Janet Iwasa: How animations can help scientists test a hypothesis

Vertaald door: Els De Keyser Nagekeken door: Feike Laffeber

Take a look at this drawing.

Bekijk deze tekening eens.

Can you tell what it is?

Weet je wat ze voorstelt?

I'm a molecular biologist by training,

Ik ben moleculair bioloog

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

en ik ben dit soort tekeningen vaak tegengekomen.

They're usually referred to as a model figure,

Meestal noemen we ze een model,

a drawing that shows how we think

een tekening die laat zien hoe we denken

a cellular or molecular process occurs.

dat een cellulair of moleculair proces plaatsvindt.

This particular drawing is of a process

Deze bijzondere tekening

called clathrin-mediated endocytosis.

stelt clathrin-afhankelijke endocytose voor.

It's a process by which a molecule can get

Het is een proces waarbij een molecuul

from the outside of the cell to the inside

van buiten de cel naar binnen geraakt

by getting captured in a bubble or a vesicle

door ingevangen te worden in een blaasje, of vesikel,

that then gets internalized by the cell.

dat vervolgens door de cel wordt opgenomen.

There's a problem with this drawing, though,

Maar er is een probleem met deze tekening,

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

vooral dan door wat ze niet laat zien.

From lots of experiments,

Door een heleboel experimenten

from lots of different scientists,

van vele wetenschappers

we know a lot about what these molecules look like,

weten we veel over hoe moleculen eruit zien,

how they move around in the cell,

hoe ze in de cel bewegen,

and that this is all taking place

en dat dit allemaal plaatsvindt

in an incredibly dynamic environment.

in een ongelooflijk dynamische omgeving.

So in collaboration with a clathrin expert Tomas Kirchhausen,

We besloten om samen met clathrine-expert Tomas Kirchhausen,

we decided to create a new kind of model figure

een nieuw soort model te ontwerpen

that showed all of that.

dat dat allemaal liet zien.

So we start outside of the cell.

We beginnen buiten de cel.

Now we're looking inside.

Nu kijken we naar binnen.

Clathrin are these three-legged molecules

Clathrines zijn die driepotige moleculen,

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

die zichzelf kunnen samenvoegen tot voetbalachtige vormen.

Through connections with a membrane,

Door zich te binden aan een membraan

clathrin is able to deform the membrane

kan clathrine het membraan vervormen

and form this sort of a cup

en een soort kopje vormen

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

waaruit een blaasje, een vesikel, ontstaat.

that's now capturing some of the proteins

Hierin worden wat proteïnen

that were outside of the cell.

van buiten de cel opgenomen.

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

Proteïnen zorgen er nu voor dat dit blaasje wordt afgeknepen,

making it separate from the rest of the membrane,

waardoor het zich afscheidt van de rest van het membraan.

and now clathrin is basically done with its job,

Dan is clathrine in principe klaar met zijn werk,

and so proteins are coming in now —

en nu gaan proteïnen -

we've covered them yellow and orange —

die gele en oranje dingen hier -

that are responsible for taking apart this clathrin cage.

die clathrinekooi weer uit elkaar halen.

And so all of these proteins can get basically recycled

Al deze proteïnen kunnen in principe gerecycleerd

and used all over again.

en opnieuw gebruikt worden.

These processes are too small to be seen directly,

Deze processen zijn te klein om rechtstreeks waarneembaar te zijn,

even with the best microscopes,

zelfs niet met de beste microscopen.

so animations like this provide a really powerful way

Animaties als deze zorgen voor een echt krachtige manier

of visualizing a hypothesis.

om een hypothese te visualiseren.

Here's another illustration,

Hier nog een ander voorbeeld.

and this is a drawing of how a researcher might think

Deze tekening geeft weer hoe een onderzoeker denkt

that the HIV virus gets into and out of cells.

dat het HIV-virus in en uit cellen geraakt.

And again, this is a vast oversimplification

Ook dit is een enorme simplificatie

and doesn't begin to show

die helemaal niet laat zien

what we actually know about these processes.

wat we eigenlijk weten over deze processen.

You might be surprised to know

Misschien verbaast het je te weten

that these simple drawings are the only way

dat deze eenvoudige tekeningen de enige manier zijn

that most biologists visualize their molecular hypotheses.

waarop de meeste biologen hun moleculaire hypotheses visualiseren.

Why?

Waarom?

Because creating movies of processes

Omdat films maken van processen

as we think they actually occur is really hard.

zoals we denken dat ze echt gebeuren, enorm moeilijk is.

I spent months in Hollywood learning 3D animation software,

Ik ben in Hollywood maanden bezig geweest met het aanleren van 3D-animatiesoftware.

and I spend months on each animation,

Elke animatie kost me maanden werk.

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

Zoveel tijd kunnen de meeste onderzoekers zich niet veroorloven.

The payoffs can be huge, though.

Maar de winst kan enorm zijn, dat wel.

Molecular animations are unparalleled

Moleculaire animaties zijn ongeëvenaard

in their ability to convey a great deal of information

in hun vermogen om een grote hoeveelheid informatie

to broad audiences with extreme accuracy.

met uiterste nauwkeurigheid naar een breed publiek over te brengen.

And I'm working on a new project now

Ik ben nu bezig met een nieuw project,

called "The Science of HIV"

'De wetenschap van HIV' genaamd,

where I'll be animating the entire life cycle

waar ik de gehele levenscyclus van het HIV-virus

of the HIV virus as accurately as possible

zo nauwkeurig mogelijk zal animeren

and all in molecular detail.

met alle moleculaire details.

The animation will feature data

De animatie zal beschikken over gegevens

from thousands of researchers collected over decades,

die duizenden onderzoekers in decennia hebben verzameld.

data on what this virus looks like,

Gegevens over hoe dit virus eruit ziet,

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

hoe het in staat is om cellen in ons lichaam te infecteren,

and how therapeutics are helping to combat infection.

en hoe therapieën helpen om de infectie te bestrijden.

Over the years, I found that animations

In de loop der jaren ontdekte ik dat animaties

aren't just useful for communicating an idea,

niet alleen bruikbaar zijn om een idee te communiceren,

but they're also really useful

maar ook erg handig zijn

for exploring a hypothesis.

om een hypothese te verkennen.

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

Biologen visualiseren de processen die ze bestuderen

meestal nog steeds met behulp van pen en papier.

to visualize the processes they study,

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

Met de gegevens die we nu hebben, is dat gewoon niet goed genoeg meer.

The process of creating an animation

Het proces van het creëren van een animatie

can act as a catalyst that allows researchers

kan fungeren als een katalysator die de onderzoekers toelaat

to crystalize and refine their own ideas.

om hun ideeën te laten kristalliseren en verfijnen.

One researcher I worked with

Een onderzoekster met wie ik werkte

who works on the molecular mechanisms

en die werkt op moleculaire mechanismen

of neurodegenerative diseases

van neurodegeneratieve ziekten,

came up with experiments that were related

stelde experimenten op die direct gerelateerd waren

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

aan de animatie waar zij en ik samen aan werkten.

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

Zo kan animatie behulpzaam zijn bij het onderzoeksproces.

I believe that animation can change biology.

Ik geloof dat animatie de biologie kan veranderen.

Het kan impact hebben op hoe we met elkaar communiceren,

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

how we explore our data

hoe we onze gegevens onderzoeken

and how we teach our students.

en hoe we onze studenten onderwijzen.

But for that change to happen,

Maar daarvoor moeten meer onderzoekers animaties gaan maken.

we need more researchers creating animations,

and toward that end, I brought together a team

Daarvoor bracht ik een team van biologen, animatoren en programmeurs samen

of biologists, animators and programmers

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

om nieuwe, gratis open-source software te creëren.

we call it Molecular Flipbook —

Het heet “'Molecular Flipbook'.

that's created just for biologists

Het dient om biologen

just to create molecular animations.

moleculaire animaties te laten maken.

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

Uit onze tests bleek dat het maar een kwartier duurt

for a biologist who has never touched animation software before

voordat een bioloog die nooit eerder met animatiesoftware werkte,

to create her first molecular animation

een eerste moleculaire animatie van haar eigen hypothese kon maken.

of her own hypothesis.

We're also building an online database

Wij bouwen ook een online database op,

where anyone can view, download and contribute

waar iedereen eigen animaties kan bekijken, downloaden en bijdragen.

their own animations.

We're really excited to announce

We zijn erg blij om aan te kondigen

that the beta version of the molecular animation

dat de beta-versie van de software-toolkit voor moleculaire animatie

software toolkit will be available for download today.

vanaf vandaag voor download beschikbaar zal zijn.

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

We kijken enthousiast uit naar wat biologen ermee gaan maken

and what new insights they're able to gain

en welke nieuwe inzichten ze gaan verkrijgen

from finally being able to animate

door hun eigen modellen te animeren.

their own model figures.

Thank you.

Dank je wel.

(Applause)

(Applaus)