Janet Iwasa: How animations can help scientists test a hypothesis

Traduttore: Debora Serrentino Revisore: Anna Cristiana Minoli

Take a look at this drawing.

Guardate questo disegno.

Can you tell what it is?

Mi sapete dire cos'è?

I'm a molecular biologist by training,

Sono un biologo molecolare per formazione

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

e ho visto numerosi disegni di questo tipo.

They're usually referred to as a model figure,

Di solito vengono consultati come modello di riferimento,

a drawing that shows how we think

disegni per illustrare come riteniamo

a cellular or molecular process occurs.

che si sviluppino i processi cellulari o molecolari.

This particular drawing is of a process

Questo disegno in particolare è relativo ad un processo

called clathrin-mediated endocytosis.

chiamato endocitosi clatrina-dipendente.

It's a process by which a molecule can get

È un processo mediante il quale una molecola passa

from the outside of the cell to the inside

dall'esterno di una cellula al suo interno

by getting captured in a bubble or a vesicle

venendo catturata in una bolla o vescicola,

that then gets internalized by the cell.

che sarà in seguito assimilata dalla cellula.

There's a problem with this drawing, though,

Questo disegno ha però un problema,

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

e sta in quello che non mostra.

From lots of experiments,

Grazie a molti esperimenti

from lots of different scientists,

effettuati da numerosi scienziati

we know a lot about what these molecules look like,

conosciamo parecchio dell'aspetto di queste molecole,

how they move around in the cell,

su come si spostano nella cellula,

and that this is all taking place

e che tutto succede

in an incredibly dynamic environment.

in un ambiente incredibilmente dinamico.

So in collaboration with a clathrin expert Tomas Kirchhausen,

Così in collaborazione con l'esperto di clatrina Tomas Kirchhausen,

we decided to create a new kind of model figure

abbiamo deciso di creare un nuovo modello

that showed all of that.

per mostrare il tutto.

So we start outside of the cell.

Siamo partiti dall'esterno della cellula.

Now we're looking inside.

Adesso stiamo guardando l'interno.

Clathrin are these three-legged molecules

Queste molecole a tre zampe sono la clatrina

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

che si può auto-assemblare in forme simili a palloni da calcio.

Through connections with a membrane,

Attraverso le connessioni con la membrana

clathrin is able to deform the membrane

la clatrina è in grado di deformare la membrana

and form this sort of a cup

per formare questa specie di coppa

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

che forma questa specie di bolla o vescicola

that's now capturing some of the proteins

che adesso cattura alcune delle proteine

that were outside of the cell.

che sono all'esterno della cellula.

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

Le proteine entrano e strozzano questa vescicola

making it separate from the rest of the membrane,

separandola dal resto della membrana,

and now clathrin is basically done with its job,

ora la clatrina ha di fatto terminato il suo compito

and so proteins are coming in now —

così le proteine entrano,

we've covered them yellow and orange —

le abbiamo colorate di giallo e arancione,

that are responsible for taking apart this clathrin cage.

e sono la causa della formazione di questa gabbia di clatrina.

And so all of these proteins can get basically recycled

Tutte queste proteine vengono di fatto riciclate

and used all over again.

e usate ancora e ancora.

These processes are too small to be seen directly,

Questi processi sono troppo piccoli per essere visti direttamente

even with the best microscopes,

persino con i migliori microscopi

so animations like this provide a really powerful way

così animazioni come questa forniscono un modo davvero efficace

of visualizing a hypothesis.

per visualizzare un'ipotesi.

Here's another illustration,

Qui c'è un'altra illustrazione

and this is a drawing of how a researcher might think

questo è il disegno di come un ricercatore dovrebbe pensare

that the HIV virus gets into and out of cells.

che il virus HIV entri ed esca dalle cellule.

And again, this is a vast oversimplification

Ancora una volta è un'eccessiva semplificazione

and doesn't begin to show

e non mostra neanche lontanamente

what we actually know about these processes.

quello che veramente conosciamo di questi processi.

You might be surprised to know

Sarete sorpresi di scoprire

that these simple drawings are the only way

che questi semplici disegni sono l'unico modo

that most biologists visualize their molecular hypotheses.

con il quale la maggior parte dei biologi illustra le ipotesi molecolari.

Why?

Perché?

Because creating movies of processes

Perché creare filmati dei processi

as we think they actually occur is really hard.

così come riteniamo che accadano è veramente difficile.

I spent months in Hollywood learning 3D animation software,

Ho passato mesi a Hollywood ad imparare ad usare un software per l'animazione

and I spend months on each animation,

e ho dedicato mesi ad ogni animazione

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

e semplicemente questo è tempo che molti ricercatori non si possono permettere.

The payoffs can be huge, though.

Tuttavia il prezzo da pagare è alto.

Molecular animations are unparalleled

Le animazioni molecolari sono insuperabili

in their ability to convey a great deal of information

nella loro capacità di convogliare un gran numero di informazioni

to broad audiences with extreme accuracy.

ad un ampio pubblico con estrema accuratezza.

And I'm working on a new project now

Sto lavorando ad un nuovo progetto

called "The Science of HIV"

chiamato "La scienza dell'HIV"

where I'll be animating the entire life cycle

dove sto animando l'intero ciclo vitale

of the HIV virus as accurately as possible

del virus dell'HIV il più accuratamente possibile

and all in molecular detail.

e in tutti i dettagli molecolari.

The animation will feature data

L'animazione darà risalto alle informazioni

from thousands of researchers collected over decades,

provenienti da migliaia di ricercatori raccolte in decenni,

data on what this virus looks like,

informazioni sull'aspetto di questo virus

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

su come è in grado di infettare il nostro corpo

and how therapeutics are helping to combat infection.

e su come le terapie stanno aiutando a combattere l'infezione.

Over the years, I found that animations

Nel corso degli anni, ho scoperto che le animazioni

aren't just useful for communicating an idea,

non sono utili soltanto a comunicare un'idea,

but they're also really useful

sono anche veramente utili

for exploring a hypothesis.

nell'esplorare un'ipotesi.

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

La maggior parte dei biologi stanno ancora usando foglio e matita

to visualize the processes they study,

per visualizzare i processi che studiano

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

e con le informazioni che possediamo questo non è proprio più sufficiente.

The process of creating an animation

Il processo di creazione di un'animazione

can act as a catalyst that allows researchers

può fungere da catalizzatore che permette ai ricercatori

to crystalize and refine their own ideas.

di cristallizzare e rifinire le loro idee.

One researcher I worked with

Un ricercatore con il quale lavoravo,

who works on the molecular mechanisms

che si occupa dei meccanismi molecolari

of neurodegenerative diseases

delle malattie degenerative,

came up with experiments that were related

si avvicinò alla soluzione con esperimenti correlati

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

direttamente alle animazioni sulle quali stavamo lavorando insieme,

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

in questo modo l'animazione può avere un effetto nel processo di ricerca.

I believe that animation can change biology.

Credo che l'animazione possa cambiare la biologia.

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

Può cambiare il modo con cui comunichiamo l'un l'altro,

how we explore our data

il modo con cui analizziamo le nostre informazioni

and how we teach our students.

e il modo con cui insegniamo ai nostri studenti.

But for that change to happen,

Perché il cambiamento abbia luogo

we need more researchers creating animations,

abbiamo bisogno di più ricercatori che creino animazioni

and toward that end, I brought together a team

ed a questo scopo ho riunito una squadra

of biologists, animators and programmers

di biologi, animatori e programmatori

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

per creare un nuovo software gratuito e open source,

we call it Molecular Flipbook —

che abbiamo chiamato Flipbook Molecolare,

that's created just for biologists

che è stato creato appositamente per i biologi,

just to create molecular animations.

proprio per creare animazioni molecolari.

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

Dai nostri test abbiamo scoperto che ci vogliono solo 15 minuti

for a biologist who has never touched animation software before

ad un biologo che non ha mai utilizzato prima un software di animazione

to create her first molecular animation

per creare la sua prima animazione molecolare

of her own hypothesis.

relativa alle proprie ipotesi.

We're also building an online database

Stiamo inoltre creando un database online

where anyone can view, download and contribute

dove tutti possono vedere, scaricare e contribuire

their own animations.

alle proprie animazioni.

We're really excited to announce

Siamo veramente entusiasti di annunciare

that the beta version of the molecular animation

che la versione beta del software

software toolkit will be available for download today.

di animazione molecolare è disponibile per il download già oggi.

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

Siamo impazienti di vedere cosa creeranno con questo i biologi,

and what new insights they're able to gain

quali nuove idee svilupperanno

from finally being able to animate

dall'essere finalmente in grado di animare

their own model figures.

i propri schemi.

Thank you.

Grazie.

(Applause)

(Applausi)