WEBVTT

00:00:02.417 --> 00:00:03.684
我住的猶他州，

00:00:03.708 --> 00:00:06.129
因有著世界上最讓人讚嘆的

00:00:06.129 --> 00:00:09.143
一些自然景觀而聞名。

00:00:09.167 --> 00:00:12.643
人們常震懾於這壯麗的觀景，

00:00:12.667 --> 00:00:16.518
且深深著迷於這些有時看起來
如同異世界的奇景。

00:00:16.542 --> 00:00:20.184
身為科學家，我很愛觀察大自然。

00:00:20.184 --> 00:00:21.976
但，身為細胞生物學家，

00:00:22.000 --> 00:00:25.049
我更感興趣的是去瞭解

00:00:25.063 --> 00:00:26.848
極小尺度下的自然界。

NOTE Paragraph

00:00:27.917 --> 00:00:30.726
我是分子動畫師，我和研究者合作

00:00:30.750 --> 00:00:35.044
將肉眼看不見的微小分子具象化。

00:00:35.292 --> 00:00:38.143
這些分子比光的波長還小，

00:00:38.167 --> 00:00:42.496
意即就算有最好的光學顯微鏡，
我們也無法直接看見它們，

00:00:42.500 --> 00:00:46.613
我要如何將看不見的東西視像化？

NOTE Paragraph

00:00:46.667 --> 00:00:48.809
科學家，比如我的合作夥伴，

00:00:48.833 --> 00:00:50.934
會終其職涯

00:00:50.958 --> 00:00:53.518
窮究一個分子過程。

00:00:53.542 --> 00:00:56.018
他們的做法是進行一系列的實驗，

00:00:56.042 --> 00:00:58.961
每個實驗都能告訴我們
拼圖的一小部分。

00:00:59.167 --> 00:01:01.934
有的實驗可以告訴我們
蛋白質的形狀資訊，

00:01:01.958 --> 00:01:05.195
有的能告訴我們它可能
會和哪些蛋白質作用，

00:01:05.215 --> 00:01:08.465
有的能告訴我們它位於細胞何處。

00:01:08.489 --> 00:01:12.476
這些零星片段的資訊拼湊起來
可以讓我們彙整出一個假設，

00:01:12.500 --> 00:01:15.583
一個故事，說明分子如何運作。

NOTE Paragraph

00:01:17.000 --> 00:01:20.934
我的工作是要把這些想法製成動畫。

00:01:20.958 --> 00:01:25.379
有時挺棘手，因為
分子其實會做些蠻瘋狂的事。

00:01:25.500 --> 00:01:29.141
但這些動畫對研究者表達

00:01:29.141 --> 00:01:31.976
他們對於分子運作的想法非常有用。

00:01:32.000 --> 00:01:36.171
這些動畫也讓我們能透過
他們的眼睛來看分子世界。

NOTE Paragraph

00:01:36.375 --> 00:01:38.309
讓我給大家看一些動畫，

00:01:38.333 --> 00:01:40.757
快速帶大家看一些我心目中的

00:01:40.757 --> 00:01:43.459
分子世界自然奇景。

00:01:43.583 --> 00:01:45.559
首先，這是免疫細胞。

00:01:45.583 --> 00:01:48.476
這類細胞必須要在
我們體內到處爬來爬去，

00:01:48.500 --> 00:01:51.518
才能找到入侵者，比如病原菌。

00:01:51.542 --> 00:01:54.643
這種移動的動力來源
是我最愛的蛋白質之一，

00:01:54.667 --> 00:01:58.438
肌動蛋白，它是所謂
細胞骨架的一部分。

00:01:58.458 --> 00:02:00.101
和我們的骨骼不同，

00:02:00.125 --> 00:02:03.851
肌動蛋白細絲一直不斷地
產製和拆解。

00:02:03.875 --> 00:02:07.268
肌動蛋白細胞骨架在我們的
細胞中扮演極重要的角色。

00:02:07.292 --> 00:02:09.059
它們能讓細胞改變形狀，

00:02:09.083 --> 00:02:11.476
四處移動、附著在表面上

00:02:11.500 --> 00:02:13.934
以及吃掉細菌。

NOTE Paragraph

00:02:13.958 --> 00:02:16.559
肌動蛋白也參與另一種不同的動作。

00:02:16.583 --> 00:02:19.768
在肌肉細胞中，肌動蛋白結構
會形成這些細絲，

00:02:19.792 --> 00:02:21.309
看起來就像織物。

00:02:21.333 --> 00:02:23.987
當我們的肌肉收縮，
這些細絲會被拉近，

00:02:24.007 --> 00:02:27.532
當肌肉放鬆時，
又回到原來的位置。

NOTE Paragraph

00:02:27.833 --> 00:02:31.059
細胞骨架的其他部分，
比如這裡的微管，

00:02:31.083 --> 00:02:33.768
負責長程的運輸。

00:02:33.792 --> 00:02:36.434
可以把它視為細胞的高速公路，

00:02:36.458 --> 00:02:39.809
把東西從細胞的此端運送到彼端。

00:02:39.833 --> 00:02:42.601
和我們的道路不同，
微管會長大和縮小，

00:02:42.625 --> 00:02:46.167
需要它們時就會出現，
工作完成後就會消失。

NOTE Paragraph

00:02:46.458 --> 00:02:48.893
分子版的半掛式卡車

00:02:48.917 --> 00:02:51.476
是被貼切稱為馬達蛋白的蛋白質，

00:02:51.500 --> 00:02:53.976
它能延著微管爬行，

00:02:54.000 --> 00:02:56.684
有時身後還可以拖著大型貨物，

00:02:56.708 --> 00:02:58.518
比如胞器。

00:02:58.542 --> 00:03:01.393
這種馬達蛋白就是
一般所稱的動力蛋白，

00:03:01.417 --> 00:03:03.851
它們以團隊合作著稱，

00:03:03.875 --> 00:03:07.309
至少我個人看起來覺得就像馬戰車。

NOTE Paragraph

00:03:07.333 --> 00:03:11.184
各位可以看到，細胞是個
不斷改變、保持動態的地方，

00:03:11.208 --> 00:03:14.643
東西經常在這裡被建造和拆除。

00:03:14.667 --> 00:03:17.769
不過，有些結構會比
其他結構更難拆除。

00:03:17.827 --> 00:03:19.702
需要再帶入特殊的力量，

00:03:19.722 --> 00:03:23.273
才能確保這些結構能及時被拆除。

00:03:23.583 --> 00:03:26.309
這份工作有部分是由
像這樣的蛋白質來完成。

00:03:26.333 --> 00:03:29.653
在細胞有中很多種
像這樣的甜甜圈型的蛋白質，

00:03:29.673 --> 00:03:32.380
它們似乎都會將個別蛋白質

00:03:32.400 --> 00:03:35.393
拉進中間的洞孔藉撕扯來拆除結構。

00:03:35.417 --> 00:03:37.976
如果這些蛋白質沒有
把它們的工作做好，

00:03:38.000 --> 00:03:40.726
應該要被拆解的那些蛋白質

00:03:40.750 --> 00:03:43.184
有時有可能會黏聚在一起，

00:03:43.208 --> 00:03:47.191
那就會造成很糟糕的疾病，
如阿茲海默症。

NOTE Paragraph

00:03:47.417 --> 00:03:49.434
現在，來看看細胞核，

00:03:49.458 --> 00:03:52.219
細胞核以 DNA 的形式
來儲藏基因組。

00:03:52.417 --> 00:03:54.455
在我們所有的細胞中，

00:03:54.455 --> 00:03:57.996
DNA 由多種不同的蛋白質
來照料和維護。

00:03:58.208 --> 00:04:01.018
DNA 被組織蛋白所纏繞，

00:04:01.042 --> 00:04:05.252
組織蛋白讓細胞能夠把
大量 DNA 裝入我們的細胞核中。

00:04:05.375 --> 00:04:08.434
這些機械叫做染色質重塑蛋白，

00:04:08.458 --> 00:04:12.484
基本上，它們做的是快速將 DNA
送到這些組織蛋白周圍，

00:04:12.500 --> 00:04:16.269
且它們會讓 DNA 的
新片段暴露出來。

00:04:16.375 --> 00:04:19.309
接著，此 DNA 就會
被其他機器辨認出來。

00:04:19.333 --> 00:04:21.851
在這個例子中，此大型分子機械

00:04:21.875 --> 00:04:25.765
在尋找基因起始的那個 DNA 節段。

00:04:25.917 --> 00:04:27.601
一旦它找到了這個節段，

00:04:27.625 --> 00:04:30.393
基本上，它就會進行一連串變形，

00:04:30.417 --> 00:04:32.518
讓它能夠帶入其他機器，

00:04:32.542 --> 00:04:36.284
而那些機器就會讓
基因被活化或轉錄。

00:04:36.708 --> 00:04:39.809
這個過程必須要非常嚴謹地控管，

00:04:39.833 --> 00:04:42.601
因為若在錯的時間把錯的基因活化，

00:04:42.625 --> 00:04:45.211
可能會造成災難性的後果。

NOTE Paragraph

00:04:45.292 --> 00:04:49.554
現在，科學家能用
蛋白質機械來編輯基因組。

00:04:49.583 --> 00:04:51.761
我相信大家都聽過 CRISPR。

00:04:52.042 --> 00:04:54.851
CRISPR 就利用了
叫做 Cas9 的蛋白質，

00:04:54.875 --> 00:04:57.809
將它編輯之後就可以辨認和切斷

00:04:57.833 --> 00:04:59.960
非常特定的 DNA 序列。

00:05:00.250 --> 00:05:03.076
在這個例子中，
用了兩個 Cas9 蛋白質

00:05:03.096 --> 00:05:05.518
來切除一段有問題的 DNA。

00:05:05.542 --> 00:05:09.018
比如，基因的某部分
可能會造成某種疾病。

00:05:09.042 --> 00:05:10.519
接著，使用細胞機器，

00:05:10.543 --> 00:05:13.631
將 DNA 的兩端重新黏合起來。

NOTE Paragraph

00:05:14.083 --> 00:05:16.941
身為分子動畫師，
我最大的挑戰之一是

00:05:16.961 --> 00:05:18.684
將不確定性給具象化。

00:05:18.708 --> 00:05:22.018
我剛才給各位看的
所有動畫都只是假設，

00:05:22.042 --> 00:05:24.913
我的合作夥伴根據
他們手中的最佳資訊，

00:05:24.933 --> 00:05:26.684
來判定其運作過程，

00:05:26.708 --> 00:05:28.684
但，對大多數分子的運作過程，

00:05:28.708 --> 00:05:32.753
我們都還在了解的初期，
還有很多要學。

00:05:33.042 --> 00:05:36.879
事實是，這些看不見的
分子世界非常廣大，

00:05:36.899 --> 00:05:38.948
且我們只探索了冰山的一角。

00:05:39.458 --> 00:05:41.518
對我來說，探索這些分子景色

00:05:41.542 --> 00:05:44.934
和探索我們身邊看得見的大自然

00:05:44.958 --> 00:05:46.933
一樣讓人興奮。

NOTE Paragraph

00:05:47.375 --> 00:05:48.643
謝謝。

NOTE Paragraph

00:05:48.667 --> 00:05:51.792
（掌聲）