Animations of unseeable biology | Drew Berry | TED

Translator: Einar Berg Reviewer: Per Aarvik

What I'm going to show you are the astonishing molecular machines

Det jeg skal vise dere nå

er de forbløffende molekylære maskinene

that create the living fabric of your body.

som utgjør det levende vevet i kroppen vår.

Now molecules are really, really tiny.

Molekyler er bitte, bitte små.

Og med små,

And by tiny, I mean really.

mener jeg virkelig små.

They're smaller than a wavelength of light,

De er mindre enn bølgelengden til lys,

so we have no way to directly observe them.

så vi har ingen måte å observere dem på direkte.

Men takket være vitenskapen, har vi en temmelig god idé

But through science, we do have a fairly good idea

om hva som foregår på molekylært nivå.

of what's going on down at the molecular scale.

Så vi kan faktisk fortelle dere om molekylene,

So what we can do is actually tell you about the molecules,

but we don't really have a direct way of showing you the molecules.

men vi har ingen direkte måte å vise dem på.

Det vi kan gjøre er å lage tegninger.

One way around this is to draw pictures.

And this idea is actually nothing new.

– Og det er ikke noe nytt.

Scientists have always created pictures

Vitenskapsmenn har alltid laget tegninger

som en del av sin tanke- og oppdagelsesprosess.

as part of their thinking and discovery process.

De tegner det de observerer med egne øyne,

They draw pictures of what they're observing with their eyes,

through technology like telescopes and microscopes,

ved hjelp av teknologi som teleskop og mikroskop,

og også av de forestillinger de lager i sitt eget hode.

and also what they're thinking about in their minds.

I picked two well-known examples,

Jeg har valgt to velkjente eksempler,

because they're very well-known for expressing science through art.

– kjent for å uttrykke vitenskap gjennom kunst.

Og jeg starter med Galileo

And I start with Galileo, who used the world's first telescope

som benyttet verdens første teleskop

til å se på månen.

to look at the Moon.

And he transformed our understanding of the Moon.

Og han endret vår forståelse av månen.

The perception in the 17th century

Oppfatningen i det 17. århundre

was the Moon was a perfect heavenly sphere.

var at månen var en perfekt himmelsk kule.

But what Galileo saw was a rocky, barren world,

Men det Galileo så, var en steinete, gold verden,

which he expressed through his watercolor painting.

slik han har uttrykt det i denne akvarellen.

Another scientist with very big ideas,

En annen vitenskapsmann med store idéer,

biologiens superstjerne, er Charles Darwin.

the superstar of biology is Charles Darwin.

Og på denne berømte sida fra hans notater,

And with this famous entry in his notebook,

starter han oppe til venstre med "Jeg tenker",

he begins in the top left-hand corner with, "I think,"

og så lager han den første skissen av livets tre,

and then sketches out the first tree of life,

which is his perception of how all the species,

som er hans oppfattelse

av hvordan alle arter, alt levende på jorden,

all living things on Earth are connected through evolutionary history --

er forbundet gjennom evolusjonshistorien --

the origin of species through natural selection

artenes utvikling gjennom naturlig seleksjon

and divergence from an ancestral population.

og endringer fra tidligere generasjoner.

Even as a scientist,

Jeg er selv vitenskapsmann,

I used to go to lectures by molecular biologists

men har gått på forelesninger av molekylærbiolologer

og opplevd dem som totalt uforståelige,

and find them completely incomprehensible,

with all the fancy technical language and jargon

med alt sitt finurlige språk og sjargong

som de bruker for å forklare hva de gjør,

that they would use in describing their work,

helt til jeg oppdaget kunstverkene til David Goodsell,

until I encountered the artworks of David Goodsell,

som er molekylærbiolog fra Scripps institutt.

who is a molecular biologist at the Scripps Institute.

Og bildene hans,

And his pictures -- everything's accurate and it's all to scale.

– som er nøyaktige og der alt er i riktig målestokk –

And his work illuminated for me

de belyste for meg

what the molecular world inside us is like.

hvordan den molekylære verden inne i oss er.

Dette er et tverrsnitt av blod.

So this is a transection through blood.

In the top left-hand corner, you've got this yellow-green area.

Oppe til venstre er det et gulgrønt område.

Det gulgrønne området er væskene i blodet, for det meste vann,

The yellow-green area is the fluid of blood, which is mostly water,

men der er også antistoffer, sukker,

but it's also antibodies, sugars, hormones, that kind of thing.

hormoner og slike ting.

And the red region is a slice into a red blood cell.

Og det røde området er et snitt gjennom en rød blodcelle.

And those red molecules are hemoglobin.

Og de røde molekylene er hemoglobin.

They are actually red; that's what gives blood its color.

De er faktisk røde, det er det som gir blodet farge.

Hemoglobin opptrer som en molekylær svamp

And hemoglobin acts as a molecular sponge

som suger opp oksygen i lungene våre

to soak up the oxygen in your lungs

og deretter frakter det til andre deler av kroppen.

and then carry it to other parts of the body.

Jeg ble veldig inspirert av dette bildet for mange år siden,

I was very much inspired by this image many years ago,

and I wondered whether we could use computer graphics

og lurte på om vi kunne bruke datagrafikk

til å representere den molekylære verden.

to represent the molecular world.

Hvordan ville det bli seende ut?

What would it look like?

And that's how I really began.

Slik var det jeg begynte. Så la oss starte.

So let's begin.

This is DNA in its classic double helix form.

Dette er DNA i den klassiske dobbelspiralen.

Det er fra røntgenkrystallografi,

And it's from X-ray crystallography, so it's an accurate model of DNA.

så det er en nøyaktig modell av DNA.

If we unwind the double helix and unzip the two strands,

Hvis vi vikler opp spiralen og tar de to strengene fra hverandre,

ser dere dette som ligner på tenner.

you see these things that look like teeth.

Det er bokstavene som utgjør den genetiske koden,

Those are the letters of genetic code,

de 25 000 genene som er lagret i ditt DNA.

the 25,000 genes you've got written in your DNA.

This is what they typically talk about -- the genetic code --

Det er dette de vanligvis snakker om,

den genetiske koden, det er den de snakker om.

this is what they're talking about.

Men jeg vil ta opp et annet aspekt som gjelder DNA,

But I want to talk about a different aspect of DNA science,

og det er DNAs fysiske natur.

and that is the physical nature of DNA.

Det er disse to strengene som går i hver sin retning

It's these two strands that run in opposite directions

for reasons I can't go into right now.

av grunner jeg ikke kan ta opp nå.

But they physically run in opposite directions,

Men fysisk går de altså i hver sine retninger,

og det skaper en hel del problemer for levende celler,

which creates a number of complications for your living cells,

som dere snart skal se,

as you're about to see,

særlig når DNA skal kopieres.

most particularly when DNA is being copied.

And so what I'm about to show you

Så det jeg skal vise dere

is an accurate representation of the actual DNA replication machine

er en nøyaktig fremstilling

av DNA-kopieringsmaskinen som akkurat nå arbeider inne i kroppene deres,

that's occurring right now inside your body,

i alle fall i 2002-biologi.

at least 2002 biology.

So DNA's entering the production line from the left-hand side,

DNAet kommer inn på produksjonslinjen fra venstre,

and it hits this collection, these miniature biochemical machines,

og treffer denne samlingen av biokjemiske maskiner i miniatyr,

som drar DNA-strengene fra hverandre og lager en eksakt kopi.

that are pulling apart the DNA strand and making an exact copy.

DNAet kommer alså inn

So DNA comes in and hits this blue, doughnut-shaped structure

og treffer denne blå, smultringformede saken

and it's ripped apart into its two strands.

og blir revet fra hverandre til to strenger.

En streng kan bli kopiert direkte,

One strand can be copied directly,

det er det som spoles av nederst.

and you can see these things spooling off to the bottom there.

Men det er ikke så enkelt for den andre strengen,

But things aren't so simple for the other strand

fordi den må kopieres baklengs.

because it must be copied backwards.

Den må gjentatte ganger kveiles av i løkker

So it's thrown out repeatedly in these loops

og bli kopiert seksjon for seksjon,

and copied one section at a time, creating two new DNA molecules.

slik at det skapes to nye DNA-molekyler.

Now you have billions of this machine right now working away inside you,

Det er milliarder av slike maskiner

som akkurat nå arbeider inne i kroppene deres,

copying your DNA with exquisite fidelity.

og kopierer DNAet med utsøkt kvalitet.

Dette er en nøyaktig gjengivelse av det som foregår,

It's an accurate representation,

og farten er også temmelig lik den som foregår inne i dere.

and it's pretty much at the correct speed for what is occurring inside you.

Jeg har ikke tatt med feilretting og en haug andre ting.

I've left out error correction and a bunch of other things.

(Laughter)

Dette ble laget for en del år siden.

This was work from a number of years ago--

Takk, takk.

Thank you.

Dette er arbeid fra noen år tilbake,

(Applause)

This is work from a number of years ago,

men det jeg skal vise nå er oppdatert vitenskap, oppdatert teknologi.

but what I'll show you next is updated science,

it's updated technology.

Vi starter igjen med DNA.

So again, we begin with DNA.

Det svinger og snor seg fordi det er omgitt av en suppe av molekyler,

And it's jiggling and wiggling there

because of the surrounding soup of molecules,

som er fjernet, slik at dere kan se noe.

which I've stripped away so you can see something.

DNA er omtrent to nanometer i tverrsnitt,

DNA is about two nanometers across, which is really quite tiny.

noe som virkelig er ganske smått.

Men i hver eneste av cellene dere har,

But in each one of your cells,

er hver tråd av DNA rundt 30 til 40 millioner nanometer lang.

each strand of DNA is about 30 to 40 million nanometers long.

So to keep the DNA organized and regulate access to the genetic code,

Så for å holde orden på DNAet og regulere tilgangen til den genetiske koden,

er det viklet rundt disse fiolette proteinene --

it's wrapped around these purple proteins --

det vil si, jeg har gjort dem fiolette her.

or I've labeled them purple here.

Det er pakket og buntet.

It's packaged up and bundled up.

All this field of view is a single strand of DNA.

Alt det vi ser her er et enkelt DNA-molekyl.

This huge package of DNA is called a chromosome.

Denne enorme pakken av DNA kalles et kromosom.

And we'll come back to chromosomes in a minute.

Vi skal komme tilbake til kromosomer om et øyeblikk.

We're pulling out, we're zooming out,

Vi drar oss tilbake, zoomer ut,

out through a nuclear pore,

ut gjennom en kjernepore,

which is the gateway to this compartment that holds all the DNA,

som er inngangen til det kammeret som inneholder all DNA,

called the nucleus.

kalt kjernen.

All of this field of view is about a semester's worth of biology,

Alt som er i synsfeltet nå

er omtrent ett semesters biologistudium, og jeg har sju minutter.

and I've got seven minutes,

Så vi klarer ikke alt det i dag vel?

So we're not going to be able to do that today?

Nei, sier de, "Nei".

No, I'm being told, "No."

This is the way a living cell looks down a light microscope.

Slik ser en levende celle ut i et lysmikroskop.

Det er filmet med intervallopptak, derfor kan en se bevegelser.

And it's been filmed under time-lapse, which is why you can see it moving.

Kjernemembranen brytes ned.

The nuclear envelope breaks down.

De pølselignende sakene er kromosomer, og vi skal fokusere på dem.

These sausage-shaped things are the chromosomes,

and we'll focus on them.

De gjennomgår denne slående bevegelsen.

They go through this very striking motion that is focused on these little red spots.

sentrert om de små røde flekkene.

Når cellen føler at den er klar,

When the cell feels it's ready to go, it rips apart the chromosome.

deler den kromosomet i to.

One set of DNA goes to one side,

Et sett DNA går til den ene siden,

the other side gets the other set of DNA --

den andre siden får det andre settet --

identical copies of DNA.

identiske kopier av DNA

And then the cell splits down the middle.

Deretter deles cellen langs midten.

And again, you have billions of cells undergoing this process

Og igjen; det er milliarder celler

som gjennomgår denne prosessen akkurat nå, inne i dere.

right now inside of you.

Now we're going to rewind and just focus on the chromosomes,

Nå skal vi spole tilbake og bare fokusere på kromosomene,

and look at its structure and describe it.

se på strukturen deres og beskrive den.

Her er vi tilbake i ekvatorøyeblikket.

So again, here we are at that equator moment.

Kromosomene stiller seg på linje.

The chromosomes line up.

And if we isolate just one chromosome,

Hvis vi isolerer bare ett kromosom,

we're going to pull it out and have a look at its structure.

skal vi konsentrere oss om det og se på strukturen.

Dette er en av de største molekylære strukturer som fins,

So this is one of the biggest molecular structures that you have,

i alle fall av det vi har oppdaget inne i oss så langt.

at least as far as we've discovered so far inside of us.

Dette er et enkelt kromosom.

So this is a single chromosome.

Og det er to tråder av DNA i hvert kromosom.

And you have two strands of DNA in each chromosome.

One is bundled up into one sausage.

En er kveilet opp til én pølse.

The other strand is bundled up into the other sausage.

Den andre tråden er kveilet opp til den andre pølsen.

Det som ser ut som barter som stikker ut på hver side

These things that look like whiskers that are sticking out from either side

er de dynamiske stillasene i cellen.

are the dynamic scaffolding of the cell.

They're called microtubules, that name's not important.

De kalles mikrotubuli. Navnet er ikke viktig.

Det vi skal fokusere på er det røde området – jeg har merket det rødt her –

But we're going to focus on the region labeled red here --

og grenseflaten

and it's the interface between the dynamic scaffolding

mellom det dynamiske stillaset og kromosomene.

and the chromosomes.

It is obviously central to the movement of the chromosomes.

Det er tydeligvis sentralt i bevegelsen av kromosomene.

We have no idea, really, as to how it's achieving that movement.

Vi har egentlig ingen idé om hvordan det oppnår bevegelsen.

Vi har undersøkt dette som kalles kinetisk orb

We've been studying this thing they call the kinetochore

gjennom over hundre år med intense studier,

for over a hundred years with intense study,

og vi har bare så vidt begynt å oppdage hva det dreier seg om.

and we're still just beginning to discover what it's about.

Det består av opp til 200 ulike typer protein,

It is made up of about 200 different types of proteins,

tusenvis av proteiner til sammen.

thousands of proteins in total.

It is a signal broadcasting system.

Det er et signalsystem.

It broadcasts through chemical signals,

som sender kjemiske signaler,

og forteller resten av cellen når det er klart,

telling the rest of the cell when it's ready,

when it feels that everything is aligned and ready to go

når den føler at alt er oppstilt og klar til å starte

for the separation of the chromosomes.

med delingen av kromosomene.

It is able to couple onto the growing and shrinking microtubules.

Den er i stand til å koble seg på de voksende og krympende mikrotubuliene.

Den er involvert i veksten av mikrotubuli,

It's involved with the growing of the microtubules,

og kan koble seg på dem for en stund.

and it's able to transiently couple onto them.

Det er også et system for oppmerksomhet.

It's also an attention-sensing system.

Det føler når cellen er klar,

It's able to feel when the cell is ready,

når kromosomene er i riktig posisjon.

when the chromosome is correctly positioned.

Her blir det grønt

It's turning green here because it feels that everything is just right.

fordi den føler at alt er helt riktig.

Og som dere ser er det en liten bit til slutt

And you'll see, there's this one little last bit

som fremdeles er rød.

that's still remaining red.

Og den blir båret nedover mikrotubuliene.

And it's walked away down the microtubules.

Det er signalsystemet som sender stoppsignalet.

That is the signal broadcasting system sending out the stop signal.

Som blir båret bort. Det er altså så mekanisk.

And it's walked away -- I mean, it's that mechanical.

Det er et molekylært urverk.

It's molecular clockwork.

This is how you work at the molecular scale.

Slik virker dere i molekylær målestokk.

So with a little bit of molecular eye candy,

Her har vi mer molekylært snadder,

(Laughter)

de orange delene er kinesin.

we've got kinesins, the orange ones.

They're little molecular courier molecules walking one way.

Det er små kurermolekyler som går i en retning.

Dette er dyenin. De bærer meldingssystemet vi snakket om.

And here are the dynein, they're carrying that broadcasting system.

De har lange bein, slik at de kan komme forbi hindringer og slikt.

And they've got their long legs

so they can step around obstacles and so on.

For å gjenta: dette er nøyaktig hentet

So again, this is all derived accurately from the science.

fra vitenskapen.

Problemet er bare at vi ikke kan vise det på noen annen måte.

The problem is we can't show it to you any other way.

Exploring at the frontier of science, at the frontier of human understanding,

Å utforske vitenskapens grenser,

på grensen av menneskelig forståelse,

er overveldende.

is mind-blowing.

Discovering this stuff

Å oppdage noe som dette

is certainly a pleasurable incentive to work in science.

er virkelig et lystbetont insentiv til å arbeide med vitenskap.

Men de fleste medisinske forskere

But most medical researchers --

discovering the stuff is simply steps along the path to the big goals,

som oppdager tingene,

tar enkeltsteg på veien mot de store målene,

which are to eradicate disease, to eliminate the suffering

som er å utrydde sykdommer,

fjerne lidelsen og smerten som sykdom medfører,

and the misery that disease causes

og løfte mennesker ut av fattigdom.

and to lift people out of poverty.

Tusen takk!

Thank you.

(Applause)

(Applaus)