1
00:00:00,000 --> 00:00:02,000
Това, което ще ви покажа

2
00:00:02,000 --> 00:00:06,000
са удивителните молекулярни машини,

3
00:00:06,000 --> 00:00:09,000
които създават живата фабрика на тялото ви.

4
00:00:09,000 --> 00:00:12,000
Молекулите са наистина малки.

5
00:00:12,000 --> 00:00:14,000
Искам да кажа,

6
00:00:14,000 --> 00:00:16,000
че те са наистина малки.

7
00:00:16,000 --> 00:00:18,000
Те са по-малки от дължината на светлинна вълна,

8
00:00:18,000 --> 00:00:21,000
така, че няма начин да ги наблюдаваме.

9
00:00:21,000 --> 00:00:23,000
Но с помощта на науката, получаваме сравнително добра идея

10
00:00:23,000 --> 00:00:26,000
за това, което се случва в молекулярен мащаб.

11
00:00:26,000 --> 00:00:29,000
Това, което можем да направим, е да ви разкажа за молекулите,

12
00:00:29,000 --> 00:00:32,000
но няма начин да ви ги покажа.

13
00:00:32,000 --> 00:00:35,000
Единственият начин е да рисувам картини.

14
00:00:35,000 --> 00:00:37,000
В действителност, тази идея не е нова.

15
00:00:37,000 --> 00:00:39,000
Учените са рисували картини,

16
00:00:39,000 --> 00:00:42,000
като част от процеса им на мислене и откриване.

17
00:00:42,000 --> 00:00:45,000
Те рисуват картини за това, което виждат,

18
00:00:45,000 --> 00:00:47,000
с помощта на технологии, като телескопи и микроскопи,

19
00:00:47,000 --> 00:00:50,000
също и за това, за което мислят.

20
00:00:50,000 --> 00:00:52,000
Избрах два добре известни примера,

21
00:00:52,000 --> 00:00:55,000
защото те са известни като примери за изразяване на науката чрез изкуство.

22
00:00:55,000 --> 00:00:57,000
Започвам с Галилео,

23
00:00:57,000 --> 00:00:59,000
който използва първия телескоп в света,

24
00:00:59,000 --> 00:01:01,000
за да наблюдава Луната.

25
00:01:01,000 --> 00:01:03,000
Той измени разбирането ни за Луната.

26
00:01:03,000 --> 00:01:05,000
През 17. век учените мислеха,

27
00:01:05,000 --> 00:01:07,000
че Луната има идеално чиста форма.

28
00:01:07,000 --> 00:01:10,000
Но това, което Галилилео видя, беше скалист, пуст свят,

29
00:01:10,000 --> 00:01:13,000
който той нарисува с водни бои.

30
00:01:13,000 --> 00:01:15,000
Друг учен с големи идеи,

31
00:01:15,000 --> 00:01:18,000
суперзвездата на биологията, е Чарлз Дарвин.

32
00:01:18,000 --> 00:01:20,000
Той написа в горния ляв ъгъл на тетрадката си

33
00:01:20,000 --> 00:01:23,000
"Аз мисля"

34
00:01:23,000 --> 00:01:26,000
и направи скица на първото дърво на живота,

35
00:01:26,000 --> 00:01:28,000
което е неговата идея,

36
00:01:28,000 --> 00:01:30,000
за това, как всички видове, всички живи същества на Земята

37
00:01:30,000 --> 00:01:33,000
са свързани в еволюционна история -

38
00:01:33,000 --> 00:01:35,000
произхода на видовете чрез естествен подбор

39
00:01:35,000 --> 00:01:38,000
и дивергенция от предишно поколение.

40
00:01:38,000 --> 00:01:40,000
Дори като учен,

41
00:01:40,000 --> 00:01:42,000
присъствах на лекции на молекулярни биолози

42
00:01:42,000 --> 00:01:45,000
и открих, че са напълно неразбираеми,

43
00:01:45,000 --> 00:01:47,000
с целия надут технически език и жаргон,

44
00:01:47,000 --> 00:01:49,000
който те използваха, за да опишат своята работа,

45
00:01:49,000 --> 00:01:52,000
докато не се запознах с трудовете на Дейвид Гудсел,

46
00:01:52,000 --> 00:01:55,000
който е молекулярен биолог в института Скрипс.

47
00:01:55,000 --> 00:01:57,000
В неговите картини

48
00:01:57,000 --> 00:01:59,000
всичко е точно и в правилния мащаб.

49
00:01:59,000 --> 00:02:02,000
Неговия труд ми показа,

50
00:02:02,000 --> 00:02:04,000
какъв е молекулярният свят.

51
00:02:04,000 --> 00:02:07,000
Това е трансекция на кръв.

52
00:02:07,000 --> 00:02:09,000
В горния ляв ъгъл виждате тази жълто - зелена област.

53
00:02:09,000 --> 00:02:12,000
Жълто - зелената област са флуиди на кръв, които са основно вода,

54
00:02:12,000 --> 00:02:14,000
но също и анти - тела, захари,

55
00:02:14,000 --> 00:02:16,000
хормони и други.

56
00:02:16,000 --> 00:02:18,000
А червената област е разрез на червена кръвна клетка.

57
00:02:18,000 --> 00:02:20,000
Тези червени молекули са хемоглобин.

58
00:02:20,000 --> 00:02:22,000
В действителност, те са червени; те придават цвета на кръвта.

59
00:02:22,000 --> 00:02:24,000
Хемоглобинът действа като молекулярна гъба,

60
00:02:24,000 --> 00:02:26,000
за да абсорбира кислород в белите ви дробове

61
00:02:26,000 --> 00:02:28,000
и след това го отнася до други части на тялото.

62
00:02:28,000 --> 00:02:31,000
Преди много години бях много въодушевен от тази картина

63
00:02:31,000 --> 00:02:33,000
и се чудих, дали можем да използваме компютърни графики,

64
00:02:33,000 --> 00:02:35,000
за да представим молекулярния свят.

65
00:02:35,000 --> 00:02:37,000
Как ще изглежда това?

66
00:02:37,000 --> 00:02:40,000
Ето как започнах. Нека да започна.

67
00:02:40,000 --> 00:02:42,000
Това е ДНК в нейната класическа форма на двойна спирала.

68
00:02:42,000 --> 00:02:44,000
Това е от рентгенова кристалография,

69
00:02:44,000 --> 00:02:46,000
така, че е точен модел на ДНК.

70
00:02:46,000 --> 00:02:48,000
Ако развием двойната спирала и разединим двете нишки,

71
00:02:48,000 --> 00:02:50,000
ще видите тези неща, които изглеждат като зъби.

72
00:02:50,000 --> 00:02:52,000
Това са буквите на генетичен код,

73
00:02:52,000 --> 00:02:55,000
25 000 гени, които са записани в ДНК-то ви.

74
00:02:55,000 --> 00:02:57,000
Ето за какво говорят те -

75
00:02:57,000 --> 00:02:59,000
генетичния код - за това говорят те.

76
00:02:59,000 --> 00:03:01,000
Но искам да говоря за различен аспект на науката за ДНК

77
00:03:01,000 --> 00:03:04,000
и това е физическата същност на ДНК.

78
00:03:04,000 --> 00:03:07,000
Тези две нишки отиват в противоположни посоки,

79
00:03:07,000 --> 00:03:09,000
поради причини, за които не мога да разкажа сега.

80
00:03:09,000 --> 00:03:11,000
Но те физически отиват в противоположни посоки,

81
00:03:11,000 --> 00:03:14,000
което създава множество усложнения за клетките ви,

82
00:03:14,000 --> 00:03:16,000
както ще видите,

83
00:03:16,000 --> 00:03:19,000
особено, когато ДНК се копира.

84
00:03:19,000 --> 00:03:21,000
Това, което ще ви покажа,

85
00:03:21,000 --> 00:03:23,000
е точна репрезентация

86
00:03:23,000 --> 00:03:26,000
на репликационната машина на действителна ДНК, която се случва в тялото ви,

87
00:03:26,000 --> 00:03:29,000
което е биология от 2002 г.

88
00:03:29,000 --> 00:03:32,000
ДНК влиза в производствената линия от лявата страна

89
00:03:32,000 --> 00:03:35,000
и удря този сбор, тези миниатюрни биохимични машини,

90
00:03:35,000 --> 00:03:38,000
които разделят нишката на ДНК и правят точно копие.

91
00:03:38,000 --> 00:03:40,000
ДНК влиза

92
00:03:40,000 --> 00:03:42,000
и удря тази синя, с форма на поничка структура

93
00:03:42,000 --> 00:03:44,000
и тя се разделя на две нишки.

94
00:03:44,000 --> 00:03:46,000
Едната нишка може да бъде копирана точно

95
00:03:46,000 --> 00:03:49,000
и можете да видите тезе неща, които се развиват към дъното там.

96
00:03:49,000 --> 00:03:51,000
Но не е толкова просто с другата нишка,

97
00:03:51,000 --> 00:03:53,000
защото тя трябва да бъде копирана отзад - напред.

98
00:03:53,000 --> 00:03:55,000
Тя се изхвърля много пъти в тези кръгове

99
00:03:55,000 --> 00:03:57,000
и копира по един раздел,

100
00:03:57,000 --> 00:04:00,000
като създава две нови ДНК молекули.

101
00:04:00,000 --> 00:04:03,000
Имате милиарди от тази машина,

102
00:04:03,000 --> 00:04:05,000
която работи в тялото ви,

103
00:04:05,000 --> 00:04:07,000
копирайки ДНК - то ви с изключителна точност.

104
00:04:07,000 --> 00:04:09,000
Това е точна репрезентация

105
00:04:09,000 --> 00:04:12,000
и е с точната скорост за това, което се случва в тялото ви.

106
00:04:12,000 --> 00:04:15,000
Оставих корекцията на грешки и други неща.

107
00:04:17,000 --> 00:04:19,000
Това е работа от преди години.

108
00:04:19,000 --> 00:04:21,000
Благодаря ви.

109
00:04:21,000 --> 00:04:24,000
Това е труд от преди години,

110
00:04:24,000 --> 00:04:27,000
но това, което ще ви покажа, е съвременна наука, съвременна технология.

111
00:04:27,000 --> 00:04:29,000
Отново, започваме с ДНК.

112
00:04:29,000 --> 00:04:32,000
Тя се върти, поради обграждащата я група молекули,

113
00:04:32,000 --> 00:04:34,000
които съм изчистил, за да можете да видите нещо.

114
00:04:34,000 --> 00:04:36,000
ДНК има дължина два нанометра,

115
00:04:36,000 --> 00:04:38,000
което е наистина малка дължина.

116
00:04:38,000 --> 00:04:40,000
Но във всяка от клетките ви,

117
00:04:40,000 --> 00:04:44,000
всяка нишка ДНК има дължина около 30 до 40 милиона нанометра.

118
00:04:44,000 --> 00:04:47,000
За да се запази ДНК организирана и за да регулира достъпа до генетичния код,

119
00:04:47,000 --> 00:04:49,000
тя е навита около тези пурпурни протеини -

120
00:04:49,000 --> 00:04:51,000
тук съм ги маркирал в пурпурно.

121
00:04:51,000 --> 00:04:53,000
Тя е опакована.

122
00:04:53,000 --> 00:04:56,000
Цялата тази обаст е една нишка ДНК.

123
00:04:56,000 --> 00:04:59,000
Големият пакет ДНК се нарича хромозом.

124
00:04:59,000 --> 00:05:02,000
Ще се върнем към хромозомите след минута.

125
00:05:02,000 --> 00:05:04,000
Издърпваме, увеличаваме,

126
00:05:04,000 --> 00:05:06,000
през дупката на ядрото,

127
00:05:06,000 --> 00:05:09,000
което е вратата към това отделение, което съдържа всички ДНК,

128
00:05:09,000 --> 00:05:11,000
наречено ядро.

129
00:05:11,000 --> 00:05:13,000
Цялата тази област

130
00:05:13,000 --> 00:05:16,000
се изучава за около един семестър в биологията, а аз имам седем минути.

131
00:05:16,000 --> 00:05:19,000
Няма да можем да направим това днес, нали?

132
00:05:19,000 --> 00:05:22,000
Не, казаха ми "Не".

133
00:05:22,000 --> 00:05:25,000
Това е начинът, по който жива клетка изглежда, гледана през светлинен микроскоп.

134
00:05:25,000 --> 00:05:28,000
Тя е филмирана, поради което можете да видите как се движи.

135
00:05:28,000 --> 00:05:30,000
Опаковката на ядрото се разкъсва.

136
00:05:30,000 --> 00:05:33,000
Нещата, които изглеждат като наденица са хромозомите, ще ги разгледаме.

137
00:05:33,000 --> 00:05:35,000
Те минават през това удивително движение,

138
00:05:35,000 --> 00:05:38,000
което е фокусирано на тези малки червени петна.

139
00:05:38,000 --> 00:05:41,000
Когато клетката е готова,

140
00:05:41,000 --> 00:05:43,000
тя разкъсва хромозома.

141
00:05:43,000 --> 00:05:45,000
Единият комплект ДНК отива на една страна,

142
00:05:45,000 --> 00:05:47,000
другият комплект отива на другата страна -

143
00:05:47,000 --> 00:05:49,000
идентични копия на ДНК.

144
00:05:49,000 --> 00:05:51,000
След това клетката се разделя по средата.

145
00:05:51,000 --> 00:05:53,000
Отново, имате милиарди клетки,

146
00:05:53,000 --> 00:05:56,000
които преминават през този процес.

147
00:05:56,000 --> 00:05:59,000
Ще навием отново и ще разгледаме хромозомите,

148
00:05:59,000 --> 00:06:01,000
ще разгледаме структурата им и ще ги опишем.

149
00:06:01,000 --> 00:06:04,000
Отново, това е централният момент.

150
00:06:04,000 --> 00:06:06,000
Хромозомите се подреждат в редица.

151
00:06:06,000 --> 00:06:08,000
Ако изолираме един хромозом,

152
00:06:08,000 --> 00:06:10,000
ще го извадим и ще разгледаме структурата му.

153
00:06:10,000 --> 00:06:13,000
Това е една от най-големите молекулярни структури,

154
00:06:13,000 --> 00:06:17,000
най-малко, доколкото сме открили в телата ни.

155
00:06:17,000 --> 00:06:19,000
Това е един хромозом.

156
00:06:19,000 --> 00:06:22,000
Имаме две нишки ДНК във всеки хромозом.

157
00:06:22,000 --> 00:06:24,000
Едната нишка е навита в едната наденица.

158
00:06:24,000 --> 00:06:26,000
Другата нишка е навита в другата наденица.

159
00:06:26,000 --> 00:06:29,000
Тези неща, които изглеждат като мустаци, които стърчат от всяка от страните,

160
00:06:29,000 --> 00:06:32,000
са динамичната обвивка на клетката.

161
00:06:32,000 --> 00:06:34,000
Наричат се микротубули. Това наименование не е важно.

162
00:06:34,000 --> 00:06:37,000
Но това, което ще разгледаме е тази червена област - тук съм я маркирал в червено -

163
00:06:37,000 --> 00:06:39,000
и интерфейса й

164
00:06:39,000 --> 00:06:42,000
между динамичната обвивка и хромозомите.

165
00:06:42,000 --> 00:06:45,000
Очевидно, това е важно за движението на хромозомите.

166
00:06:45,000 --> 00:06:48,000
В действителност не знаем как се получава това движение.

167
00:06:48,000 --> 00:06:50,000
Изследвал съм това, което учените наричат кинетохор

168
00:06:50,000 --> 00:06:52,000
за период от сто години, с интезивно изследване,

169
00:06:52,000 --> 00:06:55,000
и все още започваме да откриваме, за какво става дума.

170
00:06:55,000 --> 00:06:58,000
Съставено е от около 200 различни вида протеини,

171
00:06:58,000 --> 00:07:01,000
общо хиляди протеини.

172
00:07:01,000 --> 00:07:04,000
То е сигнално - предавателна система.

173
00:07:04,000 --> 00:07:06,000
То предава чрез химически сигнали,

174
00:07:06,000 --> 00:07:09,000
които казват на останалата част от клетката, кога е готова,

175
00:07:09,000 --> 00:07:12,000
кога всичко е подредено и готово

176
00:07:12,000 --> 00:07:14,000
за разделянето на хромозомите.

177
00:07:14,000 --> 00:07:17,000
То може да се чифтоса с разширяващите се и свиващи се микротубули.

178
00:07:17,000 --> 00:07:20,000
То е свързано с растежа на микротубулите

179
00:07:20,000 --> 00:07:23,000
и може за кратко време да се чифтоса с тях.

180
00:07:23,000 --> 00:07:25,000
То е също система, която е чувствителна на внимание.

181
00:07:25,000 --> 00:07:27,000
Може да почувства, кога клетката е готова,

182
00:07:27,000 --> 00:07:29,000
кога хромозомът е разположен правилно.

183
00:07:29,000 --> 00:07:31,000
Тук то става зелено,

184
00:07:31,000 --> 00:07:33,000
защото чувства, че всичко е правилно.

185
00:07:33,000 --> 00:07:35,000
Ще видите, че това малко последно парче

186
00:07:35,000 --> 00:07:37,000
все още остава червено.

187
00:07:37,000 --> 00:07:40,000
То върви надолу по микротубулите.

188
00:07:41,000 --> 00:07:44,000
Това е системата, изпращаща сигнал, която изпраща сигнал за спиране.

189
00:07:44,000 --> 00:07:47,000
То отминава. Искам да кажа, че това е механично.

190
00:07:47,000 --> 00:07:49,000
То е молекулярен часовник.

191
00:07:49,000 --> 00:07:52,000
Ето как работят телата ви в молекулярен мащаб.

192
00:07:52,000 --> 00:07:55,000
С малко молекулярен сладкиш,

193
00:07:55,000 --> 00:07:58,000
получихме кинезис, което са оранжевите петна.

194
00:07:58,000 --> 00:08:00,000
Те са малък молекулярен куриер, работещ еднопосочно.

195
00:08:00,000 --> 00:08:03,000
Ето динейн. Те пренасят тази система, предаваща сигнал.

196
00:08:03,000 --> 00:08:06,000
Имат дълги крака и затова могат да прескачат препятствия.

197
00:08:06,000 --> 00:08:08,000
Отново, това е получено точно

198
00:08:08,000 --> 00:08:10,000
от учените.

199
00:08:10,000 --> 00:08:13,000
Проблемът е, че не можем да ви го покажем по друг начин.

200
00:08:13,000 --> 00:08:15,000
Изучавайки границата на науката,

201
00:08:15,000 --> 00:08:17,000
границата на човешкото разбиране,

202
00:08:17,000 --> 00:08:20,000
е завладяващо.

203
00:08:20,000 --> 00:08:22,000
Откриването на това,

204
00:08:22,000 --> 00:08:25,000
разбира се, е приятна, стимулираща работа.

205
00:08:25,000 --> 00:08:28,000
Но за повечето медицински изследователи -

206
00:08:28,000 --> 00:08:30,000
откриването на това

207
00:08:30,000 --> 00:08:33,000
са просто стъпки по пътя на големите цели,

208
00:08:33,000 --> 00:08:36,000
които са, да излекуват болестите,

209
00:08:36,000 --> 00:08:38,000
да отстранят страданието и нещастията, които причиняват болестите

210
00:08:38,000 --> 00:08:40,000
и да освободят хората от нещастие.

211
00:08:40,000 --> 00:08:42,000
Благодаря ви.

212
00:08:42,000 --> 00:08:46,000
(Аплодисменти)