1
00:00:00,000 --> 00:00:02,000
Det jeg skal vise dere nå

2
00:00:02,000 --> 00:00:06,000
er de forbløffende molekylære maskinene

3
00:00:06,000 --> 00:00:09,000
som utgjør det levende vevet i kroppen vår.

4
00:00:09,000 --> 00:00:12,000
Molekyler er bitte, bitte små.

5
00:00:12,000 --> 00:00:14,000
Og med små,

6
00:00:14,000 --> 00:00:16,000
mener jeg virkelig små.

7
00:00:16,000 --> 00:00:18,000
De er mindre enn bølgelengden til lys,

8
00:00:18,000 --> 00:00:21,000
så vi har ingen måte å observere dem på direkte.

9
00:00:21,000 --> 00:00:23,000
Men takket være vitenskapen, har vi en temmelig god idé

10
00:00:23,000 --> 00:00:26,000
om hva som foregår på molekylært nivå.

11
00:00:26,000 --> 00:00:29,000
Så vi kan faktisk fortelle dere om molekylene,

12
00:00:29,000 --> 00:00:32,000
men vi har ingen direkte måte å vise dem på.

13
00:00:32,000 --> 00:00:35,000
Det vi kan gjøre er å lage tegninger.

14
00:00:35,000 --> 00:00:37,000
– Og det er ikke noe nytt.

15
00:00:37,000 --> 00:00:39,000
Vitenskapsmenn har alltid laget tegninger

16
00:00:39,000 --> 00:00:42,000
som en del av sin tanke- og oppdagelsesprosess.

17
00:00:42,000 --> 00:00:45,000
De tegner det de observerer med egne øyne,

18
00:00:45,000 --> 00:00:47,000
ved hjelp av teknologi som teleskop og mikroskop,

19
00:00:47,000 --> 00:00:50,000
og også av de forestillinger de lager i sitt eget hode.

20
00:00:50,000 --> 00:00:52,000
Jeg har valgt to velkjente eksempler,

21
00:00:52,000 --> 00:00:55,000
– kjent for å uttrykke vitenskap gjennom kunst.

22
00:00:55,000 --> 00:00:57,000
Og jeg starter med Galileo

23
00:00:57,000 --> 00:00:59,000
som benyttet verdens første teleskop

24
00:00:59,000 --> 00:01:01,000
til å se på månen.

25
00:01:01,000 --> 00:01:03,000
Og han endret vår forståelse av månen.

26
00:01:03,000 --> 00:01:05,000
Oppfatningen i det 17. århundre

27
00:01:05,000 --> 00:01:07,000
var at månen var en perfekt himmelsk kule.

28
00:01:07,000 --> 00:01:10,000
Men det Galileo så, var en steinete, gold verden,

29
00:01:10,000 --> 00:01:13,000
slik han har uttrykt det i denne akvarellen.

30
00:01:13,000 --> 00:01:15,000
En annen vitenskapsmann med store idéer,

31
00:01:15,000 --> 00:01:18,000
biologiens superstjerne, er Charles Darwin.

32
00:01:18,000 --> 00:01:20,000
Og på denne berømte sida fra hans notater,

33
00:01:20,000 --> 00:01:23,000
starter han oppe til venstre med "Jeg tenker",

34
00:01:23,000 --> 00:01:26,000
og så lager han den første skissen av livets tre,

35
00:01:26,000 --> 00:01:28,000
som er hans oppfattelse

36
00:01:28,000 --> 00:01:30,000
av hvordan alle arter, alt levende på jorden,

37
00:01:30,000 --> 00:01:33,000
er forbundet gjennom evolusjonshistorien --

38
00:01:33,000 --> 00:01:35,000
artenes utvikling gjennom naturlig seleksjon

39
00:01:35,000 --> 00:01:38,000
og endringer fra tidligere generasjoner.

40
00:01:38,000 --> 00:01:40,000
Jeg er selv vitenskapsmann,

41
00:01:40,000 --> 00:01:42,000
men har gått på forelesninger av molekylærbiolologer

42
00:01:42,000 --> 00:01:45,000
og opplevd dem som totalt uforståelige,

43
00:01:45,000 --> 00:01:47,000
med alt sitt finurlige språk og sjargong

44
00:01:47,000 --> 00:01:49,000
som de bruker for å forklare hva de gjør,

45
00:01:49,000 --> 00:01:52,000
helt til jeg oppdaget kunstverkene til David Goodsell,

46
00:01:52,000 --> 00:01:55,000
som er molekylærbiolog fra Scripps institutt.

47
00:01:55,000 --> 00:01:57,000
Og bildene hans,

48
00:01:57,000 --> 00:01:59,000
– som er nøyaktige og der alt er i riktig målestokk –

49
00:01:59,000 --> 00:02:02,000
de belyste for meg

50
00:02:02,000 --> 00:02:04,000
hvordan den molekylære verden inne i oss er.

51
00:02:04,000 --> 00:02:07,000
Dette er et tverrsnitt av blod.

52
00:02:07,000 --> 00:02:09,000
Oppe til venstre er det et gulgrønt område.

53
00:02:09,000 --> 00:02:12,000
Det gulgrønne området er væskene i blodet, for det meste vann,

54
00:02:12,000 --> 00:02:14,000
men der er også antistoffer, sukker,

55
00:02:14,000 --> 00:02:16,000
hormoner og slike ting.

56
00:02:16,000 --> 00:02:18,000
Og det røde området er et snitt gjennom en rød blodcelle.

57
00:02:18,000 --> 00:02:20,000
Og de røde molekylene er hemoglobin.

58
00:02:20,000 --> 00:02:22,000
De er faktisk røde, det er det som gir blodet farge.

59
00:02:22,000 --> 00:02:24,000
Hemoglobin opptrer som en molekylær svamp

60
00:02:24,000 --> 00:02:26,000
som suger opp oksygen i lungene våre

61
00:02:26,000 --> 00:02:28,000
og deretter frakter det til andre deler av kroppen.

62
00:02:28,000 --> 00:02:31,000
Jeg ble veldig inspirert av dette bildet for mange år siden,

63
00:02:31,000 --> 00:02:33,000
og lurte på om vi kunne bruke datagrafikk

64
00:02:33,000 --> 00:02:35,000
til å representere den molekylære verden.

65
00:02:35,000 --> 00:02:37,000
Hvordan ville det bli seende ut?

66
00:02:37,000 --> 00:02:40,000
Slik var det jeg begynte. Så la oss starte.

67
00:02:40,000 --> 00:02:42,000
Dette er DNA i den klassiske dobbelspiralen.

68
00:02:42,000 --> 00:02:44,000
Det er fra røntgenkrystallografi,

69
00:02:44,000 --> 00:02:46,000
så det er en nøyaktig modell av DNA.

70
00:02:46,000 --> 00:02:48,000
Hvis vi vikler opp spiralen og tar de to strengene fra hverandre,

71
00:02:48,000 --> 00:02:50,000
ser dere dette som ligner på tenner.

72
00:02:50,000 --> 00:02:52,000
Det er bokstavene som utgjør den genetiske koden,

73
00:02:52,000 --> 00:02:55,000
de 25 000 genene som er lagret i ditt DNA.

74
00:02:55,000 --> 00:02:57,000
Det er dette de vanligvis snakker om,

75
00:02:57,000 --> 00:02:59,000
den genetiske koden, det er den de snakker om.

76
00:02:59,000 --> 00:03:01,000
Men jeg vil ta opp et annet aspekt som gjelder DNA,

77
00:03:01,000 --> 00:03:04,000
og det er DNAs fysiske natur.

78
00:03:04,000 --> 00:03:07,000
Det er disse to strengene som går i hver sin retning

79
00:03:07,000 --> 00:03:09,000
av grunner jeg ikke kan ta opp nå.

80
00:03:09,000 --> 00:03:11,000
Men fysisk går de altså i hver sine retninger,

81
00:03:11,000 --> 00:03:14,000
og det skaper en hel del problemer for levende celler,

82
00:03:14,000 --> 00:03:16,000
som dere snart skal se,

83
00:03:16,000 --> 00:03:19,000
særlig når DNA skal kopieres.

84
00:03:19,000 --> 00:03:21,000
Så det jeg skal vise dere

85
00:03:21,000 --> 00:03:23,000
er en nøyaktig fremstilling

86
00:03:23,000 --> 00:03:26,000
av DNA-kopieringsmaskinen som akkurat nå arbeider inne i kroppene deres,

87
00:03:26,000 --> 00:03:29,000
i alle fall i 2002-biologi.

88
00:03:29,000 --> 00:03:32,000
DNAet kommer inn på produksjonslinjen fra venstre,

89
00:03:32,000 --> 00:03:35,000
og treffer denne samlingen av biokjemiske maskiner i miniatyr,

90
00:03:35,000 --> 00:03:38,000
som drar DNA-strengene fra hverandre og lager en eksakt kopi.

91
00:03:38,000 --> 00:03:40,000
DNAet kommer alså inn

92
00:03:40,000 --> 00:03:42,000
og treffer denne blå, smultringformede saken

93
00:03:42,000 --> 00:03:44,000
og blir revet fra hverandre til to strenger.

94
00:03:44,000 --> 00:03:46,000
En streng kan bli kopiert direkte,

95
00:03:46,000 --> 00:03:49,000
det er det som spoles av nederst.

96
00:03:49,000 --> 00:03:51,000
Men det er ikke så enkelt for den andre strengen,

97
00:03:51,000 --> 00:03:53,000
fordi den må kopieres baklengs.

98
00:03:53,000 --> 00:03:55,000
Den må gjentatte ganger kveiles av i løkker

99
00:03:55,000 --> 00:03:57,000
og bli kopiert seksjon for seksjon,

100
00:03:57,000 --> 00:04:00,000
slik at det skapes to nye DNA-molekyler.

101
00:04:00,000 --> 00:04:03,000
Det er milliarder av slike maskiner

102
00:04:03,000 --> 00:04:05,000
som akkurat nå arbeider inne i kroppene deres,

103
00:04:05,000 --> 00:04:07,000
og kopierer DNAet med utsøkt kvalitet.

104
00:04:07,000 --> 00:04:09,000
Dette er en nøyaktig gjengivelse av det som foregår,

105
00:04:09,000 --> 00:04:12,000
og farten er også temmelig lik den som foregår inne i dere.

106
00:04:12,000 --> 00:04:15,000
Jeg har ikke tatt med feilretting og en haug andre ting.

107
00:04:17,000 --> 00:04:19,000
Dette ble laget for en del år siden.

108
00:04:19,000 --> 00:04:21,000
Takk, takk.

109
00:04:21,000 --> 00:04:24,000
Dette er arbeid fra noen år tilbake,

110
00:04:24,000 --> 00:04:27,000
men det jeg skal vise nå er oppdatert vitenskap, oppdatert teknologi.

111
00:04:27,000 --> 00:04:29,000
Vi starter igjen med DNA.

112
00:04:29,000 --> 00:04:32,000
Det svinger og snor seg fordi det er omgitt av en suppe av molekyler,

113
00:04:32,000 --> 00:04:34,000
som er fjernet, slik at dere kan se noe.

114
00:04:34,000 --> 00:04:36,000
DNA er omtrent to nanometer i tverrsnitt,

115
00:04:36,000 --> 00:04:38,000
noe som virkelig er ganske smått.

116
00:04:38,000 --> 00:04:40,000
Men i hver eneste av cellene dere har,

117
00:04:40,000 --> 00:04:44,000
er hver tråd av DNA rundt 30 til 40 millioner nanometer lang.

118
00:04:44,000 --> 00:04:47,000
Så for å holde orden på DNAet og regulere tilgangen til den genetiske koden,

119
00:04:47,000 --> 00:04:49,000
er det viklet rundt disse fiolette proteinene --

120
00:04:49,000 --> 00:04:51,000
det vil si, jeg har gjort dem fiolette her.

121
00:04:51,000 --> 00:04:53,000
Det er pakket og buntet.

122
00:04:53,000 --> 00:04:56,000
Alt det vi ser her er et enkelt DNA-molekyl.

123
00:04:56,000 --> 00:04:59,000
Denne enorme pakken av DNA kalles et kromosom.

124
00:04:59,000 --> 00:05:02,000
Vi skal komme tilbake til kromosomer om et øyeblikk.

125
00:05:02,000 --> 00:05:04,000
Vi drar oss tilbake, zoomer ut,

126
00:05:04,000 --> 00:05:06,000
ut gjennom en kjernepore,

127
00:05:06,000 --> 00:05:09,000
som er inngangen til det kammeret som inneholder all DNA,

128
00:05:09,000 --> 00:05:11,000
kalt kjernen.

129
00:05:11,000 --> 00:05:13,000
Alt som er i synsfeltet nå

130
00:05:13,000 --> 00:05:16,000
er omtrent ett semesters biologistudium, og jeg har sju minutter.

131
00:05:16,000 --> 00:05:19,000
Så vi klarer ikke alt det i dag vel?

132
00:05:19,000 --> 00:05:22,000
Nei, sier de, "Nei".

133
00:05:22,000 --> 00:05:25,000
Slik ser en levende celle ut i et lysmikroskop.

134
00:05:25,000 --> 00:05:28,000
Det er filmet med intervallopptak, derfor kan en se bevegelser.

135
00:05:28,000 --> 00:05:30,000
Kjernemembranen brytes ned.

136
00:05:30,000 --> 00:05:33,000
De pølselignende sakene er kromosomer, og vi skal fokusere på dem.

137
00:05:33,000 --> 00:05:35,000
De gjennomgår denne slående bevegelsen.

138
00:05:35,000 --> 00:05:38,000
sentrert om de små røde flekkene.

139
00:05:38,000 --> 00:05:41,000
Når cellen føler at den er klar,

140
00:05:41,000 --> 00:05:43,000
deler den kromosomet i to.

141
00:05:43,000 --> 00:05:45,000
Et sett DNA går til den ene siden,

142
00:05:45,000 --> 00:05:47,000
den andre siden får det andre settet --

143
00:05:47,000 --> 00:05:49,000
identiske kopier av DNA

144
00:05:49,000 --> 00:05:51,000
Deretter deles cellen langs midten.

145
00:05:51,000 --> 00:05:53,000
Og igjen; det er milliarder celler

146
00:05:53,000 --> 00:05:56,000
som gjennomgår denne prosessen akkurat nå, inne i dere.

147
00:05:56,000 --> 00:05:59,000
Nå skal vi spole tilbake og bare fokusere på kromosomene,

148
00:05:59,000 --> 00:06:01,000
se på strukturen deres og beskrive den.

149
00:06:01,000 --> 00:06:04,000
Her er vi tilbake i ekvatorøyeblikket.

150
00:06:04,000 --> 00:06:06,000
Kromosomene stiller seg på linje.

151
00:06:06,000 --> 00:06:08,000
Hvis vi isolerer bare ett kromosom,

152
00:06:08,000 --> 00:06:10,000
skal vi konsentrere oss om det og se på strukturen.

153
00:06:10,000 --> 00:06:13,000
Dette er en av de største molekylære strukturer som fins,

154
00:06:13,000 --> 00:06:17,000
i alle fall av det vi har oppdaget inne i oss så langt.

155
00:06:17,000 --> 00:06:19,000
Dette er et enkelt kromosom.

156
00:06:19,000 --> 00:06:22,000
Og det er to tråder av DNA i hvert kromosom.

157
00:06:22,000 --> 00:06:24,000
En er kveilet opp til én pølse.

158
00:06:24,000 --> 00:06:26,000
Den andre tråden er kveilet opp til den andre pølsen.

159
00:06:26,000 --> 00:06:29,000
Det som ser ut som barter som stikker ut på hver side

160
00:06:29,000 --> 00:06:32,000
er de dynamiske stillasene i cellen.

161
00:06:32,000 --> 00:06:34,000
De kalles mikrotubuli. Navnet er ikke viktig.

162
00:06:34,000 --> 00:06:37,000
Det vi skal fokusere på er det røde området – jeg har merket det rødt her –

163
00:06:37,000 --> 00:06:39,000
og grenseflaten

164
00:06:39,000 --> 00:06:42,000
mellom det dynamiske stillaset og kromosomene.

165
00:06:42,000 --> 00:06:45,000
Det er tydeligvis sentralt i bevegelsen av kromosomene.

166
00:06:45,000 --> 00:06:48,000
Vi har egentlig ingen idé om hvordan det oppnår bevegelsen.

167
00:06:48,000 --> 00:06:50,000
Vi har undersøkt dette som kalles kinetisk orb

168
00:06:50,000 --> 00:06:52,000
gjennom over hundre år med intense studier,

169
00:06:52,000 --> 00:06:55,000
og vi har bare så vidt begynt å oppdage hva det dreier seg om.

170
00:06:55,000 --> 00:06:58,000
Det består av opp til 200 ulike typer protein,

171
00:06:58,000 --> 00:07:01,000
tusenvis av proteiner til sammen.

172
00:07:01,000 --> 00:07:04,000
Det er et signalsystem.

173
00:07:04,000 --> 00:07:06,000
som sender kjemiske signaler,

174
00:07:06,000 --> 00:07:09,000
og forteller resten av cellen når det er klart,

175
00:07:09,000 --> 00:07:12,000
når den føler at alt er oppstilt og klar til å starte

176
00:07:12,000 --> 00:07:14,000
med delingen av kromosomene.

177
00:07:14,000 --> 00:07:17,000
Den er i stand til å koble seg på de voksende og krympende mikrotubuliene.

178
00:07:17,000 --> 00:07:20,000
Den er involvert i veksten av mikrotubuli,

179
00:07:20,000 --> 00:07:23,000
og kan koble seg på dem for en stund.

180
00:07:23,000 --> 00:07:25,000
Det er også et system for oppmerksomhet.

181
00:07:25,000 --> 00:07:27,000
Det føler når cellen er klar,

182
00:07:27,000 --> 00:07:29,000
når kromosomene er i riktig posisjon.

183
00:07:29,000 --> 00:07:31,000
Her blir det grønt

184
00:07:31,000 --> 00:07:33,000
fordi den føler at alt er helt riktig.

185
00:07:33,000 --> 00:07:35,000
Og som dere ser er det en liten bit til slutt

186
00:07:35,000 --> 00:07:37,000
som fremdeles er rød.

187
00:07:37,000 --> 00:07:40,000
Og den blir båret nedover mikrotubuliene.

188
00:07:41,000 --> 00:07:44,000
Det er signalsystemet som sender stoppsignalet.

189
00:07:44,000 --> 00:07:47,000
Som blir båret bort. Det er altså så mekanisk.

190
00:07:47,000 --> 00:07:49,000
Det er et molekylært urverk.

191
00:07:49,000 --> 00:07:52,000
Slik virker dere i molekylær målestokk.

192
00:07:52,000 --> 00:07:55,000
Her har vi mer molekylært snadder,

193
00:07:55,000 --> 00:07:58,000
de orange delene er kinesin.

194
00:07:58,000 --> 00:08:00,000
Det er små kurermolekyler som går i en retning.

195
00:08:00,000 --> 00:08:03,000
Dette er dyenin. De bærer meldingssystemet vi snakket om.

196
00:08:03,000 --> 00:08:06,000
De har lange bein, slik at de kan komme forbi hindringer og slikt.

197
00:08:06,000 --> 00:08:08,000
For å gjenta: dette er nøyaktig hentet

198
00:08:08,000 --> 00:08:10,000
fra vitenskapen.

199
00:08:10,000 --> 00:08:13,000
Problemet er bare at vi ikke kan vise det på noen annen måte.

200
00:08:13,000 --> 00:08:15,000
Å utforske vitenskapens grenser,

201
00:08:15,000 --> 00:08:17,000
på grensen av menneskelig forståelse,

202
00:08:17,000 --> 00:08:20,000
er overveldende.

203
00:08:20,000 --> 00:08:22,000
Å oppdage noe som dette

204
00:08:22,000 --> 00:08:25,000
er virkelig et lystbetont insentiv til å arbeide med vitenskap.

205
00:08:25,000 --> 00:08:28,000
Men de fleste medisinske forskere

206
00:08:28,000 --> 00:08:30,000
som oppdager tingene,

207
00:08:30,000 --> 00:08:33,000
tar enkeltsteg på veien mot de store målene,

208
00:08:33,000 --> 00:08:36,000
som er å utrydde sykdommer,

209
00:08:36,000 --> 00:08:38,000
fjerne lidelsen og smerten som sykdom medfører,

210
00:08:38,000 --> 00:08:40,000
og løfte mennesker ut av fattigdom.

211
00:08:40,000 --> 00:08:42,000
Tusen takk!

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