Animations of unseeable biology | Drew Berry | TED

Drew Berry: Animations de biologie invisible

Traducteur: Anna Cristiana Minoli Relecteur: Elisabeth Buffard

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

Ce que je vais vous montrer

ce sont les étonnantes machines moléculaires

that create the living fabric of your body.

qui créent le tissu vivant de votre corps.

Now molecules are really, really tiny.

Les molécules sont vraiment minuscules.

Et par minuscules

And by tiny, I mean really.

je veux dire vraiment minuscules.

They're smaller than a wavelength of light,

Elles sont plus petites que la longueur d’onde de la lumière,

so we have no way to directly observe them.

il n’y a donc pas moyen de les observer directement.

Mais grâce à la science, nous avons une idée

But through science, we do have a fairly good idea

de ce qui se passe au niveau moléculaire.

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

Ce que nous pouvons donc faire c’est vous raconter les 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 il n’y a pas moyen de vous montrer directement les molécules.

Une façon de résoudre le problème est de dessiner.

One way around this is to draw pictures.

And this idea is actually nothing new.

Cette idée n’est pas nouvelle.

Scientists have always created pictures

Les scientifiques ont toujours créé des images

selon leur pensée et leur parcours de découvertes.

as part of their thinking and discovery process.

Ils dessinent ce qu’ils observent avec les yeux,

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

through technology like telescopes and microscopes,

avec les technologies comme les télescopes et les microscopes,

et également ce qu’ils pensent et leur vient à l’esprit.

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

I picked two well-known examples,

J’ai pris deux exemples célèbres,

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

parce qu’ils expriment la science à travers l’art.

Et je commence avec Galileo

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

qui a utilisé le premier télescope au monde

pour observer la Lune.

to look at the Moon.

And he transformed our understanding of the Moon.

Il a transformé notre connaissance de la Lune.

The perception in the 17th century

Au 17° siècle, on voyait la lune

was the Moon was a perfect heavenly sphere.

comme une sphère céleste parfaite.

But what Galileo saw was a rocky, barren world,

Mais ce que Galileo a vu c’est un monde aride et rocheux

which he expressed through his watercolor painting.

qu’il a exprimé à travers ses aquarelles.

Another scientist with very big ideas,

Un autre scientifique avec de grandes idées,

la vedette de la biologie, c’est Charles Darwin.

the superstar of biology is Charles Darwin.

Et avec sa célèbre note sur son carnet,

And with this famous entry in his notebook,

il a commencé en haut à gauche avec, « Je pense, »

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

et ensuite il ébauche le premier arbre de la vie,

and then sketches out the first tree of life,

which is his perception of how all the species,

qui est l’idée qu’il se fait

de comment les espèces qui vivent su Terre,

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

sont liées à travers l’évolution historique --

the origin of species through natural selection

l’origine des espèces à travers la sélection naturelle

and divergence from an ancestral population.

et les différences avec une population ancestrale.

Even as a scientist,

Même en tant que scientifique,

I used to go to lectures by molecular biologists

j’assistais à des conférences de biologistes moléculaires

et je les trouvais complètement incompréhensibles

and find them completely incomprehensible,

with all the fancy technical language and jargon

avec tout ce langage technique sophistiqué et ce jargon

qu’ils utilisaient pour décrire leur travail,

that they would use in describing their work,

jusqu’à ce que je tombe sur les œuvres de David Goodsell,

until I encountered the artworks of David Goodsell,

qui est biologiste moléculaire au Scripps Instistute.

who is a molecular biologist at the Scripps Institute.

Et dans ses images,

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

tout est précis et à l’échelle.

And his work illuminated for me

Et son travail a éclairé pour moi

what the molecular world inside us is like.

ce qu’est le monde moléculaire en nous.

Donc voici une section du 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 liquides du sang, essentiellement 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 zone rouge c’est une section de globule rouge.

And those red molecules are hemoglobin.

Et ces molécules rouges c’est l’hémoglobine.

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

Elles sont vraiment rouges : c’est ce qui donne la couleur à votre sang.

Et l’hémoglobine agit comme une éponge moléculaire,

And hemoglobin acts as a molecular sponge

elle absorbe l’oxygène dans vos poumons

to soak up the oxygen in your lungs

et le transporte dans d’autres parties du corps.

and then carry it to other parts of the body.

Je me suis beaucoup inspiré de cette image il y a plusieurs années,

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

and I wondered whether we could use computer graphics

et je me suis demandé si l’on pouvait utiliser 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 voila comment j’ai commencé. Voyons voir.

So let's begin.

This is DNA in its classic double helix form.

Voici l’ADN dans sa forme classique en double hélice.

Et ça vient d’une cristallographie aux rayons X,

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

c’est une représentation très précise de l’ADN.

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

En déroulant la double hélice et en ouvrant les deux filaments,

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 25 000 gènes qui sont écrits dans votre ADN.

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

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

Voici ce dont ils parlent --

le code génétique – voilà ce dont ils parlent.

this is what they're talking about.

Mais je veux vous parler d’un autre aspect de la science de l’ADN,

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

c'est-à-dire la nature physique de l’ADN.

and that is the physical nature of DNA.

Ces deux filaments se dirigent dans deux directions opposées

It's these two strands that run in opposite directions

for reasons I can't go into right now.

pour des raisons que je ne vais pas expliquer maintenant.

But they physically run in opposite directions,

Mais, physiquement ils se dirigent dans deux directions opposées,

ce qui crée certaines 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

Ce que je vais vous montrer

is an accurate representation of the actual DNA replication machine

c’est une représentation précise

de la reproduction de l’ADN qui se passe à l’intérieur de votre corps,

that's occurring right now inside your body,

du moins selon la biologie de 2002.

at least 2002 biology.

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

L’ADN rentre dans la ligne de production par le côté gauche,

and it hits this collection, these miniature biochemical machines,

il rencontre cette collection, ces machines biologiques en miniature,

qui démontent les filaments de l’ADN et en font une copie.

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

Donc l’ADN rentre,

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

il touche cette structure bleue en forme de beignet

and it's ripped apart into its two strands.

qui le déchire en deux filaments.

Un filament peut être copié directement,

One strand can be copied directly,

et vous voyez ces choses qui se rembobine là en bas.

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

Mais tout n’est pas aussi simple pour cet autre filament

But things aren't so simple for the other strand

parce qu’il doit être recopié à l’envers.

because it must be copied backwards.

Il est donc rejeté à plusieurs reprises dans ces boucles

So it's thrown out repeatedly in these loops

et recopié une section à la fois,

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

créant ainsi deux molécules d’ADN.

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

Vous avez des milliards de machines comme celle-ci

qui sont à l'oeuvre dans votre corps,

copying your DNA with exquisite fidelity.

qui font des copies de votre ADN dans tous les détails.

C’est une représentation exacte

It's an accurate representation,

et à la bonne vitesse de se qui se passe à l’intérieur de vous.

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

J’ai omis la correction des erreurs et un tas d’autres choses.

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

(Laughter)

C’était un travail d’il y a quelques années.

This was work from a number of years ago--

Merci.

Thank you.

C’est un travail 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 moderne, de la technologie moderne.

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

it's updated technology.

Encore une fois nous commençons avec l’ADN.

So again, we begin with DNA.

Et il gigote et se tortille parce qu’il est entouré d’une soupe de molécules,

And it's jiggling and wiggling there

because of the surrounding soup of molecules,

dont je me suis débarrassé pour que vous puissiez voir.

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

L’ADN mesure à peu près deux nanomètres,

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

ce qui est vraiment minuscule.

Mais dans chaque cellule,

But in each one of your cells,

chaque filament d’ADN est long de 30 à 40 millions de nanomètres.

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 tenir en ordre l’ADN et réguler l’accès au code génétique,

il est enveloppé de ces protéines violettes --

it's wrapped around these purple proteins --

ou c’est plutôt moi qui les ai étiquetées en violet.

or I've labeled them purple here.

C’est emballé et empaqueté.

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 filament 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 dans une minute sur les chromosomes.

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

Nous nous dégageons, nous zoomons en arrière

out through a nuclear pore,

à travers un pore nucléaire,

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

qui est l’entrée vers ce compartiment qui contient tout l’ADN

called the nucleus.

qui s’appelle noyau.

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

Tout ce champ de vision

c’est un semestre entier de biologie et je n’ai que 7 minutes.

and I've got seven minutes,

Nous ne pourrons donc pas le faire aujourd’hui ?

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

Non, on me dit « Non ».

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

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

Voici ce à quoi ressemble une cellule vivante sous la lumière d’un microscope.

Et on a accéléré la vidéo, voilà pourquoi vous la voyez bouger.

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

L’enveloppe nucléaire tombe.

The nuclear envelope breaks down.

Ces choses en forme de saucisses sont les chromosomes, et nous allons les examiner.

These sausage-shaped things are the chromosomes,

and we'll focus on them.

Ils passent à travers cette ouverture

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

qui se concentre sur ces petits points rouges.

Quand la cellule se sent 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,

Une partie de l’ADN va d’un côté,

the other side gets the other set of DNA --

l’autre côté prend l’autre partie de l’ADN --

identical copies of DNA.

des copies identiques de l’ADN.

And then the cell splits down the middle.

Et ensuite la cellule se divise en deux au milieu.

And again, you have billions of cells undergoing this process

Et encore une fois, vous avez des milliards de cellules

soumises à ce processus dans votre corps.

right now inside of you.

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

Nous allons revenir en arrière et nous concentrer sur les chromosomes

and look at its structure and describe it.

et regarder sa structure et la décrire.

Encore une fois, nous sommes au moment crucial.

So again, here we are at that equator moment.

Les chromosomes s’alignent.

The chromosomes line up.

And if we isolate just one chromosome,

Si nous isolons un seul chromosome,

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

nous allons le sortir et regarder sa structure.

C’est une des plus grandes structures moléculaires qui existent,

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

du moins d’après ce que nous avons découvert.

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

Voici un seul chromosome.

So this is a single chromosome.

Vous avez deux filaments d’ADN dans chaque chromosome.

And you have two strands of DNA in each chromosome.

One is bundled up into one sausage.

L’un est enfermé dans une saucisse.

The other strand is bundled up into the other sausage.

L’autre filament est enfermé dans l’autre saucisse.

Ces choses qui ressemblent à des poils qui dépassent sur le coté

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

ce sont les échafaudages dynamiques de la cellule.

are the dynamic scaffolding of the cell.

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

Ça s’appelle des microtubules. Le nom n’est pas important.

Mais nous allons nous concentrer sur cette zone rouge – je l’ai marqué en rouge ici --

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

c’est l’interface

and it's the interface between the dynamic scaffolding

entre l’échafaudage dynamique et les chromosomes.

and the chromosomes.

It is obviously central to the movement of the chromosomes.

C’est évidement central 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 peut faire ce mouvement.

Nous étudions cette chose qui s’appelle globe cinétique

We've been studying this thing they call the kinetochore

depuis une centaine d’année, très intensément,

for over a hundred years with intense study,

et nous commençons tout juste à découvrir ce que c’est.

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

Il est fait de 200 différents types de protéines,

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 transmission du signal.

It broadcasts through chemical signals,

Il transmet un signal chimique

en disant au reste de la cellule quand il est prêt,

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

when it feels that everything is aligned and ready to go

quand il sent que tout est aligné et prêt à partir

for the separation of the chromosomes.

pour la séparation des chromosomes.

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

Il est capable de s’accoupler aux microtubules qui s’agrandissent et se réduisent.

Il est impliqué dans la croissance des microtubules,

It's involved with the growing of the microtubules,

et il est capable de s’accoupler avec eux de façon transitoire.

and it's able to transiently couple onto them.

C’est également un système sensible à l’attention.

It's also an attention-sensing system.

Il est capable de sentir quand la cellule est prête,

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

quand le chromosome est positionné correctement.

when the chromosome is correctly positioned.

Il devient vert ici

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

parce qu’il sent que tout va bien.

Et vous voyez, il y a un tout 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 est reparti par les microtubules.

And it's walked away down the microtubules.

C’est le système de transmission du signal qui envoie le signal d’arrêt.

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

Et il est reparti. C’est mécanique.

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

C’est de l’horlogerie moléculaire.

It's molecular clockwork.

This is how you work at the molecular scale.

Voilà comment ça marche à l’échelle moléculaire.

So with a little bit of molecular eye candy,

Avec une petite merveille moléculaire pour les yeux,

(Laughter)

nous avons la kinésine, ce sont les oranges.

we've got kinesins, the orange ones.

They're little molecular courier molecules walking one way.

Il y a un tout petit transporteur de molécules qui part d’un côté.

Et voici les dynéines. Elles portent le système de transmission.

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

Elles ont de longues jambes, elles peuvent donc contourner les obstacles et ainsi de suite.

And they've got their long legs

so they can step around obstacles and so on.

Encore une fois, tout nous vient de la science

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

avec précision.

Le problème c’est que nous ne pouvons vous le montrer différemment.

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,

Explorer à la frontière de la science,

à la frontière de la compréhension humaine,

c’est hallucinant.

is mind-blowing.

Discovering this stuff

Découvrir tout ça

is certainly a pleasurable incentive to work in science.

est certainement une agréable motivation pour faire de la science.

Mais pour la plupart des chercheurs médicaux...

But most medical researchers --

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

faire des découvertes

c’est simplement une étape le long du parcours vers de grands objectifs :

which are to eradicate disease, to eliminate the suffering

éradiquer les maladies,

éliminer la souffrance et la misère causées par les maladies

and the misery that disease causes

et sortir les gens de la pauvreté.

and to lift people out of poverty.

Merci.

Thank you.

(Applause)

(Applaudissements)