Eu moro em Utah,
um lugar conhecido por ter algumas das mais inspiradoras
paisagens naturais da Terra.
É fácil ficar fascinado pelas paisagens fantásticas
e também por essas formações que, às vezes, parecem de outro mundo.
Como sou cientista, adoro observar o mundo natural.
Mas, como bióloga celular,
estou muito mais interessada em entender o mundo natural
em uma escala muitíssimo menor.
Sou animadora molecular e trabalho com outros pesquisadores
para criar visualizações de moléculas tão pequenas
que são praticamente invisíveis.
Essas moléculas são menores que o comprimento de onda da luz,
ou seja, não podemos vê-las diretamente,
mesmo com os melhores microscópios ópticos.
Então, como criar visualizações de coisas que não vemos por serem tão pequenas?
Cientistas, como os meus colaboradores, podem passar toda a carreira profissional
trabalhando para entender um processo molecular.
Para isso, realizam vários experimentos
que nos informam uma pequena peça do quebra-cabeça.
Um tipo de experimento pode ser sobre a forma da proteína,
outro pode ser sobre a possível interação com outras proteínas,
ou ainda sobre a localização da proteína na célula.
Todas essas informações podem ser usadas para formular uma hipótese,
um história sobre o funcionamento de uma molécula.
O meu trabalho é usar essas ideias e transformá-las em uma animação.
Pode ser complicado, pois as moléculas fazem coisas bem malucas.
Mas essas animações podem ser incrivelmente úteis aos pesquisadores
para transmitir suas ideias de como essas moléculas funcionam.
Elas também nos permitem ver o mundo molecular
segundo os pesquisadores.
Vou mostrar algumas animações para que vocês tenham uma ideia
do que considero algumas das maravilhas naturais do mundo molecular.
Primeiramente, essa é uma célula imune.
Esses tipos de células precisam percorrer o nosso corpo
para encontrar invasores, como as bactérias patogênicas.
Esse movimento é causado por uma das minhas proteínas favoritas,
a "actina",
a qual faz parte do chamado "citoesqueleto".
Ao contrário do nosso esqueleto,
os filamentos de actina são constantemente construídos e desfeitos.
O citoesqueleto de actina desempenha funções cruciais em nossas células,
permitindo que elas mudem de forma,
que se movimentem, que se prendam a superfícies
e que também devorem bactérias.
A actina também faz parte de outro tipo de movimento.
Suas estruturas formam filamentos regulares nas células musculares,
parecidos com tecido.
Esses filamentos se unem quando nossos músculos se contraem,
e retornam à posição original quando os músculos relaxam.
Outras partes do citoesqueleto, os "microtúbulos",
são responsáveis pelo transporte de longa distância.
Eles funcionam como "rodovias" celulares,
usadas para mover coisas de um lado ao outro da célula.
Ao contrário das estradas, os microtúbulos crescem e encolhem,
surgindo quando são necessários, e desaparecendo quando o trabalho acaba.
Essa representação molecular de uma "carreta semirreboque"
são as chamadas "proteínas motoras", que podem se mover pelos microtúbulos,
às vezes arrastando grandes cargas,
como as "organelas".
Essa proteína motora é conhecida como "dineína",
e sabe-se que pode trabalhar em grupos que se parecem, ao menos pra mim,
com carruagens puxadas por cavalos.
Como vocês viram, a célula é um ambiente incrivelmente mutante e dinâmico,
no qual as coisas são sempre construídas e desmontadas.
Entretanto, é mais difícil desfazer algumas dessas estruturas.
É necessário forças especiais
para garantir que as estruturas sejam desfeitas no devido tempo.
É um trabalho realizado por proteínas como essas,
em forma de rosquinha, das quais há muitos tipos nas células,
que aparentemente desfazem as estruturas,
atraindo proteínas individuais através de um orifício central.
Quando essas proteínas não funcionam adequadamente,
as que deveriam ser desmontadas podem, às vezes, se agrupar,
e causar doenças terríveis, como o mal de Alzheimer.
Agora vamos dar uma olhada no núcleo,
que abriga o nosso genoma na forma do DNA.
Em todas as nossas células,
o DNA é cuidado e mantido por um vasto conjunto de proteínas.
O DNA fica enrolado em proteínas chamadas "histonas",
que permitem que as células armazenem grandes quantidades de DNA no núcleo.
Essas máquinas são chamadas de "remodeladores de cromatina",
e o trabalho delas consiste em modificar o DNA em volta das histonas
e fazer com que novos pedaços dele fiquem expostos.
Assim, esse DNA pode ser reconhecido por outra máquina.
Nesse caso, essa grande máquina molecular
procura um segmento de DNA que indique o início de um gene.
Assim que encontra um segmento, passa por uma série de mudanças,
o que possibilita introduzir outra máquina
que, por sua vez, permite que um gene seja ativado ou transcrito.
Esse processo deve ser precisamente controlado,
porque a ativação do gene errado, no momento errado,
pode ter consequências desastrosas.
Agora, os cientistas são capazes de usar máquinas de proteínas para editar genomas.
Tenho certeza que vocês já ouviram falar do CRISPR,
um sistema que utiliza a proteína Cas9,
que pode ser modificada para reconhecer e cortar
uma sequência específica de DNA.
Nesse exemplo, duas proteínas Cas9 são usadas para remover
um pedaço problemático de DNA,
como uma parte de um gene que pode causar uma doença.
As máquinas celulares são usadas para colar duas extremidades do DNA.
Como animadora molecular,
um dos meus grandes desafios é visualizar a incerteza.
As animações que mostrei representam hipóteses de meus colaboradores
sobre o funcionamento dos processos, com base nas melhores informações que têm.
Mas, para muitos processos moleculares,
nossa compreensão está nos estágios iniciais e ainda há muito o que aprender.
A verdade é que esses mundos moleculares invisíveis
são vastos e praticamente inexplorados.
Para mim, a exploração dessas paisagens moleculares
é tão empolgante quanto a do mundo natural,
que podemos ver ao nosso redor.
Obrigada.
(Aplausos)