1
00:00:02,417 --> 00:00:03,684
Я живу в штате Юта,

2
00:00:03,708 --> 00:00:06,559
который известен своими 
природными ландшафтами,

3
00:00:06,583 --> 00:00:09,143
одними из наиболее впечатляющих
на нашей планете.

4
00:00:09,167 --> 00:00:12,643
Легко быть потрясённым
этими удивительными пейзажами

5
00:00:12,667 --> 00:00:16,518
и быть очарованным этими
чуть ли не инопланетными образованиями.

6
00:00:16,542 --> 00:00:20,184
Как учёный я люблю наблюдать природу.

7
00:00:20,208 --> 00:00:21,976
Но как клеточный биолог,

8
00:00:22,000 --> 00:00:24,809
я больше заинтересована
в понимании мира природы

9
00:00:24,833 --> 00:00:27,042
в гораздо меньшем масштабе.

10
00:00:27,917 --> 00:00:30,726
Я молекулярный аниматор
и работаю с другими исследователями

11
00:00:30,750 --> 00:00:33,643
над созданием визуализации
молекул, которые так малы,

12
00:00:33,667 --> 00:00:35,268
что фактически невидимы.

13
00:00:35,292 --> 00:00:38,143
Эти молекулы меньше
чем длина волны света, а это значит,

14
00:00:38,167 --> 00:00:40,406
что их нельзя увидеть непосредственно,

15
00:00:40,430 --> 00:00:42,476
даже в лучших оптических микроскопах.

16
00:00:42,500 --> 00:00:44,643
Так как же я делаю визуализацию того,

17
00:00:44,667 --> 00:00:46,643
что практически невидимо?

18
00:00:46,667 --> 00:00:48,809
Учёные, такие как мои коллеги,

19
00:00:48,833 --> 00:00:50,934
могут потратить всю
профессиональную жизнь

20
00:00:50,958 --> 00:00:53,518
на то, чтобы понять
всего один молекулярный процесс.

21
00:00:53,542 --> 00:00:56,018
Для этого они проводят
серии экспериментов,

22
00:00:56,042 --> 00:00:59,143
каждый из которых —
маленький кусочек головоломки.

23
00:00:59,167 --> 00:01:01,934
Один эксперимент
может рассказать о форме белка,

24
00:01:01,958 --> 00:01:03,380
другой эксперимент расскажет

25
00:01:03,380 --> 00:01:05,536
о взаимодействии с иными белками,

26
00:01:05,560 --> 00:01:08,465
а третий эксперимент расскажет,
где это найти в клетке.

27
00:01:08,489 --> 00:01:12,476
И вся эта информация
используется для выдвижения гипотезы,

28
00:01:12,500 --> 00:01:15,583
то есть истории о том,
как молекула может работать.

29
00:01:17,000 --> 00:01:20,934
Моя работа — взять эти идеи
и превратить их в анимацию.

30
00:01:20,958 --> 00:01:22,186
Это бывает сложно,

31
00:01:22,186 --> 00:01:25,476
потому что оказывается, молекулы
делают совершенно безумные вещи.

32
00:01:25,500 --> 00:01:28,851
Но эти анимации могут быть
очень полезны для исследователей,

33
00:01:28,875 --> 00:01:31,976
для того, чтобы донести идеи,
как работают эти молекулы.

34
00:01:32,000 --> 00:01:34,768
Они также позволяют нам
увидеть молекулярный мир

35
00:01:34,792 --> 00:01:36,351
глазами самих молекул.

36
00:01:36,375 --> 00:01:38,309
Я хотела бы показать некоторые анимации,

37
00:01:38,333 --> 00:01:41,851
краткий обзор того,
что я считаю чудесами природы

38
00:01:41,875 --> 00:01:43,559
молекулярного мира.

39
00:01:43,583 --> 00:01:45,559
Во-первых — иммунная клетка.

40
00:01:45,583 --> 00:01:48,476
Эти виды клеток
должны ползать в наших телах,

41
00:01:48,500 --> 00:01:51,518
чтобы найти захватчиков,
таких как патогенные бактерии.

42
00:01:51,542 --> 00:01:54,643
Управляет движением
один из моих любимых белков,

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

44
00:01:55,958 --> 00:01:58,434
и является частью того,
что известно как цитоскелет.

45
00:01:58,458 --> 00:02:00,101
В отличие от наших скелетов,

46
00:02:00,125 --> 00:02:03,851
актиновые филаменты, или нити,
постоянно строятся и разбираются.

47
00:02:03,875 --> 00:02:07,268
Актиновый цитоскелет играет
невероятно важную роль в наших клетках.

48
00:02:07,292 --> 00:02:09,059
Он позволяет им менять форму,

49
00:02:09,083 --> 00:02:11,476
двигаться, прилипать к поверхностям,

50
00:02:11,500 --> 00:02:13,934
а также поглощать бактерии.

51
00:02:13,958 --> 00:02:16,559
Актин также участвует
в различных видах движения.

52
00:02:16,583 --> 00:02:19,768
В клетках мышц актиновые структуры
образуют правильные филаменты,

53
00:02:19,792 --> 00:02:21,309
которые выглядят как ткань.

54
00:02:21,333 --> 00:02:24,268
Когда наши мышцы сокращаются,
эти филаменты стянуты,

55
00:02:24,292 --> 00:02:26,309
и они возвращаются в исходное положение,

56
00:02:26,333 --> 00:02:27,809
когда мышцы расслабляются.

57
00:02:27,833 --> 00:02:31,059
Другие части цитоскелета,
в этом случае микротрубочки,

58
00:02:31,083 --> 00:02:33,768
ответствены за дальние перемещения.

59
00:02:33,792 --> 00:02:36,434
Они могут рассматриваться
как главные магистрали

60
00:02:36,458 --> 00:02:39,809
для перемещений через всю клетку.

61
00:02:39,833 --> 00:02:42,601
В отличие от наших дорог,
микротрубочки растут и сжимаются,

62
00:02:42,625 --> 00:02:44,059
появляясь, когда они нужны,

63
00:02:44,083 --> 00:02:46,434
и исчезая, когда их работа сделана.

64
00:02:46,458 --> 00:02:48,893
Молекулярная версия полуприцепов —

65
00:02:48,917 --> 00:02:51,476
это белки, так и названные
моторными белками,

66
00:02:51,500 --> 00:02:53,976
которые могут ходить по микротрубочкам,

67
00:02:54,000 --> 00:02:56,684
перетаскивая иногда огромные грузы,

68
00:02:56,708 --> 00:02:58,518
такие как органеллы, позади себя.

69
00:02:58,542 --> 00:03:01,393
Этот конкретный моторный белок
известен как динеин,

70
00:03:01,417 --> 00:03:03,851
он может работать вместе в группах,

71
00:03:03,875 --> 00:03:07,309
что выглядит, по крайней мере для меня,
как колесница с лошадьми.

72
00:03:07,333 --> 00:03:11,184
Как видите, клетка — это крайне
изменчивое, динамичное образование,

73
00:03:11,208 --> 00:03:14,643
где всё постоянно строится и разбирается.

74
00:03:14,643 --> 00:03:16,042
Но некоторые из этих структур

75
00:03:16,042 --> 00:03:18,143
труднее разобрать на части, чем другие.

76
00:03:18,143 --> 00:03:20,505
Чтобы обеспечить своевременный
демонтаж структур,

77
00:03:20,505 --> 00:03:23,559
привлекаются специальные силы.

78
00:03:23,583 --> 00:03:26,309
Эта работа отчасти делается
белками, вроде этих.

79
00:03:26,333 --> 00:03:27,851
Эти белки в форме пончиков —

80
00:03:27,875 --> 00:03:29,893
в клетке их много разных типов —

81
00:03:29,917 --> 00:03:31,976
все, кажется, действуют одинаково,

82
00:03:32,000 --> 00:03:35,393
тянут отдельные белки
через своё центральное отверстие.

83
00:03:35,417 --> 00:03:37,976
Когда эти белки не работают
должным образом,

84
00:03:38,000 --> 00:03:40,726
те белки, которые должны быть разобраны,

85
00:03:40,750 --> 00:03:43,184
могут иногда слипаться и агрегировать,

86
00:03:43,208 --> 00:03:47,393
что может привести к таким страшным
заболеваниям, как болезнь Альцгеймера.

87
00:03:47,417 --> 00:03:49,434
А теперь давайте посмотрим на ядро,

88
00:03:49,458 --> 00:03:52,393
где находится наш геном в форме ДНК.

89
00:03:52,417 --> 00:03:53,851
Во всех наших клетках

90
00:03:53,875 --> 00:03:58,184
ДНК поддерживается набором белков,
о котором, в свою очередь, и заботится.

91
00:03:58,208 --> 00:04:01,018
ДНК наматывается на белки,
которые называются гистоны

92
00:04:01,042 --> 00:04:05,351
и которые позволяют клеткам упаковывать
большое количество ДНК в наше ядро.

93
00:04:05,375 --> 00:04:08,434
Эти машины называются
ремоделеры хроматина.

94
00:04:08,458 --> 00:04:11,184
Они передвигают структурные части ДНК

95
00:04:11,208 --> 00:04:12,476
вокруг и вдоль гистонов

96
00:04:12,500 --> 00:04:16,351
и позволяют получить доступ 
к новым участкам ДНК.

97
00:04:16,375 --> 00:04:19,309
Эту ДНК затем могут распознать
другие машины.

98
00:04:19,333 --> 00:04:21,851
В данном случае эта
большая молекулярная машина

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

100
00:04:23,583 --> 00:04:25,893
который говорит ей,
что находится в начале гена.

101
00:04:25,917 --> 00:04:27,601
Как только она находит сегмент,

102
00:04:27,625 --> 00:04:30,393
она производит последовательные
изменения формы,

103
00:04:30,417 --> 00:04:32,518
которые открывают доступ другим машинам,

104
00:04:32,542 --> 00:04:36,684
что, в свою очередь, позволяет этот ген
включить или расшифровать.

105
00:04:36,708 --> 00:04:39,809
Это должен быть очень жёстко
регулируемый процесс,

106
00:04:39,833 --> 00:04:42,601
потому что включение неверного гена
в неверное время

107
00:04:42,625 --> 00:04:45,268
может иметь катастрофические последствия.

108
00:04:45,292 --> 00:04:48,101
Учёные теперь могут
использовать белковые машины

109
00:04:48,125 --> 00:04:49,559
для редактирования геномов.

110
00:04:49,583 --> 00:04:52,018
Я уверена, что все вы слышали о CRISPR.

111
00:04:52,042 --> 00:04:54,851
CRISPR использует белок,
известный как Cas9,

112
00:04:54,875 --> 00:04:57,809
который проектируется так,
чтобы распознавать и разрезать

113
00:04:57,833 --> 00:05:00,226
очень специфическую
последовательность ДНК.

114
00:05:00,250 --> 00:05:01,518
В этом примере

115
00:05:01,542 --> 00:05:05,518
два белка Cas9 используются,
чтобы вырезать проблемный кусок ДНК.

116
00:05:05,542 --> 00:05:09,008
Например, часть гена,
которая может вызвать болезнь.

117
00:05:09,008 --> 00:05:10,783
Клеточная техника затем используется,

118
00:05:10,783 --> 00:05:14,059
чтобы заново склеить два конца ДНК.

119
00:05:14,083 --> 00:05:15,351
Одна из моих трудностей

120
00:05:15,375 --> 00:05:18,684
как молекулярного аниматора —
визуализация неопределённости.

121
00:05:18,708 --> 00:05:22,018
Все анимации, которые я вам показала, —
гипотезы моих коллег о том,

122
00:05:22,042 --> 00:05:24,309
как работает процесс

123
00:05:24,333 --> 00:05:26,684
на основании лучшей
информации, что у них есть.

124
00:05:26,708 --> 00:05:28,684
Но для многих молекулярных процессов

125
00:05:28,708 --> 00:05:31,684
мы всё ещё находимся
на ранних стадиях понимания вещей,

126
00:05:31,708 --> 00:05:33,018
и многое ещё надо изучать.

127
00:05:33,042 --> 00:05:34,309
Правда в том,

128
00:05:34,333 --> 00:05:38,292
что эти невидимые молекулярные миры
обширны и не исследованы.

129
00:05:39,458 --> 00:05:41,518
Для меня эти молекулярные пейзажи

130
00:05:41,542 --> 00:05:44,934
так же интересно исследовать,
как и мир природы,

131
00:05:44,958 --> 00:05:47,351
который мы все видим.

132
00:05:47,375 --> 00:05:48,643
Спасибо.

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