0:00:00.000,0:00:02.400
O que vou mostrar a vocês

0:00:02.400,0:00:06.000
são máquinas moleculares admiráveis

0:00:06.000,0:00:09.000
que criam o tecido vivo de seu corpo.

0:00:09.000,0:00:12.850
Moléculas são realmente minúsculas.

0:00:12.850,0:00:16.000
e por minúsculas,[br]quero dizer muito minúsculas.

0:00:16.890,0:00:19.210
São menores que o comprimento [br]da onda de luz,

0:00:19.210,0:00:21.850
assim, não é possível [br]observá-las diretamente.

0:00:21.850,0:00:24.670
Mas, através da ciência, [br]temos uma ideia razoavelmente boa

0:00:24.670,0:00:27.150
do que acontece na escala molecular.

0:00:27.150,0:00:29.000
Nós podemos falar sobre as moléculas,

0:00:29.000,0:00:32.000
mas não temos um meio direto [br]de lhes mostrar as moléculas.

0:00:32.860,0:00:35.000
Um modo de fazer isso [br]é desenhar figuras.

0:00:35.000,0:00:37.000
E essa ideia não é nada nova.

0:00:37.000,0:00:39.000
Cientistas sempre criaram figuras

0:00:39.000,0:00:42.000
como parte de seu processo [br]de raciocínio e descoberta.

0:00:42.000,0:00:45.300
Eles desenham figuras daquilo [br]que observam com os olhos,

0:00:45.300,0:00:48.010
através de tecnologias [br]como telescópios e microscópios,

0:00:48.010,0:00:50.000
e também sobre o que estão refletindo.

0:00:50.000,0:00:52.000
Escolhi dois exemplos bem conhecidos,

0:00:52.000,0:00:55.840
pois são famosos por expressar [br]a ciência através da arte.

0:00:55.840,0:00:57.510
E começo com Galileu

0:00:57.510,0:01:00.910
que usou o primeiro telescópio [br]do mundo para observar a Lua.

0:01:00.910,0:01:03.000
E ele transformou [br]nossa compreensão da Lua.

0:01:03.000,0:01:06.920
A percepção, no século 17, era de que [br]a Lua era uma esfera celestial perfeita.

0:01:06.920,0:01:10.000
Mas o que Galileu viu foi [br]um mundo rochoso e árido

0:01:10.000,0:01:13.000
que ele expressou através de aquarela.

0:01:13.000,0:01:18.940
Outro cientista com grandes ideias,[br]estrela da Biologia, é Charles Darwin,

0:01:18.940,0:01:22.680
com o famoso registro em seu caderno,[br]ele começa no topo do canto esquerdo

0:01:22.680,0:01:26.760
com "Eu penso", então rascunha [br]a primeira árvore da vida,

0:01:26.760,0:01:29.710
que é a percepção dele [br]de como todas as espécies,

0:01:29.710,0:01:33.410
todas as coisas vivas na Terra, estão[br]conectadas pela história da evolução.

0:01:33.410,0:01:35.820
A origem das espécies [br]através da seleção natural

0:01:35.820,0:01:38.620
e a divergência [br]de uma população ancestral.

0:01:38.620,0:01:42.310
Mesmo sendo cientista, eu costumava [br]ir a palestras de biólogos moleculares

0:01:42.310,0:01:45.000
e as achava totalmente incompreensíveis,

0:01:45.000,0:01:48.210
com toda aquela linguagem técnica [br]e jargões extravagantes

0:01:48.210,0:01:50.390
que usavam na descrição de seus trabalhos,

0:01:50.390,0:01:55.010
até que conheci a arte de David Goodsell,[br]um biólogo molecular no Instituto Scripps.

0:01:55.010,0:01:59.630
E seus desenhos são precisos [br]e estão em escala.

0:01:59.630,0:02:04.560
E seu trabalho iluminou para mim[br]como é o mundo molecular dentro de nós.

0:02:04.560,0:02:07.000
Esta é uma transeção do sangue.

0:02:07.000,0:02:09.000
No canto superior esquerdo, você tem essa área verde-amarela.

0:02:09.000,0:02:12.000
A área verde-amarela são os fluidos do sangue, que é predominantemente água,

0:02:12.000,0:02:14.000
mas há também anticorpos, açúcares,

0:02:14.000,0:02:16.000
hormônios, esse tipo de coisas.

0:02:16.000,0:02:18.000
E a região vermelha é um corte de uma célula de sangue vermelho.

0:02:18.000,0:02:20.000
E essas moléculas vermelhas são hemoglobina.

0:02:20.000,0:02:22.000
Elas são realmente vermelhas, é o que dá ao sangue sua cor.

0:02:22.000,0:02:24.000
E a hemoglobina atua como uma esponja molecular

0:02:24.000,0:02:26.000
que absorve o oxigênio em seus pulmões

0:02:26.000,0:02:28.000
e o carrega para outras partes do corpo.

0:02:28.000,0:02:31.000
Fui muito inspirado por esta imagem muitos anos atrás,

0:02:31.000,0:02:33.000
e imaginava se poderíamos usar computação gráfica

0:02:33.000,0:02:35.000
para representar o mundo molecular.

0:02:35.000,0:02:37.000
Como seria ele?

0:02:37.000,0:02:40.000
E foi assim que eu comecei realmente. Portanto, comecemos.

0:02:40.000,0:02:42.000
Isto é o DNA em sua forma clássica de dupla espiral.

0:02:42.000,0:02:44.000
E vem da cristalografia de raio X,

0:02:44.000,0:02:46.000
portanto é um modelo preciso de DNA.

0:02:46.000,0:02:48.000
Se desenrolamos a espiral dupla e separamos os dois filamentos,

0:02:48.000,0:02:50.000
você vê essas coisas que parecem dentes.

0:02:50.000,0:02:52.000
Essas são as letras do código genético,

0:02:52.000,0:02:55.000
os 25.000 genes que você tem escritos em seu DNA.

0:02:55.000,0:02:57.000
Tipicamente, é disto que falam --

0:02:57.000,0:02:59.000
o código genético -- é sobre isto que estão falando.

0:02:59.000,0:03:01.000
Mas quero falar sobre um aspecto diferente da ciência do DNA,

0:03:01.000,0:03:04.000
que é a natureza física do DNA.

0:03:04.000,0:03:07.000
São esses dois filamentos que correm em direções opostas

0:03:07.000,0:03:09.000
por razões que não vou comentar agora.

0:03:09.000,0:03:11.000
Mas, fisicamente eles correm em direções opostas,

0:03:11.000,0:03:14.000
o que cria uma série de complicações para suas células vivas,

0:03:14.000,0:03:16.000
como vão ver,

0:03:16.000,0:03:19.000
mais especificamente quando o DNA está sendo copiado.

0:03:19.000,0:03:21.000
O que vou mostrar a vocês

0:03:21.000,0:03:23.000
é uma representação precisa

0:03:23.000,0:03:26.000
da verdadeira máquina de replicação do DNA que está ocorrendo agora dentro de seu corpo,

0:03:26.000,0:03:29.000
no mínimo, biologia 2002.

0:03:29.000,0:03:32.000
Assim, o DNA está entrando na linha de produção do lado esquerdo,

0:03:32.000,0:03:35.000
e ele atinge este conjunto, essas máquinas bioquímicas em miniatura,

0:03:35.000,0:03:38.000
que estão rompendo o filamento de DNA e fazendo uma cópia exata.

0:03:38.000,0:03:40.000
Dessa forma o DNA entra

0:03:40.000,0:03:42.000
e atinge esta estrutura azul em forma de rosquinha

0:03:42.000,0:03:44.000
e é separado em dois filamentos.

0:03:44.000,0:03:46.000
Um filamento pode ser copiado diretamente,

0:03:46.000,0:03:49.000
e você pode ver essas coisas se enrolando aqui na base.

0:03:49.000,0:03:51.000
Mas as coisas não são tão simples para o outro filamento

0:03:51.000,0:03:53.000
porque ele deve ser copiado de trás para frente.

0:03:53.000,0:03:55.000
Assim ele é lançado fora repetidamente nesses laços

0:03:55.000,0:03:57.000
e copiado uma parte por vez,

0:03:57.000,0:04:00.000
criando duas novas moléculas de DNA.

0:04:00.000,0:04:03.000
Você tem bilhões dessas máquinas

0:04:03.000,0:04:05.000
trabalhando exatamente agora dentro de você,

0:04:05.000,0:04:07.000
copiando seu DNA com primorosa fidelidade.

0:04:07.000,0:04:09.000
É uma representação precisa,

0:04:09.000,0:04:12.000
e está muito próxima da velocidade correta para aquilo que está ocorrendo dentro de você.

0:04:12.000,0:04:15.000
Deixei de lado a correção de erros e um punhado de outras coisas.

0:04:17.000,0:04:19.000
Isto foi trabalho de vários anos atrás.

0:04:19.000,0:04:21.000
Obrigado.

0:04:21.000,0:04:24.000
Isto foi trabalho de vários anos atrás,

0:04:24.000,0:04:27.000
mas o que vou mostrar a seguir é ciência atualizada, é tecnologia atualizada.

0:04:27.000,0:04:29.000
Então, novamente, começamos com o DNA.

0:04:29.000,0:04:32.000
E está se balançando e movimentando ali por causa da sopa de moléculas ao redor,

0:04:32.000,0:04:34.000
que tirei fora a fim de que vocês pudessem ver alguma coisa.

0:04:34.000,0:04:36.000
O DNA tem aproximadamente dois nanômetros,

0:04:36.000,0:04:38.000
o que é realmente muito pequeno.

0:04:38.000,0:04:40.000
Mas em cada uma de suas células,

0:04:40.000,0:04:44.000
cada filamento do DNA tem a extensão de aproximadamente 30 a 40 milhões de nanômetros.

0:04:44.000,0:04:47.000
Assim, para manter o DNA organizado e regular o acesso ao código genético,

0:04:47.000,0:04:49.000
ele é envolvido por essas proteínas roxas --

0:04:49.000,0:04:51.000
ou eu as rotulei de roxas aqui.

0:04:51.000,0:04:53.000
Ele é embalado e empacotado.

0:04:53.000,0:04:56.000
Todo esse campo de visão é um único filamento de DNA.

0:04:56.000,0:04:59.000
Esse enorme pacote de DNA é chamado de cromossomo.

0:04:59.000,0:05:02.000
E voltaremos aos cromossomos em um minuto.

0:05:02.000,0:05:04.000
Estamos partindo, estamos saindo

0:05:04.000,0:05:06.000
através de um poro nuclear,

0:05:06.000,0:05:09.000
que é o acesso a esse compartimento que contém todo o DNA,

0:05:09.000,0:05:11.000
chamado núcleo.

0:05:11.000,0:05:13.000
Todo esse campo visual

0:05:13.000,0:05:16.000
vale aproximadamente um semestre de biologia, e eu levei sete minutos.

0:05:16.000,0:05:19.000
Então não vamos conseguir fazer isso hoje?

0:05:19.000,0:05:22.000
Não, disseram-me: "Não".

0:05:22.000,0:05:25.000
Esta é a forma como uma célula viva parece à luz do microscópio.

0:05:25.000,0:05:28.000
E está sendo filmada em aceleração, por isso é que você pode vê-la mover-se.

0:05:28.000,0:05:30.000
O envoltório nuclear se rompe.

0:05:30.000,0:05:33.000
Essas coisas em forma de salsicha são os cromossomos, e vamos focar neles.

0:05:33.000,0:05:35.000
Eles passam por essa movimentação impressionante

0:05:35.000,0:05:38.000
que está focada nesses pequenos pontos vermelhos.

0:05:38.000,0:05:41.000
Quando a célula sente que está pronta,

0:05:41.000,0:05:43.000
ela rasga o cromossomo.

0:05:43.000,0:05:45.000
Um conjunto de DNA vai para um lado,

0:05:45.000,0:05:47.000
o outo lado fica com o outro conjunto de DNA --

0:05:47.000,0:05:49.000
cópias idênticas de DNA.

0:05:49.000,0:05:51.000
Então a célula se separa no meio.

0:05:51.000,0:05:53.000
Novamente, você tem bilhões de células

0:05:53.000,0:05:56.000
sendo submetidas a esse processo agora dentro de você.

0:05:56.000,0:05:59.000
Agora vamos rebobinar e focar apenas nos cromossomos

0:05:59.000,0:06:01.000
e olhar para sua estrutura e descrevê-la.

0:06:01.000,0:06:04.000
Novamente, aqui estamos no momento da divisão.

0:06:04.000,0:06:06.000
Os cromossomos se alinham.

0:06:06.000,0:06:08.000
E isolamos apenas um cromossomo,

0:06:08.000,0:06:10.000
vamos extraí-lo e dar uma olhada em sua estrutura.

0:06:10.000,0:06:13.000
Esta é uma das maiores estruturas moleculares que você tem,

0:06:13.000,0:06:17.000
pelo menos até onde descobrimos até agora dentro de nós.

0:06:17.000,0:06:19.000
Este é um único cromossomo.

0:06:19.000,0:06:22.000
E você tem dois filamenteos de DNA em cada cromossomo.

0:06:22.000,0:06:24.000
Um é empacotado em uma salsicha.

0:06:24.000,0:06:26.000
O outro filamento é empacotado na outra salsicha.

0:06:26.000,0:06:29.000
Essas coisas que parecem bigodes esticados para fora de cada lado

0:06:29.000,0:06:32.000
são as estrururas dinâmicas de sustentação da célula.

0:06:32.000,0:06:34.000
Elas são chamadas microtúbulos. Esse nome não é importante.

0:06:34.000,0:06:37.000
Mas o que vamos focar é essa região vermelha -- eu a rotulei de vermelha aqui --

0:06:37.000,0:06:39.000
e ela é a interface

0:06:39.000,0:06:42.000
entre a estrutura dinâmica de sustentação e os cromossomos.

0:06:42.000,0:06:45.000
Obviamente ela é fundamental para o movimento dos cromossomos.

0:06:45.000,0:06:48.000
Não temos ideia realmente de como ela está realizando esse movimento.

0:06:48.000,0:06:50.000
Temos estudado essa coisa que eles chamam de orbe cinética

0:06:50.000,0:06:52.000
por mais de cem anos com estudos intensos,

0:06:52.000,0:06:55.000
e ainda estamos só começando a descobrir o que é isso.

0:06:55.000,0:06:58.000
Ela é feita de cerca de 200 tipos diferentes de proteínas,

0:06:58.000,0:07:01.000
milhares de proteínas no total.

0:07:01.000,0:07:04.000
É um sistema de transmissão de sinais.

0:07:04.000,0:07:06.000
Ela transmite através de sinais químicos

0:07:06.000,0:07:09.000
dizendo para o restante da célula quando está pronta,

0:07:09.000,0:07:12.000
quando ela sente que tudo está alinhado e pronto

0:07:12.000,0:07:14.000
para a separação dos cromossomos.

0:07:14.000,0:07:17.000
Ela é capaz de unir-se aos microtúbulos que estão crescendo e encolhendo.

0:07:17.000,0:07:20.000
Ela está envolvida com o crescimento dos microtúbulos,

0:07:20.000,0:07:23.000
e é capaz de transitoriamente juntar-se a eles.

0:07:23.000,0:07:25.000
É também um sistema de sensoriamento de atenção.

0:07:25.000,0:07:27.000
É capaz de perceber quando a célula está pronta,

0:07:27.000,0:07:29.000
quando o cromossomo está posicionado corretamente.

0:07:29.000,0:07:31.000
Está se tornando verde aqui

0:07:31.000,0:07:33.000
porque percebe que tudo está correto.

0:07:33.000,0:07:35.000
E vão ver, há este último pedacinho

0:07:35.000,0:07:37.000
que ainda permanece vermelho.

0:07:37.000,0:07:40.000
E ele é encaminhado para fora dos microtúbulos.

0:07:41.000,0:07:44.000
Esse é o sistema de transmissão de sinais enviando o sinal de parada.

0:07:44.000,0:07:47.000
E ele é encaminhado para fora. Quero dizer, mecânico assim mesmo.

0:07:47.000,0:07:49.000
É a máquina molecular.

0:07:49.000,0:07:52.000
Isso é como você trabalha na escala molecular.

0:07:52.000,0:07:55.000
Então com um pouquinho de atração molecular,

0:07:55.000,0:07:58.000
temos cinesina, que são aquelas laranja.

0:07:58.000,0:08:00.000
Saõ pequenos mensageiros que caminham em uma direção.

0:08:00.000,0:08:03.000
E aqui está a dineína. Carregam o sistema de transmissão.

0:08:03.000,0:08:06.000
E têm essas pernas longas para que possam ultrapassar obstáculos e coisas assim.

0:08:06.000,0:08:08.000
Novamente, isso tudo é precisamente derivado

0:08:08.000,0:08:10.000
da ciência.

0:08:10.000,0:08:13.000
O problema é que não podemos mostrar isso a vocês de nenhuma outra maneira.

0:08:13.000,0:08:15.000
Explorar na fronteira da ciência,

0:08:15.000,0:08:17.000
na fronteira da compreensão humana,

0:08:17.000,0:08:20.000
é alucinante.

0:08:20.000,0:08:22.000
Descobrir esta matéria

0:08:22.000,0:08:25.000
é certamente um incentivo agradável para trabalhar em ciência.

0:08:25.000,0:08:28.000
Mas muitos pesquisadores médicos --

0:08:28.000,0:08:30.000
descobrir a matéria

0:08:30.000,0:08:33.000
é simplesmente um passo ao longo do caminho para as grandes metas,

0:08:33.000,0:08:36.000
que são erradicar doenças,

0:08:36.000,0:08:38.000
eliminar sofrimento e miséria que a doença causa

0:08:38.000,0:08:40.000
e tirar as pessoas da pobreza.

0:08:40.000,0:08:42.000
Obrigado.

0:08:42.000,0:08:46.000
(Aplausos)