0:00:02.097,0:00:03.708
我在犹他州生活，

0:00:03.708,0:00:07.553
这里因拥有地球上最令人惊叹[br]的一些自然景观

0:00:07.553,0:00:09.143
而闻名遐迩。

0:00:09.167,0:00:12.643
这些壮丽的景观[br]是那么震撼心魄，

0:00:12.667,0:00:16.542
这些时常犹如世外之物[br]的形态也令人深深着迷。

0:00:16.542,0:00:20.184
作为一名科学家，[br]我热爱观察自然世界。

0:00:20.208,0:00:21.976
但作为一名细胞生物学家，

0:00:22.000,0:00:24.709
我更感兴趣的是[br]在一个更加微小的尺度上

0:00:24.709,0:00:27.312
理解自然世界。

0:00:27.917,0:00:30.726
我是一名分子动画师，[br]我与其他研究者合作，

0:00:30.750,0:00:33.183
为小到看不见的分子

0:00:33.183,0:00:35.268
创作可视化影像。

0:00:35.292,0:00:38.143
这些分子比光的波长还小，

0:00:38.167,0:00:40.406
也就是说，我们永远不可能[br]直接看见它们，

0:00:40.430,0:00:42.476
即使用最先进的[br]光学显微镜也做不到。

0:00:42.500,0:00:45.257
那么我是如何为[br]小到看不见的东西

0:00:45.257,0:00:46.643
创作视觉图像的呢？

0:00:46.667,0:00:48.809
科学家们，例如我的合作伙伴，

0:00:48.833,0:00:50.934
往往会终其职业生涯

0:00:50.958,0:00:53.518
致力于理解一个分子过程。

0:00:53.542,0:00:56.018
为此，他们进行了一系列实验，

0:00:56.042,0:00:59.143
每个实验能告诉我们[br]这块拼图的一小部分。

0:00:59.167,0:01:01.934
一种实验能告诉我们[br]蛋白质的形状，

0:01:01.958,0:01:03.226
另一种实验则能告诉我们

0:01:03.250,0:01:05.296
这个分子会和其他[br]哪些蛋白互动，

0:01:05.296,0:01:08.465
更有别的实验告诉我们[br]它在细胞里的什么地方。

0:01:08.489,0:01:12.476
所有这些信息的碎片整合在一起，[br]就能形成一个假设，

0:01:12.500,0:01:16.403
也就是一个关于分子[br]如何工作的故事。

0:01:17.000,0:01:20.934
我的工作就是把这些概念[br]转换成动画。

0:01:20.958,0:01:21.946
这个工作可以很棘手，

0:01:21.946,0:01:25.476
因为事实上，分子的行为很难琢磨。

0:01:25.500,0:01:28.851
但这些动画对研究者相当有用，

0:01:28.875,0:01:31.976
可以帮助他们沟通关于[br]分子工作原理的想法，

0:01:32.000,0:01:34.658
也能让我们通过它们的眼睛

0:01:34.658,0:01:36.351
看见分子世界。

0:01:36.375,0:01:38.309
我想展示一些动画，

0:01:38.333,0:01:41.255
带领大家进行一场短途观光，[br]看看我心目中

0:01:41.255,0:01:43.579
分子世界的“自然奇观”。

0:01:43.583,0:01:45.559
第一个是免疫细胞。

0:01:45.583,0:01:48.476
这些细胞在我们身体里四处爬行，

0:01:48.500,0:01:51.518
以便发现诸如病菌[br]这样的入侵者。

0:01:51.542,0:01:54.643
它的动作由我[br]最喜欢的蛋白之一，

0:01:54.667,0:01:55.934
肌动蛋白驱动，

0:01:55.958,0:01:58.434
这种蛋白是所谓[br]“细胞骨架”的一部分。

0:01:58.458,0:02:00.101
和我们的骨架不同，

0:02:00.125,0:02:03.851
肌动蛋白纤维（微丝）[br]一直在不停的被组装和拆散。

0:02:03.875,0:02:07.268
肌动蛋白骨架在我们的细胞中[br]扮演着至关重要的角色。

0:02:07.292,0:02:09.059
它们让细胞改变形状，

0:02:09.083,0:02:11.476
四处移动，附着于表面，

0:02:11.500,0:02:13.934
以及吞噬细菌。

0:02:13.958,0:02:16.559
肌动蛋白还和另一种[br]不同的运动有关。

0:02:16.559,0:02:19.665
在我们的肌肉细胞中，[br]肌动蛋白结构形成了这些

0:02:19.665,0:02:21.309
看起来像布料的规则纤维。

0:02:21.333,0:02:24.268
当肌肉收缩时，[br]这些纤维就收紧，

0:02:24.292,0:02:25.759
当肌肉放松时，

0:02:25.759,0:02:27.809
它们又恢复到原来的位置。

0:02:27.833,0:02:31.059
细胞骨架的其它组成部分，[br]比如说微管，

0:02:31.083,0:02:33.768
则负责长途运输。

0:02:33.792,0:02:36.434
你可以把它们想象成[br]细胞的高速公路，

0:02:36.458,0:02:39.809
用来把东西从细胞一端[br]运送到另一端。

0:02:39.833,0:02:42.601
和我们的公路不同，[br]微管能够生长、收缩，

0:02:42.625,0:02:44.059
在需要它们时出现，

0:02:44.083,0:02:46.434
完成任务后消失。

0:02:46.458,0:02:48.893
半挂式卡车的分子版本

0:02:48.917,0:02:51.476
则被贴切的称为“马达蛋白”，

0:02:51.500,0:02:53.976
它们能在微管上行走，

0:02:54.000,0:02:56.684
有时候在身后拖着大型“货物”，

0:02:56.708,0:02:58.518
比如说细胞器。

0:02:58.542,0:03:01.393
这种马达蛋白叫做动力蛋白，

0:03:01.417,0:03:03.851
能够以小组为单位工作，

0:03:03.875,0:03:07.309
至少在我看来，[br]几乎和战车的马匹一样。

0:03:07.333,0:03:11.184
如各位所见，细胞是一个[br]时刻变化、非常活跃的地方，

0:03:11.208,0:03:14.643
各种东西都在不停的[br]被修筑和拆解。

0:03:14.667,0:03:16.018
但其中有些结构

0:03:16.042,0:03:17.893
却比别的更难拆散，

0:03:17.893,0:03:19.721
必须动用特殊的力量

0:03:19.721,0:03:23.559
以确保这些结构能被及时拆除。

0:03:23.583,0:03:26.309
这份工作的一部分[br]是由这些蛋白胜任的。

0:03:26.333,0:03:27.851
这些甜甜圈形状的蛋白

0:03:27.875,0:03:29.893
种类繁多，分布在细胞各处，

0:03:29.917,0:03:31.973
看上去全都能将单个蛋白[br]拖进中央孔洞，

0:03:31.973,0:03:35.393
从而把蛋白结构撕扯开来。

0:03:35.417,0:03:37.976
当这种蛋白无法正常工作时，

0:03:38.000,0:03:40.726
本应被它们分解的那些蛋白

0:03:40.750,0:03:43.184
有时会黏在一起，聚集成块，

0:03:43.208,0:03:47.393
这有可能引起可怕的疾病，[br]比如阿茨海默症。

0:03:47.417,0:03:49.434
现在让我们看看细胞核，

0:03:49.458,0:03:52.393
其内部以 DNA 的形式[br]保管着我们的基因组。

0:03:52.417,0:03:53.851
在我们所有的细胞中，

0:03:53.875,0:03:58.184
DNA 由一组功能各异[br]的蛋白照料和维护。

0:03:58.208,0:04:01.018
DNA 被缠绕在组蛋白上，

0:04:01.042,0:04:05.351
这样细胞就能把大量 DNA[br]塞进细胞核里。

0:04:05.375,0:04:08.434
这些“机器”被称为染色质重塑器，

0:04:08.458,0:04:11.224
它们载着 DNA

0:04:11.224,0:04:12.416
在组蛋白上移动，

0:04:12.416,0:04:16.351
让新的 DNA 片段暴露出来。

0:04:16.375,0:04:19.309
这段 DNA 随后能被[br]其它“机器”所识别。

0:04:19.333,0:04:21.851
在这个例子中，[br]这个大型分子机器

0:04:21.875,0:04:23.429
在寻找一段能告诉它

0:04:23.429,0:04:25.893
“这里是基因的起始位置”[br]的 DNA。

0:04:25.917,0:04:27.601
当它找到这个片段后，

0:04:27.625,0:04:30.393
它会进行一系列形状变化，

0:04:30.417,0:04:32.518
以结合其他的“装置”，

0:04:32.542,0:04:36.684
最终启动或转录基因。

0:04:36.708,0:04:39.809
这个过程必须被非常严密的控制，

0:04:39.833,0:04:42.601
因为在错误的时间[br]启动错误的基因

0:04:42.625,0:04:45.268
将导致灾难性后果。

0:04:45.292,0:04:48.101
科学家们现在能够[br]利用蛋白机器

0:04:48.125,0:04:49.559
编辑基因组。

0:04:49.583,0:04:52.018
我相信大家都听说过 CRISPR。[br][ 注：一种基因编辑技术]

0:04:52.042,0:04:54.851
CRISPR 技术利用一种[br]叫做 Cas9 的蛋白，

0:04:54.875,0:04:57.833
经过工程改造后，[br]Cas9 能识别并剪切

0:04:57.833,0:05:00.226
DNA 上非常特定的序列。

0:05:00.250,0:05:01.518
在这个例子里，

0:05:01.542,0:05:05.518
我们用两个 Cas9 蛋白[br]切除了一段有问题的 DNA，

0:05:05.542,0:05:09.018
比如说，基因中一个[br]可能引起疾病的片段，

0:05:09.042,0:05:10.519
然后利用细胞机器

0:05:10.543,0:05:14.059
把 DNA 的两个断点[br]重新“黏合”起来。

0:05:14.083,0:05:15.351
作为一名分子动画师，

0:05:15.375,0:05:18.684
我面临的最大挑战之一[br]就是如何将不确定性具象化。

0:05:18.708,0:05:21.958
我给各位展示的所有动画[br]代表的只是一些假设，

0:05:21.958,0:05:24.503
是我的合作者们基于[br]他们掌握的最佳信息，

0:05:24.503,0:05:26.684
对于一个分子过程的设想。

0:05:26.708,0:05:28.684
但对于很多分子过程来说，

0:05:28.708,0:05:31.684
我们对它们的理解[br]仍处于初始阶段，

0:05:31.708,0:05:33.018
还有许多待研究之处。

0:05:33.042,0:05:34.309
事实是，

0:05:34.333,0:05:38.643
这些看不见的分子世界[br]幅员辽阔，大部分还未经勘探。

0:05:39.458,0:05:41.518
对我来说，这些分子景观

0:05:41.542,0:05:45.298
和我们身边看得见[br]的自然世界一样，

0:05:45.298,0:05:47.351
是那么引人入胜。

0:05:47.375,0:05:48.643
谢谢。

0:05:48.667,0:05:51.792
（掌声）