The wonders of the molecular world, animated | Janet Iwasa

Translator: Nelson Chin Reviewer: Elda Indria Sari

I live in Utah,

Saya tinggal di Utah,

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

tempat yang dikenal memiliki beberapa

natural landscapes on this planet.

pemandangan alam paling menakjubkan di planet ini.

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

Mudah untuk takjub akan pemandangan yang mengagumkan ini,

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

dan terpesona oleh formasi yang kadang nampak asing tersebut.

As a scientist, I love observing the natural world.

Sebagai ilmuwan, saya suka mengamati alam.

But as a cell biologist,

Tapi sebagai ahli biologi sel,

I'm much more interested in understanding the natural world

Saya lebih tertarik memahami alam

at a much, much smaller scale.

yang berukuran lebih kecil.

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

Saya animator molekuler, dan bekerja bersama peneliti lain

to create visualizations of molecules that are so small,

untuk memvisualisasikan molekul yang begitu kecil,

they're essentially invisible.

hingga nyaris tidak terlihat.

These molecules are smaller than the wavelength of light,

Molekul ini lebih kecil dari panjang gelombang cahaya,

which means that we can never see them directly,

artinya kita tidak akan bisa melihatnya,

even with the best light microscopes.

meski menggunakan mikroskop cahaya terbaik.

So how do I create visualizations of things

Bagaimana saya memvisualisasikan sesuatu

that are so small we can't see them?

yang sangat kecil hingga tak terlihat?

Scientists, like my collaborators,

Ilmuwan, seperti rekan-rekan saya,

can spend their entire professional careers

dapat menghabiskan karir profesional mereka

working to understand one molecular process.

untuk memahami satu proses molekuler.

To do this, they carry out a series of experiments

Mereka melakukan serangkaian percobaan

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

yang menunjukkan bagian kecil dari teka-teki.

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

Satu macam percobaan dapat menunjukkan bentuk protein,

while another can tell us

yang lainnya menunjukkan protein mana yang berinteraksi dengannya,

about what other proteins it might interact with,

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

dan yang lain menunjukkan letaknya dalam sel.

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

Semua informasi ini dapat menjadi sebuah hipotesis,

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

intinya, sebuah cerita tentang bagaimana molekul itu bekerja.

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

Tugas saya mengambil ide itu dan menjadikannya animasi.

This can be tricky,

Ini bisa rumit,

karena molekul bisa berperilaku aneh.

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

But these animations can be incredibly useful for researchers

Tapi animasi ini akan sangat berguna bagi para ilmuwan

to communicate their ideas of how these molecules work.

untuk menyampaikan gagasan tentang cara kerja molekul.

They can also allow us to see the molecular world

Animasi ini juga memungkinkan kita melihat dunia molekuler

through their eyes.

melalui mata mereka.

I'd like to show you some animations,

Saya akan menunjukkan beberapa animasi,

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

tur singkat tentang yang saya anggap sebagai keajaiban dunia molekuler.

of the molecular world.

First off, this is an immune cell.

Pertama, ini adalah sebuah sel imun.

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

Sel ini berkeliaran di dalam tubuh kita

in order to find invaders like pathogenic bacteria.

untuk menemukan penyerang seperti bakteri patogen.

This movement is powered by one of my favorite proteins

Gerakan ini diberdayakan oleh protein favorit saya

called actin,

yang disebut aktin,

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

yang merupakan bagian dari sitoskeleton.

Unlike our skeletons,

Berbeda dengan kerangka kita,

actin filaments are constantly being built and taken apart.

filamen aktin secara konstan dibuat dan diuraikan.

The actin cytoskeleton plays incredibly important roles in our cells.

Sitoskeleton aktin berperan sangat penting dalam sel kita.

They allow them to change shape,

Mereka bisa berubah bentuk,

to move around, to adhere to surfaces

bergerak, melekat di permukaan

and also to gobble up bacteria.

dan melahap bakteri.

Actin is also involved in a different kind of movement.

Aktin juga dibutuhkan dalam pergerakan lain.

In our muscle cells, actin structures form these regular filaments

Pada sel otot, struktur aktin membentuk filamen reguler

that look kind of like fabric.

yang mirip seperti kain.

When our muscles contract, these filaments are pulled together

Saat otot berkontraksi, filamen tersebut tertarik

and they go back to their original position

dan kembali ke posisi semula

when our muscles relax.

saat otot kita rileks.

Other parts of the cytoskeleton, in this case microtubules,

Bagian lain dari sitoskeleton, yaitu mikrotubulus,

are responsible for long-range transportation.

berperan dalam pengangkutan jarak jauh.

They can be thought of as basically cellular highways

Mereka dapat dianggap sebagai jalan raya seluler

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

untuk memindahkan sesuatu dari satu sisi sel ke sisi lainnya.

Unlike our roads, microtubules grow and shrink,

Tak seperti jalan biasa, mikrotubulus tumbuh dan mengecil,

appearing when they're needed

muncul saat dibutuhkan

and disappearing when their job is done.

dan menghilang saat pekerjaan selesai.

The molecular version of semitrucks

Versi molekuler dari semi-truk

are proteins aptly named motor proteins,

adalah protein yang disebut protein motorik,

that can walk along microtubules,

yang bisa berjalan di sepanjang mikrotubulus,

dragging sometimes huge cargoes,

kadang membawa muatan besar,

like organelles, behind them.

seperti organel, di belakangnya.

This particular motor protein is known as dynein,

Protein motorik ini disebut dinein,

and its known to be able to work together in groups

dan diketahui dapat bekerja sama dalam kelompok

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

yang hampir mirip dengan kereta kuda.

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

Sebagaimana terlihat, sel ini selalu berubah dan dinamis,

where things are constantly being built and disassembled.

dimana segala sesuatu terus dibangun dan dibongkar.

But some of these structures

Tapi beberapa struktur tersebut sulit dipisahkan dengan yang lainnya.

are harder to take apart than others, though.

Diperlukan tenaga khusus

And special forces need to be brought in

untuk memastikan struktur itu diuraikan tepat waktu.

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

That job is done in part by proteins like these.

Tugas itu dikerjakan per bagian oleh protein seperti ini.

These donut-shaped proteins,

Protein berbentuk donat ini, yang banyak jenisnya di dalam sel,

of which there are many types in the cell,

all seem to act to rip apart structures

semuanya berperan merobek struktur

dengan menarik protein tunggal lewat lubang utama.

by basically pulling individual proteins through a central hole.

When these kinds of proteins don't work properly,

Ketika protein ini tidak bekerja dengan baik,

protein yang seharusnya diurai

the types of proteins that are supposed to get taken apart

can sometimes stick together and aggregate

kadang bisa menempel dan bergabung

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

yang dapat menimbulkan penyakit serius, seperti Alzheimer.

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

Sekarang mari kita lihat nukleus,

which houses our genome in the form of DNA.

yang menyimpan genom kita dalam bentuk DNA.

In all of our cells,

Di semua sel kita,

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

DNA kita dirawat dan dipelihara oleh beragam protein.

DNA is wound around proteins called histones,

DNA mengelilingi protein bernama histon,

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

yang memungkinkan sel mengemas DNA dalam jumlah besar ke dalam nukleus kita.

These machines are called chromatin remodelers,

Mesin-mesin ini disebut perombak kromatin,

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

yang pada dasarnya berfungsi memperlancar DNA

around these histones

di sekitar histon ini

and they allow new pieces of DNA to become exposed.

dan memungkinkan potongan DNA baru terekspos.

This DNA can then be recognized by other machinery.

DNA ini kemudian dapat dikenali oleh mesin lain.

In this case, this large molecular machine

Dalam hal ini, mesin molekuler besar ini

is looking for a segment of DNA

sedang mencari segmen DNA

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

yang merupakan awal sebuah gen.

Once it finds a segment,

Begitu menemukan segmen,

it basically undergoes a series of shape changes

ia mengalami serangkaian perubahan bentuk

which enables it to bring in other machinery

yang memungkinkan penggunaan mesin lain

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

sehingga sebuah gen bisa diaktifkan atau ditranskripsikan.

This has to be a very tightly regulated process,

Ini harus menjadi proses yang diatur sangat ketat,

because turning on the wrong gene at the wrong time

karena mengaktifkan gen yang salah pada waktu yang salah

can have disastrous consequences.

dapat menimbulkan malapetaka.

Scientists are now able to use protein machines

Para ilmuwan sekarang dapat menggunakan mesin protein

to edit genomes.

untuk mengedit genom.

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

Kalian tentu sudah mendengar CRISPR.

CRISPR takes advantage of a protein known as Cas9,

CRISPR memanfaatkan protein yang dikenal sebagai Cas9,

which can be engineered to recognize and cut

yang dapat direkayasa untuk mengenali dan memotong

a very specific sequence of DNA.

urutan DNA yang sangat spesifik.

In this example,

Dalam contoh ini,

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

dua protein Cas9 digunakan untuk memotong DNA yang bermasalah.

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

Misalnya, bagian dari gen yang dapat menimbulkan penyakit.

Cellular machinery is then used

Mesin seluler lalu digunakan

to basically glue two ends of the DNA back together.

untuk merekatkan dua ujung DNA menjadi satu.

Sebagai animator molekuler,

As a molecular animator,

one of my biggest challenges is visualizing uncertainty.

salah satu tantangan terbesar adalah memvisualisasikan ketidakpastian.

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

Semua animasi yang saya tunjukkan mewakili hipotesis,

bagaimana proses kerja menurut rekan saya,

how my collaborators think a process works,

based on the best information that they have.

berdasarkan informasi terbaik yang mereka miliki.

But for a lot of molecular processes,

Tetapi untuk banyak proses molekuler,

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

kita masih dalam tahap awal memahami berbagai hal,

and there's a lot to learn.

banyak yang harus dipelajari.

The truth is

Kenyataannya adalah

that these invisible molecular worlds are vast and largely unexplored.

dunia molekuler tak kasat mata ini luas dan sebagian besar belum dijelajahi.

To me, these molecular landscapes

Bagi saya, lanskap molekuler ini

are just as exciting to explore as a natural world

sangat menarik untuk dijelajahi seperti dunia alami

that's visible all around us.

yang terlihat di sekitar kita.

Thank you.

Terima kasih.

(Applause)

(Tepuk tangan)