Janet Iwasa: How animations can help scientists test a hypothesis

מתרגם: Oren Szekatch מבקר: Zeeva Livshitz

Take a look at this drawing.

תסתכלו על האיור הזה.

Can you tell what it is?

אתם יכולים לומר מהו?

I'm a molecular biologist by training,

בהכשרתי אני ביולוגית מולקולרית,

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

וראיתי איורים רבים מסוג זה.

They're usually referred to as a model figure,

לרוב מתייחסים אליהם כאל דגם תבניתי,

a drawing that shows how we think

איור שמראה כיצד אנו חושבים

a cellular or molecular process occurs.

שתהליך תאי או מולקולרי מתרחש.

This particular drawing is of a process

האיור הספציפי הזה הוא של תהליך

called clathrin-mediated endocytosis.

הנקרא בליעה תאית בתיווך חלבון קלאטרין.

It's a process by which a molecule can get

זהו הליך בו מולקולה יכולה להיכנס

from the outside of the cell to the inside

מחוץ לתא פנימה

by getting captured in a bubble or a vesicle

על ידי תפיסתה בבועה או בשלפוחית

that then gets internalized by the cell.

אשר לאחר מכן חודרת לתוך התא.

There's a problem with this drawing, though,

עם זאת, ישנה בעיה עם האיור הזה,

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

והעיקר הוא במה שהאיור לא מראה.

From lots of experiments,

ממחקרים רבים,

from lots of different scientists,

ממדענים רבים ושונים,

we know a lot about what these molecules look like,

אנו יודעים רבות כיצד המולקולות הללו נראות,

how they move around in the cell,

כיצד הן זזות בתוך התא,

and that this is all taking place

וכי כל הדבר הזה מתרחש

in an incredibly dynamic environment.

בתוך סביבה דינמית לאין שיעור.

So in collaboration with a clathrin expert Tomas Kirchhausen,

אז יחד עם מומחה לקלאטרין, תומאס קירקהאוזן,

we decided to create a new kind of model figure

החלטנו ליצור סוג חדש של דגם תבניתי

that showed all of that.

אשר מראה את כל זה.

So we start outside of the cell.

אז התחלנו מחוץ לתא.

Now we're looking inside.

עכשיו אנחנו מסתכלים פנימה.

Clathrin are these three-legged molecules

חלבוני קלאטרין הם מולקולות בנות שלוש רגליים

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

אשר יכולות להתאגד לכדי צורות הדומות לכדורגל.

Through connections with a membrane,

דרך קישורים עם ממברנה,

clathrin is able to deform the membrane

חלבון הקלאטרין יכול לעוות את הממברנה

and form this sort of a cup

וליצור מעין סוג של כוס

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

אשר יוצר מעין בועה, או שלפוחית,

that's now capturing some of the proteins

אשר עתה לוכד חלק מהחלבונים

that were outside of the cell.

שהיו מחוץ לתא.

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

חלבונים שנכנסים עתה, למעשה נצבטים אל תוך השלפוחית הזו,

making it separate from the rest of the membrane,

ובכך מפרידים אותה משאר הממברנה,

and now clathrin is basically done with its job,

ולמעשה עתה חלבון הקאטרין סיים את עבודתו.

and so proteins are coming in now —

כך שהחלבונים נכנסים עתה --

we've covered them yellow and orange —

ציפינו אותם בצהוב ובכתום --

that are responsible for taking apart this clathrin cage.

שאחראים לפרק את כלוב הקאטרין.

And so all of these proteins can get basically recycled

כך שלמעשה כל החלבונים הללו יכולים למעשה להיות ממוחזרים

and used all over again.

ולהיות ברי שימוש שוב.

These processes are too small to be seen directly,

התהליכים הללו הם בקנה מידה קטן מדי מכדי להיראות ישירות,

even with the best microscopes,

אפילו בעזרת המיקרוסקופים הטובים ביותר,

so animations like this provide a really powerful way

כך שהנפשות שכאלה מספקות דרך עוצמית באמת

of visualizing a hypothesis.

לחזות בהשערה.

Here's another illustration,

הנה עוד דוגמה,

and this is a drawing of how a researcher might think

וזהו איור המראה כיצד חוקר יכול לשער

that the HIV virus gets into and out of cells.

שווירוס ה-HIV נכנס ויוצא מהתאים.

And again, this is a vast oversimplification

ושוב, זוהי הפשטת יתר

and doesn't begin to show

ואינה מתחילה להראות

what we actually know about these processes.

מה שאנו למעשה יודעים על התהליכים הללו.

You might be surprised to know

אולי תהיו מופתעים לגלות

that these simple drawings are the only way

שהאיורים הפשוטים הללו הם הדרך היחידה

that most biologists visualize their molecular hypotheses.

שרוב הביולוגים חוזים בהשערות המולקולריות שלהם.

Why?

מדוע?

Because creating movies of processes

מכיוון שיצירת סרטים של תהליכים

as we think they actually occur is really hard.

כפי שאנו חושבים שהם למעשה מתרחשים, היא מלאכה קשה.

I spent months in Hollywood learning 3D animation software,

ביליתי חודשים בהוליווד, למדתי תוכנות להנפשת תלת מימד,

and I spend months on each animation,

וביליתי חודשים על כל הנפשה,

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

וזהו זמן שרוב החוקרים לא יכולים להרשות לעצמם.

The payoffs can be huge, though.

עם זאת, השכר יכול להיות עצום.

Molecular animations are unparalleled

להנפשות מולקולריות אין אח ורע

in their ability to convey a great deal of information

ביכולתן להעביר מידע רב

to broad audiences with extreme accuracy.

לקהל רחב, בדיוק רב.

And I'm working on a new project now

ואני עובדת על פרוייקט חדש עתה

called "The Science of HIV"

הנקרא "מדע ה-HIV"

where I'll be animating the entire life cycle

בו אני מנפישה את מחזור החיים השלם

of the HIV virus as accurately as possible

של ווירוס ה-HIV בצורה המדוייקת ביותר שאפשר

and all in molecular detail.

והכל בפירוט מולקולרי.

The animation will feature data

ההנפשות תכלולנה מידע

from thousands of researchers collected over decades,

מאלפי מחקרים, אשר נאסף לאורך העשורים,

data on what this virus looks like,

מידע על מראהו של הווירוס,

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

יכולתו לנגע תאים בגופנו,

and how therapeutics are helping to combat infection.

וכיצד תרופות עוזרות להילחם בנגע.

Over the years, I found that animations

במהלך השנים, מצאתי שהנפשות

aren't just useful for communicating an idea,

אינן רק יעילות בהעברת רעיון,

but they're also really useful

אלא הן גם יעילות מאוד

for exploring a hypothesis.

בחקירת השערה.

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

ביולוגים, ברובם, עדיין משתמשים בנייר ועפרון

to visualize the processes they study,

בכדי להמחיש את ההליך שהם חוקרים,

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

ועם המידע שיש לנו כעת, זה כבר פשוט לא טוב מספיק.

The process of creating an animation

תהליך יצירת ההנפשה

can act as a catalyst that allows researchers

יכול לשמש כזרז אשר מאפשר לחוקרים

to crystalize and refine their own ideas.

לחדד ולגבש את הרעיונות שלהם.

One researcher I worked with

חוקרת אחת עימה עבדתי

who works on the molecular mechanisms

אשר עובדת על מכניקה מולקולרית

of neurodegenerative diseases

של מחלות ניווניות

came up with experiments that were related

יצרה מחקרים אשר היו קשורים

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

ישירות להנפשות שהיא ואני עבדנו עליהן יחדיו,

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

ובדרך זו, הנפשה יכולה לתת משוב לתוך הליך המחקר.

I believe that animation can change biology.

אני מאמינה שהנפשה יכולה לשנות את הביולוגיה.

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

היא יכולה לשנות את הדרך שבה אנו מתקשרים זה עם זה,

how we explore our data

הדרך בה אנו חוקרים את המידע שלנו

and how we teach our students.

ואיך אנו מלמדים את הסטודנטים שלנו.

But for that change to happen,

אך בכדי שהשינוי הזה יתרחש,

we need more researchers creating animations,

אנו זקוקים לחוקרים נוספים שייצרו הנפשות,

and toward that end, I brought together a team

ולשם מטרה זו, אני הקמתי קבוצה

of biologists, animators and programmers

של ביולוגים, מנפישים ומתכנתים

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

בכדי ליצור תוכנת קוד פתוח חדשה, חינמית --

we call it Molecular Flipbook —

אנו קוראים לה Molecular Flipbook (ספרון מתהפך מולקולרי)

that's created just for biologists

אשר נוצרה רק עבור ביולוגים

just to create molecular animations.

רק בשביל ליצור הנפשות מולקולריות.

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

מהבדיקות שלנו, גילינו כי לוקח רק 15 דקות

for a biologist who has never touched animation software before

לביולוגית שמעולם לא נגעה בתוכנת הנפשה לפני כן

to create her first molecular animation

ליצור את ההנפשה המולקולרית הראשונה

of her own hypothesis.

של ההשערה שלה.

We're also building an online database

כמו כן, בנינו מאגר מידע ברשת

where anyone can view, download and contribute

בו כל אחד יכול לראות, להוריד ולתרום

their own animations.

את ההנפשות שלהם.

We're really excited to announce

אנחנו מתרגשים מאוד להכריז

that the beta version of the molecular animation

כי גירסת הבטא של ערכת הכלים של תוכנת ההנפשה

software toolkit will be available for download today.

המולקולרית תהיה זמינה להורדה היום.

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

אנחנו מאוד מתרגשים לראות מה ביולוגים יוכלו ליצור איתה

and what new insights they're able to gain

ואילו תובנות חדשות הם יוכלו להשיג

from finally being able to animate

בזכות היכולת להנפיש,

their own model figures.

את הדגמים התבניתיים שלהם.

Thank you.

תודה רבה.

(Applause)