Animations of unseeable biology | Drew Berry | TED

Translator: Elisabeth Buffard Reviewer: Michelle Ho

What I'm going to show you are the astonishing molecular machines

Ce que je vais vous montrer,

ce sont des machines moléculaires étonnantes

that create the living fabric of your body.

qui créent le tissu vivant de nos corps.

Now molecules are really, really tiny.

Les molécules sont vraiment, vraiment minuscules.

Et par là,

And by tiny, I mean really.

j'entends vraiment minuscules.

They're smaller than a wavelength of light,

Elles sont plus petites qu'une longueur d'onde de lumiè-re,

so we have no way to directly observe them.

nous n'avons donc pas de moyen direct de les observer.

Mais grâce à la science, nous avons une assez bonne idée

But through science, we do have a fairly good idea

de ce qui se passe à l'échelle moléculaire.

of what's going on down at the molecular scale.

Alors ce que nous pouvons faire est en fait vous parler des molécules,

So what we can do is actually tell you about the molecules,

but we don't really have a direct way of showing you the molecules.

mais nous n'avons pas de moyen direct de vous les montrer.

Pour contourner le problème, on peut dessiner des images.

One way around this is to draw pictures.

And this idea is actually nothing new.

Et cette idée n'a en fait rien de nouveau.

Scientists have always created pictures

Les chercheurs ont toujours créé des images

comme partie intégrante de leur processus de réflexion et de découverte.

as part of their thinking and discovery process.

Il dessinent des images de ce qu'ils observent avec leurs yeux,

They draw pictures of what they're observing with their eyes,

through technology like telescopes and microscopes,

à travers des technologies comme les microscopes et les téléescopes,

et aussi ce à quoi ils réfléchissent.

and also what they're thinking about in their minds.

I picked two well-known examples,

J'ai sélectionné deux exemples célèbres

because they're very well-known for expressing science through art.

parce qu'ils sont bien connus pour exprimer la science au travers de l'art.

Et je commence par Galilée

And I start with Galileo, who used the world's first telescope

qui a utilisé le premier téléscope au monde

pour regarder la lune.

to look at the Moon.

And he transformed our understanding of the Moon.

Et il a transformé notre compréhension de la lune.

The perception in the 17th century

La perception au 17e siècle

was the Moon was a perfect heavenly sphere.

était que la lune était une sphère parfaitement céleste.

But what Galileo saw was a rocky, barren world,

Mais ce que Galilée a vu était un monde rocailleux et désolé,

which he expressed through his watercolor painting.

ce qu'il a exprimé à travers ses aquarelles.

Another scientist with very big ideas,

Un autre chercheur avec de très grandes idées,

la superstar de la biologie, c'est Charles Darwin.

the superstar of biology is Charles Darwin.

Et avec ce célèbre passage de son carnet,,

And with this famous entry in his notebook,

il commence en haut à gauche par, "Je pense,"

he begins in the top left-hand corner with, "I think,"

et ensuite fait un croquis du premier arbre de vie,

and then sketches out the first tree of life,

which is his perception of how all the species,

qui est la perception

de comment toutes les espèces, tout ce qui vit sur terre,

all living things on Earth are connected through evolutionary history --

sont connectées à travers l'histoire évolutionnaire,

the origin of species through natural selection

l'origine des espèces à travers la sélection naturelle

and divergence from an ancestral population.

et la divergence par rapport à une population ancestrale.

Even as a scientist,

Même en tant que chercheur,

I used to go to lectures by molecular biologists

J'allais à des conférences données par des biologistes moléculaires

et je les trouvais totalement incompréhensibles,

and find them completely incomprehensible,

with all the fancy technical language and jargon

avec tout leur jargon et leur vocabulaire technique

qu'ils employaient pour décrire leur travail,

that they would use in describing their work,

jusqu'à ce que je tombe sur les oeuvres de David Goodsell,

until I encountered the artworks of David Goodsell,

qui est biologiste moléculaire au Scrips Institute.

who is a molecular biologist at the Scripps Institute.

Et ses images,

And his pictures -- everything's accurate and it's all to scale.

tout est exact et tout est à l'échelle.

And his work illuminated for me

Et son oeuvre m'a révélé

what the molecular world inside us is like.

ce à quoi ressemble le monde moléculaire en nous.

Vouci donc une coupe transversale de sang.

So this is a transection through blood.

In the top left-hand corner, you've got this yellow-green area.

En haut à gauche, vous avez cette zone jaune-vert.

La zone jaune-vert, ce sont les fluides du sang, qui sont essenteillement de l'eau,

The yellow-green area is the fluid of blood, which is mostly water,

mais aussi des anticorps, des sucres,

but it's also antibodies, sugars, hormones, that kind of thing.

des hormones, ce genre de choses.

And the red region is a slice into a red blood cell.

Et la région rouge est une coupe dans un globule rouge.

And those red molecules are hemoglobin.

Et ces molécules rouges sont de l'hémoglobine.

They are actually red; that's what gives blood its color.

Elles sont vraiment rouges ; c'est ce qui donne au sang sa couleur.

Et l'hémoglobine agit comme une éponge moléculaire

And hemoglobin acts as a molecular sponge

qui absorbe l'oxygène dans vos poumons

to soak up the oxygen in your lungs

puis la transporte vers les autres parties du corps.

and then carry it to other parts of the body.

J'ai été très inspiré par cette image il y a de nombreuses années,

I was very much inspired by this image many years ago,

and I wondered whether we could use computer graphics

et je me demandais si on pouvait employer de l'infographie

pour représenter le monde moléculaire.

to represent the molecular world.

A quoi cela ressemblerait-il ?

What would it look like?

And that's how I really began.

Et c'est comme ça que j'ai vraiment commencé. Alors allons-y.

So let's begin.

This is DNA in its classic double helix form.

Voici de l'ADN dans sa forme classique de double hélice.

Et c'est tiré d'une crystallographie au rayonsX,

And it's from X-ray crystallography, so it's an accurate model of DNA.

c'est donc un modèle excat d'ADN.

If we unwind the double helix and unzip the two strands,

Si nous déroulons la double hélice et séparons ses deux brins,

vous voyez ces choses qui ressemblent à des dents.

you see these things that look like teeth.

Ce sont les lettres du code génétique,

Those are the letters of genetic code,

les 25000 gènes incrits dans votre ADN.

the 25,000 genes you've got written in your DNA.

This is what they typically talk about -- the genetic code --

Voilà de quoi ils parlent typiquement,

le code génétique, c'est ce dont ils parlent.

this is what they're talking about.

mais je veux parler d'un aspect différent de la science de l'ADN,

But I want to talk about a different aspect of DNA science,

et c'est la nature physique de l'ADN.

and that is the physical nature of DNA.

Ce sont ces deux brins qui partent dans des directions ooposées

It's these two strands that run in opposite directions

for reasons I can't go into right now.

pour des raisons que je vais laisser de côté pour l'instant.

But they physically run in opposite directions,

Mais ils partent physiquement dans des directions opposées

ce qui crrée un nombre de complications pour vos cellules vivantes,

which creates a number of complications for your living cells,

comme vous allez le voir,

as you're about to see,

plus particulièrement quand l'ADN est copié.

most particularly when DNA is being copied.

And so what I'm about to show you

Et donc ce que je vais vous montrer

is an accurate representation of the actual DNA replication machine

est une représentation exacte

de la véritable machine de réplication ADN qui se déroule en ce moment-même à l'intérieur de votre corps,

that's occurring right now inside your body,

au moins selon la biologie en 2002.

at least 2002 biology.

So DNA's entering the production line from the left-hand side,

L'ADN entre donc dans la ligne de production apr la gauche,

and it hits this collection, these miniature biochemical machines,

et il se heurte à cette collection, ces machines biochimiques miniatures,

qui défont le brin d'ADN et en font une copie exacte.

that are pulling apart the DNA strand and making an exact copy.

L'ADN entre alors

So DNA comes in and hits this blue, doughnut-shaped structure

et se heurte à cette structure bleue en forme d'anneau

and it's ripped apart into its two strands.

et il est déchiré en deux brins.

Un brin peut être copié directement

One strand can be copied directly,

et vous pouvez voir ces choses débobiner en bas ici.

and you can see these things spooling off to the bottom there.

Mais les choses ne sont pas aussi simple pour l'autre brin

But things aren't so simple for the other strand

parce qu'il doit être copié à l'envers.

because it must be copied backwards.

Il est donc projeté de façon répétée dans ces anneaux

So it's thrown out repeatedly in these loops

et copié une section à la fois,

and copied one section at a time, creating two new DNA molecules.

ce qui crée deux nouvelles molécules d'ADN.

Now you have billions of this machine right now working away inside you,

Maintenant vous avez des milliards de ces machines

au travail à l'intérieur de vous,

copying your DNA with exquisite fidelity.

qui copient votre ADN avec une fidélité exquise.

C'est une représentation exacte,

It's an accurate representation,

et c'est en gros à la bonne vitesse pour ce qui se passe en vous.

and it's pretty much at the correct speed for what is occurring inside you.

J'ai laissé de côté la correction des erreurs et un tas d'autres choses.

I've left out error correction and a bunch of other things.

(Laughter)

C'étaient des travaux d'il y a quelques années.

This was work from a number of years ago--

Merci.

Thank you.

Ce sont des travaux d'il y a quelques années.

(Applause)

This is work from a number of years ago,

mais ce que je vais vous montrer ensuite c'est de la science mise à jour, de la technologie mise à jour.

but what I'll show you next is updated science,

it's updated technology.

DOnc encore, nous commençons par l'ADN.

So again, we begin with DNA.

Et il gigotte et se tortille làà cause de la soupe de molécules environnante.

And it's jiggling and wiggling there

because of the surrounding soup of molecules,

que j'ai enlevée pour que vous puissiez voir quelque chose.

which I've stripped away so you can see something.

L'ADN fait environ deux nanomètres de large,

DNA is about two nanometers across, which is really quite tiny.

ce qui est vraiment minuscule.

Mais dans chacune de vos cellules,

But in each one of your cells,

chaque brin d'ADN mesure environ 30 à 40 millions de nanomètres de long.

each strand of DNA is about 30 to 40 million nanometers long.

So to keep the DNA organized and regulate access to the genetic code,

Pour que l'ADN reste organisé et pour réguler l'accès au code génétique,

il est entortillé autour de ces protéines violettes,

it's wrapped around these purple proteins --

ou je les ai colorées en violet ici.

or I've labeled them purple here.

C'est tout en un seul paquet.

It's packaged up and bundled up.

All this field of view is a single strand of DNA.

Tout ce champ de vision est un seul brin d'ADN.

This huge package of DNA is called a chromosome.

Cet énorme paquet d'ADN s'appelle un chromosome.

And we'll come back to chromosomes in a minute.

Et nous reviendrons aux chromosomes dans une minute.

We're pulling out, we're zooming out,

Nous sortons, nous dézoomons,

out through a nuclear pore,

passons par un pore nucléaire,

which is the gateway to this compartment that holds all the DNA,

qui est la porte vers ce compartiment qui contient tout l'ADN

called the nucleus.

appelé le noyau.

All of this field of view is about a semester's worth of biology,

Tout ce champ de vision

représente un semestre de biologie, et j'ai 7 minutes.

and I've got seven minutes,

nous n'allons donc pas pouvoir faire ça aujourd'hui ?

So we're not going to be able to do that today?

Non, on me dit que non.

No, I'm being told, "No."

This is the way a living cell looks down a light microscope.

Voilà à quoi ressemble une cellule viante à la lumière d'un microscope.

Et elle est filmée en time-lapse, c'est pourquoi vous pouvez la voir bouger.

And it's been filmed under time-lapse, which is why you can see it moving.

L'enveloppe nucléaire se romp.

The nuclear envelope breaks down.

Ces choses en forme de saucisses sont les chromosomes et nous allons nous concventrer sur eux.

These sausage-shaped things are the chromosomes,

and we'll focus on them.

Ils passent par ce mouvement très frappant

They go through this very striking motion that is focused on these little red spots.

qui est concentré sur ces petits points rouges.

Quand la cellule est prête,

When the cell feels it's ready to go, it rips apart the chromosome.

elle déchire le chromosome.

One set of DNA goes to one side,

Un jeu d'ADN part d'un côté,

the other side gets the other set of DNA --

l'au(tre côté reçoit l'autre jeu d'ADN,

identical copies of DNA.

des copies identiques d'ADN.

And then the cell splits down the middle.

et ensuite la cellule se fend en deux.

And again, you have billions of cells undergoing this process

Et là encore, vous avez des milliards de cellules

qui subissent ce processus en ce moemnt en vous.

right now inside of you.

Now we're going to rewind and just focus on the chromosomes,

Nous allons maintenant revenir en arrière et nous concentrer sur les chromosomes

and look at its structure and describe it.

et regardes leur structure et la décrire.

Là encore, nous sommes à un moment médian.

So again, here we are at that equator moment.

Les chromosomes s'alignent.

The chromosomes line up.

And if we isolate just one chromosome,

Et si nous isolons un seul chromosome,

we're going to pull it out and have a look at its structure.

nous allons l'extraire et regarder sa structure.

Voici une des plus grosses structures moléculaires qui soit en vous,

So this is one of the biggest molecular structures that you have,

au moins pour ce que nous avons découvert pour l'instant à l'intérieur de nous.

at least as far as we've discovered so far inside of us.

Voici un chromosome.

So this is a single chromosome.

Et vous avez deux brins d'ADN dans chaque chromosome.

And you have two strands of DNA in each chromosome.

One is bundled up into one sausage.

Un est empaqueté en une saucisse.

The other strand is bundled up into the other sausage.

L'autre brin est empaqueté dans l'autre saucisse.

Ces choses qui ressemblent à des moustaches de chat et qui sortent des deux côtés

These things that look like whiskers that are sticking out from either side

sont l'échaffaudage dynamique de la cellule.

are the dynamic scaffolding of the cell.

They're called microtubules, that name's not important.

On les appelle des mircrotubules. Ce nom n'est aps improtant.

Mais ce sur quoi nous allons nous concentrer c'est la zone rouge, je l'ai colorée en rouge ici,

But we're going to focus on the region labeled red here --

et c'est l'interface

and it's the interface between the dynamic scaffolding

entre léchaffaudage dynamique et les chromosomes.

and the chromosomes.

It is obviously central to the movement of the chromosomes.

Il est évidemment essentiel pour le mouvement des chromosomes.

We have no idea, really, as to how it's achieving that movement.

Nous n'avons aucune idée de comment il arrive à ce mouvement.

Nous avons étudié cette chose qu'on appelle kinetochore

We've been studying this thing they call the kinetochore

intensément depuis cent ans,

for over a hundred years with intense study,

et nous commençons à peine à découvrir de quoi il s'agit.

and we're still just beginning to discover what it's about.

C'est faitd'environ 200 différents types d eprotéines,

It is made up of about 200 different types of proteins,

des milliers de protéines au total.

thousands of proteins in total.

It is a signal broadcasting system.

C'est un système de diffusion de signal.

It broadcasts through chemical signals,

Il envoie des signaux chimiques

qui disent au reste de la cellule quand elle est prête,

telling the rest of the cell when it's ready,

when it feels that everything is aligned and ready to go

quand elle sent que tout est aligné et prêt

for the separation of the chromosomes.

à aller séparer les chromosomes.

It is able to couple onto the growing and shrinking microtubules.

C'est capable de s'associer aux microtubules qui grandissent et rétrécissent.

C'est impliqué dans la croissance des microtubules,

It's involved with the growing of the microtubules,

et c'est capable de s'y associer temporairement.

and it's able to transiently couple onto them.

C'est aussi un système de détection d'attention.

It's also an attention-sensing system.

C'est capable de sentir quand la cellule est prête,

It's able to feel when the cell is ready,

quand le chromosome est en position correcte,

when the chromosome is correctly positioned.

ça devient vert ici

It's turning green here because it feels that everything is just right.

parce que ça ressent que tout est comme il faut.

Et vous allez voir, il y a ce dernier petit bout

And you'll see, there's this one little last bit

qui reste encore rouge.

that's still remaining red.

Et il s'est éloigné le long des microtubules.

And it's walked away down the microtubules.

C'est le système de diffusion de signaux qui envoie le signal d'arrêt.

That is the signal broadcasting system sending out the stop signal.

Et il s'en est allé. Je veux dire, c'est mécanique.

And it's walked away -- I mean, it's that mechanical.

C'est un mécaniqme moléculaire.

It's molecular clockwork.

This is how you work at the molecular scale.

C'est comme ça qu'on fonctionne au niveau moléculaire.

So with a little bit of molecular eye candy,

Avec un peu de douceur visuelle moléculaire,

(Laughter)

nous avons les kinésines, qui sont en orange.

we've got kinesins, the orange ones.

They're little molecular courier molecules walking one way.

Ce sont des molécules messagères qui vont à sens unique.

ET voici les dynéines. Elles transportent ce système de diffusion.

And here are the dynein, they're carrying that broadcasting system.

Et elles ont de longues jambes, elles peuvent donc enjamber les obstacles etc.

And they've got their long legs

so they can step around obstacles and so on.

Là encore, tout ceci est tiré avec précision

So again, this is all derived accurately from the science.

de la science.

Le problème est que nous ne pouvons pas vous le montrer autrement.

The problem is we can't show it to you any other way.

Exploring at the frontier of science, at the frontier of human understanding,

L'exploration à la frontière de la science,

à la frontière de la compréhension humaine,

est époustoufflante.

is mind-blowing.

Discovering this stuff

Découvrir ces trucs

is certainly a pleasurable incentive to work in science.

est certainement une motivation à travailler dans les scinces qui apporte du plaisir.

Mais pour la plupart des chercheurs en médecine,

But most medical researchers --

discovering the stuff is simply steps along the path to the big goals,

découvrir des trucs

c'est de simples étapes sur la route vers les grands objectifs,

which are to eradicate disease, to eliminate the suffering

qui sont d'éliminer les maladies,

d'éliminer la souffrance et le malheur que la maladie provoque

and the misery that disease causes

et de sortir les gens de la pauvreté.

and to lift people out of poverty.

Merci.

Thank you.

(Applause)

(Applaudissements)