Janet Iwasa: How animations can help scientists test a hypothesis

Дженет Иваса: Как мультипликация помогает учёным проверять гипотезы

Переводчик: Pauline Hortman Редактор: Olga Dmitrochenkova

Take a look at this drawing.

Взгляните на эту иллюстрацию.

Can you tell what it is?

Вы можете сказать, что это?

I'm a molecular biologist by training,

Я молекулярный биолог по образованию,

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

и я видела много таких иллюстраций.

They're usually referred to as a model figure,

Такие рисунки обычно называют моделями,

a drawing that shows how we think

так как на них изображено наше представление о том,

a cellular or molecular process occurs.

как проходят клеточные или молекулярные процессы.

This particular drawing is of a process

На этом рисунке изображён

called clathrin-mediated endocytosis.

клатрин-опосредованный эндоцитоз.

It's a process by which a molecule can get

Это процесс, при котором

from the outside of the cell to the inside

молекула проникает из внешней среды в клетку

by getting captured in a bubble or a vesicle

с помощью пузырька, или везикулы,

that then gets internalized by the cell.

поглощаемой клеткой.

There's a problem with this drawing, though,

У этого рисунка есть одна проблема —

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

в основном с тем, что на нём не изображено.

From lots of experiments,

По результатам многих экспериментов

from lots of different scientists,

и по итогам работы многих учёных

we know a lot about what these molecules look like,

нам многое известно о том, как выглядят эти молекулы,

how they move around in the cell,

как они перемещаются внутри клетки,

and that this is all taking place

как эти процессы происходят

in an incredibly dynamic environment.

в невероятно подвижной среде.

So in collaboration with a clathrin expert Tomas Kirchhausen,

Вместе с экспертом по клатрину Томасом Кирхаусеном

we decided to create a new kind of model figure

мы решили создать новый наглядный тип моделей,

that showed all of that.

на котором было бы всё это видно.

So we start outside of the cell.

Сначала мы видим внешнюю среду,

Now we're looking inside.

а затем смотрим внутрь клетки.

Clathrin are these three-legged molecules

Клатрин — это вот эти молекулы-треноги,

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

которые могут собираться в нечто наподобие футбольного мяча.

Through connections with a membrane,

Через соединения с мембраной клетки

clathrin is able to deform the membrane

клатрин может деформировать мембрану

and form this sort of a cup

и сформировать своего рода чашу,

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

которая становится пузырьком, везикулой,

that's now capturing some of the proteins

улавливающей некоторые белки

that were outside of the cell.

за пределами клетки.

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

Белки входят в клетку и отщепляют везикулу,

making it separate from the rest of the membrane,

отделяя её от мембраны.

and now clathrin is basically done with its job,

Теперь клатрин завершил свою работу:

and so proteins are coming in now —

белки, проникающие в клетку, —

we've covered them yellow and orange —

мы окрасили их в жёлтый и оранжевый —

that are responsible for taking apart this clathrin cage.

теперь разберут шар из клатрина.

And so all of these proteins can get basically recycled

Все эти белки могут быть

and used all over again.

использованы заново.

These processes are too small to be seen directly,

Эти мельчайшие процессы невозможно наблюдать,

even with the best microscopes,

даже при помощи мощных микроскопов.

so animations like this provide a really powerful way

Поэтому мультипликационные фильмы наподобие этого

of visualizing a hypothesis.

являются действенным способом визуализации гипотезы.

Here's another illustration,

А вот другая иллюстрация.

and this is a drawing of how a researcher might think

Здесь изображено представление учёного о том,

that the HIV virus gets into and out of cells.

как вирус ВИЧ проникает внутрь клетки и покидает её.

And again, this is a vast oversimplification

Конечно же, это упрощённая модель,

and doesn't begin to show

которая даже близко не отражает то,

what we actually know about these processes.

что нам уже известно об этих процессах.

You might be surprised to know

Вы, вероятно, удивитесь, но такого рода рисунки —

that these simple drawings are the only way

это единственные способ, при помощи которого биологи

that most biologists visualize their molecular hypotheses.

могут изобразить гипотезы в области молекулярной биологии.

Why?

Почему?

Because creating movies of processes

Потому что мультиплицировать такой процесс

as we think they actually occur is really hard.

согласно нашему представлению о них очень сложно.

I spent months in Hollywood learning 3D animation software,

Я провела несколько месяцев в Голливуде, изучая программы по трёхмерному моделированию.

and I spend months on each animation,

Потом я посветила месяцы работы каждому мультфильму.

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

Учёные попросту не располагают таким количеством времени.

The payoffs can be huge, though.

Но зато польза такой мультипликации, несомненно, велика.

Molecular animations are unparalleled

Способность мультипликации молекулярных процессов

in their ability to convey a great deal of information

передавать большой объём информации широкой аудитории с максимальной точностью,

to broad audiences with extreme accuracy.

пожалуй, нельзя сравнить ни с чем.

And I'm working on a new project now

Я работаю над новым проектом, —

called "The Science of HIV"

«Наука вируса ВИЧ» — в рамках которого мы планируем

where I'll be animating the entire life cycle

создать мультфильм о полном жизненном цикле вируса ВИЧ,

of the HIV virus as accurately as possible

максимально приближённый к реальности,

and all in molecular detail.

на молекулярном уровне.

The animation will feature data

В этот фильм войдут результаты исследований

from thousands of researchers collected over decades,

тысяч учёных, собранные на протяжении десятилетий,

data on what this virus looks like,

в том числе данные о том, как выглядит вирус,

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

как он заражает клетки тела,

and how therapeutics are helping to combat infection.

как терапевтические методы помогают бороться с инфекцией.

Over the years, I found that animations

За эти годы я осознала, что мультипликация

aren't just useful for communicating an idea,

не только превосходно передаёт идеи,

but they're also really useful

но и помогает

for exploring a hypothesis.

исследовать гипотезы.

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

Биологи до сих пор пользуются бумагой и карандашом,

to visualize the processes they study,

чтобы изобразить исследуемые процессы.

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

С тем объёмом знаний, которым мы обладаем, этого попросту недостаточно.

The process of creating an animation

Сам процесс мультипликации

can act as a catalyst that allows researchers

может послужить катализатором для учёных

to crystalize and refine their own ideas.

и подтолкнуть их к более точным формулировкам идей.

One researcher I worked with

Один из исследователей, с которым мне довелось работать,

who works on the molecular mechanisms

изучает молекулярные механизмы

of neurodegenerative diseases

нейродегенеративных заболеваний.

came up with experiments that were related

Мультфильм, над которым мы с ней работали,

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

помог ей подготовить эксперименты для изучения этой темы.

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

Так мультипликация вносит свой вклад в научную деятельность.

I believe that animation can change biology.

Я уверена, что она может изменить биологию.

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

Может изменить то, как мы общаемся друг с другом,

how we explore our data

как мы исследуем данные

and how we teach our students.

и как мы обучаем студентов.

But for that change to happen,

Однако такое изменение возможно,

we need more researchers creating animations,

только если больше учёных начнут создавать мультфильмы.

and toward that end, I brought together a team

Для этого я собрала команду

of biologists, animators and programmers

биологов, мультипликаторов и программистов,

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

и мы создали новую бесплатную программу с открытыми исходниками, —

we call it Molecular Flipbook —

мы назвали её Molecular Flipbook —

that's created just for biologists

разработанную специально для биологов,

just to create molecular animations.

чтобы создавать мультфильмы в области молекулярной биологии.

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

Тестируя эту программу, мы обнаружили, что любому биологу,

for a biologist who has never touched animation software before

который раньше никогда не видел программ для создания мультипликации,

to create her first molecular animation

нужно всего 15 минут, чтобы разобраться и создать

of her own hypothesis.

первый мультфильм для своей гипотезы.

We're also building an online database

Также мы составляем онлайн базу данных,

where anyone can view, download and contribute

которую все желающие исследователи смогут свободно просматривать,

their own animations.

скачивать и пополнять своими мультфильмами.

We're really excited to announce

Мы рады объявить,

that the beta version of the molecular animation

что бета-версия программы молекулярной мультипликации

software toolkit will be available for download today.

будет доступна для скачивания сегодня.

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

Нам не терпится посмотреть, что создадут биологи с её помощью

and what new insights they're able to gain

и какие открытия совершат,

from finally being able to animate

наконец получив возможность переосмыслить свои модели

their own model figures.

в трёхмерной мультипликации.

Thank you.

Спасибо.

(Applause)

(Аплодисменты)