Janet Iwasa: How animations can help scientists test a hypothesis

Translator: Evaldas Ikvildas Reviewer: Andrius Družinis-Vitkus

Take a look at this drawing.

Pežvelkite į šį piešinį.

Can you tell what it is?

Ar galite atpažinti, kas tai?

I'm a molecular biologist by training,

Aš esu molekulinės biologijos mokslininkė,

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

jau begalę kartų mačiau šitokius piešinius.

They're usually referred to as a model figure,

Jie dažniausiai naudojami, kaip vaizdinės demonstracijos,

a drawing that shows how we think

paveikslėlis parodo, kaip mes manome vyksta

a cellular or molecular process occurs.

ląstelinis ar molekulinis procesas.

This particular drawing is of a process

Šis piešinys vaizduoja,

called clathrin-mediated endocytosis.

klatrino medijuojamą endocitozę.

It's a process by which a molecule can get

Tai procesas, kurio metu molekulė

from the outside of the cell to the inside

gali įsigauti į ar iš lastelės,

by getting captured in a bubble or a vesicle

tai vyksta, kai molekulė yra sugauta burbule ar pūslelėje,

that then gets internalized by the cell.

ir taip pasisavinama lastelės.

There's a problem with this drawing, though,

Dėl tokio perteikimo iškyla problemų,

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

jis negali perteikti visų proceso detalių.

From lots of experiments,

Per daugybe atliktų eksperimentų,

from lots of different scientists,

kuriuos atliko įvairiūs mokslininkai,

we know a lot about what these molecules look like,

mes įgijome daug informacijos apie tai, kaip molekulės atrodo,

how they move around in the cell,

kaip jos juda aplink lastelę

and that this is all taking place

ir kad visa tai vyksta

in an incredibly dynamic environment.

neįtikėtinai dinamiškoje aplinkoje.

So in collaboration with a clathrin expert Tomas Kirchhausen,

Taigi bendradarbiaujant kartu su klatrinų ekspertu Tomas Kirchhausen,

we decided to create a new kind of model figure

sukūrėme vaizdinę demonstraciją,

that showed all of that.

kuri parodo visą procesą.

So we start outside of the cell.

Taigi pradedame iš ląstelės išorės,

Now we're looking inside.

dabar jau žvelgiame į jos vidų.

Clathrin are these three-legged molecules

Klatrinai yra šios trikojės molekulės,

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

kurios sugeba pačios susiburti į kamuolio išvaizdos formas.

Through connections with a membrane,

Per sąsają su membrana,

clathrin is able to deform the membrane

klatrinas sugeba deformuoti membraną

and form this sort of a cup

ir suformuoti šį dubenėlį,

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

kuris suformuoja šį burbulą ar pūslelę,

that's now capturing some of the proteins

kuri sugauna kai kuriuos baltymus,

that were outside of the cell.

kurie buvo ląstelės išorėje.

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

Baltymai patenka į vidų ir atgnybia šias mažas pusleles,

making it separate from the rest of the membrane,

atskirdami ją nuo likusios membranos

and now clathrin is basically done with its job,

ir taip klatrinas atlieka savo funkciją,

and so proteins are coming in now —

baltymai patenka į vidų —

we've covered them yellow and orange —

jie yra geltonos, bei oranžinės spalvos —

that are responsible for taking apart this clathrin cage.

jie yra atsakingi už klatrinų "narvo" išardymą.

And so all of these proteins can get basically recycled

Visi šie baltymai gali būti perdirbti

and used all over again.

ir būti naudojami dar kartą.

These processes are too small to be seen directly,

Šie procesai yra per maži, jog juos būtų galima stebėti tiesiogiai,

even with the best microscopes,

netgi geriausi mikroskopai to nesugeba.

so animations like this provide a really powerful way

Taigi šios animacijos yra labai geras būdas

of visualizing a hypothesis.

hipotezėms suteikti vaizdine formą.

Here's another illustration,

Štai čia dar vienas pavyzdys,

and this is a drawing of how a researcher might think

tai yra piešinys, kuris vaizduoja,

that the HIV virus gets into and out of cells.

kaip ŽIV virusas patenka į mūsų lasteles.

And again, this is a vast oversimplification

Tai pateikta be galo supaprastinta

and doesn't begin to show

ir negali perteikti

what we actually know about these processes.

to ką mes žinome apie šį procesą.

You might be surprised to know

Jūs tikriausiai nustebintų jei pasakyčiau,

that these simple drawings are the only way

jog šie primityvus piešiniai yra vienintelis būdas

that most biologists visualize their molecular hypotheses.

kuriuo dauguma biologų gali pavaizduoti savo hipotezes.

Why?

Paklausite kodėl?

Because creating movies of processes

Nes sukurti animaciją vaizduojanči procesą

as we think they actually occur is really hard.

yra labai sunku.

I spent months in Hollywood learning 3D animation software,

Keletą mėnesių Holivude mokinausi naudotis 3D animacijos kurimo programa,

and I spend months on each animation,

teko preleisti mėnesius su kiekvienu animacijos įrašu

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

ir tai laikas kurio dauguma mokslininkų neturi.

The payoffs can be huge, though.

Bet tai teikia didžiulią naudą.

Molecular animations are unparalleled

Molekulinė animacija yra neprilygstama,

in their ability to convey a great deal of information

nes ji sugeba perteikti labai daug informacijos,

to broad audiences with extreme accuracy.

didelėms auditorijoms itin tiksliai.

And I'm working on a new project now

Aš dirbu su nauju projektu,

called "The Science of HIV"

pavadintu "Mokslas apie ŽIV",

where I'll be animating the entire life cycle

aš kuriu animaciją kurioje bus iliustruotas

of the HIV virus as accurately as possible

visas ŽIV viruso gyvavimo ciklas,

and all in molecular detail.

molekulinio lygio tikslumu.

The animation will feature data

Animaciją iliustruos

from thousands of researchers collected over decades,

per dešimtmečius tūkstančių mokslininkų kauptą informaciją,

data on what this virus looks like,

informaciją apie tai, kaip virusas atrodo,

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

kaip jis sugeba užkrėsti ląsteles mūsų kūne

and how therapeutics are helping to combat infection.

ir netgi, kaip terapija padeda kovoti su infekcija.

Over the years, I found that animations

Bėgant laikui aš supratau jog animacija

aren't just useful for communicating an idea,

yra naudinga ne tik informacijos perteikimui,

but they're also really useful

ji tai pat naudinga

for exploring a hypothesis.

tiriant naujas teorijas.

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

Biologai vis dar naudoja popierių ir pieštuką,

to visualize the processes they study,

procesų įsivaizdavimui,

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

tačiau turint tiek daug duomenų tampa vis sunkiau precesą įsivaizduoti.

The process of creating an animation

Animacijos kūrimo procesas

can act as a catalyst that allows researchers

gali padėti mokslininkams

to crystalize and refine their own ideas.

išgryninti daugelį turimų įdėjų.

One researcher I worked with

Kartu su kita mokslininke, kuri dirba su

who works on the molecular mechanisms

neurodegeneratyvinių ligų

of neurodegenerative diseases

molekuliniais mechanizmais,

came up with experiments that were related

mes sugalvojome keletą eksperimentų,

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

kurie buvo susiję su animacijomis kurias tuo metu kūrėme.

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

Tuo būdų animacijos gali suteikti naujų įžvalgų tyrimo eigoje.

I believe that animation can change biology.

Aš tikiu, jog animacijos gali pakeisti biologiją.

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

Tai gali pakeisti būdą kuriuo dabar bendraujame,

how we explore our data

kaip mes tiriame duomenis,

and how we teach our students.

ir kaip mokiname kitus.

But for that change to happen,

Bet kad tai nutiktų,

we need more researchers creating animations,

mums reikia jog vis daugiau mokslininkų kurtų animacijas,

and toward that end, I brought together a team

ir norėdama tai skatinti, aš subūriau komandą,

of biologists, animators and programmers

kuri sudaryta iš biologų, animacijos kūrėjų, bei programuotuojų,

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

tam, kad sukurtume naują nemokama ir lengvai prieinama programą,

we call it Molecular Flipbook —

pavadinimu Molekulinė greitaknygė,

that's created just for biologists

kuri yra sukurta specialiai biologams,

just to create molecular animations.

tik tam jog jie galėtų kurti animaciją.

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

Per bandymus paaiškėjo, jog reikia tik 15 minučių,

for a biologist who has never touched animation software before

biologui, kuris nė karto nesinaudojo šia programa,

to create her first molecular animation

sukurti animaciją apie turimą

of her own hypothesis.

asmeninę hipotezę.

We're also building an online database

Mes taip pat kuriame internetinę duomenų bazę,

where anyone can view, download and contribute

kurioje kiekvienas norintis gali peržiūrėti, parsisiūsti

their own animations.

ir netgi įkelti savo animacijas.

We're really excited to announce

Mes su džiaugsmu pranešame,

that the beta version of the molecular animation

jog bandomąją programos versiją,

software toolkit will be available for download today.

bus galima parsisiūsti nuo šios dienos.

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

Mes nekantriai laukiame ką biologai sukurs,

and what new insights they're able to gain

ir kokių įžvalgų jie galės pasisemti,

from finally being able to animate

pagaliau galėdami kurti savo pačių

their own model figures.

vaizdines demonstracijas.

Thank you.

Ačiū jums.

(Applause)

(Plojimai)