Visc a Utah,
un lloc famós perquè hi ha alguns dels paisatges naturals
més impressionants del planeta.
És fàcil sentir-se aclaparat per aquestes vistes tan fantàstiques
i sentir-se fascinat per aquestes formacions que semblen extraterrestres.
Com a científica, m'encanta observar el món natural.
Però com a biòloga cel·lular,
m'interessa molt més comprendre el món natural
a una escala molt, molt més petita.
Sóc animadora molecular, i treballo amb altres investigadors
per crear visualitzacions de molècules tan petites,
que són essencialment invisibles.
Són més petites que la longitud d'ona de la llum,
i això significa que no les podem veure directament,
ni tan sols amb els millors microscopis de llum.
Aleshores, com podem representar coses
tan petites que no podem veure?
Hi ha científics, com els meus col·laboradors,
que dediquen tota la seva vida professional
a treballar per entendre un procés molecular.
Per tal d'aconseguir-ho, fan una sèrie d'experiments
cadascun dels quals ens explica una petita part del trencaclosques.
Un experiment ens pot informar sobre la forma d'una proteïna,
mentre que un altre ens pot dir
amb quines altres proteïnes podria interactuar,
i un altre, on s'ubicaria aquesta proteïna dins la cèl·lula.
I tots aquests trossets d'informació s'utilitzen per elaborar una hipòtesi,
una història sobre el possible funcionament d'una molècula.
La meva feina és agafar totes aquestes idees i convertir-les en una animació.
I això pot ser una mica complicat,
perquè resulta que les molècules poden fer coses molt esbojarrades.
Aquestes animacions poden ser molt útils per als investigadors
a l'hora d'explicar com creuen que podrien funcionar aquestes molècules.
També ens permeten veure el món molecular
a través dels seus ulls.
M'agradaria ensenyar-vos algunes animacions,
i fer un breu recorregut pel que crec que són
meravelles naturals del món molecular.
Per començar, això és una cèl·lula del sistema immunitari.
Aquest tipus de cèl·lules repten pel nostre cos
buscant invasors com bacteris patògens.
Aquest moviment el fa possible una de les meves proteïnes preferides
que s'anomena actina,
i que forma part del que es coneix com a citoesquelet.
A diferència dels nostres esquelets,
els filaments d'actina es construeixen i es destrueixen constantment.
El citoesquelet d'actina té unes funcions importantíssimes a les nostres cèl·lules.
Els permet canviar de forma,
moure's, adherir-se a superfícies
i empassar-se bacteris.
L'actina també participa en un altre tipus de moviment.
A les nostres cèl·lules musculars, hi forma uns filaments homogenis
que semblen una mena de teixit.
Quan els nostres músculs es contreuen, aquests filaments s'ajunten
i tornen a la seva posició original quan els músculs es relaxen.
Altres parts del citoesquelet, en aquest cas els microtúbuls,
s'encarreguen del transport de llarga distància.
Serien com autopistes cel·lulars
que s'utilitzen per moure coses d'un cantó a l'altre de la cèl·lula.
A diferència de les nostres carreteres, els microtúbuls s'estiren i s'encongeixen,
apareixen quan es necessiten i desapareixen quan han fet la feina.
La versió molecular dels camions remolc
són unes proteïnes encertadament anomenades proteïnes motores,
que poden caminar al costat dels microtúbuls,
arrossegant càrregues que de vegades són enormes,
tals com orgànuls, darrere seu.
Aquesta proteïna motora s'anomena dineïna,
i se sap que és capaç de treballar conjuntament, en grups que recorden,
almenys a mi me'ls recorden, el carros de cavalls.
Com veieu, la cèl·lula és un indret increïblement canviant i dinàmic,
on les coses es construeixen i es destrueixen constantment.
Però algunes d'aquestes estructures costen més de desmuntar que d'altres.
I s'han d'utilitzar unes forces especials
per garantir que aquestes estructures es desmuntin de manera ordenada.
I aquesta feina la fan, en part, proteïnes com aquestes.
Aquestes proteïnes amb forma de donut,
de les quals n'hi ha molts tipus a l'interior d'una cèl·lula,
sembla que tenen la funció de destruir estructures
estirant proteïnes una a una a través d'un forat central.
Quan aquestes proteïnes no funcionen correctament,
els tipus de proteïnes que s'haurien de desmuntar
de vegades es poden enganxar entre elles i formar agregats
i això pot donar lloc a malalties tan terribles com l'Alzheimer.
Fem un cop d'ull al nucli,
que acull el nostre genoma en forma d'ADN.
A totes les nostres cèl·lules,
un conjunt divers de proteïnes té cura i fa el manteniment del nostre ADN.
L'ADN està cargolat al voltant d'unes proteïnes anomenades histones,
que permeten a les cèl·lules emmagatzemar grans quantitats d'ADN dins del seu nucli.
Aquestes màquines s'anomenen remodeladors de cromatina,
i cargolen l'ADN al voltant de les histones
i permeten que noves peces d'ADN quedin exposades.
Així, aquest ADN pot ser reconegut per una altra maquinària.
En aquest cas, una gran màquina molecular
està buscant un segment d'ADN
que li indica que es troba al principi d'un gen.
Quan ja ha trobat el segment,
experimenta una sèrie de canvis de forma
que li permeten incorporar una altra maquinària,
que a la seva vegada permetrà que un gen s'activi o sigui transcrit.
Aquest procés ha d'estar regulat d'una forma molt precisa
perquè activar el gen equivocat en el moment equivocat
pot tenir conseqüències desastroses.
Avui dia els científics poden utilitzar màquines de proteïnes
per editar els genomes.
Segurament tots vosaltres haureu sentit a parlar del CRISPR
El CRISPR aprofita una proteïna anomenada Cas9
que pot ser modificada per reconèixer i tallar
una seqüència molt específica d'ADN.
En aquest exemple,
s'utilitzen dues proteïnes Cas9 per tallar un tros d'ADN problemàtic.
Per exemple, la part d'un gen que podria produir una malaltia.
Després, la maquinària cel·lular s'utilitza
per tornar a unir els dos extrems d'ADN.
Com a animadora molecular,
un dels meus grans reptes és visualitzar la incertesa.
Totes les animacions que us he mostrat representen hipòtesis,
com creuen els meus col·laboradors que un procés determinat funciona,
basant-se en la millor informació que tenen.
Però per a molts processos moleculars,
encara ens trobem a les primeres fases de comprensió,
i tenim molt per aprendre.
La veritat és que
aquests mons moleculars invisibles són molt grans i estan molt poc explorats.
Per mi, aquests paisatges moleculars
són tan emocionants d'explorar com el món natural
que és visible al nostre voltant.
Gràcies
(Aplaudiments)