Janet Iwasa: How animations can help scientists test a hypothesis

번역: K Bang 검토: JunYoung Lee

Take a look at this drawing.

이 그림을 한번 보세요.

Can you tell what it is?

뭔지 말씀하실 수 있으세요?

I'm a molecular biologist by training,

저는 분자 생물학자 입니다.

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

저는 이런 종류의 그림을 상당히 많이 봤습니다.

They're usually referred to as a model figure,

이런 것들은 대부분 모델 그림이라고 부르죠.

a drawing that shows how we think

우리가 세포나 분자 과정이 어떻게

a cellular or molecular process occurs.

일어난다고 생각하는지를

보여주는 그림이예요.

This particular drawing is of a process

특히 이 그림은

called clathrin-mediated endocytosis.

클라트린 매개 엔도사이토시스라고 불리는

과정에 대한 것입니다.

It's a process by which a molecule can get

이 과정에 의해서 세포는 분자를 얻게 되는데

from the outside of the cell to the inside

기포나 수포에 잡혀

by getting captured in a bubble or a vesicle

세포의 외부로부터 내부로 분자가 유입되어

that then gets internalized by the cell.

세포의 내부에 내재화됩니다.

There's a problem with this drawing, though,

그런데 이 그림에는 문제가 있습니다.

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

그것은 그림에는 잘 나타나지 않는

부분에 있는데요.

From lots of experiments,

수많은 실험에서

from lots of different scientists,

수많은 과학자들에 의해

we know a lot about what these molecules look like,

우리는 이런 분자가 어떤 형태인지 잘 알고 있습니다.

how they move around in the cell,

세포 안에서는 어떻게 움직이는지,

and that this is all taking place

또, 이런 모든 현상들이

in an incredibly dynamic environment.

놀랍도록 역동적인 환경에서

일어난다는 점도 잘 알고 있죠.

So in collaboration with a clathrin expert Tomas Kirchhausen,

크라트린 전문가인 토마스 커치하우젠과의

we decided to create a new kind of model figure

협업에서 우리는 그런 모든 것을

나타내는 새로운 종류의 모델 형태를

that showed all of that.

만들어 보기로 했습니다.

So we start outside of the cell.

그래서 우리는 세포의 외부에서 시작했죠.

Now we're looking inside.

그리고는 내부를 들여다 봅니다.

Clathrin are these three-legged molecules

크라트린은 세개의 발을 가진

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

이런 분자들입니다.

이들은 자가 형성을 통해

Through connections with a membrane,

축구공 같은 모양을 갖게 되죠.

세포막과의 연결을 통해

clathrin is able to deform the membrane

크라트린은 세포벽을 변형시켜

and form this sort of a cup

이런 형태의 컵을 만들 수 있습니다.

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

그 컵들은 일종의 수포나 기포를 만들어

that's now capturing some of the proteins

세포의 외부에 있는 일부 단백질을

that were outside of the cell.

포획합니다.

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

이제 단백질이 흡입되면

making it separate from the rest of the membrane,

세포벽의 나머지 부분으로 부터

and now clathrin is basically done with its job,

분리하게 되고 이 수포를 찢고 나가

그러면 기본적으로 크라트린은

자신의 역할을 다하게 됩니다.

and so proteins are coming in now —

자, 이제 단백질이 유입됩니다.

we've covered them yellow and orange —

단백질은 노란색과 오렌지색으로

that are responsible for taking apart this clathrin cage.

표시했습니다.

그들은 새장 모양의 이 크라트린을

And so all of these proteins can get basically recycled

깨부수는 역할을 합니다.

그러면 이 모든 종류의 단백질들은

기본적으로 재활용되어

and used all over again.

다시 사용할 수 있습니다.

These processes are too small to be seen directly,

이런 과정들은 너무 작아서

눈으로 직접 볼 수 없습니다.

even with the best microscopes,

가장 좋은 현미경을 사용해도 마찬가지에요.

so animations like this provide a really powerful way

그래서 이런 애니매이션은

of visualizing a hypothesis.

가설을 시각화하는

매우 강력한 방법을 제공해 줍니다.

Here's another illustration,

한 가지 더 보여드리죠.

and this is a drawing of how a researcher might think

이것은 연구원이 HIV바이러스가

세포에 드나드는 방식이라고

that the HIV virus gets into and out of cells.

생각하는 것을 그림으로 표현한 것입니다.

And again, this is a vast oversimplification

이것은 또 하나의 지나친 단순화여서

and doesn't begin to show

이 과정에 대해 실제로

우리가 알고 있는 것을

what we actually know about these processes.

보여주지 못합니다.

You might be surprised to know

이걸 알면 놀라실텐데요.

that these simple drawings are the only way

이런 단순한 그림들이

that most biologists visualize their molecular hypotheses.

유일한 방편으로 사용되어

대부분의 생물학자들이 사용하는

분자 수준의 가설을 시각화합니다.

Why?

왜 그럴까요?

Because creating movies of processes

그 이유는 실제 상황이라고 생각되는 과정을

as we think they actually occur is really hard.

영화로 만드는 것이

매우 어렵기 때문이예요.

I spent months in Hollywood learning 3D animation software,

저는 할리우드에서 몇 개월에 걸쳐 3D 애니매이션 소프트웨어를 배우고

and I spend months on each animation,

각각의 애니매이션에도 몇 달이나 시간을 투자했지만

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

대부분의 연구자들은 그만한 시간을 투자할 수 없습니다.

The payoffs can be huge, though.

그럼에도 그 효과는 엄청날 수 있어요.

Molecular animations are unparalleled

분자 수준의 애니매이션은 어떤 것에도 비교할 수 없이

in their ability to convey a great deal of information

일반인들에게 많은 정보를 제공하여 상당한 정확성을 가지고

to broad audiences with extreme accuracy.

And I'm working on a new project now

지금 현재 저는 새로운 프로젝트에 집중하고 있습니다.

called "The Science of HIV"

"HIV 의 과학"이라고 하는 건데요.

where I'll be animating the entire life cycle

이 프로젝트에서 저는

of the HIV virus as accurately as possible

HIV 바이러스의 전체 수명을 최대한 정확하게,

and all in molecular detail.

그리고 모든 것을 분자 수준에서 그려내고 있습니다.

The animation will feature data

애니매이션은 수천 명의 연구원들이

from thousands of researchers collected over decades,

수십년에 걸쳐 모은 자료를 보여주고 있습니다.

data on what this virus looks like,

바이러스의 형태에 대한 자료,

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

우리 몸 안에 있는 세포를 감염시키는 방식에 대한 자료,

and how therapeutics are helping to combat infection.

그리고 치료가 감염에 대항하는 방식에 대한 자료들이지요.

Over the years, I found that animations

지난 몇 해 동안, 저는 애니매이션이 단순히

aren't just useful for communicating an idea,

생각의 소통에만 유용한 것이 아니라

but they're also really useful

가설을 탐색하는데

for exploring a hypothesis.

매우 유용하다는 것을 알게 되었습니다.

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

생물학자들은 여전히 대부분 종이와 펜을 사용하여

to visualize the processes they study,

자신의 연구하는 과정을 시각화합니다.

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

지금 우리가 보유하고 있는 자료에는 그런 방식이 더 이상 충분하지 않아요.

The process of creating an animation

애니매이션을 만드는 과정은

can act as a catalyst that allows researchers

연구원들이 자신들의 생각을

to crystalize and refine their own ideas.

정제하고 간결하게 만드는 촉매의 역할을 할 수 있습니다.

One researcher I worked with

신경 퇴행성 질병을 연구하는

who works on the molecular mechanisms

저의 동료 연구원

of neurodegenerative diseases

한 분은

came up with experiments that were related

우리가 함께 작업했던 애니매이션에

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

직접적으로 관련이 있는 실험을 고안하게 됩니다.

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

이런 방식으로 애니메이션은 연구 과정에 피드백을 줄 수도 있습니다.

I believe that animation can change biology.

저는 애니매이션이 생물학을 바꾸어 놓을 수 있다고 생각합니다.

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

이를 통해 우리는 서로 소통하는 방식이나

how we explore our data

우리의 아이디어를 탐구하는 방식,

and how we teach our students.

그리고 학생들을 가르치는 방식을 바꿀 수 있습니다.

But for that change to happen,

하지만 그런 변화가 일어나려면

we need more researchers creating animations,

애니매이션을 만드는 방식에도 더 많은 연구가 필요합니다.

and toward that end, I brought together a team

그런 목표를 달성하기 위해 저는

of biologists, animators and programmers

생물학자, 애니매이터 그리고 프로그래머와 팀을 이뤄

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

오픈 소스 방식의 자유롭고 새로운 소프트웨어를 개발했습니다.

we call it Molecular Flipbook —

"분자 플립 북"이라고 합니다.

that's created just for biologists

그것은 단지 생물학자을 위해

just to create molecular animations.

분자 수준의 애니매이션을 만들어내는 목적이었습니다.

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

시험 과정에서 애니매이션 소프트웨어를

for a biologist who has never touched animation software before

이전에 전혀 써보지 않은 생물학자도

to create her first molecular animation

자기 자신의 가설에 대한 분자 수준의 애니매이션을

of her own hypothesis.

단 15분만에 만들어 냈습니다.

We're also building an online database

우리는 온라인 자료집을 만들어

where anyone can view, download and contribute

누구든지 볼 수 있고, 내려 받거나 혹은 자신의 애니매이션을

their own animations.

제공할 수 있도록 했습니다.

We're really excited to announce

저희는 분자 수준 애니매이션

that the beta version of the molecular animation

소프트웨어 도구의 베타 버젼을

software toolkit will be available for download today.

오늘부터 내려 받을 수 있다고 발표하게 되어 감격스럽습니다.

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

우리는 생물학자들이 그걸 가지고 창조해낼 수 있는 것과

and what new insights they're able to gain

각자가 가진 모델의 모형을

from finally being able to animate

애니매이션으로 만듦으로써

their own model figures.

얻을 수 있는 새로운 이해에 대해 매우 고무되어 있습니다.

Thank you.

감사합니다.

(Applause)

(박수)