0:00:01.396,0:00:04.929
Пытаться понять жизнь, [br]не наблюдая её в действии, —

0:00:04.953,0:00:08.466
это как инопланетянину пытаться понять [br]правила футбольного матча

0:00:08.490,0:00:09.965
всего из пары снимков.

0:00:09.989,0:00:12.109
Мы можем понять многое [br]из этих изображений.

0:00:12.113,0:00:14.506
Например, там есть игроки [br]на поле и вне его зоны.

0:00:14.530,0:00:15.743
Есть группа.

0:00:15.767,0:00:19.789
Есть даже чирлидеры, [br]которые веселятся, наблюдая за игрой.

0:00:19.813,0:00:23.383
И хотя мы получили эту информацию,

0:00:23.407,0:00:25.540
всего лишь просматривая эти картинки,

0:00:25.564,0:00:28.089
мы все ещё не можем [br]сформулировать правила игры.

0:00:28.113,0:00:29.895
Чтобы это сделать,

0:00:29.919,0:00:32.057
нам нужно наблюдать за игрой в действии.

0:00:33.013,0:00:35.568
Многое из того, что мы знаем [br]об устройстве жизни,

0:00:35.592,0:00:37.946
приходит из анализа таких фотографий.

0:00:37.970,0:00:42.460
Учёные смогли узнать многое,[br]рассматривая похожие снимки,

0:00:42.484,0:00:45.522
но в конечном итоге, чтобы понять,[br]как устроена жизнь,

0:00:45.546,0:00:47.688
им нужно увидеть её в действии.

0:00:47.712,0:00:50.702
Именно здесь и происходит жизнь,

0:00:50.726,0:00:55.032
пытаясь понять, как работает[br]фундаментальная единица жизни.

0:00:55.056,0:00:57.019
И чтобы увидеть это,

0:00:57.043,0:01:00.102
нам нужно понять, как устроена жизнь.

0:01:01.278,0:01:03.325
По сравнению с этим муравьём,

0:01:03.349,0:01:07.124
человеческая клетка примерно [br]в сто миллионов раз меньше по объёму.

0:01:07.148,0:01:09.519
Вы видите клетку рядом с этим муравьём?

0:01:09.543,0:01:10.712
Она вот здесь.

0:01:10.736,0:01:12.305
Чтобы увидеть её,

0:01:13.202,0:01:15.521
нам нужно сделать невидимое видимым,

0:01:15.545,0:01:17.870
и мы делаем это, строя микроскопы.

0:01:17.894,0:01:19.314
Только не такие микроскопы;

0:01:19.338,0:01:21.664
те, что мы строим, выглядят примерно так.

0:01:22.105,0:01:25.120
Нам помогает то, что я [br]в каком-то смысле — папарацци.

0:01:25.144,0:01:26.963
Только вместо снимков людей

0:01:26.987,0:01:29.928
я предпочитаю фотографировать [br]известные клетки.

0:01:29.952,0:01:34.031
Мой собственный карьерный путь [br]до сегодняшнего момента

0:01:34.055,0:01:35.461
был довольно извилистым,

0:01:35.485,0:01:39.771
начиная с моей первой детской[br]одержимости и страсти к информатике,

0:01:39.795,0:01:43.511
которые резко перешли [br]к изучению инженерного дела,

0:01:44.365,0:01:46.393
и совсем недавнего

0:01:46.417,0:01:50.402
очень резкого перехода к попыткам [br]понять биологию клетки.

0:01:51.134,0:01:53.764
Именно это сочетание дисциплин

0:01:53.788,0:01:55.898
привело меня к тому,[br]чем я занимаюсь сегодня.

0:01:55.932,0:01:58.860
Я умею проводить [br]междисциплинарные исследования

0:01:58.884,0:02:00.259
с одной чёткой целью.

0:02:00.283,0:02:03.654
Идея в том, чтобы продвигать[br]инновации и открытия,

0:02:03.678,0:02:07.141
объединив экспертов из разных дисциплин,

0:02:07.165,0:02:10.888
чтобы работать вместе и решать проблемы, [br]которые не под силу нам в одиночку.

0:02:11.814,0:02:15.020
Сейчас мы заинтересованы [br]в понимании клетки.

0:02:15.044,0:02:16.233
Клетка... что это?

0:02:16.257,0:02:18.185
Что ж, это элементарная единица жизни.

0:02:18.209,0:02:20.554
Проще говоря, это просто ячейка.

0:02:20.578,0:02:23.617
Это ячейка с триллионами [br]неодушевлённых молекул:

0:02:23.641,0:02:26.562
белками, углеводами, липидами и жирами.

0:02:26.586,0:02:29.095
И, оказывается, за последние полвека

0:02:29.119,0:02:31.930
молекулярные биологи и биохимики[br]придумали способы,

0:02:31.954,0:02:34.024
чтобы подсветить эти белки.

0:02:34.536,0:02:36.565
Они загораются, как светлячки.

0:02:37.518,0:02:39.849
Разработчики микроскопов научились делать

0:02:39.873,0:02:41.297
гораздо лучшие инструменты,

0:02:41.321,0:02:44.301
способные уловить свет, [br]излучаемый этими молекулами,

0:02:44.325,0:02:48.421
учёные-информатики и математики [br]смогли распознать сигналы,

0:02:48.445,0:02:51.467
которые записываются с камер.

0:02:51.491,0:02:53.610
Объединив эти инструменты,

0:02:53.634,0:02:57.870
мы действительно можем понять [br]организацию молекул

0:02:57.894,0:02:59.330
внутри этих клеток,

0:02:59.354,0:03:02.184
понять, как она меняется со временем,

0:03:02.208,0:03:04.916
и это, по сути, то, что нас интересует, —

0:03:04.940,0:03:07.176
понимание сути жизни.

0:03:07.589,0:03:10.445
Итак, мы хотим уйти от снимков жизни,

0:03:10.469,0:03:13.144
которые обычно были ограничены[br]двумя измерениями,

0:03:13.168,0:03:15.503
к способности изображать жизнь[br]в трёх измерениях.

0:03:15.551,0:03:19.097
Итак, как преобразовать [br]двумерное изображение в трёхмерное?

0:03:19.097,0:03:21.176
Что ж, это довольно просто.

0:03:21.200,0:03:23.387
Мы просто создаём серию [br]двумерных изображений,

0:03:23.387,0:03:24.878
перемещая образец вверх и вниз,

0:03:24.878,0:03:27.675
а затем мы накладываем [br]изображения друг на друга

0:03:27.675,0:03:28.977
и создаем трёхмерный объём.

0:03:28.977,0:03:32.249
Проблема с этим подходом в том, [br]что традиционные микроскопы

0:03:32.249,0:03:35.064
излучают в систему слишком много энергии.

0:03:35.088,0:03:37.697
Это означает, что клетка,[br]которую вы видите здесь,

0:03:37.721,0:03:40.686
находится под влиянием [br]большого количества токсичного света,

0:03:40.710,0:03:42.118
и это проблема.

0:03:43.388,0:03:45.044
Позвольте пояснить.

0:03:45.044,0:03:45.832
Например,

0:03:45.832,0:03:50.838
на этой планете жизнь развивалась[br]только под одним солнцем, так?

0:03:50.854,0:03:53.911
Теперь представим, что я хочу изучить[br]покупателей на этой улице,

0:03:53.935,0:03:55.865
чтобы понять их покупательские привычки:

0:03:55.869,0:03:58.488
сколько времени они [br]проводят перед витринами,

0:03:58.488,0:03:59.892
сколько магазинов посещают

0:03:59.916,0:04:02.439
и сколько времени [br]они проводят в каждом из них.

0:04:02.463,0:04:05.082
И если бы я сидел в кафе [br]и смотрел на людей,

0:04:05.082,0:04:07.522
многие даже бы не заметили, [br]что я наблюдаю за ними.

0:04:07.522,0:04:08.517
А что, если вдруг

0:04:08.517,0:04:11.461
я бы сиял эквивалентом, скажем,

0:04:11.465,0:04:16.707
света примерно пяти или десяти солнц?

0:04:16.707,0:04:19.567
Вели бы они себя по-прежнему, как обычно?

0:04:20.277,0:04:23.329
Задерживались ли бы они [br]на улице так же долго?

0:04:23.353,0:04:26.311
Могу ли я действительно верить, [br]что их поведение не изменилось

0:04:26.311,0:04:29.500
от такого количества солнечного света?

0:04:29.524,0:04:30.675
Нет.

0:04:30.699,0:04:32.906
Большинство современных микроскопов

0:04:32.930,0:04:34.529
и обычные микроскопы,

0:04:34.553,0:04:39.155
могут излучать от 10 до 10 000 раз [br]больше солнечного света,

0:04:39.179,0:04:42.420
чем есть на нашей планете, [br]где действительно развивалась жизнь.

0:04:43.431,0:04:45.229
Из-за этого,

0:04:45.253,0:04:47.921
зная, что я — папарацци для клетки,

0:04:47.945,0:04:50.998
нам нужно быть очень осторожными[br]с точки зрения количества света,

0:04:51.022,0:04:52.477
которое мы излучаем на клетку.

0:04:52.501,0:04:55.211
Иначе мы её испепелим.

0:04:55.780,0:04:56.950
И, оказывается,

0:04:56.974,0:05:01.296
нет ничего естественного в попытках [br]наблюдать за повреждённой клеткой,

0:05:01.320,0:05:04.054
чьё поведение было значительно изменено.

0:05:05.323,0:05:08.782
Что ж, возьмём для примера эту клетку.

0:05:08.806,0:05:10.620
Она находится на стекле.

0:05:10.644,0:05:12.448
Видите эти пятна?

0:05:12.472,0:05:14.997
Эти пятна представляют собой [br]молекулярные машины,

0:05:15.021,0:05:17.330
которые собираются на поверхности клетки

0:05:17.354,0:05:21.813
для того, чтобы иметь возможность [br]доставлять пищу извне клетки внутрь неё.

0:05:21.837,0:05:25.002
Наша лаборатория использует [br]решетчатую светолистовую микроскопию,

0:05:25.026,0:05:27.635
которая излучает очень тонкий слой света,

0:05:27.659,0:05:29.642
чтобы не повредить клетки

0:05:29.666,0:05:32.319
и не подать в систему слишком много света.

0:05:32.343,0:05:33.512
И когда мы это делаем,

0:05:33.536,0:05:37.729
мы можем наблюдать [br]за динамикой процесса гораздо дольше

0:05:37.753,0:05:39.983
без особого влияния на сами клетки.

0:05:40.612,0:05:43.302
Мы использовали эту технику [br]и инструменты микроскопии,

0:05:43.326,0:05:45.870
чтобы понять, как вирусы заражают клетки.

0:05:45.894,0:05:49.011
В этом примере мы подвергли клетку [br]воздействию ротавируса.

0:05:49.035,0:05:53.944
Это чрезвычайно заразный патоген,[br]ежегодно убивающий более 200 000 человек.

0:05:53.968,0:05:56.573
Наблюдая за этими молекулами[br]и частицами вируса,

0:05:56.597,0:05:59.078
как они диффундируют [br]на поверхности клеток,

0:05:59.102,0:06:02.008
мы действительно можем понять правила, [br]по которым они играют.

0:06:02.032,0:06:03.717
И когда мы поймём эти правила,

0:06:03.741,0:06:05.175
мы сумеем перехитрить их,

0:06:05.199,0:06:07.470
при помощи разумной лекарственной терапии,

0:06:07.494,0:06:10.665
чтобы иметь возможность управлять[br]или даже предотвращать вирус

0:06:10.689,0:06:12.881
без привязки к клетке в первую очередь.

0:06:13.929,0:06:16.735
Мы сделали невидимое видимым,

0:06:16.759,0:06:17.973
но остаётся вопрос:

0:06:17.997,0:06:20.632
когда мы сможем поверить в то, [br]что видим на самом деле?

0:06:20.632,0:06:22.670
Всё, что я вам показал до этого момента, —

0:06:22.670,0:06:26.900
это клетка, которую держали в плену [br]на стекле или в чашке Петри.

0:06:26.924,0:06:30.935
Что ж, оказывается, клетки изначально[br]не развивались на стекле. Правильно?

0:06:30.959,0:06:32.500
Они не развивались изолированно,

0:06:32.524,0:06:35.316
вне своего физиологического контекста.

0:06:35.340,0:06:37.725
Чтобы понять естественное [br]поведение клеток,

0:06:37.749,0:06:44.354
мы должны наблюдать за ними [br]в динамике там, где они зародились.

0:06:44.482,0:06:47.513
Итак, давайте посмотрим [br]на эту сложную систему.

0:06:47.537,0:06:50.544
Это развивающийся эмбрион рыбы-зебры,

0:06:50.568,0:06:53.760
сейчас вы смотрите на клетки, [br]которые организуются,

0:06:53.784,0:06:56.987
чтобы сформировать ткани [br]и затем сформировать системы органов.

0:06:56.991,0:07:00.192
И когда вы снова посмотрите запись[br]примерно через 20 часов,

0:07:00.216,0:07:02.901
вы увидите формирование [br]глаза и хвоста рыбы-зебры.

0:07:02.901,0:07:05.368
Мы можем наблюдать это[br]не в таком низком разрешении,

0:07:05.392,0:07:07.845
мы можем наблюдать это [br]в мельчайших подробностях,

0:07:07.869,0:07:10.532
и мы хотим видеть это в трёх измерениях

0:07:10.556,0:07:13.611
на протяжении минут, секунд, [br]часов и даже дней.

0:07:13.967,0:07:17.322
Проблема с этими сложными системами в том,

0:07:17.346,0:07:19.199
что мы искажаем свет

0:07:19.223,0:07:22.060
или они искажают свет, [br]который мы на них направляем,

0:07:22.084,0:07:25.158
из-за чего мы получаем [br]очень размытые изображения.

0:07:25.182,0:07:28.531
Оказывается, у астрономов [br]была похожая проблема,

0:07:28.555,0:07:30.470
но у них она возникала,

0:07:30.494,0:07:33.521
когда они пытались записать [br]свет далёких звёзд

0:07:33.545,0:07:35.986
на телескопах наземного базирования.

0:07:36.597,0:07:39.760
Проблема в том, что когда свет[br]проходит тысячи световых лет

0:07:39.784,0:07:42.519
и затем попадает в нашу[br]турбулентную атмосферу,

0:07:42.543,0:07:44.072
свет искажается.

0:07:44.676,0:07:47.155
К счастью, они нашли[br]решение этой проблемы.

0:07:47.179,0:07:49.127
Уже более полувека

0:07:49.151,0:07:51.624
они создают искусственную звезду

0:07:51.648,0:07:54.237
на высоте около 90 километров [br]над поверхностью Земли,

0:07:54.261,0:07:55.714
и они используют этот свет,

0:07:55.738,0:07:59.811
прошедший сквозь ту же [br]турбулентную атмосферу, как и свет звезды,

0:07:59.835,0:08:02.993
чтобы понять, как свет искажается,

0:08:03.017,0:08:05.493
затем они берут зеркало, [br]умеющее менять свою форму,

0:08:05.493,0:08:07.729
чтобы компенсировать [br]или убирать это искажение.

0:08:08.215,0:08:10.497
Итак, мы позаимствовали эту идею

0:08:10.521,0:08:13.317
и реализовали её с помощью [br]нашей системы микроскопов.

0:08:13.341,0:08:14.492
После этого

0:08:14.516,0:08:17.788
можно более или менее [br]расшифровать искажения

0:08:17.812,0:08:19.517
и нечёткость, которые появляются

0:08:19.541,0:08:21.699
из-за сложных систем.

0:08:22.475,0:08:24.283
И мы делаем это с рыбой-зеброй.

0:08:24.307,0:08:27.955
Нам нравятся рыбы-зебры, [br]потому что они, как и мы, позвоночные.

0:08:27.979,0:08:30.433
Но в отличие от нас [br]они в основном прозрачны.

0:08:30.457,0:08:32.906
Это означает, что, подсвечивая их,

0:08:32.930,0:08:35.544
мы можем наблюдать клеточную [br]и субклеточную динамику

0:08:35.568,0:08:36.919
в потрясающих деталях.

0:08:37.430,0:08:39.072
Позвольте мне показать вам пример.

0:08:39.817,0:08:44.328
В этом видео вы видите[br]позвоночник и мышцы рыбы-зебры.

0:08:44.352,0:08:48.393
Мы можем видеть организацию клеток —

0:08:48.417,0:08:51.303
сотни клеток в этом конкретном объёме —

0:08:51.327,0:08:54.085
при наличии и отсутствии [br]адаптивной оптики.

0:08:54.085,0:08:55.257
С этими инструментами

0:08:55.281,0:08:59.260
мы можем видеть всё гораздо [br]более чётко, чем раньше.

0:09:00.605,0:09:02.167
И в этом конкретном примере,

0:09:02.191,0:09:04.585
глядя на то, как развивается[br]глаз у рыбы-зебры,

0:09:04.609,0:09:09.181
вы действительно можете увидеть волнение [br]внутри развивающегося эмбриона.

0:09:09.205,0:09:11.563
Итак, вы можете видеть танцующие клетки.

0:09:11.587,0:09:14.638
В одном примере вы видите, [br]как делится клетка.

0:09:14.662,0:09:15.841
В другом примере

0:09:15.865,0:09:19.624
вы видите, как клетки пытаются занять [br]свои места и протискиваются мимо других.

0:09:19.831,0:09:23.791
В последнем примере вы видите, как клетка[br]хулиганит по отношению к своим соседям,

0:09:23.815,0:09:25.241
нанося по ним удары.

0:09:25.265,0:09:26.426
Правильно?

0:09:27.295,0:09:31.719
Эта технология позволяет[br]смотреть глубже и яснее,

0:09:31.743,0:09:34.884
почти как если бы мы наблюдали [br]отдельные клетки на стекле,

0:09:34.908,0:09:36.914
где они были заключены.

0:09:36.938,0:09:39.665
Чтобы продемонстрировать [br]перспективность этой технологии,

0:09:39.699,0:09:42.281
мы сотрудничаем с некоторыми [br]лучшими мировыми учёными.

0:09:42.645,0:09:45.028
И мы начали задавать ряд [br]фундаментальных вопросов,

0:09:45.111,0:09:47.688
над которым мы сейчас [br]начинаем работать вместе.

0:09:47.772,0:09:51.114
Например, как рак [br]распространяется по телу?

0:09:51.138,0:09:54.359
В этом примере вы видите[br]клетки рака груди,

0:09:54.383,0:09:56.191
которые в основном мигрируют,

0:09:56.215,0:09:59.242
используя кровеносные сосуды, [br]выделенные пурпурным цветом.

0:09:59.316,0:10:01.764
Они используют сосуды[br]в качестве магистралей,

0:10:01.808,0:10:03.109
чтобы передвигаться.

0:10:03.133,0:10:05.578
Вы можете видеть, как они[br]протискиваются по сосудам.

0:10:05.662,0:10:08.240
Вы можете видеть, как они[br]катаются там, где есть место.

0:10:08.310,0:10:12.040
И в одном примере вы видите что-то,[br]напоминающее трейлер Ридли Скотта

0:10:12.040,0:10:13.487
для следующего фильма «Чужой».

0:10:13.511,0:10:17.162
Эта раковая клетка буквально пытается [br]выбраться из кровеносного сосуда,

0:10:17.186,0:10:19.437
чтобы проникнуть в другую часть тела.

0:10:21.685,0:10:23.749
В последнем примере я покажу вам,

0:10:23.773,0:10:26.038
как мы пытаемся понять, [br]как развивается ухо.

0:10:26.062,0:10:29.643
В этом случае нас поразили[br]ползучие нейтрофилы.

0:10:29.667,0:10:32.785
Эти иммунные клетки [br]постоянно патрулируют.

0:10:32.809,0:10:34.684
Как правило, у них нет выходных.

0:10:34.708,0:10:38.198
Они работают постоянно, чтобы обнаружить[br]какую-нибудь внешнюю опасность,

0:10:38.222,0:10:40.838
чтобы понять, есть ли инфекция.

0:10:40.862,0:10:44.345
Они сканируют окружающую среду[br]через постоянное перемещение.

0:10:45.244,0:10:48.598
Мы можем рассмотреть[br]эти изображения и видео

0:10:48.622,0:10:52.600
подробнее, чем это [br]когда-либо было возможно

0:10:52.624,0:10:54.078
до сегодняшнего момента.

0:10:54.102,0:10:56.821
Как и все новые технологии,

0:10:56.845,0:10:59.013
новые возможности порождают[br]новые проблемы,

0:10:59.037,0:11:02.542
и самая большая проблема для нас —[br]это как обрабатывать такие данные.

0:11:03.033,0:11:06.284
Эти микроскопы генерируют массу данных.

0:11:06.308,0:11:10.314
Мы генерируем от одного до трёх[br]терабайт данных в час.

0:11:10.338,0:11:15.231
Чтобы представить: мы заполняем [br]два миллиона гибких дисков каждый час,

0:11:15.255,0:11:17.445
для более зрелых зрителей.

0:11:17.469,0:11:19.189
(Смех)

0:11:19.850,0:11:22.362
Что представляет собой примерно 500 DVD,

0:11:22.386,0:11:24.870
и чтобы было понятнее для поколения Z,

0:11:24.894,0:11:28.881
это примерно дюжина iPhone 11, [br]которые я заполняю каждый час.

0:11:31.199,0:11:32.629
У нас — масса данных.

0:11:32.653,0:11:35.115
Нам нужно найти новые способы[br]визуализировать её.

0:11:35.179,0:11:36.837
Нам нужно найти новые способы

0:11:36.861,0:11:39.286
извлекать биологически значимую информацию

0:11:39.286,0:11:40.431
из этих наборов данных.

0:11:40.431,0:11:41.416
И что важнее всего —

0:11:41.416,0:11:44.473
мы хотим убедиться, что можем [br]поставить эти микроскопы

0:11:44.473,0:11:47.652
в руки учёных со всего мира.

0:11:47.676,0:11:51.930
При этом дизайны этих микроскопов [br]мы раздаём бесплатно.

0:11:51.954,0:11:53.498
Но самая важная часть:

0:11:53.522,0:11:56.300
нам нужно сотрудничать ещё больше,[br]чтобы что-то изменить.

0:11:56.324,0:11:58.090
Мы собираем учёных,

0:11:58.090,0:12:01.323
умеющих разрабатывать новые [br]биологические и химические инструменты.

0:12:01.367,0:12:03.663
Мы работаем вместе с аналитиками данных

0:12:03.687,0:12:05.171
и приборостроителями,

0:12:05.195,0:12:07.735
чтобы уметь создавать данные[br]и управлять ими.

0:12:08.228,0:12:11.383
И так как мы раздаём [br]эти инструменты бесплатно

0:12:11.407,0:12:13.691
всем академическим[br]и некоммерческим организациям,

0:12:13.691,0:12:17.018
мы также строим современные центры [br]обработки и хранения изображений,

0:12:17.072,0:12:20.190
чтобы можно было собрать[br]группу микроскопистов —

0:12:20.214,0:12:22.823
это биологи и компьютерщики,

0:12:22.847,0:12:25.851
и создать команду,[br]способную решать проблемы,

0:12:25.875,0:12:28.030
которые не под силу нам в одиночку.

0:12:28.447,0:12:29.984
И благодаря этим микроскопам

0:12:30.008,0:12:31.848
граница науки снова открыта.

0:12:31.872,0:12:33.432
Итак, давайте двигаться вместе.

0:12:33.904,0:12:35.111
Спасибо.

0:12:35.446,0:12:37.637
(Аплодисменты)