Janet Iwasa: How animations can help scientists test a hypothesis

ジャネット・イワサ: アニメーションで科学者の仮説を試す方法

翻訳: Reiko Bovee 校正: Eriko T

Take a look at this drawing.

この絵を見て下さい

Can you tell what it is?

なんだか分かりますか

I'm a molecular biologist by training,

私は分子生物学者ですが

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

このような

They're usually referred to as a model figure,

細胞・分子過程を表す

a drawing that shows how we think

細胞・分子過程を表す

a cellular or molecular process occurs.

モデル図を多数見てきました

This particular drawing is of a process

この絵が示すのは

called clathrin-mediated endocytosis.

クラスリン媒介エンドサイトーシス と呼ばれるもので

It's a process by which a molecule can get

細胞外の分子が

from the outside of the cell to the inside

泡のような被覆小胞で

by getting captured in a bubble or a vesicle

細胞内に取り込まれ

that then gets internalized by the cell.

細胞の一部になる過程です

There's a problem with this drawing, though,

しかし この絵には問題があり

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

その殆どが これでは表現しきれていないということです

From lots of experiments,

多くの実験や

from lots of different scientists,

あらゆる科学者により

we know a lot about what these molecules look like,

これらの分子がどんなもので

how they move around in the cell,

細胞の中で どのように動き回るか

and that this is all taking place

そして それらが非常にダイナミックな環境で

in an incredibly dynamic environment.

起きている事などが分かっています

So in collaboration with a clathrin expert Tomas Kirchhausen,

それで クラスリン専門家の トーマス・カークハゥゼンの協力を得て

we decided to create a new kind of model figure

全てが分かる新しいモデルを

that showed all of that.

作る事にしました

So we start outside of the cell.

それで細胞の外から始め

Now we're looking inside.

今 細胞内を見ています

Clathrin are these three-legged molecules

クラスリンは三脚巴構造で

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

サッカーボールの様な形に 自己組織化します

Through connections with a membrane,

細胞膜に接し

clathrin is able to deform the membrane

細胞膜を

and form this sort of a cup

コップ型から

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

泡の様な小胞に変え

that's now capturing some of the proteins

細胞の外にある タンパク質と

that were outside of the cell.

結合します

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

結合したタンパク質は その小胞を

making it separate from the rest of the membrane,

細胞膜から切り離します

and now clathrin is basically done with its job,

クラスリンの役目は これで終わった様なものです

and so proteins are coming in now —

その後タンパク質は細胞内へ

we've covered them yellow and orange —

これらを黄色とオレンジ色にしました

that are responsible for taking apart this clathrin cage.

クラスリン脱離の原因です

And so all of these proteins can get basically recycled

これらのタンパク質は 殆どが再使用されます

and used all over again.

これらのタンパク質は 殆どが再使用されます

These processes are too small to be seen directly,

これらの過程は極微で

even with the best microscopes,

どんなに優れた顕微鏡でも 見えませんでした

so animations like this provide a really powerful way

それで 仮説上の過程を可視化するには

of visualizing a hypothesis.

このようなアニメーションが 実に効果的です

Here's another illustration,

これは別の図ですが

and this is a drawing of how a researcher might think

研究者の想像したものを描いたもので

that the HIV virus gets into and out of cells.

HIVウイルスが細胞を 出たり入ったりしている所です

And again, this is a vast oversimplification

これはあまりに単純化されたもので

and doesn't begin to show

これでは 今明らかになっている

what we actually know about these processes.

細胞過程と呼ぶにはほど遠いものです

You might be surprised to know

驚かれると思いますが

that these simple drawings are the only way

これらの単純な図は 殆どの生物学者が

that most biologists visualize their molecular hypotheses.

分子レベルの仮説を可視化できる 唯一の方法です

Why?

どうしてでしょう？

Because creating movies of processes

予測される分子過程の

as we think they actually occur is really hard.

動画を作る事はとても難しいからです

I spent months in Hollywood learning 3D animation software,

何ヶ月もハリウッドで ３Dアニメーションソフトを学び

and I spend months on each animation,

１つのアニメーションに何ヶ月も かけました

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

問題は研究者には そんな時間がない事です

The payoffs can be huge, though.

でも その甲斐は十分にあります

Molecular animations are unparalleled

アニメーションほど

in their ability to convey a great deal of information

これほど詳細にしかも正確に分子過程の情報を

to broad audiences with extreme accuracy.

多くの人々に伝えられるものはありません

And I'm working on a new project now

今 新しいプロジェクト

called "The Science of HIV"

「HIVの科学」に携わっています

where I'll be animating the entire life cycle

HIVウイルスのライフサイクルの全てを

of the HIV virus as accurately as possible

分子レベルで できる限り正確に アニメーション化する計画です

and all in molecular detail.

分子レベルで できる限り正確に アニメーション化する計画です

The animation will feature data

アニメーションに織り込まれるのは

from thousands of researchers collected over decades,

研究者が過去何十年も掛かり集めた 何千ものデータからの

data on what this virus looks like,

ウイルスの様子や

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

ウイルスがヒト細胞を 感染させる様子や

and how therapeutics are helping to combat infection.

治療で感染と闘う様子などです

Over the years, I found that animations

過去何年間で 分かった事は

aren't just useful for communicating an idea,

アニメーションはアイデアを 伝えるのに有用なだけでなく

but they're also really useful

仮説を探るのに

for exploring a hypothesis.

とても役に立ちます

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

生物学者は殆ど 未だに紙と鉛筆を使って

to visualize the processes they study,

研究過程を可視化していますが

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

今のデータを表すには もうそれでは十分ではないのです

The process of creating an animation

アニメーションを作ることで

can act as a catalyst that allows researchers

研究者は自分たちのアイデアを

to crystalize and refine their own ideas.

精密に具体化できるのです

One researcher I worked with

過去に関わった

who works on the molecular mechanisms

神経変性疾患の分子構造の

of neurodegenerative diseases

研究をしている ある研究者は

came up with experiments that were related

私と共に作製した アニメーションに

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

直接関連した実験を 考え出しました

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

このようにアニメーションは研究者に インスピレーションを与えてくれます

I believe that animation can change biology.

アニメーションで生物学が 変わると信じています

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

アニメーションを通して 私たち研究者の関わり方

how we explore our data

データの探索の仕方

and how we teach our students.

クラスでの教え方を 変えることができます

But for that change to happen,

しかしそうなるには

we need more researchers creating animations,

もっと多くの研究者が アニメーションを作る必要があります

and toward that end, I brought together a team

それを目指して 生物学者､ アニメーション作成者 プログラマーと共に

of biologists, animators and programmers

新しい 自由なオープンソースのソフト

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

「分子パラパラ本」と名付た

we call it Molecular Flipbook —

生物学者だけのための

that's created just for biologists

分子アニメーション制作ソフトを作りました

just to create molecular animations.

テストしてこんなことが分かりました

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

アニメーションソフトを 使った事のない研究者でも

for a biologist who has never touched animation software before

自分達の研究における仮説を

to create her first molecular animation

初めて分子アニメーションにするのに

of her own hypothesis.

15分しか掛かりませんでした

We're also building an online database

また誰でも見れ ダウンロードでき

where anyone can view, download and contribute

自分のアニメーションを投稿できる

オンライン・データベースも 私たちは作っています

their own animations.

We're really excited to announce

ダウンドロード可能な 分子アニメーションの

that the beta version of the molecular animation

ソフトツールキットが 今日 ベータ版で公開される事を

software toolkit will be available for download today.

お知らせできて とても嬉しいです

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

ついに自分たちのモデルを アニメーション化できる事で

and what new insights they're able to gain

生物学者の皆さんが何を作れるか

from finally being able to animate

又どんな洞察が得られるかと

their own model figures.

とても心がときめいています

Thank you.

ありがとうございました

(Applause)

（拍手）