The wonders of the molecular world, animated | Janet Iwasa

Traducător: Raul Ionut Coroban Corector: Cristina Nicolae

I live in Utah,

Trăiesc în Utah,

a place known for having some of the most awe-inspiring

un loc cunoscut pentru cele mai uimitoare

natural landscapes on this planet.

peisaje naturale de pe planetă.

It's easy to be overwhelmed by these amazing views,

Este ușor să fii copleșit de aceste priveliști grozave

and to be really fascinated by these sometimes alien-looking formations.

și să fii fascinat de aceste formațiuni care par uneori extraterestre.

As a scientist, I love observing the natural world.

Ca om de știință, îmi place să studiez lumea naturală.

But as a cell biologist,

Dar ca biolog celular,

I'm much more interested in understanding the natural world

sunt mult mai interesată să înțeleg lumea naturală

at a much, much smaller scale.

la o scară mult mai mică.

I'm a molecular animator, and I work with other researchers

Sunt animator molecular și lucrez cu alți cercetători

to create visualizations of molecules that are so small,

pentru a reprezenta molecule care sunt atât de mici,

they're essentially invisible.

încât sunt aproape invizibile.

These molecules are smaller than the wavelength of light,

Aceste molecule sunt mai mici decât lungimea de undă a luminii

which means that we can never see them directly,

și din această cauză nu le putem vedea direct,

even with the best light microscopes.

chiar și cu cele mai bune microscoape optice.

So how do I create visualizations of things

Deci, cum pot reprezenta lucruri

that are so small we can't see them?

care atât de mici încât nu le putem vedea?

Scientists, like my collaborators,

Oameni de știință, precum cei cu care colaborez,

can spend their entire professional careers

își pot dedica întreaga carieră profesională

working to understand one molecular process.

pentru a înțelege un singur proces molecular.

To do this, they carry out a series of experiments

Pentru a face asta, realizează o serie de experimente

that each can tell us a small piece of the puzzle.

care ne pot arăta o mică piesă din puzzle.

One kind of experiment can tell us about the protein shape,

Un experiment ne poate indica forma proteinei,

while another can tell us

altul ne poate spune cu ce alte proteine interacționează,

about what other proteins it might interact with,

and another can tell us about where it can be found in a cell.

iar altul ne spune unde poate fi găsită în celulă.

And all of these bits of information can be used to come up with a hypothesis,

Și toate aceste informații pot fi folosite pentru a crea o ipoteză,

a story, essentially, of how a molecule might work.

o poveste, în esență, despre cum ar putea funcționa o moleculă.

My job is to take these ideas and turn them into an animation.

Rolul meu e să folosesc aceste idei și să le transform în animații.

This can be tricky,

Acest lucru poate fi dificil,

because it turns out that molecules can do some pretty crazy things.

deoarece se pare că moleculele pot face lucruri neobișnuite.

But these animations can be incredibly useful for researchers

Dar aceste animații pot fi extrem de folositoare pentru cercetători

to communicate their ideas of how these molecules work.

pentru a-și comunica ideile despre cum funcționează aceste molecule.

They can also allow us to see the molecular world

Ne permit și să vedem lumea moleculară

through their eyes.

prin ochii lor.

I'd like to show you some animations,

Mi-ar place să vă arăt câteva animații,

a brief tour of what I consider to be some of the natural wonders

un scurt tur a ceea ce consider a fi unele dintre minunile naturale

of the molecular world.

ale lumii moleculare.

First off, this is an immune cell.

Prima e o celulă imună.

These kinds of cells need to go crawling around in our bodies

Aceste celule trebuie să se târască în corpul nostru

in order to find invaders like pathogenic bacteria.

pentru a găsi invadatori precum bacteriile patogene.

This movement is powered by one of my favorite proteins

Aceasta mișcare e cauzată de una din proteinele mele preferate

called actin,

numită actină,

which is part of what's known as the cytoskeleton.

care face parte din citoschelet.

Unlike our skeletons,

Spre deosebire de scheletele noastre,

actin filaments are constantly being built and taken apart.

filamentele de actină sunt construite și distruse constant.

The actin cytoskeleton plays incredibly important roles in our cells.

Citoscheletul de actină joacă roluri foarte importante în celulele noastre.

They allow them to change shape,

Le permit să-și schimbe forma,

to move around, to adhere to surfaces

să se miște, să adere la suprafețe

and also to gobble up bacteria.

și să înghită bacterii.

Actin is also involved in a different kind of movement.

Actina este implicată și într-un alt tip de mișcare.

In our muscle cells, actin structures form these regular filaments

În celulele musculare, actina formează filamente

that look kind of like fabric.

care arată ca un material textil.

When our muscles contract, these filaments are pulled together

Când mușchii se contractă, aceste filamente se strâng

and they go back to their original position

și se întorc la poziția lor originală

when our muscles relax.

când mușchii noștri se relaxează.

Other parts of the cytoskeleton, in this case microtubules,

Alte părți ale citoscheletului, în acest caz microtubulii,

are responsible for long-range transportation.

sunt responsabile de transportul pe distanțe mari.

They can be thought of as basically cellular highways

Pot fi considerate drept autostrăzile celulei,

that are used to move things from one side of the cell to the other.

deoarece pot mișca lucruri dintr-o parte a celulei în alta.

Unlike our roads, microtubules grow and shrink,

Spre deosebire de drumuri, microtubulii cresc și se scurtează,

appearing when they're needed

apărând când este nevoie de ele

and disappearing when their job is done.

și dispărând după ce își îndeplinesc rolul.

The molecular version of semitrucks

Versiunea moleculară a camioanelor

are proteins aptly named motor proteins,

sunt proteine numite pe bună dreptate „proteine motorii”,

that can walk along microtubules,

care se pot deplasa de-a lungul microtubulilor,

dragging sometimes huge cargoes,

târând uneori încărcături imense,

like organelles, behind them.

precum organele, după ele.

This particular motor protein is known as dynein,

Această proteină motorie este cunoscută ca dienină

and its known to be able to work together in groups

și se știe că poate lucra în grupuri

that almost look, at least to me, like a chariot of horses.

care arată aproape, cel puțin pentru mine, ca un car tras de cai.

As you see, the cell is this incredibly changing, dynamic place,

Precum vedeți, celula este un loc incredibil și schimbător,

where things are constantly being built and disassembled.

unde lucrurile sunt construite și dezasamblate constant.

But some of these structures

Dar câteva structuri

are harder to take apart than others, though.

sunt mai greu de dezasamblat decât altele,

And special forces need to be brought in

și sunt folosite anumite forțe speciale

in order to make sure that structures are taken apart in a timely manner.

pentru a se asigura că structurile sunt dezasamblate la timp.

That job is done in part by proteins like these.

Treaba aceasta este făcută de proteine ca acestea.

These donut-shaped proteins,

Aceste proteine în formă de gogoașă,

of which there are many types in the cell,

care există sub multe forme în celulă,

all seem to act to rip apart structures

par să rupă structurile

by basically pulling individual proteins through a central hole.

trăgând proteinele printr-o gaură centrală.

When these kinds of proteins don't work properly,

Când aceste proteine nu funcționează corect,

the types of proteins that are supposed to get taken apart

proteinele care trebuie să fie dezasamblate

can sometimes stick together and aggregate

uneori pot rămâne întregi și se pot agrega,

and that can give rise to terrible diseases, such as Alzheimer's.

iar asta poate cauza boli groaznice, precum boala Alzheimer.

And now let's take a look at the nucleus,

Acum, să aruncăm o privire asupra nucleului,

which houses our genome in the form of DNA.

care găzduiește genomul în formă de ADN.

In all of our cells,

În toate celulele noastre,

our DNA is cared for and maintained by a diverse set of proteins.

ADN-ul este îngrijit și menținut de o gama largă de proteine.

DNA is wound around proteins called histones,

ADN-ul este răsucit în jurul proteinelor numite histone,

which enable cells to pack large amounts of DNA into our nucleus.

care permit celulei să împacheteze mari cantități de ADN în nucleu.

These machines are called chromatin remodelers,

Aceste mașinării sunt numite remodelatoare de cromatină

and the way they work is that they basically scoot the DNA

și rolul lor e înfășurarea ADN-ului

around these histones

în jurul acestor histone

and they allow new pieces of DNA to become exposed.

și permit ca noi părți ale ADN-ului să fie expuse.

This DNA can then be recognized by other machinery.

Acest ADN poate fi recunoscut de altă mașinărie.

In this case, this large molecular machine

În acest caz, această mașinărie moleculară mare

is looking for a segment of DNA

caută un segment de ADN

that tells it it's at the beginning of a gene.

care spune că se află la începutul unei gene.

Once it finds a segment,

Odată ce găsește segmentul,

it basically undergoes a series of shape changes

trece printr-o serie de modificări de formă

which enables it to bring in other machinery

care îi permit să aducă o altă mașinărie,

that in turn allows a gene to get turned on or transcribed.

care la rândul său permite ca o genă să fie activată și transcrisă.

This has to be a very tightly regulated process,

Acesta trebuie să fie un proces foarte strict reglementat,

because turning on the wrong gene at the wrong time

deoarece activând gena greșită la momentul greșit

can have disastrous consequences.

poate avea consecințe dezastruoase.

Scientists are now able to use protein machines

Oamenii de știință pot folosi acum mașinării proteice

to edit genomes.

pentru a edita genomul.

I'm sure all of you have heard of CRISPR.

Sunt sigură ca ați auzit cu toții de CRISPR.

CRISPR takes advantage of a protein known as Cas9,

CRIPSR profită de o proteină cunoscută drept Cas9,

which can be engineered to recognize and cut

care poate fi proiectată ca să recunoască și să taie

a very specific sequence of DNA.

o secvență foarte specifică de ADN.

In this example,

În acest exemplu,

two Cas9 proteins are being used to excise a problematic piece of DNA.

două proteine Cas9 sunt folosite pentru a tăia o parte problematică de ADN.

For example, a part of a gene that may give rise to a disease.

Spre exemplu, o secvență dintr-o genă care poate cauza o boală.

Mecanismele celulare sunt folosite apoi

Cellular machinery is then used

to basically glue two ends of the DNA back together.

pentru a lipi cele două capete ale ADN-ului.

As a molecular animator,

Ca creatoare de animații,

one of my biggest challenges is visualizing uncertainty.

una din provocările mele cele mai mari e vizualizarea incertitudinii.

All of the animations I've shown to you represent hypotheses,

Toate animațiile pe care vi le-am arătat reprezintă ipoteze,

cum cred colaboratorii mei că funcționează un proces,

how my collaborators think a process works,

based on the best information that they have.

pe baza celor mai bune informații de care dispun.

But for a lot of molecular processes,

Dar pentru multe procese moleculare

we're still really at the early stages of understanding things,

suntem încă la începutul procesului de a le înțelege

and there's a lot to learn.

și mai e mult de învățat.

The truth is

Adevărul este că aceste lumi moleculare invizibile

that these invisible molecular worlds are vast and largely unexplored.

sunt vaste și în mare parte neexplorate.

To me, these molecular landscapes

Pentru mine, aceste peisaje moleculare

are just as exciting to explore as a natural world

sunt la fel de captivante de explorat precum lumea naturală

that's visible all around us.

care este vizibilă în jurul nostru.

Thank you.

Vă mulțumesc!

(Applause)

(Aplauze)