The wonders of the molecular world, animated | Janet Iwasa

Traducteur: Guillaume Rouy Relecteur: Morgane Quilfen

I live in Utah,

Je vis dans l'Utah,

a place known for having some of the most awe-inspiring

un État connu pour ses paysages naturels

natural landscapes on this planet.

parmi les plus impressionnants de notre planète.

It's easy to be overwhelmed by these amazing views,

Il est facile d'être ébahi par ces vues fabuleuses

and to be really fascinated by these sometimes alien-looking formations.

et d'être fasciné par ces formations qui semblent parfois extraterrestres.

As a scientist, I love observing the natural world.

En tant que scientifique, j'aime observer le monde naturel.

But as a cell biologist,

En tant que biologiste cellulaire,

I'm much more interested in understanding the natural world

je cherche plutôt à comprendre le monde naturel

at a much, much smaller scale.

à une échelle beaucoup, beaucoup plus petite.

I'm a molecular animator, and I work with other researchers

Je suis animatrice moléculaire et avec d'autres chercheurs,

to create visualizations of molecules that are so small,

nous créons des visualisations de molécules qui sont si petites

they're essentially invisible.

qu'elles sont en fait invisibles.

These molecules are smaller than the wavelength of light,

Elles sont plus fines que la longueur d'onde de la lumière,

which means that we can never see them directly,

il est donc impossible de les voir directement,

even with the best light microscopes.

même avec les meilleurs microscopes optiques.

So how do I create visualizations of things

Comment crée-je donc des visualisations d'objets si fins qu'on ne peut les voir ?

that are so small we can't see them?

Scientists, like my collaborators,

Les scientifiques, comme mes collaborateurs,

can spend their entire professional careers

peuvent passer leur carrière entière

working to understand one molecular process.

à travailler pour comprendre un processus moléculaire.

To do this, they carry out a series of experiments

Pour cela, ils mènent une série d'expériences

that each can tell us a small piece of the puzzle.

qui fournit chacune une petite pièce du puzzle.

One kind of experiment can tell us about the protein shape,

Une expérience nous informe sur la forme de la protéine,

while another can tell us

une autre indique les autres protéines avec lesquelles elle interagit

about what other proteins it might interact with,

and another can tell us about where it can be found in a cell.

et une autre nous dit où on peut la trouver dans une cellule.

And all of these bits of information can be used to come up with a hypothesis,

Tous ces morceaux d'information permettent d'élaborer une hypothèse,

a story, essentially, of how a molecule might work.

une histoire, essentiellement, sur le fonctionnement de la molécule.

My job is to take these ideas and turn them into an animation.

Mon travail est de prendre ces idées et de les transformer en animations.

This can be tricky,

Cela peut être délicat,

because it turns out that molecules can do some pretty crazy things.

car il se trouve que les molécules peuvent faire des choses assez folles.

But these animations can be incredibly useful for researchers

Mais ces animations peuvent être très utiles pour les chercheurs

to communicate their ideas of how these molecules work.

afin de communiquer leurs idées sur le fonctionnement de molécules.

They can also allow us to see the molecular world

Elles nous permettent aussi de voir le monde moléculaire

through their eyes.

de leur point de vue.

I'd like to show you some animations,

J'aimerais vous montrer des animations,

a brief tour of what I consider to be some of the natural wonders

une brève visite de ce que j'appelle les merveilles naturelles

of the molecular world.

du monde moléculaire.

First off, this is an immune cell.

Primo, voici une cellule immunitaire.

These kinds of cells need to go crawling around in our bodies

Ce genre de cellule doit se balader dans notre corps

in order to find invaders like pathogenic bacteria.

afin de trouver des envahisseurs comme des bactéries pathogènes.

This movement is powered by one of my favorite proteins

Ce mouvement est propulsé par une de mes protéines favorites,

called actin,

nommée actine,

which is part of what's known as the cytoskeleton.

qui fait partie de ce qu'on appelle le cytosquelette.

Unlike our skeletons,

Contrairement à notre squelette,

actin filaments are constantly being built and taken apart.

des filaments d'actine sont construits et démontés en permanence.

The actin cytoskeleton plays incredibly important roles in our cells.

Le cytosquelette d'actine est très important dans nos cellules.

They allow them to change shape,

Il leur permet de changer de forme,

to move around, to adhere to surfaces

de se déplacer, d'adhérer à des surfaces

and also to gobble up bacteria.

et aussi d'engloutir des bactéries.

Actin is also involved in a different kind of movement.

L'actine est aussi impliquée dans un autre mouvement.

In our muscle cells, actin structures form these regular filaments

Dans nos cellules musculaires, l'actine crée ces filaments réguliers

that look kind of like fabric.

qui ressemblent à du tissu.

When our muscles contract, these filaments are pulled together

En contractant le muscle, ces filaments se rassemblent

and they go back to their original position

et ils reviennent à leur position d'origine

when our muscles relax.

en détendant le muscle.

Other parts of the cytoskeleton, in this case microtubules,

D'autres parties du cytosquelette, ici les microtubules,

are responsible for long-range transportation.

sont chargées de faire du transport à grande échelle.

They can be thought of as basically cellular highways

Ils peuvent être vus comme des autoroutes cellulaires

that are used to move things from one side of the cell to the other.

utilisées pour déplacer des choses d'un côté d'une cellule à l'autre.

Unlike our roads, microtubules grow and shrink,

Mais les microtubules, eux, poussent et rétrécissent,

appearing when they're needed

pour venir quand il y le faut

and disappearing when their job is done.

et repartir quand leur travail est fini.

The molecular version of semitrucks

La version moléculaire des semi-remorques

are proteins aptly named motor proteins,

sont judicieusement nommées protéines motrices.

that can walk along microtubules,

Elles peuvent marcher le long des microtubules,

dragging sometimes huge cargoes,

en traînant parfois d'énormes cargaisons

like organelles, behind them.

comme des organites, derrière eux.

This particular motor protein is known as dynein,

Cette protéine motrice en particulier est appelée dynéine

and its known to be able to work together in groups

et elle est capable de constituer des groupes

that almost look, at least to me, like a chariot of horses.

qui ressemblent presque, à mes yeux, comme un char à chevaux.

As you see, the cell is this incredibly changing, dynamic place,

Vous voyez que la cellule est un endroit dynamique qui se transforme

where things are constantly being built and disassembled.

et où tout est constamment construit et désassemblé.

But some of these structures

Certaines de ces structures sont néanmoins plus difficiles à démonter

are harder to take apart than others, though.

et des forces spéciales doivent être incluses

And special forces need to be brought in

in order to make sure that structures are taken apart in a timely manner.

pour s'assurer que les structures sont démontées dans les délais.

That job is done in part by proteins like these.

Ce travail est en partie réalisé par ces protéines.

These donut-shaped proteins,

Elles ont une forme de donut

of which there are many types in the cell,

et plusieurs variétés de ces protéines

all seem to act to rip apart structures

peuvent toutes déchiqueter des structures

by basically pulling individual proteins through a central hole.

en tirant les protéines individuelles à travers leur trou central.

When these kinds of proteins don't work properly,

Quand ces protéines ne fonctionnement pas correctement,

the types of proteins that are supposed to get taken apart

les protéines censées être démontées

can sometimes stick together and aggregate

peuvent parfois s'accrocher et s’agréger,

and that can give rise to terrible diseases, such as Alzheimer's.

ce qui peut déclencher des maladies graves, comme Alzheimer.

And now let's take a look at the nucleus,

Jetons maintenant un œil au noyau,

which houses our genome in the form of DNA.

qui abrite notre génome sous forme d'ADN.

In all of our cells,

Dans toutes nos cellules,

our DNA is cared for and maintained by a diverse set of proteins.

notre ADN est protégé et entretenu par un ensemble de protéines diverses.

DNA is wound around proteins called histones,

L'ADN s'enroule autour de protéines appelées histones,

which enable cells to pack large amounts of DNA into our nucleus.

qui permettent aux cellules d'entasser beaucoup d'ADN dans le noyau.

These machines are called chromatin remodelers,

On dit que ces machines réalisent le remodelage de la chromatine,

and the way they work is that they basically scoot the DNA

et ils fonctionnent en parcourant l'ADN

around these histones

autour des histones

and they allow new pieces of DNA to become exposed.

et permettent à de nouveaux morceaux d'ADN de s'exposer.

This DNA can then be recognized by other machinery.

Cet ADN peut alors être reconnu par un autre système.

In this case, this large molecular machine

Ici, cette grande machine moléculaire

is looking for a segment of DNA

recherche un segment d'ADN

that tells it it's at the beginning of a gene.

qui indique le début d'un gène.

Once it finds a segment,

Une fois qu'il trouve un segment,

it basically undergoes a series of shape changes

il subit une série de métamorphoses

which enables it to bring in other machinery

qui lui permet d'apporter d'autres machines

that in turn allows a gene to get turned on or transcribed.

qui, une par une, permettent d'allumer ou de lire un gène.

This has to be a very tightly regulated process,

Ce processus doit être régulé avec précision,

because turning on the wrong gene at the wrong time

car allumer le mauvais gène au mauvais moment

can have disastrous consequences.

peut avoir des conséquences désastreuses.

Scientists are now able to use protein machines

Les scientifiques peuvent utiliser des machines en protéines

to edit genomes.

pour éditer le génome.

I'm sure all of you have heard of CRISPR.

Vous avez probablement tous entendu parler de CRISPR.

CRISPR takes advantage of a protein known as Cas9,

CRISPR utilise une protéine appelée Cas9,

which can be engineered to recognize and cut

qui peut être programmée pour reconnaître et découper

a very specific sequence of DNA.

une séquence spécifique d'ADN.

In this example,

Dans cet exemple,

two Cas9 proteins are being used to excise a problematic piece of DNA.

deux protéines Cas9 sont utilisées pour enlever de l'ADN problématique.

For example, a part of a gene that may give rise to a disease.

Par exemple, une partie d'un gène qui pourrait déclencher une maladie.

Cellular machinery is then used

Des machines cellulaires permettent après de coller les deux bouts restants.

to basically glue two ends of the DNA back together.

As a molecular animator,

En tant qu'animatrice moléculaire,

one of my biggest challenges is visualizing uncertainty.

un de mes plus grands défis est de visualiser l'incertitude.

All of the animations I've shown to you represent hypotheses,

Toutes les animations que j'ai montrées représentent des hypothèses,

how my collaborators think a process works,

les idées de mes collaborateurs sur les processus

based on the best information that they have.

basées sur leurs meilleures données.

But for a lot of molecular processes,

Mais pour de nombreux processus moléculaires,

we're still really at the early stages of understanding things,

nous commençons à peine à comprendre les choses

and there's a lot to learn.

et il y a beaucoup à apprendre.

The truth is

En vérité,

that these invisible molecular worlds are vast and largely unexplored.

ces mondes moléculaires invisibles sont vastes et largement inexplorés.

To me, these molecular landscapes

Pour moi, ces paysages moléculaires

are just as exciting to explore as a natural world

sont aussi palpitants à explorer que le monde naturel

that's visible all around us.

qui est visible, tout autour de nous.

Thank you.

Merci.

(Applause)

(Applaudissements)