The wonders of the molecular world, animated | Janet Iwasa

82,554 views ・ 2020-05-06

TED


Dobbeltklik venligst på de engelske undertekster nedenfor for at afspille videoen.

Translator: Emma Toft Reviewer: Anders Finn Jørgensen
00:14
I live in Utah,
0
14417
1267
Jeg bor i Utah,
00:15
a place known for having some of the most awe-inspiring
1
15708
2851
Et sted som er kendt for nogle af de mest inspirerende
00:18
natural landscapes on this planet.
2
18583
2560
naturlandskaber på denne jord.
00:21
It's easy to be overwhelmed by these amazing views,
3
21167
3476
Det er nemt at blive overvældet af disse fantastiske udsigter,
00:24
and to be really fascinated by these sometimes alien-looking formations.
4
24667
3851
og at blive virkelig fascineret af disse nogle gange alien-lignende formationer.
00:28
As a scientist, I love observing the natural world.
5
28542
3642
Som en forsker, elsker jeg at observere den naturlige verden.
00:32
But as a cell biologist,
6
32208
1768
Men som en cellebiolog,
00:34
I'm much more interested in understanding the natural world
7
34000
2809
Er jeg mere interesseret i at forstå den naturlige verden
00:36
at a much, much smaller scale.
8
36833
2209
på en meget, meget mindre skala.
00:39
I'm a molecular animator, and I work with other researchers
9
39917
2809
Jeg er en molekyleanimator, og jeg arbejder med forskere
00:42
to create visualizations of molecules that are so small,
10
42750
2893
for at skabe visualiseringer af molekyler, som er så små
00:45
they're essentially invisible.
11
45667
1601
at de praktisk talt er usynlige.
00:47
These molecules are smaller than the wavelength of light,
12
47292
2851
Disse molekyler er mindre, end bølgelængden af lys,
00:50
which means that we can never see them directly,
13
50167
2239
hvilket betyder at vi kan aldrig se dem direkte,
00:52
even with the best light microscopes.
14
52430
2046
selv med de bedste lys mikroskoper.
00:54
So how do I create visualizations of things
15
54500
2143
Så hvordan skaber jeg visualiseringer af ting
00:56
that are so small we can't see them?
16
56667
1976
som er så små at vi ikke kan se dem?
00:58
Scientists, like my collaborators,
17
58667
2142
Forskere, ligesom mine kollegaer,
01:00
can spend their entire professional careers
18
60833
2101
kan bruge hele deres professionelle karriere
01:02
working to understand one molecular process.
19
62958
2560
på at lære at forstå en molekylær process.
01:05
To do this, they carry out a series of experiments
20
65542
2476
For at gøre dette, udfører de en række eksperimenter
01:08
that each can tell us a small piece of the puzzle.
21
68042
3101
som hver især kan give os et lille stykke af puslespillet.
01:11
One kind of experiment can tell us about the protein shape,
22
71167
2767
En slags eksperiment kan fortælle os om proteinets form,
01:13
while another can tell us
23
73958
1268
mens en anden kan fortælle
01:15
about what other proteins it might interact with,
24
75250
2286
om hvilken andre proteiner den interagerer med,
01:17
and another can tell us about where it can be found in a cell.
25
77560
2905
og et andet kan fortælle os hvor det kan findes i en celle.
01:20
And all of these bits of information can be used to come up with a hypothesis,
26
80489
3987
Og alle disse bidder af information kan blive brugt til at forme en hypotese,
01:24
a story, essentially, of how a molecule might work.
27
84500
3083
i bund og grund en fortælling om hvordan en molekyle fungerer.
01:29
My job is to take these ideas and turn them into an animation.
28
89000
3934
Mit job er at tage disse idéer og forvandle dem til en animation.
01:32
This can be tricky,
29
92958
1268
Dette kan være besværligt,
01:34
because it turns out that molecules can do some pretty crazy things.
30
94250
3226
fordi det viser sig at molekyler kan gøre nogle ret vilde ting.
01:37
But these animations can be incredibly useful for researchers
31
97500
3351
Men disse animationer kan være utrolig nyttige for forskere
01:40
to communicate their ideas of how these molecules work.
32
100875
3101
til at kommunikere deres idéer om hvordan disse molekyler virker.
01:44
They can also allow us to see the molecular world
33
104000
2768
De kan også tillade os at se den molekylære verden
01:46
through their eyes.
34
106792
1559
gennem deres øjne.
01:48
I'd like to show you some animations,
35
108375
1934
Jeg vil gerne vise jer nogle animationer
01:50
a brief tour of what I consider to be some of the natural wonders
36
110333
3518
en hurtig tour af hvad jeg mener er nogle af de naturlige vidundere
01:53
of the molecular world.
37
113875
1684
af den molekylære verden.
01:55
First off, this is an immune cell.
38
115583
1976
Først, dette er en immuncelle.
01:57
These kinds of cells need to go crawling around in our bodies
39
117583
2893
Denne slags celler bevæger sig rundt i vores krop
02:00
in order to find invaders like pathogenic bacteria.
40
120500
3018
for at finde angribere ligesom patogene bakterier.
02:03
This movement is powered by one of my favorite proteins
41
123542
3101
Denne bevægelse er lavet af en af mine yndlings proteiner
02:06
called actin,
42
126667
1267
kaldet actin,
02:07
which is part of what's known as the cytoskeleton.
43
127958
2476
hvilket er en del af hvad er kendt som cytoskelettet.
02:10
Unlike our skeletons,
44
130458
1643
Imodsætning til vores skelet,
02:12
actin filaments are constantly being built and taken apart.
45
132125
3726
Actin filamenter bliver konstant bygget og nedbrudt.
02:15
The actin cytoskeleton plays incredibly important roles in our cells.
46
135875
3393
Actincytoskelettet spiller en enormt vigtig rolle i vores celler.
02:19
They allow them to change shape,
47
139292
1767
De tillader dem at ændre form,
02:21
to move around, to adhere to surfaces
48
141083
2393
at rykke sig, at stikke til overflader
02:23
and also to gobble up bacteria.
49
143500
2434
og også at sluge bakterier
02:25
Actin is also involved in a different kind of movement.
50
145958
2601
Actin er også involveret i en anden slags bevægelse.
02:28
In our muscle cells, actin structures form these regular filaments
51
148583
3185
I vores muskelceller, actin skaber disse almindelige filamenter
02:31
that look kind of like fabric.
52
151792
1517
some ligner en slags stof.
02:33
When our muscles contract, these filaments are pulled together
53
153333
2935
Når muskler sammentrækkes, bliver filamenterne trukket sammen
02:36
and they go back to their original position
54
156292
2017
og de går tilbage til deres første position
02:38
when our muscles relax.
55
158333
1476
når vores muskler afslappes.
02:39
Other parts of the cytoskeleton, in this case microtubules,
56
159833
3226
Andre dele af cytoskellettet, i dette tilfælde mikrotubuli,
02:43
are responsible for long-range transportation.
57
163083
2685
har ansvaret for langdistance transportering.
02:45
They can be thought of as basically cellular highways
58
165792
2642
De kan kort sagt anses for at være cellulære motorveje
02:48
that are used to move things from one side of the cell to the other.
59
168458
3351
som bruges til at flytte ting fra den ene side af cellen til den anden.
02:51
Unlike our roads, microtubules grow and shrink,
60
171833
2768
Ligesom vores veje, mikrotubuli vokser og krymper,
02:54
appearing when they're needed
61
174625
1434
fremgår når de er nødvendige
02:56
and disappearing when their job is done.
62
176083
2351
and forsvinder når deres job er gjort.
02:58
The molecular version of semitrucks
63
178458
2435
Den molekylære version af lastbiler
03:00
are proteins aptly named motor proteins,
64
180917
2559
er proteiner som er kaldt motor proteiner,
03:03
that can walk along microtubules,
65
183500
2476
som kan gå langs mikrotubuli,
03:06
dragging sometimes huge cargoes,
66
186000
2684
ind imellem trækkende stor fragt,
03:08
like organelles, behind them.
67
188708
1810
som organeller, bag dem.
03:10
This particular motor protein is known as dynein,
68
190542
2851
Denne specifikke motor protein er kendt som dynein,
03:13
and its known to be able to work together in groups
69
193417
2434
og den er kendt for at kunne samarbejde i grupper
03:15
that almost look, at least to me, like a chariot of horses.
70
195875
3434
som næsten ligner, synes jeg, en hestevogn.
03:19
As you see, the cell is this incredibly changing, dynamic place,
71
199333
3851
Som du kan se, cellen er et utroligt forandrende, dynamisk sted,
03:23
where things are constantly being built and disassembled.
72
203208
3435
hvor ting konstant bliver bygget og skilt ad.
03:26
But some of these structures
73
206667
1351
Men nogle af de strukturer
03:28
are harder to take apart than others, though.
74
208042
2101
er sværere at skille ad end andre.
03:30
And special forces need to be brought in
75
210167
1934
Og specialstyrker bliver bragt ind
03:32
in order to make sure that structures are taken apart in a timely manner.
76
212125
3434
for at sikre at de strukturer bliver skilt ad i rette tid.
03:35
That job is done in part by proteins like these.
77
215583
2726
Dette job bliver udført at proteiner som disse.
03:38
These donut-shaped proteins,
78
218333
1518
Disse donut-formede proteiner,
03:39
of which there are many types in the cell,
79
219875
2018
som der er mange slags af i cellen,
03:41
all seem to act to rip apart structures
80
221917
2059
alle virker til at ødelægge strukturer
03:44
by basically pulling individual proteins through a central hole.
81
224000
3393
kort sagt ved at trække individuelle proteiner gennem et centralt hul.
03:47
When these kinds of proteins don't work properly,
82
227417
2559
Når denne slags proteiner ikke virker ordentligt,
03:50
the types of proteins that are supposed to get taken apart
83
230000
2726
den type proteiner som er ment til at blive nedbrudt
03:52
can sometimes stick together and aggregate
84
232750
2434
kan ind imellem klæbe sammen og samles
03:55
and that can give rise to terrible diseases, such as Alzheimer's.
85
235208
4185
og det kan afføde forfærdelige sygdomme, som Alzheimer's.
03:59
And now let's take a look at the nucleus,
86
239417
2017
Og lad os nu tage et kig på kernen
04:01
which houses our genome in the form of DNA.
87
241458
2935
som huser vores genom i formen af DNA.
04:04
In all of our cells,
88
244417
1434
I alle vores celler,
04:05
our DNA is cared for and maintained by a diverse set of proteins.
89
245875
4309
vores DNA vedligeholdt af en alsidig gruppe af proteiner.
04:10
DNA is wound around proteins called histones,
90
250208
2810
DNA er viklet omrking proteiner kaldet histoner,
04:13
which enable cells to pack large amounts of DNA into our nucleus.
91
253042
4309
som tillader celler at pakker store mængder af DNA i vores kerne.
04:17
These machines are called chromatin remodelers,
92
257375
3059
Disse maskiner er kaldt kromatinombyggere,
04:20
and the way they work is that they basically scoot the DNA
93
260458
2726
og de fungerer sådan at de praktisk talt flytter DNA'et
04:23
around these histones
94
263208
1268
rundt om disse histoner
04:24
and they allow new pieces of DNA to become exposed.
95
264500
3851
og tillader nye stykker DNA at blive blottet.
04:28
This DNA can then be recognized by other machinery.
96
268375
2934
Dette DNA kan så blive genkendt af andet maskineri.
04:31
In this case, this large molecular machine
97
271333
2518
Her, denne store molekylære maskine
04:33
is looking for a segment of DNA
98
273875
1684
leder efter et udsnit af DNA
04:35
that tells it it's at the beginning of a gene.
99
275583
2310
der fortæller den at det er starten af et gen.
04:37
Once it finds a segment,
100
277917
1684
Når den finder et udsnit,
04:39
it basically undergoes a series of shape changes
101
279625
2768
undergår den et række af form ændringer
04:42
which enables it to bring in other machinery
102
282417
2101
hvilket lader den bringe ind andet maskineri
04:44
that in turn allows a gene to get turned on or transcribed.
103
284542
4142
som vil tillade genet at blive aktiveret eller kopieret.
04:48
This has to be a very tightly regulated process,
104
288708
3101
Dette bliver nødt til at være en meget tæt reguleret process,
04:51
because turning on the wrong gene at the wrong time
105
291833
2768
da aktivering af det forkerte gen på det forkerte tidspunkt
04:54
can have disastrous consequences.
106
294625
2643
kan have katastrofale konsekvenser.
04:57
Scientists are now able to use protein machines
107
297292
2809
Forskere kan nu bruge protein maskiner
05:00
to edit genomes.
108
300125
1434
til at redigere genomer.
05:01
I'm sure all of you have heard of CRISPR.
109
301583
2435
Jeg er sikker på at I har hørt om CRISPR.
05:04
CRISPR takes advantage of a protein known as Cas9,
110
304042
2809
CRISPR drager fordel af et protein kendt som Cas9,
05:06
which can be engineered to recognize and cut
111
306875
2934
som er designet til at genkende og klippe
05:09
a very specific sequence of DNA.
112
309833
2393
et meget specifikt udsnit af DNA.
05:12
In this example,
113
312250
1268
I dette eksempel,
05:13
two Cas9 proteins are being used to excise a problematic piece of DNA.
114
313542
3976
to Cas9 proteiner bliver brugt til at klippe et problematisk stykke DNA.
05:17
For example, a part of a gene that may give rise to a disease.
115
317542
3476
eksempelvis, en del af et gen som kan afføde en sygdom.
05:21
Cellular machinery is then used
116
321042
1477
Cellulær maskineri er så brugt
05:22
to basically glue two ends of the DNA back together.
117
322543
3516
praktisk talt til at lime to ender af DNA'et sammen igen.
05:26
As a molecular animator,
118
326083
1268
Som molekylær animator,
05:27
one of my biggest challenges is visualizing uncertainty.
119
327375
3309
en af mine største udfordringer er at visualisere usikkerhed.
05:30
All of the animations I've shown to you represent hypotheses,
120
330708
3310
Alle animationer jeg har vist jer repræsenterer hypoteser,
05:34
how my collaborators think a process works,
121
334042
2267
hvordan mine kollegaer tror en process virker,
05:36
based on the best information that they have.
122
336333
2351
baseret på det bedste information de har.
05:38
But for a lot of molecular processes,
123
338708
1976
Men for mange molekylære processer,
05:40
we're still really at the early stages of understanding things,
124
340708
2976
er vi stadig i de tidlige stadier af at forstå tingene,
05:43
and there's a lot to learn.
125
343708
1310
og der er meget at lære.
05:45
The truth is
126
345042
1267
Sandheden er
05:46
that these invisible molecular worlds are vast and largely unexplored.
127
346333
3959
at disse usynlige molekylære verdener er store og i det store hele uudforsket.
05:51
To me, these molecular landscapes
128
351458
2060
For mig, disse molekylære landskaber
05:53
are just as exciting to explore as a natural world
129
353542
3392
er ligeså spændende at udforske som den naturlige verden
05:56
that's visible all around us.
130
356958
2393
der er synlig omkring os.
05:59
Thank you.
131
359375
1268
Mange tak.
06:00
(Applause)
132
360667
3125
(Bifald)
Om denne hjemmeside

På dette websted kan du se YouTube-videoer, der er nyttige til at lære engelsk. Du vil se engelskundervisning, der er udført af førsteklasses lærere fra hele verden. Dobbeltklik på de engelske undertekster, der vises på hver videoside, for at afspille videoen derfra. Underteksterne ruller i takt med videoafspilningen. Hvis du har kommentarer eller ønsker, bedes du kontakte os ved hjælp af denne kontaktformular.

https://forms.gle/WvT1wiN1qDtmnspy7