0:00:02.417,0:00:03.684
Живея в Юта,

0:00:03.708,0:00:06.559
място, известно с едни от[br]най-възхитителните

0:00:06.583,0:00:09.143
естествени пейзажи на планетата.

0:00:09.167,0:00:12.643
Лесно е да бъдеш завладян[br]от тези изумителни гледки

0:00:12.667,0:00:16.518
и да бъдеш наистина очарован[br]от тези неземно изглеждащи образувания.

0:00:16.542,0:00:20.184
Като учен аз обичам да наблюдавам[br]естествения свят.

0:00:20.208,0:00:21.976
Но като клетъчен биолог

0:00:22.000,0:00:24.809
аз се интересувам [br]от естествения свят

0:00:24.833,0:00:27.042
в много по-малък мащаб.

0:00:27.917,0:00:30.726
Аз съм молекулярен аниматор[br]и работя с други изследователи

0:00:30.750,0:00:33.797
за създаване на визуализации на молекули,[br]които са толкова малки,

0:00:33.797,0:00:35.268
че по същество са невидими.

0:00:35.292,0:00:38.143
Тези молекули са по-малки[br]от дължината на светлинната вълна,

0:00:38.167,0:00:40.450
което означава, че [br]не можем да ги видим директно,

0:00:40.450,0:00:42.476
дори и с най-добрите светлинни микроскопи.

0:00:42.500,0:00:44.643
Тогава как създавам визуализации на неща,

0:00:44.667,0:00:46.907
които са толкова малки,[br]че не можем да ги видим?

0:00:46.907,0:00:48.809
Учени, като моите сътрудници,

0:00:48.833,0:00:51.218
могат да прекарат[br]цялата си професионална кариера,

0:00:51.218,0:00:53.518
опитвайки се да разберат[br]един молекулярен процес.

0:00:53.542,0:00:56.018
За тази цел те провеждат[br]серия от експерименти,

0:00:56.042,0:00:59.227
като всеки един от тях може да ни разкрие[br]една малка част от пъзела.

0:00:59.227,0:01:01.934
Един експеримент може да ни каже[br]формата на протеина,

0:01:01.958,0:01:03.226
друг може да ни разкрие

0:01:03.250,0:01:05.536
с кои други протеини си взаимодейства,

0:01:05.560,0:01:08.465
а трети да ни каже къде е разположен[br]в клетката.

0:01:08.489,0:01:12.476
Всички тези парчета информация[br]се използват за създаване на хипотеза;

0:01:12.500,0:01:15.583
на история за това как[br]една молекула може да работи.

0:01:17.000,0:01:20.934
Моята работа е да използвам тези идеи[br]и да ги превърна в анимация.

0:01:20.958,0:01:22.226
Това може да бъде сложно,

0:01:22.250,0:01:25.476
защото се оказва, че молекулите [br]могат да бъдат доста буйни.

0:01:25.500,0:01:28.851
Но тези анимации могат да бъдат[br]невероятно полезни за изследователите

0:01:28.875,0:01:31.976
да предават своите идеи за това[br]как тези молекули работят.

0:01:32.000,0:01:34.768
Също така те ни позволяват да видим[br]молекулярния свят

0:01:34.792,0:01:36.351
през техните очи.

0:01:36.375,0:01:38.309
Бих искала да ви покажа някои анимации,

0:01:38.333,0:01:41.851
кратък преглед на онова, което смятам [br]за природни чудеса

0:01:41.875,0:01:43.559
на молекулярния свят.

0:01:43.583,0:01:45.559
Първо, това е имунна клетка.

0:01:45.583,0:01:48.476
Този вид клетки обхождат [br]телата ни,

0:01:48.500,0:01:51.518
с цел да намерят „нашественици“[br]като патогенните бактерии.

0:01:51.542,0:01:54.643
Това движение се захранва [br]от един от любимите ми протеини,

0:01:54.667,0:01:55.934
наречен актин,

0:01:55.958,0:01:58.434
който е част от цитоскелетона.

0:01:58.458,0:02:00.101
За разлика от нашите скелети,

0:02:00.125,0:02:03.851
актиновите филаменти[br]непрекъснато се изграждат и разделят.

0:02:03.875,0:02:07.268
Актиновият цитоскелетон играе [br]изключително важна роля в нашите клетки.

0:02:07.292,0:02:09.241
Той им позволява да променят формата си,

0:02:09.241,0:02:11.476
да се движат, да залепват по повърхности

0:02:11.500,0:02:13.934
и да поглъщат бактерии.

0:02:13.958,0:02:16.559
Актинът също участва [br]в различни видове движения.

0:02:16.583,0:02:19.768
В мускулните ни клетки актинът образува[br]тези обикновени нишки,

0:02:19.792,0:02:21.309
които изглеждат като тъкани.

0:02:21.333,0:02:24.382
Когато мускулите ни се съкращават, [br]тези нишки се доближават,

0:02:24.382,0:02:26.383
и се връщат към първоначалната си позиция,

0:02:26.383,0:02:27.809
когато мускулите са отпуснати.

0:02:27.833,0:02:31.059
Други части на цитоскелета,[br]в този случай микротубулите,

0:02:31.083,0:02:33.768
са отговорни за транспортирането[br]на далечни разстояния.

0:02:33.792,0:02:36.434
Те могат да бъдат разгледани [br]като клетъчни пътища,

0:02:36.458,0:02:39.809
използвани за преместване на неща[br]от единия край на клетката до другия.

0:02:39.833,0:02:42.735
За разлика от нашите пътища,[br]микротубилите растат и се свиват;

0:02:42.735,0:02:44.493
те се появяват, когато са необходими,

0:02:44.493,0:02:46.434
и изчезват, когато вече не са.

0:02:46.458,0:02:48.893
Молекулярната версия на полуремаркетата са

0:02:48.917,0:02:51.476
протеини, съвсем уместно наречени[br]моторни протеини,

0:02:51.500,0:02:53.976
които могат да се придвижват [br]по микротубулите

0:02:54.000,0:02:56.684
и понякога влачат огромни товари,

0:02:56.708,0:02:58.518
като органели, зад себе си.

0:02:58.542,0:03:01.393
Този конкретен моторен протеин[br]се казва динеин

0:03:01.417,0:03:03.851
и е известно, че може да работи в групи,

0:03:03.875,0:03:07.309
което на мен ми изглежда [br]като колесница с коне.

0:03:07.333,0:03:11.184
Както виждате, клетката е [br]невероятно променящо се динамично място,

0:03:11.208,0:03:14.643
където нещата[br]се изграждат и разделят непрекъснато.

0:03:14.667,0:03:16.052
Но някои от тези структури са

0:03:16.052,0:03:18.143
по-трудни за разделяне от други.

0:03:18.167,0:03:20.101
Нужни са специални сили,

0:03:20.125,0:03:23.559
които да осигурят своевременното разделяне[br]на тези структури.

0:03:23.583,0:03:26.309
Тази работа отчасти се извършва[br]от протеини като тези.

0:03:26.333,0:03:28.095
Тези протеини във формата на понички,

0:03:28.095,0:03:29.893
от които има много видове в клетката,

0:03:29.917,0:03:32.200
изглежда, че работят, [br]за да разкъсат структурите

0:03:32.200,0:03:35.393
чрез издърпване на отделни протеини[br]през централен отвор.

0:03:35.417,0:03:37.976
Когато тези видове протеини[br]не работят правилно,

0:03:38.000,0:03:40.726
протеините, които трябва да се разделят,

0:03:40.750,0:03:43.184
понякога могат да се слеят

0:03:43.208,0:03:47.393
и това може да породи[br]страшни болести като Алцхаймер.

0:03:47.417,0:03:49.434
Сега, нека погледнем ядрото,

0:03:49.458,0:03:52.393
който съхранява нашия геном[br]във формата на ДНК.

0:03:52.417,0:03:53.851
Във всички наши клетки

0:03:53.875,0:03:58.184
ДНК е поддържана и обгрижвана[br]от разнообразен набор от протеини.

0:03:58.208,0:04:01.018
ДНК е навита около протеини,[br]наречени хистони,

0:04:01.042,0:04:05.351
което позволява на клетките да натрупат[br]огромни количества ДНК в нашето ядро.

0:04:05.375,0:04:08.434
Тези механизми се наричат[br]хроматин-ремоделиращи комплекси

0:04:08.458,0:04:11.184
и начинът, по който работят,[br]е чрез извличане на ДНК

0:04:11.208,0:04:12.476
около тези хистони

0:04:12.500,0:04:16.351
и позволяват да се появят[br]нови парчета ДНК.

0:04:16.375,0:04:19.309
Тази ДНК по-късно може да бъде[br]разпозната от други механизми.

0:04:19.333,0:04:21.851
В този случай, този голям[br]молекулярен механизъм

0:04:21.875,0:04:23.559
търси сегмент от ДНК,

0:04:23.583,0:04:25.893
който му казва, че е в началото на ген.

0:04:25.917,0:04:27.601
След като намери сегмента,

0:04:27.625,0:04:30.393
той претърпява серия от промени[br]във формата,

0:04:30.417,0:04:32.562
което му позволява да въвежда[br]други механизми,

0:04:32.562,0:04:36.684
и това от своя страна позволява на гена[br]да се включи или да се транскрибира.

0:04:36.708,0:04:39.809
Този процес трябва бъде [br]много строго регулиран,

0:04:39.833,0:04:42.601
защото включването на грешен ген [br]в неправилен момент,

0:04:42.625,0:04:45.268
може да причини катастрофални последствия.

0:04:45.292,0:04:48.101
В момента учените могат да използват[br]протеинови механизми

0:04:48.125,0:04:49.559
за редактиране на геноми.

0:04:49.583,0:04:52.018
Сигурна съм, [br]че всички сте чували за CRISPR.

0:04:52.042,0:04:54.851
CRISPR използва протеин,[br]познат като Cas9,

0:04:54.875,0:04:57.809
който може да бъде настроен да разпознава[br]и да отрязва

0:04:57.833,0:05:00.226
много специфична секвенция от ДНК.

0:05:00.250,0:05:01.518
В този пример

0:05:01.542,0:05:05.518
са използвани два Cas9 протеина,[br]за отрязване на проблемно парче от ДНК.

0:05:05.542,0:05:09.018
Например, парче от ген,[br]което може да породи някое заболяване.

0:05:09.042,0:05:10.943
След това се използва[br]клетъчен механизъм,

0:05:10.943,0:05:14.059
който да залепи отново двата края на ДНК.

0:05:14.083,0:05:15.351
Като молекулярен аниматор,

0:05:15.375,0:05:18.848
едно от най-големите ми предизвикателства[br]е да визуализирам несигурността.

0:05:18.848,0:05:22.018
Всичките анимации, които ви показах,[br]представляват хипотеза

0:05:22.042,0:05:24.473
как моите сътрудници смятат,[br]че протича един процес,

0:05:24.473,0:05:26.684
базирано на най-добрата информация,[br]която имат.

0:05:26.708,0:05:28.684
За много молекулярни процеси

0:05:28.708,0:05:31.684
ние все още сме в ранните етапи [br]на разбиране на нещата

0:05:31.708,0:05:33.018
и има още много за учене.

0:05:33.042,0:05:34.309
Истината е,

0:05:34.333,0:05:38.292
че тези невидими молекулярни светове са[br]огромни и до голяма степен неизледвани.

0:05:39.458,0:05:41.518
За мен тези молекулярни пейзажи

0:05:41.542,0:05:44.934
са точно толкова вълнуващи за изследване,[br]колкото естествения свят,

0:05:44.958,0:05:47.351
който е видим около нас.

0:05:47.375,0:05:48.643
Благодаря!

0:05:48.667,0:05:51.792
(Аплодисменти)