1
00:00:00,000 --> 00:00:02,400
O que vou mostrar a vocês

2
00:00:02,400 --> 00:00:06,000
são máquinas moleculares admiráveis

3
00:00:06,000 --> 00:00:09,000
que criam o tecido vivo de seu corpo.

4
00:00:09,000 --> 00:00:12,850
Moléculas são realmente minúsculas.

5
00:00:12,850 --> 00:00:16,000
e por minúsculas,
quero dizer muito minúsculas.

6
00:00:16,890 --> 00:00:19,210
São menores que o comprimento 
da onda de luz,

7
00:00:19,210 --> 00:00:21,850
assim, não é possível 
observá-las diretamente.

8
00:00:21,850 --> 00:00:24,670
Mas, através da ciência, 
temos uma ideia razoavelmente boa

9
00:00:24,670 --> 00:00:27,150
do que acontece na escala molecular.

10
00:00:27,150 --> 00:00:29,000
Nós podemos falar sobre as moléculas,

11
00:00:29,000 --> 00:00:32,000
mas não temos um meio direto 
de lhes mostrar as moléculas.

12
00:00:32,860 --> 00:00:35,000
Um modo de fazer isso 
é desenhar figuras.

13
00:00:35,000 --> 00:00:37,000
E essa ideia não é nada nova.

14
00:00:37,000 --> 00:00:39,000
Cientistas sempre criaram figuras

15
00:00:39,000 --> 00:00:42,000
como parte de seu processo 
de raciocínio e descoberta.

16
00:00:42,000 --> 00:00:45,300
Eles desenham figuras daquilo 
que observam com os olhos,

17
00:00:45,300 --> 00:00:48,010
através de tecnologias 
como telescópios e microscópios,

18
00:00:48,010 --> 00:00:50,000
e também sobre o que estão refletindo.

19
00:00:50,000 --> 00:00:52,000
Escolhi dois exemplos bem conhecidos,

20
00:00:52,000 --> 00:00:55,840
pois são famosos por expressar 
a ciência através da arte.

21
00:00:55,840 --> 00:00:57,510
E começo com Galileu

22
00:00:57,510 --> 00:01:00,910
que usou o primeiro telescópio 
do mundo para observar a Lua.

23
00:01:00,910 --> 00:01:03,000
E ele transformou 
nossa compreensão da Lua.

24
00:01:03,000 --> 00:01:06,920
A percepção, no século 17, era de que 
a Lua era uma esfera celestial perfeita.

25
00:01:06,920 --> 00:01:10,000
Mas o que Galileu viu foi 
um mundo rochoso e árido

26
00:01:10,000 --> 00:01:13,000
que ele expressou através de aquarela.

27
00:01:13,000 --> 00:01:18,940
Outro cientista com grandes ideias,
estrela da Biologia, é Charles Darwin,

28
00:01:18,940 --> 00:01:22,680
com o famoso registro em seu caderno,
ele começa no topo do canto esquerdo

29
00:01:22,680 --> 00:01:26,760
com "Eu penso", então rascunha 
a primeira árvore da vida,

30
00:01:26,760 --> 00:01:29,710
que é a percepção dele 
de como todas as espécies,

31
00:01:29,710 --> 00:01:33,410
todas as coisas vivas na Terra, estão
conectadas pela história da evolução.

32
00:01:33,410 --> 00:01:35,820
A origem das espécies 
através da seleção natural

33
00:01:35,820 --> 00:01:38,620
e a divergência 
de uma população ancestral.

34
00:01:38,620 --> 00:01:42,310
Mesmo sendo cientista, eu costumava 
ir a palestras de biólogos moleculares

35
00:01:42,310 --> 00:01:45,000
e as achava totalmente incompreensíveis,

36
00:01:45,000 --> 00:01:48,210
com toda aquela linguagem técnica 
e jargões extravagantes

37
00:01:48,210 --> 00:01:50,390
que usavam na descrição de seus trabalhos,

38
00:01:50,390 --> 00:01:55,010
até que conheci a arte de David Goodsell,
um biólogo molecular no Instituto Scripps.

39
00:01:55,010 --> 00:01:59,630
E seus desenhos são precisos 
e estão em escala.

40
00:01:59,630 --> 00:02:04,560
E seu trabalho iluminou para mim
como é o mundo molecular dentro de nós.

41
00:02:04,560 --> 00:02:07,000
Esta é uma transeção do sangue.

42
00:02:07,000 --> 00:02:09,000
No canto superior esquerdo, você tem essa área verde-amarela.

43
00:02:09,000 --> 00:02:12,000
A área verde-amarela são os fluidos do sangue, que é predominantemente água,

44
00:02:12,000 --> 00:02:14,000
mas há também anticorpos, açúcares,

45
00:02:14,000 --> 00:02:16,000
hormônios, esse tipo de coisas.

46
00:02:16,000 --> 00:02:18,000
E a região vermelha é um corte de uma célula de sangue vermelho.

47
00:02:18,000 --> 00:02:20,000
E essas moléculas vermelhas são hemoglobina.

48
00:02:20,000 --> 00:02:22,000
Elas são realmente vermelhas, é o que dá ao sangue sua cor.

49
00:02:22,000 --> 00:02:24,000
E a hemoglobina atua como uma esponja molecular

50
00:02:24,000 --> 00:02:26,000
que absorve o oxigênio em seus pulmões

51
00:02:26,000 --> 00:02:28,000
e o carrega para outras partes do corpo.

52
00:02:28,000 --> 00:02:31,000
Fui muito inspirado por esta imagem muitos anos atrás,

53
00:02:31,000 --> 00:02:33,000
e imaginava se poderíamos usar computação gráfica

54
00:02:33,000 --> 00:02:35,000
para representar o mundo molecular.

55
00:02:35,000 --> 00:02:37,000
Como seria ele?

56
00:02:37,000 --> 00:02:40,000
E foi assim que eu comecei realmente. Portanto, comecemos.

57
00:02:40,000 --> 00:02:42,000
Isto é o DNA em sua forma clássica de dupla espiral.

58
00:02:42,000 --> 00:02:44,000
E vem da cristalografia de raio X,

59
00:02:44,000 --> 00:02:46,000
portanto é um modelo preciso de DNA.

60
00:02:46,000 --> 00:02:48,000
Se desenrolamos a espiral dupla e separamos os dois filamentos,

61
00:02:48,000 --> 00:02:50,000
você vê essas coisas que parecem dentes.

62
00:02:50,000 --> 00:02:52,000
Essas são as letras do código genético,

63
00:02:52,000 --> 00:02:55,000
os 25.000 genes que você tem escritos em seu DNA.

64
00:02:55,000 --> 00:02:57,000
Tipicamente, é disto que falam --

65
00:02:57,000 --> 00:02:59,000
o código genético -- é sobre isto que estão falando.

66
00:02:59,000 --> 00:03:01,000
Mas quero falar sobre um aspecto diferente da ciência do DNA,

67
00:03:01,000 --> 00:03:04,000
que é a natureza física do DNA.

68
00:03:04,000 --> 00:03:07,000
São esses dois filamentos que correm em direções opostas

69
00:03:07,000 --> 00:03:09,000
por razões que não vou comentar agora.

70
00:03:09,000 --> 00:03:11,000
Mas, fisicamente eles correm em direções opostas,

71
00:03:11,000 --> 00:03:14,000
o que cria uma série de complicações para suas células vivas,

72
00:03:14,000 --> 00:03:16,000
como vão ver,

73
00:03:16,000 --> 00:03:19,000
mais especificamente quando o DNA está sendo copiado.

74
00:03:19,000 --> 00:03:21,000
O que vou mostrar a vocês

75
00:03:21,000 --> 00:03:23,000
é uma representação precisa

76
00:03:23,000 --> 00:03:26,000
da verdadeira máquina de replicação do DNA que está ocorrendo agora dentro de seu corpo,

77
00:03:26,000 --> 00:03:29,000
no mínimo, biologia 2002.

78
00:03:29,000 --> 00:03:32,000
Assim, o DNA está entrando na linha de produção do lado esquerdo,

79
00:03:32,000 --> 00:03:35,000
e ele atinge este conjunto, essas máquinas bioquímicas em miniatura,

80
00:03:35,000 --> 00:03:38,000
que estão rompendo o filamento de DNA e fazendo uma cópia exata.

81
00:03:38,000 --> 00:03:40,000
Dessa forma o DNA entra

82
00:03:40,000 --> 00:03:42,000
e atinge esta estrutura azul em forma de rosquinha

83
00:03:42,000 --> 00:03:44,000
e é separado em dois filamentos.

84
00:03:44,000 --> 00:03:46,000
Um filamento pode ser copiado diretamente,

85
00:03:46,000 --> 00:03:49,000
e você pode ver essas coisas se enrolando aqui na base.

86
00:03:49,000 --> 00:03:51,000
Mas as coisas não são tão simples para o outro filamento

87
00:03:51,000 --> 00:03:53,000
porque ele deve ser copiado de trás para frente.

88
00:03:53,000 --> 00:03:55,000
Assim ele é lançado fora repetidamente nesses laços

89
00:03:55,000 --> 00:03:57,000
e copiado uma parte por vez,

90
00:03:57,000 --> 00:04:00,000
criando duas novas moléculas de DNA.

91
00:04:00,000 --> 00:04:03,000
Você tem bilhões dessas máquinas

92
00:04:03,000 --> 00:04:05,000
trabalhando exatamente agora dentro de você,

93
00:04:05,000 --> 00:04:07,000
copiando seu DNA com primorosa fidelidade.

94
00:04:07,000 --> 00:04:09,000
É uma representação precisa,

95
00:04:09,000 --> 00:04:12,000
e está muito próxima da velocidade correta para aquilo que está ocorrendo dentro de você.

96
00:04:12,000 --> 00:04:15,000
Deixei de lado a correção de erros e um punhado de outras coisas.

97
00:04:17,000 --> 00:04:19,000
Isto foi trabalho de vários anos atrás.

98
00:04:19,000 --> 00:04:21,000
Obrigado.

99
00:04:21,000 --> 00:04:24,000
Isto foi trabalho de vários anos atrás,

100
00:04:24,000 --> 00:04:27,000
mas o que vou mostrar a seguir é ciência atualizada, é tecnologia atualizada.

101
00:04:27,000 --> 00:04:29,000
Então, novamente, começamos com o DNA.

102
00:04:29,000 --> 00:04:32,000
E está se balançando e movimentando ali por causa da sopa de moléculas ao redor,

103
00:04:32,000 --> 00:04:34,000
que tirei fora a fim de que vocês pudessem ver alguma coisa.

104
00:04:34,000 --> 00:04:36,000
O DNA tem aproximadamente dois nanômetros,

105
00:04:36,000 --> 00:04:38,000
o que é realmente muito pequeno.

106
00:04:38,000 --> 00:04:40,000
Mas em cada uma de suas células,

107
00:04:40,000 --> 00:04:44,000
cada filamento do DNA tem a extensão de aproximadamente 30 a 40 milhões de nanômetros.

108
00:04:44,000 --> 00:04:47,000
Assim, para manter o DNA organizado e regular o acesso ao código genético,

109
00:04:47,000 --> 00:04:49,000
ele é envolvido por essas proteínas roxas --

110
00:04:49,000 --> 00:04:51,000
ou eu as rotulei de roxas aqui.

111
00:04:51,000 --> 00:04:53,000
Ele é embalado e empacotado.

112
00:04:53,000 --> 00:04:56,000
Todo esse campo de visão é um único filamento de DNA.

113
00:04:56,000 --> 00:04:59,000
Esse enorme pacote de DNA é chamado de cromossomo.

114
00:04:59,000 --> 00:05:02,000
E voltaremos aos cromossomos em um minuto.

115
00:05:02,000 --> 00:05:04,000
Estamos partindo, estamos saindo

116
00:05:04,000 --> 00:05:06,000
através de um poro nuclear,

117
00:05:06,000 --> 00:05:09,000
que é o acesso a esse compartimento que contém todo o DNA,

118
00:05:09,000 --> 00:05:11,000
chamado núcleo.

119
00:05:11,000 --> 00:05:13,000
Todo esse campo visual

120
00:05:13,000 --> 00:05:16,000
vale aproximadamente um semestre de biologia, e eu levei sete minutos.

121
00:05:16,000 --> 00:05:19,000
Então não vamos conseguir fazer isso hoje?

122
00:05:19,000 --> 00:05:22,000
Não, disseram-me: "Não".

123
00:05:22,000 --> 00:05:25,000
Esta é a forma como uma célula viva parece à luz do microscópio.

124
00:05:25,000 --> 00:05:28,000
E está sendo filmada em aceleração, por isso é que você pode vê-la mover-se.

125
00:05:28,000 --> 00:05:30,000
O envoltório nuclear se rompe.

126
00:05:30,000 --> 00:05:33,000
Essas coisas em forma de salsicha são os cromossomos, e vamos focar neles.

127
00:05:33,000 --> 00:05:35,000
Eles passam por essa movimentação impressionante

128
00:05:35,000 --> 00:05:38,000
que está focada nesses pequenos pontos vermelhos.

129
00:05:38,000 --> 00:05:41,000
Quando a célula sente que está pronta,

130
00:05:41,000 --> 00:05:43,000
ela rasga o cromossomo.

131
00:05:43,000 --> 00:05:45,000
Um conjunto de DNA vai para um lado,

132
00:05:45,000 --> 00:05:47,000
o outo lado fica com o outro conjunto de DNA --

133
00:05:47,000 --> 00:05:49,000
cópias idênticas de DNA.

134
00:05:49,000 --> 00:05:51,000
Então a célula se separa no meio.

135
00:05:51,000 --> 00:05:53,000
Novamente, você tem bilhões de células

136
00:05:53,000 --> 00:05:56,000
sendo submetidas a esse processo agora dentro de você.

137
00:05:56,000 --> 00:05:59,000
Agora vamos rebobinar e focar apenas nos cromossomos

138
00:05:59,000 --> 00:06:01,000
e olhar para sua estrutura e descrevê-la.

139
00:06:01,000 --> 00:06:04,000
Novamente, aqui estamos no momento da divisão.

140
00:06:04,000 --> 00:06:06,000
Os cromossomos se alinham.

141
00:06:06,000 --> 00:06:08,000
E isolamos apenas um cromossomo,

142
00:06:08,000 --> 00:06:10,000
vamos extraí-lo e dar uma olhada em sua estrutura.

143
00:06:10,000 --> 00:06:13,000
Esta é uma das maiores estruturas moleculares que você tem,

144
00:06:13,000 --> 00:06:17,000
pelo menos até onde descobrimos até agora dentro de nós.

145
00:06:17,000 --> 00:06:19,000
Este é um único cromossomo.

146
00:06:19,000 --> 00:06:22,000
E você tem dois filamenteos de DNA em cada cromossomo.

147
00:06:22,000 --> 00:06:24,000
Um é empacotado em uma salsicha.

148
00:06:24,000 --> 00:06:26,000
O outro filamento é empacotado na outra salsicha.

149
00:06:26,000 --> 00:06:29,000
Essas coisas que parecem bigodes esticados para fora de cada lado

150
00:06:29,000 --> 00:06:32,000
são as estrururas dinâmicas de sustentação da célula.

151
00:06:32,000 --> 00:06:34,000
Elas são chamadas microtúbulos. Esse nome não é importante.

152
00:06:34,000 --> 00:06:37,000
Mas o que vamos focar é essa região vermelha -- eu a rotulei de vermelha aqui --

153
00:06:37,000 --> 00:06:39,000
e ela é a interface

154
00:06:39,000 --> 00:06:42,000
entre a estrutura dinâmica de sustentação e os cromossomos.

155
00:06:42,000 --> 00:06:45,000
Obviamente ela é fundamental para o movimento dos cromossomos.

156
00:06:45,000 --> 00:06:48,000
Não temos ideia realmente de como ela está realizando esse movimento.

157
00:06:48,000 --> 00:06:50,000
Temos estudado essa coisa que eles chamam de orbe cinética

158
00:06:50,000 --> 00:06:52,000
por mais de cem anos com estudos intensos,

159
00:06:52,000 --> 00:06:55,000
e ainda estamos só começando a descobrir o que é isso.

160
00:06:55,000 --> 00:06:58,000
Ela é feita de cerca de 200 tipos diferentes de proteínas,

161
00:06:58,000 --> 00:07:01,000
milhares de proteínas no total.

162
00:07:01,000 --> 00:07:04,000
É um sistema de transmissão de sinais.

163
00:07:04,000 --> 00:07:06,000
Ela transmite através de sinais químicos

164
00:07:06,000 --> 00:07:09,000
dizendo para o restante da célula quando está pronta,

165
00:07:09,000 --> 00:07:12,000
quando ela sente que tudo está alinhado e pronto

166
00:07:12,000 --> 00:07:14,000
para a separação dos cromossomos.

167
00:07:14,000 --> 00:07:17,000
Ela é capaz de unir-se aos microtúbulos que estão crescendo e encolhendo.

168
00:07:17,000 --> 00:07:20,000
Ela está envolvida com o crescimento dos microtúbulos,

169
00:07:20,000 --> 00:07:23,000
e é capaz de transitoriamente juntar-se a eles.

170
00:07:23,000 --> 00:07:25,000
É também um sistema de sensoriamento de atenção.

171
00:07:25,000 --> 00:07:27,000
É capaz de perceber quando a célula está pronta,

172
00:07:27,000 --> 00:07:29,000
quando o cromossomo está posicionado corretamente.

173
00:07:29,000 --> 00:07:31,000
Está se tornando verde aqui

174
00:07:31,000 --> 00:07:33,000
porque percebe que tudo está correto.

175
00:07:33,000 --> 00:07:35,000
E vão ver, há este último pedacinho

176
00:07:35,000 --> 00:07:37,000
que ainda permanece vermelho.

177
00:07:37,000 --> 00:07:40,000
E ele é encaminhado para fora dos microtúbulos.

178
00:07:41,000 --> 00:07:44,000
Esse é o sistema de transmissão de sinais enviando o sinal de parada.

179
00:07:44,000 --> 00:07:47,000
E ele é encaminhado para fora. Quero dizer, mecânico assim mesmo.

180
00:07:47,000 --> 00:07:49,000
É a máquina molecular.

181
00:07:49,000 --> 00:07:52,000
Isso é como você trabalha na escala molecular.

182
00:07:52,000 --> 00:07:55,000
Então com um pouquinho de atração molecular,

183
00:07:55,000 --> 00:07:58,000
temos cinesina, que são aquelas laranja.

184
00:07:58,000 --> 00:08:00,000
Saõ pequenos mensageiros que caminham em uma direção.

185
00:08:00,000 --> 00:08:03,000
E aqui está a dineína. Carregam o sistema de transmissão.

186
00:08:03,000 --> 00:08:06,000
E têm essas pernas longas para que possam ultrapassar obstáculos e coisas assim.

187
00:08:06,000 --> 00:08:08,000
Novamente, isso tudo é precisamente derivado

188
00:08:08,000 --> 00:08:10,000
da ciência.

189
00:08:10,000 --> 00:08:13,000
O problema é que não podemos mostrar isso a vocês de nenhuma outra maneira.

190
00:08:13,000 --> 00:08:15,000
Explorar na fronteira da ciência,

191
00:08:15,000 --> 00:08:17,000
na fronteira da compreensão humana,

192
00:08:17,000 --> 00:08:20,000
é alucinante.

193
00:08:20,000 --> 00:08:22,000
Descobrir esta matéria

194
00:08:22,000 --> 00:08:25,000
é certamente um incentivo agradável para trabalhar em ciência.

195
00:08:25,000 --> 00:08:28,000
Mas muitos pesquisadores médicos --

196
00:08:28,000 --> 00:08:30,000
descobrir a matéria

197
00:08:30,000 --> 00:08:33,000
é simplesmente um passo ao longo do caminho para as grandes metas,

198
00:08:33,000 --> 00:08:36,000
que são erradicar doenças,

199
00:08:36,000 --> 00:08:38,000
eliminar sofrimento e miséria que a doença causa

200
00:08:38,000 --> 00:08:40,000
e tirar as pessoas da pobreza.

201
00:08:40,000 --> 00:08:42,000
Obrigado.

202
00:08:42,000 --> 00:08:46,000
(Aplausos)