1
00:00:02,417 --> 00:00:03,684
我住的猶他州，

2
00:00:03,708 --> 00:00:06,129
因有著世界上最讓人讚嘆的

3
00:00:06,129 --> 00:00:09,143
一些自然景觀而聞名。

4
00:00:09,167 --> 00:00:12,643
人們常震懾於這壯麗的觀景，

5
00:00:12,667 --> 00:00:16,518
且深深著迷於這些有時看起來
如同異世界的奇景。

6
00:00:16,542 --> 00:00:20,184
身為科學家，我很愛觀察大自然。

7
00:00:20,184 --> 00:00:21,976
但，身為細胞生物學家，

8
00:00:22,000 --> 00:00:25,049
我更感興趣的是去瞭解

9
00:00:25,063 --> 00:00:26,848
極小尺度下的自然界。

10
00:00:27,917 --> 00:00:30,726
我是分子動畫師，我和研究者合作

11
00:00:30,750 --> 00:00:35,044
將肉眼看不見的微小分子具象化。

12
00:00:35,292 --> 00:00:38,143
這些分子比光的波長還小，

13
00:00:38,167 --> 00:00:42,496
意即就算有最好的光學顯微鏡，
我們也無法直接看見它們，

14
00:00:42,500 --> 00:00:46,613
我要如何將看不見的東西視像化？

15
00:00:46,667 --> 00:00:48,809
科學家，比如我的合作夥伴，

16
00:00:48,833 --> 00:00:50,934
會終其職涯

17
00:00:50,958 --> 00:00:53,518
窮究一個分子過程。

18
00:00:53,542 --> 00:00:56,018
他們的做法是進行一系列的實驗，

19
00:00:56,042 --> 00:00:58,961
每個實驗都能告訴我們
拼圖的一小部分。

20
00:00:59,167 --> 00:01:01,934
有的實驗可以告訴我們
蛋白質的形狀資訊，

21
00:01:01,958 --> 00:01:05,195
有的能告訴我們它可能
會和哪些蛋白質作用，

22
00:01:05,215 --> 00:01:08,465
有的能告訴我們它位於細胞何處。

23
00:01:08,489 --> 00:01:12,476
這些零星片段的資訊拼湊起來
可以讓我們彙整出一個假設，

24
00:01:12,500 --> 00:01:15,583
一個故事，說明分子如何運作。

25
00:01:17,000 --> 00:01:20,934
我的工作是要把這些想法製成動畫。

26
00:01:20,958 --> 00:01:25,379
有時挺棘手，因為
分子其實會做些蠻瘋狂的事。

27
00:01:25,500 --> 00:01:29,141
但這些動畫對研究者表達

28
00:01:29,141 --> 00:01:31,976
他們對於分子運作的想法非常有用。

29
00:01:32,000 --> 00:01:36,171
這些動畫也讓我們能透過
他們的眼睛來看分子世界。

30
00:01:36,375 --> 00:01:38,309
讓我給大家看一些動畫，

31
00:01:38,333 --> 00:01:40,757
快速帶大家看一些我心目中的

32
00:01:40,757 --> 00:01:43,459
分子世界自然奇景。

33
00:01:43,583 --> 00:01:45,559
首先，這是免疫細胞。

34
00:01:45,583 --> 00:01:48,476
這類細胞必須要在
我們體內到處爬來爬去，

35
00:01:48,500 --> 00:01:51,518
才能找到入侵者，比如病原菌。

36
00:01:51,542 --> 00:01:54,643
這種移動的動力來源
是我最愛的蛋白質之一，

37
00:01:54,667 --> 00:01:58,438
肌動蛋白，它是所謂
細胞骨架的一部分。

38
00:01:58,458 --> 00:02:00,101
和我們的骨骼不同，

39
00:02:00,125 --> 00:02:03,851
肌動蛋白細絲一直不斷地
產製和拆解。

40
00:02:03,875 --> 00:02:07,268
肌動蛋白細胞骨架在我們的
細胞中扮演極重要的角色。

41
00:02:07,292 --> 00:02:09,059
它們能讓細胞改變形狀，

42
00:02:09,083 --> 00:02:11,476
四處移動、附著在表面上

43
00:02:11,500 --> 00:02:13,934
以及吃掉細菌。

44
00:02:13,958 --> 00:02:16,559
肌動蛋白也參與另一種不同的動作。

45
00:02:16,583 --> 00:02:19,768
在肌肉細胞中，肌動蛋白結構
會形成這些細絲，

46
00:02:19,792 --> 00:02:21,309
看起來就像織物。

47
00:02:21,333 --> 00:02:23,987
當我們的肌肉收縮，
這些細絲會被拉近，

48
00:02:24,007 --> 00:02:27,532
當肌肉放鬆時，
又回到原來的位置。

49
00:02:27,833 --> 00:02:31,059
細胞骨架的其他部分，
比如這裡的微管，

50
00:02:31,083 --> 00:02:33,768
負責長程的運輸。

51
00:02:33,792 --> 00:02:36,434
可以把它視為細胞的高速公路，

52
00:02:36,458 --> 00:02:39,809
把東西從細胞的此端運送到彼端。

53
00:02:39,833 --> 00:02:42,601
和我們的道路不同，
微管會長大和縮小，

54
00:02:42,625 --> 00:02:46,167
需要它們時就會出現，
工作完成後就會消失。

55
00:02:46,458 --> 00:02:48,893
分子版的半掛式卡車

56
00:02:48,917 --> 00:02:51,476
是被貼切稱為馬達蛋白的蛋白質，

57
00:02:51,500 --> 00:02:53,976
它能延著微管爬行，

58
00:02:54,000 --> 00:02:56,684
有時身後還可以拖著大型貨物，

59
00:02:56,708 --> 00:02:58,518
比如胞器。

60
00:02:58,542 --> 00:03:01,393
這種馬達蛋白就是
一般所稱的動力蛋白，

61
00:03:01,417 --> 00:03:03,851
它們以團隊合作著稱，

62
00:03:03,875 --> 00:03:07,309
至少我個人看起來覺得就像馬戰車。

63
00:03:07,333 --> 00:03:11,184
各位可以看到，細胞是個
不斷改變、保持動態的地方，

64
00:03:11,208 --> 00:03:14,643
東西經常在這裡被建造和拆除。

65
00:03:14,667 --> 00:03:17,769
不過，有些結構會比
其他結構更難拆除。

66
00:03:17,827 --> 00:03:19,702
需要再帶入特殊的力量，

67
00:03:19,722 --> 00:03:23,273
才能確保這些結構能及時被拆除。

68
00:03:23,583 --> 00:03:26,309
這份工作有部分是由
像這樣的蛋白質來完成。

69
00:03:26,333 --> 00:03:29,653
在細胞有中很多種
像這樣的甜甜圈型的蛋白質，

70
00:03:29,673 --> 00:03:32,380
它們似乎都會將個別蛋白質

71
00:03:32,400 --> 00:03:35,393
拉進中間的洞孔藉撕扯來拆除結構。

72
00:03:35,417 --> 00:03:37,976
如果這些蛋白質沒有
把它們的工作做好，

73
00:03:38,000 --> 00:03:40,726
應該要被拆解的那些蛋白質

74
00:03:40,750 --> 00:03:43,184
有時有可能會黏聚在一起，

75
00:03:43,208 --> 00:03:47,191
那就會造成很糟糕的疾病，
如阿茲海默症。

76
00:03:47,417 --> 00:03:49,434
現在，來看看細胞核，

77
00:03:49,458 --> 00:03:52,219
細胞核以 DNA 的形式
來儲藏基因組。

78
00:03:52,417 --> 00:03:54,455
在我們所有的細胞中，

79
00:03:54,455 --> 00:03:57,996
DNA 由多種不同的蛋白質
來照料和維護。

80
00:03:58,208 --> 00:04:01,018
DNA 被組織蛋白所纏繞，

81
00:04:01,042 --> 00:04:05,252
組織蛋白讓細胞能夠把
大量 DNA 裝入我們的細胞核中。

82
00:04:05,375 --> 00:04:08,434
這些機械叫做染色質重塑蛋白，

83
00:04:08,458 --> 00:04:12,484
基本上，它們做的是快速將 DNA
送到這些組織蛋白周圍，

84
00:04:12,500 --> 00:04:16,269
且它們會讓 DNA 的
新片段暴露出來。

85
00:04:16,375 --> 00:04:19,309
接著，此 DNA 就會
被其他機器辨認出來。

86
00:04:19,333 --> 00:04:21,851
在這個例子中，此大型分子機械

87
00:04:21,875 --> 00:04:25,765
在尋找基因起始的那個 DNA 節段。

88
00:04:25,917 --> 00:04:27,601
一旦它找到了這個節段，

89
00:04:27,625 --> 00:04:30,393
基本上，它就會進行一連串變形，

90
00:04:30,417 --> 00:04:32,518
讓它能夠帶入其他機器，

91
00:04:32,542 --> 00:04:36,284
而那些機器就會讓
基因被活化或轉錄。

92
00:04:36,708 --> 00:04:39,809
這個過程必須要非常嚴謹地控管，

93
00:04:39,833 --> 00:04:42,601
因為若在錯的時間把錯的基因活化，

94
00:04:42,625 --> 00:04:45,211
可能會造成災難性的後果。

95
00:04:45,292 --> 00:04:49,554
現在，科學家能用
蛋白質機械來編輯基因組。

96
00:04:49,583 --> 00:04:51,761
我相信大家都聽過 CRISPR。

97
00:04:52,042 --> 00:04:54,851
CRISPR 就利用了
叫做 Cas9 的蛋白質，

98
00:04:54,875 --> 00:04:57,809
將它編輯之後就可以辨認和切斷

99
00:04:57,833 --> 00:04:59,960
非常特定的 DNA 序列。

100
00:05:00,250 --> 00:05:03,076
在這個例子中，
用了兩個 Cas9 蛋白質

101
00:05:03,096 --> 00:05:05,518
來切除一段有問題的 DNA。

102
00:05:05,542 --> 00:05:09,018
比如，基因的某部分
可能會造成某種疾病。

103
00:05:09,042 --> 00:05:10,519
接著，使用細胞機器，

104
00:05:10,543 --> 00:05:13,631
將 DNA 的兩端重新黏合起來。

105
00:05:14,083 --> 00:05:16,941
身為分子動畫師，
我最大的挑戰之一是

106
00:05:16,961 --> 00:05:18,684
將不確定性給具象化。

107
00:05:18,708 --> 00:05:22,018
我剛才給各位看的
所有動畫都只是假設，

108
00:05:22,042 --> 00:05:24,913
我的合作夥伴根據
他們手中的最佳資訊，

109
00:05:24,933 --> 00:05:26,684
來判定其運作過程，

110
00:05:26,708 --> 00:05:28,684
但，對大多數分子的運作過程，

111
00:05:28,708 --> 00:05:32,753
我們都還在了解的初期，
還有很多要學。

112
00:05:33,042 --> 00:05:36,879
事實是，這些看不見的
分子世界非常廣大，

113
00:05:36,899 --> 00:05:38,948
且我們只探索了冰山的一角。

114
00:05:39,458 --> 00:05:41,518
對我來說，探索這些分子景色

115
00:05:41,542 --> 00:05:44,934
和探索我們身邊看得見的大自然

116
00:05:44,958 --> 00:05:46,933
一樣讓人興奮。

117
00:05:47,375 --> 00:05:48,643
謝謝。

118
00:05:48,667 --> 00:05:51,792
（掌聲）