WEBVTT

00:00:02.417 --> 00:00:03.684
Я живу в штате Юта,

00:00:03.708 --> 00:00:06.559
который известен своими 
природными ландшафтами,

00:00:06.583 --> 00:00:09.143
одними из наиболее впечатляющих
на нашей планете.

00:00:09.167 --> 00:00:12.643
Легко быть потрясённым
этими удивительными пейзажами

00:00:12.667 --> 00:00:16.518
и быть очарованным этими
чуть ли не инопланетными образованиями.

00:00:16.542 --> 00:00:20.184
Как учёный я люблю наблюдать природу.

00:00:20.208 --> 00:00:21.976
Но как клеточный биолог,

00:00:22.000 --> 00:00:24.809
я больше заинтересована
в понимании мира природы

00:00:24.833 --> 00:00:27.042
в гораздо меньшем масштабе.

00:00:27.917 --> 00:00:30.726
Я молекулярный аниматор
и работаю с другими исследователями

00:00:30.750 --> 00:00:33.643
над созданием визуализации
молекул, которые так малы,

00:00:33.667 --> 00:00:35.268
что фактически невидимы.

00:00:35.292 --> 00:00:38.143
Эти молекулы меньше
чем длина волны света, а это значит,

00:00:38.167 --> 00:00:40.406
что их нельзя увидеть непосредственно,

00:00:40.430 --> 00:00:42.476
даже в лучших оптических микроскопах.

00:00:42.500 --> 00:00:44.643
Так как же я делаю визуализацию того,

00:00:44.667 --> 00:00:46.643
что практически невидимо?

00:00:46.667 --> 00:00:48.809
Учёные, такие как мои коллеги,

00:00:48.833 --> 00:00:50.934
могут потратить всю
профессиональную жизнь

00:00:50.958 --> 00:00:53.518
на то, чтобы понять
всего один молекулярный процесс.

00:00:53.542 --> 00:00:56.018
Для этого они проводят
серии экспериментов,

00:00:56.042 --> 00:00:59.143
каждый из которых —
маленький кусочек головоломки.

00:00:59.167 --> 00:01:01.934
Один эксперимент
может рассказать о форме белка,

00:01:01.958 --> 00:01:03.380
другой эксперимент расскажет

00:01:03.380 --> 00:01:05.536
о взаимодействии с иными белками,

00:01:05.560 --> 00:01:08.465
а третий эксперимент расскажет,
где это найти в клетке.

00:01:08.489 --> 00:01:12.476
И вся эта информация
используется для выдвижения гипотезы,

00:01:12.500 --> 00:01:15.583
то есть истории о том,
как молекула может работать.

00:01:17.000 --> 00:01:20.934
Моя работа — взять эти идеи
и превратить их в анимацию.

00:01:20.958 --> 00:01:22.186
Это бывает сложно,

00:01:22.186 --> 00:01:25.476
потому что оказывается, молекулы
делают совершенно безумные вещи.

00:01:25.500 --> 00:01:28.851
Но эти анимации могут быть
очень полезны для исследователей,

00:01:28.875 --> 00:01:31.976
для того, чтобы донести идеи,
как работают эти молекулы.

00:01:32.000 --> 00:01:34.768
Они также позволяют нам
увидеть молекулярный мир

00:01:34.792 --> 00:01:36.351
глазами самих молекул.

00:01:36.375 --> 00:01:38.309
Я хотела бы показать некоторые анимации,

00:01:38.333 --> 00:01:41.851
краткий обзор того,
что я считаю чудесами природы

00:01:41.875 --> 00:01:43.559
молекулярного мира.

00:01:43.583 --> 00:01:45.559
Во-первых — иммунная клетка.

00:01:45.583 --> 00:01:48.476
Эти виды клеток
должны ползать в наших телах,

00:01:48.500 --> 00:01:51.518
чтобы найти захватчиков,
таких как патогенные бактерии.

00:01:51.542 --> 00:01:54.643
Управляет движением
один из моих любимых белков,

00:01:54.667 --> 00:01:55.934
он называется актин

00:01:55.958 --> 00:01:58.434
и является частью того,
что известно как цитоскелет.

00:01:58.458 --> 00:02:00.101
В отличие от наших скелетов,

00:02:00.125 --> 00:02:03.851
актиновые филаменты, или нити,
постоянно строятся и разбираются.

00:02:03.875 --> 00:02:07.268
Актиновый цитоскелет играет
невероятно важную роль в наших клетках.

00:02:07.292 --> 00:02:09.059
Он позволяет им менять форму,

00:02:09.083 --> 00:02:11.476
двигаться, прилипать к поверхностям,

00:02:11.500 --> 00:02:13.934
а также поглощать бактерии.

00:02:13.958 --> 00:02:16.559
Актин также участвует
в различных видах движения.

00:02:16.583 --> 00:02:19.768
В клетках мышц актиновые структуры
образуют правильные филаменты,

00:02:19.792 --> 00:02:21.309
которые выглядят как ткань.

00:02:21.333 --> 00:02:24.268
Когда наши мышцы сокращаются,
эти филаменты стянуты,

00:02:24.292 --> 00:02:26.309
и они возвращаются в исходное положение,

00:02:26.333 --> 00:02:27.809
когда мышцы расслабляются.

00:02:27.833 --> 00:02:31.059
Другие части цитоскелета,
в этом случае микротрубочки,

00:02:31.083 --> 00:02:33.768
ответствены за дальние перемещения.

00:02:33.792 --> 00:02:36.434
Они могут рассматриваться
как главные магистрали

00:02:36.458 --> 00:02:39.809
для перемещений через всю клетку.

00:02:39.833 --> 00:02:42.601
В отличие от наших дорог,
микротрубочки растут и сжимаются,

00:02:42.625 --> 00:02:44.059
появляясь, когда они нужны,

00:02:44.083 --> 00:02:46.434
и исчезая, когда их работа сделана.

00:02:46.458 --> 00:02:48.893
Молекулярная версия полуприцепов —

00:02:48.917 --> 00:02:51.476
это белки, так и названные
моторными белками,

00:02:51.500 --> 00:02:53.976
которые могут ходить по микротрубочкам,

00:02:54.000 --> 00:02:56.684
перетаскивая иногда огромные грузы,

00:02:56.708 --> 00:02:58.518
такие как органеллы, позади себя.

00:02:58.542 --> 00:03:01.393
Этот конкретный моторный белок
известен как динеин,

00:03:01.417 --> 00:03:03.851
он может работать вместе в группах,

00:03:03.875 --> 00:03:07.309
что выглядит, по крайней мере для меня,
как колесница с лошадьми.

00:03:07.333 --> 00:03:11.184
Как видите, клетка — это крайне
изменчивое, динамичное образование,

00:03:11.208 --> 00:03:14.643
где всё постоянно строится и разбирается.

00:03:14.643 --> 00:03:16.042
Но некоторые из этих структур

00:03:16.042 --> 00:03:18.143
труднее разобрать на части, чем другие.

00:03:18.143 --> 00:03:20.505
Чтобы обеспечить своевременный
демонтаж структур,

00:03:20.505 --> 00:03:23.559
привлекаются специальные силы.

00:03:23.583 --> 00:03:26.309
Эта работа отчасти делается
белками, вроде этих.

00:03:26.333 --> 00:03:27.851
Эти белки в форме пончиков —

00:03:27.875 --> 00:03:29.893
в клетке их много разных типов —

00:03:29.917 --> 00:03:31.976
все, кажется, действуют одинаково,

00:03:32.000 --> 00:03:35.393
тянут отдельные белки
через своё центральное отверстие.

00:03:35.417 --> 00:03:37.976
Когда эти белки не работают
должным образом,

00:03:38.000 --> 00:03:40.726
те белки, которые должны быть разобраны,

00:03:40.750 --> 00:03:43.184
могут иногда слипаться и агрегировать,

00:03:43.208 --> 00:03:47.393
что может привести к таким страшным
заболеваниям, как болезнь Альцгеймера.

00:03:47.417 --> 00:03:49.434
А теперь давайте посмотрим на ядро,

00:03:49.458 --> 00:03:52.393
где находится наш геном в форме ДНК.

00:03:52.417 --> 00:03:53.851
Во всех наших клетках

00:03:53.875 --> 00:03:58.184
ДНК поддерживается набором белков,
о котором, в свою очередь, и заботится.

00:03:58.208 --> 00:04:01.018
ДНК наматывается на белки,
которые называются гистоны

00:04:01.042 --> 00:04:05.351
и которые позволяют клеткам упаковывать
большое количество ДНК в наше ядро.

00:04:05.375 --> 00:04:08.434
Эти машины называются
ремоделеры хроматина.

00:04:08.458 --> 00:04:11.184
Они передвигают структурные части ДНК

00:04:11.208 --> 00:04:12.476
вокруг и вдоль гистонов

00:04:12.500 --> 00:04:16.351
и позволяют получить доступ 
к новым участкам ДНК.

00:04:16.375 --> 00:04:19.309
Эту ДНК затем могут распознать
другие машины.

00:04:19.333 --> 00:04:21.851
В данном случае эта
большая молекулярная машина

00:04:21.875 --> 00:04:23.559
ищет сегмент ДНК,

00:04:23.583 --> 00:04:25.893
который говорит ей,
что находится в начале гена.

00:04:25.917 --> 00:04:27.601
Как только она находит сегмент,

00:04:27.625 --> 00:04:30.393
она производит последовательные
изменения формы,

00:04:30.417 --> 00:04:32.518
которые открывают доступ другим машинам,

00:04:32.542 --> 00:04:36.684
что, в свою очередь, позволяет этот ген
включить или расшифровать.

00:04:36.708 --> 00:04:39.809
Это должен быть очень жёстко
регулируемый процесс,

00:04:39.833 --> 00:04:42.601
потому что включение неверного гена
в неверное время

00:04:42.625 --> 00:04:45.268
может иметь катастрофические последствия.

00:04:45.292 --> 00:04:48.101
Учёные теперь могут
использовать белковые машины

00:04:48.125 --> 00:04:49.559
для редактирования геномов.

00:04:49.583 --> 00:04:52.018
Я уверена, что все вы слышали о CRISPR.

00:04:52.042 --> 00:04:54.851
CRISPR использует белок,
известный как Cas9,

00:04:54.875 --> 00:04:57.809
который проектируется так,
чтобы распознавать и разрезать

00:04:57.833 --> 00:05:00.226
очень специфическую
последовательность ДНК.

00:05:00.250 --> 00:05:01.518
В этом примере

00:05:01.542 --> 00:05:05.518
два белка Cas9 используются,
чтобы вырезать проблемный кусок ДНК.

00:05:05.542 --> 00:05:09.008
Например, часть гена,
которая может вызвать болезнь.

00:05:09.008 --> 00:05:10.783
Клеточная техника затем используется,

00:05:10.783 --> 00:05:14.059
чтобы заново склеить два конца ДНК.

00:05:14.083 --> 00:05:15.351
Одна из моих трудностей

00:05:15.375 --> 00:05:18.684
как молекулярного аниматора —
визуализация неопределённости.

00:05:18.708 --> 00:05:22.018
Все анимации, которые я вам показала, —
гипотезы моих коллег о том,

00:05:22.042 --> 00:05:24.309
как работает процесс

00:05:24.333 --> 00:05:26.684
на основании лучшей
информации, что у них есть.

00:05:26.708 --> 00:05:28.684
Но для многих молекулярных процессов

00:05:28.708 --> 00:05:31.684
мы всё ещё находимся
на ранних стадиях понимания вещей,

00:05:31.708 --> 00:05:33.018
и многое ещё надо изучать.

00:05:33.042 --> 00:05:34.309
Правда в том,

00:05:34.333 --> 00:05:38.292
что эти невидимые молекулярные миры
обширны и не исследованы.

00:05:39.458 --> 00:05:41.518
Для меня эти молекулярные пейзажи

00:05:41.542 --> 00:05:44.934
так же интересно исследовать,
как и мир природы,

00:05:44.958 --> 00:05:47.351
который мы все видим.

00:05:47.375 --> 00:05:48.643
Спасибо.

00:05:48.667 --> 00:05:51.792
(Аплодисменты)