на клетката вътре в нея,

by getting captured in a bubble or a vesicle

като бива обвита от балонче или мехурче,

that then gets internalized by the cell.

което бива "погълнато" от клетката.

There's a problem with this drawing, though,

Има обаче проблем с тази рисунка,

and it's mainly in what it doesn't show.

и е главно в това какво не показва.

From lots of experiments,

От много експерименти,

from lots of different scientists,

от много различни учени,

we know a lot about what these molecules look like,

знаем много за това на какво приличат тези молекули,

how they move around in the cell,

как се движат около клетката,

and that this is all taking place

и че това всичко се случва

in an incredibly dynamic environment.

в една невероятно динамична среда.

So in collaboration with a clathrin expert Tomas Kirchhausen,

Съвместно с експертът по клатрин Томас Кирххаузен,

we decided to create a new kind of model figure

решихме да създадем нов вид примерен модел,

that showed all of that.

който показва всичко това.

So we start outside of the cell.

Започваме отвън на клетката.

Now we're looking inside.

Сега гледаме вътре.

Clathrin are these three-legged molecules

Клатрин са тези трикракови молекули,

that can self-assemble into soccer-ball-like shapes.

които могат да се прегрупират в подобни на футболна топка форми.

Through connections with a membrane,

При контакт с мембрана,

clathrin is able to deform the membrane

клатринът е способен да деформира мембраната

and form this sort of a cup

и формира нещо като чаша,

that forms this sort of a bubble, or a vesicle,

която формира нещо като мехурче или везикул,

that's now capturing some of the proteins

който захваща някои от протеините,

that were outside of the cell.

които са били отвън на клетката.

Proteins are coming in now that basically pinch off this vesicle,

Протеините навлизат като основно отчупват този везикул.

making it separate from the rest of the membrane,

отделяйки го от мембраната,

and now clathrin is basically done with its job,

и сега клатринът е свършил работата си.

and so proteins are coming in now —

и протеините навлизат --

we've covered them yellow and orange —

оцветили сме ги в жълто и оранжево --

that are responsible for taking apart this clathrin cage.

и са отговорни за отделянето на тази клатринена клетка.

And so all of these proteins can get basically recycled

И сега всички тези протеини могат да бъдат рециклирани

and used all over again.

и използвани отново.

These processes are too small to be seen directly,

Тези процеси са прекалено малки за да бъдат наблюдавани директно,

even with the best microscopes,

дори и с най-добрите микроскопи,

so animations like this provide a really powerful way

анимации като тази ни предоставят много добър начин

of visualizing a hypothesis.

за визуализиране на хипотеза.

Here's another illustration,

Ето още една илюстрация,

and this is a drawing of how a researcher might think

и това е рисунка на това как един изследовател смята,

that the HIV virus gets into and out of cells.

че ХИВ вирусът навлиза и излиза от клетките.

And again, this is a vast oversimplification

И отново, това е обширно опростяване

and doesn't begin to show

и не успява да ни покаже

what we actually know about these processes.

какво всъщност знаем за тези процеси.

You might be surprised to know

Може би ще се изненадате да разберете,

that these simple drawings are the only way

че тези прости рисунки са единствения начин,

that most biologists visualize their molecular hypotheses.

по който повечето биолози визуализират техните молекулярни хипотези.

Why?

Защо?

Because creating movies of processes

Защото да създадеш филми за процесите

as we think they actually occur is really hard.

както мислим, че те наистина се случват е наистина трудно.

I spent months in Hollywood learning 3D animation software,

Прекарах месеци в Холивуд изучавайки софтуер за ЗD анимация

and I spend months on each animation,

и прекарах месеци върху всяка анимация, и това е

and that's just time that most researchers can't afford.

време, което повечето изследователи не могат да си позволят.

The payoffs can be huge, though.

Печалбите могат да бъдат огромни обаче.

Molecular animations are unparalleled

Молекулярните анимации са несравними

in their ability to convey a great deal of information

в тяхната възможност да предадат голямо количество информация,

to broad audiences with extreme accuracy.

да осигурят огромна точност на публиката.

And I'm working on a new project now

В момента работя по нов проект

called "The Science of HIV"

наречен "Науката на ХИВ",

where I'll be animating the entire life cycle

където ще анимирам целия жизнен цикъл

of the HIV virus as accurately as possible

на ХИВ вируса колкото е възможно по-точно

and all in molecular detail.

и всичко в молекулярни детайли.

The animation will feature data

Анимацията ще включва данни

from thousands of researchers collected over decades,

от хиляди изследователи, събрани през годините,

data on what this virus looks like,

данни за това как изглежда вирусът,

how it's able to infect cells in our body,

как успява да инфектира клетките в нашето тяло

and how therapeutics are helping to combat infection.

и как лекарствата помагат да се пребори инфекцията.

Over the years, I found that animations

През годините, разбрах, че анимациите

aren't just useful for communicating an idea,

не са просто полезни при представяне на идея

but they're also really useful

но те са също полезни

for exploring a hypothesis.

за изучаване на дадена хипотеза.

Biologists for the most part are still using a paper and pencil

Биолозите като цяло все още използват молив и хартия

to visualize the processes they study,

за да визуализират процесите, които изучават.

and with the data we have now, that's just not good enough anymore.

и с всички данни, с които разполагаме сега, това вече не е достатъчно добро.

The process of creating an animation

Процесът при създаване на анимация

can act as a catalyst that allows researchers

може да бъде катализатор, който позволява на учените

to crystalize and refine their own ideas.

да избистрят и подобрят техните собствени идеи.

One researcher I worked with

Един от учените, с които работих, който

who works on the molecular mechanisms

работи върху молекулярните механизми

of neurodegenerative diseases

на невродегенеретивните заболявания,

came up with experiments that were related

измисли експерименти които бяха обвързани

directly to the animation that she and I worked on together,

директно с анимацията върху която тя и аз работихме заедно.

and in this way, animation can feed back into the research process.

Чрез нея може да осъществи обратна връзка към изследователския процес.

I believe that animation can change biology.

Вярвам, че анимацията може да промени биологията.

It can change the way that we communicate with one another,

Може да промени начинът по който комуникираме,

how we explore our data

как изучаваме информацията

and how we teach our students.

и обучаваме ученицитe си.

But for that change to happen,

Но за да се случи тoва,

we need more researchers creating animations,

ни трябват повече изследователи, които да създават анимации,

and toward that end, I brought together a team

и за тази цел, събрах екип

of biologists, animators and programmers

от биолози, аниматори и програмисти,

to create a new, free, open-source software —

за да създадат нов, безплатен, отворен софтуер --

we call it Molecular Flipbook —

нарекохме го Molecular Flipbook --

that's created just for biologists

който е създаден конкретно за биолози,

just to create molecular animations.

само за създаване на анимации.

From our testing, we've found that it only takes 15 minutes

От нашите тестове разбрахме, че са необходими само 15 минути

for a biologist who has never touched animation software before

за един биолог, който никога не е работил с такъв софтуер,

to create her first molecular animation

да създаде своята първа молекулярна анимация

of her own hypothesis.

на своята собствена хипотеза.

We're also building an online database

Ние разработваме и онлайн информационна база,

where anyone can view, download and contribute

където всеки може да види, свали или да допринесе

their own animations.

техните собствени анимации.

We're really excited to announce

Развълнувани сме да обявим,

that the beta version of the molecular animation

че бета версията на молекулярния анимационен

software toolkit will be available for download today.

софтуер ще бъде обявена за сваляне днес.

We are really excited to see what biologists will create with it

Ще се радваме да видим какво ще сътворят с него биолозите

and what new insights they're able to gain

и какви нови прозрения ще могат да получат

from finally being able to animate

от това да могат да анимират

their own model figures.

своите собствени примерни модели.

Thank you.

Благодаря ви.

(Applause)

(Аплодисмети)