Janet Iwasa: How animations can help scientists test a hypothesis

Μετάφραση: Lucas Kaimaras Επιμέλεια: Chryssa Takahashi

Take a look at this drawing.

Ρίξτε μια ματιά σε αυτό το σκίτσο.

Can you tell what it is?

Μπορείτε να καταλάβετε τι δείχνει;

I'm a molecular biologist by training,

Είμαι καταρτισμένη μοριακή βιολόγος,

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

και έχω δει πλήθος τέτοιες εικόνες.

They're usually referred to as a model figure,

Αποκαλούνται συνήθως πρότυπα είδωλα,

a drawing that shows how we think

εικόνες που δείχνουν πώς σκεφτόμαστε

a cellular or molecular process occurs.

την εξέλιξη μιας κυτταρικής ή μοριακής διαδικασίας.

This particular drawing is of a process

Η συγκεκριμένη εικόνα είναι από μια διαδικασία

called clathrin-mediated endocytosis.

που ονομάζεται ενδοκύττωση μέσω κλαθρίνης.

It's a process by which a molecule can get

Είναι διαδικασία κατά την οποία ένα μόριο εισέρχεται

from the outside of the cell to the inside

από τον εξωκυττάριο χώρο στον ενδοκυττάριο,

by getting captured in a bubble or a vesicle

αφού δεσμευθεί σε μια φυσαλίδα ή ένα κυστίδιο,

that then gets internalized by the cell.

το οποίο στη συνέχεια απορροφάται από το κύτταρο.

There's a problem with this drawing, though,

Όμως υπάρχει ένα πρόβλημα μ' αυτή την εικόνα

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

κι αυτό είναι κυρίως το τι δεν μας δείχνει.

From lots of experiments,

Από πολλά πειράματα,

from lots of different scientists,

από πολλούς διαφορετικούς επιστήμονες,

we know a lot about what these molecules look like,

γνωρίζουμε πολλά για το πώς μοιάζουν αυτά τα μόρια,

how they move around in the cell,

πώς κινούνται μέσα στο κύτταρο,

and that this is all taking place

και ότι όλα αυτά συμβαίνουν

in an incredibly dynamic environment.

σε ένα εξαιρετικά δυναμικό περιβάλλον.

So in collaboration with a clathrin expert Tomas Kirchhausen,

Οπότε σε συνεργασία με τον Τόμας Κιχάουζεν, ειδικό στις κλαθρίνες,

we decided to create a new kind of model figure

αποφασίσαμε να φτιάξουμε ένα νέο πρότυπο μοντέλο

that showed all of that.

το οποίο θα παρουσίαζε όλα αυτά.

So we start outside of the cell.

Έτσι ξεκινήσαμε εξωτερικά του κυττάρου.

Now we're looking inside.

Τώρα κοιτάμε εσωτερικά.

Clathrin are these three-legged molecules

Η κλαθρίνη είναι τρισκέλιον

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

που μπορεί να αυτοσυναρμολογείται σε σχήματα μπάλας ποδοσφαίρου.

Through connections with a membrane,

Μέσω συνδέσεων με μια μεμβράνη,

clathrin is able to deform the membrane

η κλαθρίνη μπορεί να παραμορφώσει τη μεμβράνη

and form this sort of a cup

και να σχηματίσει κάτι σαν κύπελο

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

σαν μια φούσκα, ή κυστίδιο,

that's now capturing some of the proteins

που τώρα δεσμεύει ορισμένες πρωτεΐνες

that were outside of the cell.

που βρίσκονταν έξω από το κύτταρο.

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

Η έλευση των πρωτεϊνών τώρα βασικά συμπιέζει το κυστίδιο,

making it separate from the rest of the membrane,

διαχωρίζοντάς το από το υπόλοιπο της μεμβράνης,

and now clathrin is basically done with its job,

και πλέον η κλαθρίνη ολοκλήρωσε την αποστολή της,

and so proteins are coming in now —

και τώρα μπαίνουν οι πρωτεΐνες

we've covered them yellow and orange —

-με χρώμα κίτρινο και πορτοκαλί-

that are responsible for taking apart this clathrin cage.

που ευθύνονται για την αποσυναρμολόγηση του κλωβού κλαθρίνης.

And so all of these proteins can get basically recycled

Έτσι όλες αυτές οι πρωτεΐνες μπορούν βασικά να ανακυκλωθούν

and used all over again.

και να ξαναχρησιμοποιηθούν.

These processes are too small to be seen directly,

Είναι διαδικασίες υπερβολικά μικρές για να παρατηρηθούν

even with the best microscopes,

ακόμα και με τα καλύτερα μικροσκόπια,

so animations like this provide a really powerful way

έτσι τέτοιες κινούμενες απεικονίσεις

of visualizing a hypothesis.

προσφέρουν έναν δυναμικό τρόπο οπτικοποίησης μιας υπόθεσης.

Here's another illustration,

Εδώ ακόμα μία εικονογράφηση,

and this is a drawing of how a researcher might think

και είναι μια εικόνα για το πώς πιθανότατα σκέφτεται ο ερευνητής

that the HIV virus gets into and out of cells.

την είσοδο και έξοδο του ιού HIV στα κύτταρα.

And again, this is a vast oversimplification

Και πάλι είναι τεράστια υπεραπλούστευση

and doesn't begin to show

και ούτε καν αρχίζει να δείχνει

what we actually know about these processes.

όσα πραγματικά γνωρίζουμε γι' αυτές τις διαδικασίες.

You might be surprised to know

Μπορεί να εκπλαγείτε μαθαίνοντας

that these simple drawings are the only way

πως αυτές οι απλές εικόνες είναι ο μόνος τρόπος

that most biologists visualize their molecular hypotheses.

που οι περισσότεροι βιολόγοι απεικονίζουν τις μοριακές τους υποθέσεις.

Why?

Γιατί;

Because creating movies of processes

Γιατί είναι πολύ δύσκολη η δημιουργία μιας ταινίας

as we think they actually occur is really hard.

για υποτιθέμενη εκτέλεση διαδικασίας.

I spent months in Hollywood learning 3D animation software,

Πέρασα μήνες στο Χόλιγουντ μαθαίνοντας λογισμικά τρισδιάστατης κίνησης

and I spend months on each animation,

και πολλούς μήνες σε κάθε ταινία,

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

και οι περισσότεροι ερευνητές δεν διαθέτουν τόσο χρόνο.

The payoffs can be huge, though.

Τα αποτελέσματα όμως μπορεί να είναι αξιόλογα.

Molecular animations are unparalleled

Η κινούμενη εικόνα σχετικά με μόρια

in their ability to convey a great deal of information

είναι μοναδική στην απόδοση πλήθους πληροφοριών

to broad audiences with extreme accuracy.

σε μεγάλα ακροατήρια με τεράστια λεπτομέρεια.

And I'm working on a new project now

Τώρα εργάζομαι σε ένα νέο πρόγραμμα

called "The Science of HIV"

που λέγεται «Η Επιστήμη του HIV»

where I'll be animating the entire life cycle

όπου θα δείξω με κινούμενες εικόνες ολόκληρο τον κύκλο του ιού HIV

of the HIV virus as accurately as possible

όσο το δυνατόν ακριβέστερα

and all in molecular detail.

και όλα με μοριακή λεπτομέρεια.

The animation will feature data

Θα παρουσιάζονται δεδομένα

from thousands of researchers collected over decades,

που συλλέχθηκαν για δεκαετίες από χιλιάδες ερευνητές,

data on what this virus looks like,

δεδομένα για την εμφάνιση του ιού,

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

του πώς προσβάλλει τα σωματικά μας κύτταρα

and how therapeutics are helping to combat infection.

και το πώς οι θεραπείες βοηθούν στην καταπολέμηση της μόλυνσης.

Με τα χρόνια ανακάλυψα ότι η κινούμενη εικόνα

Over the years, I found that animations

aren't just useful for communicating an idea,

δεν χρησιμεύει μόνο στη μετάδοση μιας ιδέας,

but they're also really useful

αλλά είναι ιδιαίτερα χρήσιμη

for exploring a hypothesis.

στη διερεύνηση μιας θεωρίας.

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

Κατά κανόνα οι βιολόγοι ακόμα χρησιμοποιούν χαρτί και μολύβι

to visualize the processes they study,

για να απεικονίσουν τις διαδικασίες που μελετούν,

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

και με τα δεδομένα που τώρα διαθέτουμε, αυτό δεν επαρκεί πλέον.

The process of creating an animation

Η διαδικασία δημιουργίας μιας ταινίας με κινούμενη εικόνα

can act as a catalyst that allows researchers

βοηθάει σημαντικά τους ερευνητές

to crystalize and refine their own ideas.

στη διευκρίνιση και τελειοποίηση των ιδεών τους.

One researcher I worked with

Μια ερευνήτρια που συνεργαστήκαμε,

who works on the molecular mechanisms

που μελετούσε τους μοριακούς μηχανισμούς

of neurodegenerative diseases

των νευροεκφυλιστικών νόσων,

came up with experiments that were related

επινόησε πειράματα που σχετίζονταν άμεσα

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

με την ταινία κινούμενης εικόνας που δουλέψαμε μαζί,

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

κι έτσι η ταινία μπορεί να ανατροφοδοτεί την ερευνητική διεργασία.

I believe that animation can change biology.

Νομίζω ότι η κινούμενη εικόνα μπορεί να αλλάξει τη βιολογία.

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

και τον τρόπο που επικοινωνούμε,

how we explore our data

που διερευνούμε τα δεδομένα μας,

and how we teach our students.

που διδάσκουμε τους μαθητές μας.

But for that change to happen,

Αλλά γι' αυτή την αλλαγή

we need more researchers creating animations,

χρειάζονται περισσότεροι ερευνητές να κάνουν κινούμενες εικόνες,

and toward that end, I brought together a team

και με αυτόν τον σκοπό, δημιούργησα μια ομάδα

of biologists, animators and programmers

βιολόγων, τεχνικών κινούμενης εικόνας, και προγραμματιστών,

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

που θα φτιάξουν ένα δωρεάν νέο λογισμικό ανοικτού κώδικα

we call it Molecular Flipbook —

-το λέμε Μοριακό Φυλλοσκόπιο-

that's created just for biologists

που φτιάχτηκε μόνο για βιολόγους

just to create molecular animations.

που θέλουν να φτιάξουν μοριακές απεικονίσεις.

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

Από τις δοκιμές βρήκαμε ότι χρειάζεται μόνο 15 λεπτά

for a biologist who has never touched animation software before

για έναν βιολόγο που δεν έχει ξαναδεί λογισμικό κινούμενης εικόνας

to create her first molecular animation

ώστε να δημιουργήσει την πρώτη μοριακή απεικόνιση

of her own hypothesis.

της δικής της θεωρίας.

We're also building an online database

Επίσης φτιάχνουμε μια διαδικτυακή βάση δεδομένων

where anyone can view, download and contribute

όπου καθένας θα μπορεί να δει, να κατεβάσει ή να ανεβάσει

their own animations.

τις δικές του κινούμενες εικόνες.

We're really excited to announce

Χαιρόμαστε ιδιαίτερα που ανακοινώνουμε

that the beta version of the molecular animation

ότι η δοκιμαστική έκδοση του λογισμικού κατασκευής μοριακής κινούμενης εικόνας

software toolkit will be available for download today.

είναι διαθέσιμη για μεταφόρτωση σήμερα.

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

Θα χαρούμε πολύ να δούμε τις δημιουργίες των βιολόγων

and what new insights they're able to gain

και με ποιους νέους τρόπους θα επωφεληθούν

from finally being able to animate

από την ικανότητα να απεικονίζουν με κίνηση

their own model figures.

τα δικά τους πρότυπα είδωλα.

Thank you.

Σας ευχαριστώ.

(Applause)

(Χειροκρότημα)