1
00:00:02,417 --> 00:00:03,684
Живея в Юта,

2
00:00:03,708 --> 00:00:06,559
място, известно с едни от
най-възхитителните

3
00:00:06,583 --> 00:00:09,143
естествени пейзажи на планетата.

4
00:00:09,167 --> 00:00:12,643
Лесно е да бъдеш завладян
от тези изумителни гледки

5
00:00:12,667 --> 00:00:16,518
и да бъдеш наистина очарован
от тези неземно изглеждащи образувания.

6
00:00:16,542 --> 00:00:20,184
Като учен аз обичам да наблюдавам
естествения свят.

7
00:00:20,208 --> 00:00:21,976
Но като клетъчен биолог

8
00:00:22,000 --> 00:00:24,809
аз се интересувам 
от естествения свят

9
00:00:24,833 --> 00:00:27,042
в много по-малък мащаб.

10
00:00:27,917 --> 00:00:30,726
Аз съм молекулярен аниматор
и работя с други изследователи

11
00:00:30,750 --> 00:00:33,797
за създаване на визуализации на молекули,
които са толкова малки,

12
00:00:33,797 --> 00:00:35,268
че по същество са невидими.

13
00:00:35,292 --> 00:00:38,143
Тези молекули са по-малки
от дължината на светлинната вълна,

14
00:00:38,167 --> 00:00:40,450
което означава, че 
не можем да ги видим директно,

15
00:00:40,450 --> 00:00:42,476
дори и с най-добрите светлинни микроскопи.

16
00:00:42,500 --> 00:00:44,643
Тогава как създавам визуализации на неща,

17
00:00:44,667 --> 00:00:46,907
които са толкова малки,
че не можем да ги видим?

18
00:00:46,907 --> 00:00:48,809
Учени, като моите сътрудници,

19
00:00:48,833 --> 00:00:51,218
могат да прекарат
цялата си професионална кариера,

20
00:00:51,218 --> 00:00:53,518
опитвайки се да разберат
един молекулярен процес.

21
00:00:53,542 --> 00:00:56,018
За тази цел те провеждат
серия от експерименти,

22
00:00:56,042 --> 00:00:59,227
като всеки един от тях може да ни разкрие
една малка част от пъзела.

23
00:00:59,227 --> 00:01:01,934
Един експеримент може да ни каже
формата на протеина,

24
00:01:01,958 --> 00:01:03,226
друг може да ни разкрие

25
00:01:03,250 --> 00:01:05,536
с кои други протеини си взаимодейства,

26
00:01:05,560 --> 00:01:08,465
а трети да ни каже къде е разположен
в клетката.

27
00:01:08,489 --> 00:01:12,476
Всички тези парчета информация
се използват за създаване на хипотеза;

28
00:01:12,500 --> 00:01:15,583
на история за това как
една молекула може да работи.

29
00:01:17,000 --> 00:01:20,934
Моята работа е да използвам тези идеи
и да ги превърна в анимация.

30
00:01:20,958 --> 00:01:22,226
Това може да бъде сложно,

31
00:01:22,250 --> 00:01:25,476
защото се оказва, че молекулите 
могат да бъдат доста буйни.

32
00:01:25,500 --> 00:01:28,851
Но тези анимации могат да бъдат
невероятно полезни за изследователите

33
00:01:28,875 --> 00:01:31,976
да предават своите идеи за това
как тези молекули работят.

34
00:01:32,000 --> 00:01:34,768
Също така те ни позволяват да видим
молекулярния свят

35
00:01:34,792 --> 00:01:36,351
през техните очи.

36
00:01:36,375 --> 00:01:38,309
Бих искала да ви покажа някои анимации,

37
00:01:38,333 --> 00:01:41,851
кратък преглед на онова, което смятам 
за природни чудеса

38
00:01:41,875 --> 00:01:43,559
на молекулярния свят.

39
00:01:43,583 --> 00:01:45,559
Първо, това е имунна клетка.

40
00:01:45,583 --> 00:01:48,476
Този вид клетки обхождат 
телата ни,

41
00:01:48,500 --> 00:01:51,518
с цел да намерят „нашественици“
като патогенните бактерии.

42
00:01:51,542 --> 00:01:54,643
Това движение се захранва 
от един от любимите ми протеини,

43
00:01:54,667 --> 00:01:55,934
наречен актин,

44
00:01:55,958 --> 00:01:58,434
който е част от цитоскелетона.

45
00:01:58,458 --> 00:02:00,101
За разлика от нашите скелети,

46
00:02:00,125 --> 00:02:03,851
актиновите филаменти
непрекъснато се изграждат и разделят.

47
00:02:03,875 --> 00:02:07,268
Актиновият цитоскелетон играе 
изключително важна роля в нашите клетки.

48
00:02:07,292 --> 00:02:09,241
Той им позволява да променят формата си,

49
00:02:09,241 --> 00:02:11,476
да се движат, да залепват по повърхности

50
00:02:11,500 --> 00:02:13,934
и да поглъщат бактерии.

51
00:02:13,958 --> 00:02:16,559
Актинът също участва 
в различни видове движения.

52
00:02:16,583 --> 00:02:19,768
В мускулните ни клетки актинът образува
тези обикновени нишки,

53
00:02:19,792 --> 00:02:21,309
които изглеждат като тъкани.

54
00:02:21,333 --> 00:02:24,382
Когато мускулите ни се съкращават, 
тези нишки се доближават,

55
00:02:24,382 --> 00:02:26,383
и се връщат към първоначалната си позиция,

56
00:02:26,383 --> 00:02:27,809
когато мускулите са отпуснати.

57
00:02:27,833 --> 00:02:31,059
Други части на цитоскелета,
в този случай микротубулите,

58
00:02:31,083 --> 00:02:33,768
са отговорни за транспортирането
на далечни разстояния.

59
00:02:33,792 --> 00:02:36,434
Те могат да бъдат разгледани 
като клетъчни пътища,

60
00:02:36,458 --> 00:02:39,809
използвани за преместване на неща
от единия край на клетката до другия.

61
00:02:39,833 --> 00:02:42,735
За разлика от нашите пътища,
микротубилите растат и се свиват;

62
00:02:42,735 --> 00:02:44,493
те се появяват, когато са необходими,

63
00:02:44,493 --> 00:02:46,434
и изчезват, когато вече не са.

64
00:02:46,458 --> 00:02:48,893
Молекулярната версия на полуремаркетата са

65
00:02:48,917 --> 00:02:51,476
протеини, съвсем уместно наречени
моторни протеини,

66
00:02:51,500 --> 00:02:53,976
които могат да се придвижват 
по микротубулите

67
00:02:54,000 --> 00:02:56,684
и понякога влачат огромни товари,

68
00:02:56,708 --> 00:02:58,518
като органели, зад себе си.

69
00:02:58,542 --> 00:03:01,393
Този конкретен моторен протеин
се казва динеин

70
00:03:01,417 --> 00:03:03,851
и е известно, че може да работи в групи,

71
00:03:03,875 --> 00:03:07,309
което на мен ми изглежда 
като колесница с коне.

72
00:03:07,333 --> 00:03:11,184
Както виждате, клетката е 
невероятно променящо се динамично място,

73
00:03:11,208 --> 00:03:14,643
където нещата
се изграждат и разделят непрекъснато.

74
00:03:14,667 --> 00:03:16,052
Но някои от тези структури са

75
00:03:16,052 --> 00:03:18,143
по-трудни за разделяне от други.

76
00:03:18,167 --> 00:03:20,101
Нужни са специални сили,

77
00:03:20,125 --> 00:03:23,559
които да осигурят своевременното разделяне
на тези структури.

78
00:03:23,583 --> 00:03:26,309
Тази работа отчасти се извършва
от протеини като тези.

79
00:03:26,333 --> 00:03:28,095
Тези протеини във формата на понички,

80
00:03:28,095 --> 00:03:29,893
от които има много видове в клетката,

81
00:03:29,917 --> 00:03:32,200
изглежда, че работят, 
за да разкъсат структурите

82
00:03:32,200 --> 00:03:35,393
чрез издърпване на отделни протеини
през централен отвор.

83
00:03:35,417 --> 00:03:37,976
Когато тези видове протеини
не работят правилно,

84
00:03:38,000 --> 00:03:40,726
протеините, които трябва да се разделят,

85
00:03:40,750 --> 00:03:43,184
понякога могат да се слеят

86
00:03:43,208 --> 00:03:47,393
и това може да породи
страшни болести като Алцхаймер.

87
00:03:47,417 --> 00:03:49,434
Сега, нека погледнем ядрото,

88
00:03:49,458 --> 00:03:52,393
който съхранява нашия геном
във формата на ДНК.

89
00:03:52,417 --> 00:03:53,851
Във всички наши клетки

90
00:03:53,875 --> 00:03:58,184
ДНК е поддържана и обгрижвана
от разнообразен набор от протеини.

91
00:03:58,208 --> 00:04:01,018
ДНК е навита около протеини,
наречени хистони,

92
00:04:01,042 --> 00:04:05,351
което позволява на клетките да натрупат
огромни количества ДНК в нашето ядро.

93
00:04:05,375 --> 00:04:08,434
Тези механизми се наричат
хроматин-ремоделиращи комплекси

94
00:04:08,458 --> 00:04:11,184
и начинът, по който работят,
е чрез извличане на ДНК

95
00:04:11,208 --> 00:04:12,476
около тези хистони

96
00:04:12,500 --> 00:04:16,351
и позволяват да се появят
нови парчета ДНК.

97
00:04:16,375 --> 00:04:19,309
Тази ДНК по-късно може да бъде
разпозната от други механизми.

98
00:04:19,333 --> 00:04:21,851
В този случай, този голям
молекулярен механизъм

99
00:04:21,875 --> 00:04:23,559
търси сегмент от ДНК,

100
00:04:23,583 --> 00:04:25,893
който му казва, че е в началото на ген.

101
00:04:25,917 --> 00:04:27,601
След като намери сегмента,

102
00:04:27,625 --> 00:04:30,393
той претърпява серия от промени
във формата,

103
00:04:30,417 --> 00:04:32,562
което му позволява да въвежда
други механизми,

104
00:04:32,562 --> 00:04:36,684
и това от своя страна позволява на гена
да се включи или да се транскрибира.

105
00:04:36,708 --> 00:04:39,809
Този процес трябва бъде 
много строго регулиран,

106
00:04:39,833 --> 00:04:42,601
защото включването на грешен ген 
в неправилен момент,

107
00:04:42,625 --> 00:04:45,268
може да причини катастрофални последствия.

108
00:04:45,292 --> 00:04:48,101
В момента учените могат да използват
протеинови механизми

109
00:04:48,125 --> 00:04:49,559
за редактиране на геноми.

110
00:04:49,583 --> 00:04:52,018
Сигурна съм, 
че всички сте чували за CRISPR.

111
00:04:52,042 --> 00:04:54,851
CRISPR използва протеин,
познат като Cas9,

112
00:04:54,875 --> 00:04:57,809
който може да бъде настроен да разпознава
и да отрязва

113
00:04:57,833 --> 00:05:00,226
много специфична секвенция от ДНК.

114
00:05:00,250 --> 00:05:01,518
В този пример

115
00:05:01,542 --> 00:05:05,518
са използвани два Cas9 протеина,
за отрязване на проблемно парче от ДНК.

116
00:05:05,542 --> 00:05:09,018
Например, парче от ген,
което може да породи някое заболяване.

117
00:05:09,042 --> 00:05:10,943
След това се използва
клетъчен механизъм,

118
00:05:10,943 --> 00:05:14,059
който да залепи отново двата края на ДНК.

119
00:05:14,083 --> 00:05:15,351
Като молекулярен аниматор,

120
00:05:15,375 --> 00:05:18,848
едно от най-големите ми предизвикателства
е да визуализирам несигурността.

121
00:05:18,848 --> 00:05:22,018
Всичките анимации, които ви показах,
представляват хипотеза

122
00:05:22,042 --> 00:05:24,473
как моите сътрудници смятат,
че протича един процес,

123
00:05:24,473 --> 00:05:26,684
базирано на най-добрата информация,
която имат.

124
00:05:26,708 --> 00:05:28,684
За много молекулярни процеси

125
00:05:28,708 --> 00:05:31,684
ние все още сме в ранните етапи 
на разбиране на нещата

126
00:05:31,708 --> 00:05:33,018
и има още много за учене.

127
00:05:33,042 --> 00:05:34,309
Истината е,

128
00:05:34,333 --> 00:05:38,292
че тези невидими молекулярни светове са
огромни и до голяма степен неизледвани.

129
00:05:39,458 --> 00:05:41,518
За мен тези молекулярни пейзажи

130
00:05:41,542 --> 00:05:44,934
са точно толкова вълнуващи за изследване,
колкото естествения свят,

131
00:05:44,958 --> 00:05:47,351
който е видим около нас.

132
00:05:47,375 --> 00:05:48,643
Благодаря!

133
00:05:48,667 --> 00:05:51,792
(Аплодисменти)