Return to Video

Чудесата на молекулярния свят, анимирано

  • 0:02 - 0:04
    Живея в Юта,
  • 0:04 - 0:07
    място, известно с едни от
    най-възхитителните
  • 0:07 - 0:09
    естествени пейзажи на планетата.
  • 0:09 - 0:13
    Лесно е да бъдеш завладян
    от тези изумителни гледки
  • 0:13 - 0:17
    и да бъдеш наистина очарован
    от тези неземно изглеждащи образувания.
  • 0:17 - 0:20
    Като учен аз обичам да наблюдавам
    естествения свят.
  • 0:20 - 0:22
    Но като клетъчен биолог
  • 0:22 - 0:25
    аз се интересувам
    от естествения свят
  • 0:25 - 0:27
    в много по-малък мащаб.
  • 0:28 - 0:31
    Аз съм молекулярен аниматор
    и работя с други изследователи
  • 0:31 - 0:34
    за създаване на визуализации на молекули,
    които са толкова малки,
  • 0:34 - 0:35
    че по същество са невидими.
  • 0:35 - 0:38
    Тези молекули са по-малки
    от дължината на светлинната вълна,
  • 0:38 - 0:40
    което означава, че
    не можем да ги видим директно,
  • 0:40 - 0:42
    дори и с най-добрите светлинни микроскопи.
  • 0:42 - 0:45
    Тогава как създавам визуализации на неща,
  • 0:45 - 0:47
    които са толкова малки,
    че не можем да ги видим?
  • 0:47 - 0:49
    Учени, като моите сътрудници,
  • 0:49 - 0:51
    могат да прекарат
    цялата си професионална кариера,
  • 0:51 - 0:54
    опитвайки се да разберат
    един молекулярен процес.
  • 0:54 - 0:56
    За тази цел те провеждат
    серия от експерименти,
  • 0:56 - 0:59
    като всеки един от тях може да ни разкрие
    една малка част от пъзела.
  • 0:59 - 1:02
    Един експеримент може да ни каже
    формата на протеина,
  • 1:02 - 1:03
    друг може да ни разкрие
  • 1:03 - 1:06
    с кои други протеини си взаимодейства,
  • 1:06 - 1:08
    а трети да ни каже къде е разположен
    в клетката.
  • 1:08 - 1:12
    Всички тези парчета информация
    се използват за създаване на хипотеза;
  • 1:12 - 1:16
    на история за това как
    една молекула може да работи.
  • 1:17 - 1:21
    Моята работа е да използвам тези идеи
    и да ги превърна в анимация.
  • 1:21 - 1:22
    Това може да бъде сложно,
  • 1:22 - 1:25
    защото се оказва, че молекулите
    могат да бъдат доста буйни.
  • 1:26 - 1:29
    Но тези анимации могат да бъдат
    невероятно полезни за изследователите
  • 1:29 - 1:32
    да предават своите идеи за това
    как тези молекули работят.
  • 1:32 - 1:35
    Също така те ни позволяват да видим
    молекулярния свят
  • 1:35 - 1:36
    през техните очи.
  • 1:36 - 1:38
    Бих искала да ви покажа някои анимации,
  • 1:38 - 1:42
    кратък преглед на онова, което смятам
    за природни чудеса
  • 1:42 - 1:44
    на молекулярния свят.
  • 1:44 - 1:46
    Първо, това е имунна клетка.
  • 1:46 - 1:48
    Този вид клетки обхождат
    телата ни,
  • 1:48 - 1:52
    с цел да намерят „нашественици“
    като патогенните бактерии.
  • 1:52 - 1:55
    Това движение се захранва
    от един от любимите ми протеини,
  • 1:55 - 1:56
    наречен актин,
  • 1:56 - 1:58
    който е част от цитоскелетона.
  • 1:58 - 2:00
    За разлика от нашите скелети,
  • 2:00 - 2:04
    актиновите филаменти
    непрекъснато се изграждат и разделят.
  • 2:04 - 2:07
    Актиновият цитоскелетон играе
    изключително важна роля в нашите клетки.
  • 2:07 - 2:09
    Той им позволява да променят формата си,
  • 2:09 - 2:11
    да се движат, да залепват по повърхности
  • 2:12 - 2:14
    и да поглъщат бактерии.
  • 2:14 - 2:17
    Актинът също участва
    в различни видове движения.
  • 2:17 - 2:20
    В мускулните ни клетки актинът образува
    тези обикновени нишки,
  • 2:20 - 2:21
    които изглеждат като тъкани.
  • 2:21 - 2:24
    Когато мускулите ни се съкращават,
    тези нишки се доближават,
  • 2:24 - 2:26
    и се връщат към първоначалната си позиция,
  • 2:26 - 2:28
    когато мускулите са отпуснати.
  • 2:28 - 2:31
    Други части на цитоскелета,
    в този случай микротубулите,
  • 2:31 - 2:34
    са отговорни за транспортирането
    на далечни разстояния.
  • 2:34 - 2:36
    Те могат да бъдат разгледани
    като клетъчни пътища,
  • 2:36 - 2:40
    използвани за преместване на неща
    от единия край на клетката до другия.
  • 2:40 - 2:43
    За разлика от нашите пътища,
    микротубилите растат и се свиват;
  • 2:43 - 2:44
    те се появяват, когато са необходими,
  • 2:44 - 2:46
    и изчезват, когато вече не са.
  • 2:46 - 2:49
    Молекулярната версия на полуремаркетата са
  • 2:49 - 2:51
    протеини, съвсем уместно наречени
    моторни протеини,
  • 2:52 - 2:54
    които могат да се придвижват
    по микротубулите
  • 2:54 - 2:57
    и понякога влачат огромни товари,
  • 2:57 - 2:59
    като органели, зад себе си.
  • 2:59 - 3:01
    Този конкретен моторен протеин
    се казва динеин
  • 3:01 - 3:04
    и е известно, че може да работи в групи,
  • 3:04 - 3:07
    което на мен ми изглежда
    като колесница с коне.
  • 3:07 - 3:11
    Както виждате, клетката е
    невероятно променящо се динамично място,
  • 3:11 - 3:15
    където нещата
    се изграждат и разделят непрекъснато.
  • 3:15 - 3:16
    Но някои от тези структури са
  • 3:16 - 3:18
    по-трудни за разделяне от други.
  • 3:18 - 3:20
    Нужни са специални сили,
  • 3:20 - 3:24
    които да осигурят своевременното разделяне
    на тези структури.
  • 3:24 - 3:26
    Тази работа отчасти се извършва
    от протеини като тези.
  • 3:26 - 3:28
    Тези протеини във формата на понички,
  • 3:28 - 3:30
    от които има много видове в клетката,
  • 3:30 - 3:32
    изглежда, че работят,
    за да разкъсат структурите
  • 3:32 - 3:35
    чрез издърпване на отделни протеини
    през централен отвор.
  • 3:35 - 3:38
    Когато тези видове протеини
    не работят правилно,
  • 3:38 - 3:41
    протеините, които трябва да се разделят,
  • 3:41 - 3:43
    понякога могат да се слеят
  • 3:43 - 3:47
    и това може да породи
    страшни болести като Алцхаймер.
  • 3:47 - 3:49
    Сега, нека погледнем ядрото,
  • 3:49 - 3:52
    който съхранява нашия геном
    във формата на ДНК.
  • 3:52 - 3:54
    Във всички наши клетки
  • 3:54 - 3:58
    ДНК е поддържана и обгрижвана
    от разнообразен набор от протеини.
  • 3:58 - 4:01
    ДНК е навита около протеини,
    наречени хистони,
  • 4:01 - 4:05
    което позволява на клетките да натрупат
    огромни количества ДНК в нашето ядро.
  • 4:05 - 4:08
    Тези механизми се наричат
    хроматин-ремоделиращи комплекси
  • 4:08 - 4:11
    и начинът, по който работят,
    е чрез извличане на ДНК
  • 4:11 - 4:12
    около тези хистони
  • 4:12 - 4:16
    и позволяват да се появят
    нови парчета ДНК.
  • 4:16 - 4:19
    Тази ДНК по-късно може да бъде
    разпозната от други механизми.
  • 4:19 - 4:22
    В този случай, този голям
    молекулярен механизъм
  • 4:22 - 4:24
    търси сегмент от ДНК,
  • 4:24 - 4:26
    който му казва, че е в началото на ген.
  • 4:26 - 4:28
    След като намери сегмента,
  • 4:28 - 4:30
    той претърпява серия от промени
    във формата,
  • 4:30 - 4:33
    което му позволява да въвежда
    други механизми,
  • 4:33 - 4:37
    и това от своя страна позволява на гена
    да се включи или да се транскрибира.
  • 4:37 - 4:40
    Този процес трябва бъде
    много строго регулиран,
  • 4:40 - 4:43
    защото включването на грешен ген
    в неправилен момент,
  • 4:43 - 4:45
    може да причини катастрофални последствия.
  • 4:45 - 4:48
    В момента учените могат да използват
    протеинови механизми
  • 4:48 - 4:50
    за редактиране на геноми.
  • 4:50 - 4:52
    Сигурна съм,
    че всички сте чували за CRISPR.
  • 4:52 - 4:55
    CRISPR използва протеин,
    познат като Cas9,
  • 4:55 - 4:58
    който може да бъде настроен да разпознава
    и да отрязва
  • 4:58 - 5:00
    много специфична секвенция от ДНК.
  • 5:00 - 5:02
    В този пример
  • 5:02 - 5:06
    са използвани два Cas9 протеина,
    за отрязване на проблемно парче от ДНК.
  • 5:06 - 5:09
    Например, парче от ген,
    което може да породи някое заболяване.
  • 5:09 - 5:11
    След това се използва
    клетъчен механизъм,
  • 5:11 - 5:14
    който да залепи отново двата края на ДНК.
  • 5:14 - 5:15
    Като молекулярен аниматор,
  • 5:15 - 5:19
    едно от най-големите ми предизвикателства
    е да визуализирам несигурността.
  • 5:19 - 5:22
    Всичките анимации, които ви показах,
    представляват хипотеза
  • 5:22 - 5:24
    как моите сътрудници смятат,
    че протича един процес,
  • 5:24 - 5:27
    базирано на най-добрата информация,
    която имат.
  • 5:27 - 5:29
    За много молекулярни процеси
  • 5:29 - 5:32
    ние все още сме в ранните етапи
    на разбиране на нещата
  • 5:32 - 5:33
    и има още много за учене.
  • 5:33 - 5:34
    Истината е,
  • 5:34 - 5:38
    че тези невидими молекулярни светове са
    огромни и до голяма степен неизледвани.
  • 5:39 - 5:42
    За мен тези молекулярни пейзажи
  • 5:42 - 5:45
    са точно толкова вълнуващи за изследване,
    колкото естествения свят,
  • 5:45 - 5:47
    който е видим около нас.
  • 5:47 - 5:49
    Благодаря!
  • 5:49 - 5:52
    (Аплодисменти)
Títol:
Чудесата на молекулярния свят, анимирано
Speaker:
Джанет Иваса
Descripció:

Някои биологични структури са толкова малки, че учените не могат да ги видят дори и с най-мощните микроскопи. Именно това стимулира креативността на Джанет Иваса, молекулярен аниматор и TED стипендиант. Изследвайте необятните и невиждани молекулярни светове с хипнотизиращите анимации, споделени от нея, които представят как те работят.

more » « less
Video Language:
English
Team:
closed TED
Projecte:
TEDTalks
Duration:
06:05

Bulgarian subtitles

Revisions Compare revisions