Return to Video

Чудеса молекулярного мира в мультипликации

  • 0:02 - 0:04
    Я живу в штате Юта,
  • 0:04 - 0:07
    который известен своими
    природными ландшафтами,
  • 0:07 - 0:09
    одними из наиболее впечатляющих
    на нашей планете.
  • 0:09 - 0:13
    Легко быть потрясённым
    этими удивительными пейзажами
  • 0:13 - 0:17
    и быть очарованным этими
    чуть ли не инопланетными образованиями.
  • 0:17 - 0:20
    Как учёный я люблю наблюдать природу.
  • 0:20 - 0:22
    Но как клеточный биолог,
  • 0:22 - 0:25
    я больше заинтересована
    в понимании мира природы
  • 0:25 - 0:27
    в гораздо меньшем масштабе.
  • 0:28 - 0:31
    Я молекулярный аниматор
    и работаю с другими исследователями
  • 0:31 - 0:34
    над созданием визуализации
    молекул, которые так малы,
  • 0:34 - 0:35
    что фактически невидимы.
  • 0:35 - 0:38
    Эти молекулы меньше
    чем длина волны света, а это значит,
  • 0:38 - 0:40
    что их нельзя увидеть непосредственно,
  • 0:40 - 0:42
    даже в лучших оптических микроскопах.
  • 0:42 - 0:45
    Так как же я делаю визуализацию того,
  • 0:45 - 0:47
    что практически невидимо?
  • 0:47 - 0:49
    Учёные, такие как мои коллеги,
  • 0:49 - 0:51
    могут потратить всю
    профессиональную жизнь
  • 0:51 - 0:54
    на то, чтобы понять
    всего один молекулярный процесс.
  • 0:54 - 0:56
    Для этого они проводят
    серии экспериментов,
  • 0:56 - 0:59
    каждый из которых —
    маленький кусочек головоломки.
  • 0:59 - 1:02
    Один эксперимент
    может рассказать о форме белка,
  • 1:02 - 1:03
    другой эксперимент расскажет
  • 1:03 - 1:06
    о взаимодействии с иными белками,
  • 1:06 - 1:08
    а третий эксперимент расскажет,
    где это найти в клетке.
  • 1:08 - 1:12
    И вся эта информация
    используется для выдвижения гипотезы,
  • 1:12 - 1:16
    то есть истории о том,
    как молекула может работать.
  • 1:17 - 1:21
    Моя работа — взять эти идеи
    и превратить их в анимацию.
  • 1:21 - 1:22
    Это бывает сложно,
  • 1:22 - 1:25
    потому что оказывается, молекулы
    делают совершенно безумные вещи.
  • 1:26 - 1:29
    Но эти анимации могут быть
    очень полезны для исследователей,
  • 1:29 - 1:32
    для того, чтобы донести идеи,
    как работают эти молекулы.
  • 1:32 - 1:35
    Они также позволяют нам
    увидеть молекулярный мир
  • 1:35 - 1:36
    глазами самих молекул.
  • 1:36 - 1:38
    Я хотела бы показать некоторые анимации,
  • 1:38 - 1:42
    краткий обзор того,
    что я считаю чудесами природы
  • 1:42 - 1:44
    молекулярного мира.
  • 1:44 - 1:46
    Во-первых — иммунная клетка.
  • 1:46 - 1:48
    Эти виды клеток
    должны ползать в наших телах,
  • 1:48 - 1:52
    чтобы найти захватчиков,
    таких как патогенные бактерии.
  • 1:52 - 1:55
    Управляет движением
    один из моих любимых белков,
  • 1:55 - 1:56
    он называется актин
  • 1:56 - 1:58
    и является частью того,
    что известно как цитоскелет.
  • 1:58 - 2:00
    В отличие от наших скелетов,
  • 2:00 - 2:04
    актиновые филаменты, или нити,
    постоянно строятся и разбираются.
  • 2:04 - 2:07
    Актиновый цитоскелет играет
    невероятно важную роль в наших клетках.
  • 2:07 - 2:09
    Он позволяет им менять форму,
  • 2:09 - 2:11
    двигаться, прилипать к поверхностям,
  • 2:12 - 2:14
    а также поглощать бактерии.
  • 2:14 - 2:17
    Актин также участвует
    в различных видах движения.
  • 2:17 - 2:20
    В клетках мышц актиновые структуры
    образуют правильные филаменты,
  • 2:20 - 2:21
    которые выглядят как ткань.
  • 2:21 - 2:24
    Когда наши мышцы сокращаются,
    эти филаменты стянуты,
  • 2:24 - 2:26
    и они возвращаются в исходное положение,
  • 2:26 - 2:28
    когда мышцы расслабляются.
  • 2:28 - 2:31
    Другие части цитоскелета,
    в этом случае микротрубочки,
  • 2:31 - 2:34
    ответствены за дальние перемещения.
  • 2:34 - 2:36
    Они могут рассматриваться
    как главные магистрали
  • 2:36 - 2:40
    для перемещений через всю клетку.
  • 2:40 - 2:43
    В отличие от наших дорог,
    микротрубочки растут и сжимаются,
  • 2:43 - 2:44
    появляясь, когда они нужны,
  • 2:44 - 2:46
    и исчезая, когда их работа сделана.
  • 2:46 - 2:49
    Молекулярная версия полуприцепов —
  • 2:49 - 2:51
    это белки, так и названные
    моторными белками,
  • 2:52 - 2:54
    которые могут ходить по микротрубочкам,
  • 2:54 - 2:57
    перетаскивая иногда огромные грузы,
  • 2:57 - 2:59
    такие как органеллы, позади себя.
  • 2:59 - 3:01
    Этот конкретный моторный белок
    известен как динеин,
  • 3:01 - 3:04
    он может работать вместе в группах,
  • 3:04 - 3:07
    что выглядит, по крайней мере для меня,
    как колесница с лошадьми.
  • 3:07 - 3:11
    Как видите, клетка — это крайне
    изменчивое, динамичное образование,
  • 3:11 - 3:15
    где всё постоянно строится и разбирается.
  • 3:15 - 3:16
    Но некоторые из этих структур
  • 3:16 - 3:18
    труднее разобрать на части, чем другие.
  • 3:18 - 3:21
    Чтобы обеспечить своевременный
    демонтаж структур,
  • 3:21 - 3:24
    привлекаются специальные силы.
  • 3:24 - 3:26
    Эта работа отчасти делается
    белками, вроде этих.
  • 3:26 - 3:28
    Эти белки в форме пончиков —
  • 3:28 - 3:30
    в клетке их много разных типов —
  • 3:30 - 3:32
    все, кажется, действуют одинаково,
  • 3:32 - 3:35
    тянут отдельные белки
    через своё центральное отверстие.
  • 3:35 - 3:38
    Когда эти белки не работают
    должным образом,
  • 3:38 - 3:41
    те белки, которые должны быть разобраны,
  • 3:41 - 3:43
    могут иногда слипаться и агрегировать,
  • 3:43 - 3:47
    что может привести к таким страшным
    заболеваниям, как болезнь Альцгеймера.
  • 3:47 - 3:49
    А теперь давайте посмотрим на ядро,
  • 3:49 - 3:52
    где находится наш геном в форме ДНК.
  • 3:52 - 3:54
    Во всех наших клетках
  • 3:54 - 3:58
    ДНК поддерживается набором белков,
    о котором, в свою очередь, и заботится.
  • 3:58 - 4:01
    ДНК наматывается на белки,
    которые называются гистоны
  • 4:01 - 4:05
    и которые позволяют клеткам упаковывать
    большое количество ДНК в наше ядро.
  • 4:05 - 4:08
    Эти машины называются
    ремоделеры хроматина.
  • 4:08 - 4:11
    Они передвигают структурные части ДНК
  • 4:11 - 4:12
    вокруг и вдоль гистонов
  • 4:12 - 4:16
    и позволяют получить доступ
    к новым участкам ДНК.
  • 4:16 - 4:19
    Эту ДНК затем могут распознать
    другие машины.
  • 4:19 - 4:22
    В данном случае эта
    большая молекулярная машина
  • 4:22 - 4:24
    ищет сегмент ДНК,
  • 4:24 - 4:26
    который говорит ей,
    что находится в начале гена.
  • 4:26 - 4:28
    Как только она находит сегмент,
  • 4:28 - 4:30
    она производит последовательные
    изменения формы,
  • 4:30 - 4:33
    которые открывают доступ другим машинам,
  • 4:33 - 4:37
    что, в свою очередь, позволяет этот ген
    включить или расшифровать.
  • 4:37 - 4:40
    Это должен быть очень жёстко
    регулируемый процесс,
  • 4:40 - 4:43
    потому что включение неверного гена
    в неверное время
  • 4:43 - 4:45
    может иметь катастрофические последствия.
  • 4:45 - 4:48
    Учёные теперь могут
    использовать белковые машины
  • 4:48 - 4:50
    для редактирования геномов.
  • 4:50 - 4:52
    Я уверена, что все вы слышали о CRISPR.
  • 4:52 - 4:55
    CRISPR использует белок,
    известный как Cas9,
  • 4:55 - 4:58
    который проектируется так,
    чтобы распознавать и разрезать
  • 4:58 - 5:00
    очень специфическую
    последовательность ДНК.
  • 5:00 - 5:02
    В этом примере
  • 5:02 - 5:06
    два белка Cas9 используются,
    чтобы вырезать проблемный кусок ДНК.
  • 5:06 - 5:09
    Например, часть гена,
    которая может вызвать болезнь.
  • 5:09 - 5:11
    Клеточная техника затем используется,
  • 5:11 - 5:14
    чтобы заново склеить два конца ДНК.
  • 5:14 - 5:15
    Одна из моих трудностей
  • 5:15 - 5:19
    как молекулярного аниматора —
    визуализация неопределённости.
  • 5:19 - 5:22
    Все анимации, которые я вам показала, —
    гипотезы моих коллег о том,
  • 5:22 - 5:24
    как работает процесс
  • 5:24 - 5:27
    на основании лучшей
    информации, что у них есть.
  • 5:27 - 5:29
    Но для многих молекулярных процессов
  • 5:29 - 5:32
    мы всё ещё находимся
    на ранних стадиях понимания вещей,
  • 5:32 - 5:33
    и многое ещё надо изучать.
  • 5:33 - 5:34
    Правда в том,
  • 5:34 - 5:38
    что эти невидимые молекулярные миры
    обширны и не исследованы.
  • 5:39 - 5:42
    Для меня эти молекулярные пейзажи
  • 5:42 - 5:45
    так же интересно исследовать,
    как и мир природы,
  • 5:45 - 5:47
    который мы все видим.
  • 5:47 - 5:49
    Спасибо.
  • 5:49 - 5:52
    (Аплодисменты)
Títol:
Чудеса молекулярного мира в мультипликации
Speaker:
Джанет Иваса
Descripció:

Некоторые биологические структуры настолько малы, что учёные не могут увидеть их даже с помощью самых мощных микроскопов. Тут и пригождается творчество молекулярного аниматора и стипендиата TED Джанет Ивасы. Изучайте обширные невидимые молекулярные миры, пока она делится завораживающими мультипликациями, предполагая, как это всё может работать.

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

Russian subtitles

Revisions Compare revisions