As maravilhas do mundo molecular, animado

Algumas estruturas moleculares são tão pequenas que não são visíveis nem com os microscópios mais poderosos. É nessa altura que a animadora molecular e TED Fellow Janet Iwasa emprega a sua criatividade. Explorem vastos e invisíveis mundos moleculares enquanto Janet partilha animações fascinantes de como esses mundos podem funcionar.

Eu vivo no Utah,

um lugar conhecido por ter

algumas das mais impressionantes
paisagens naturais do planeta.

É fácil ficar assoberbado
por estas vistas incríveis,

e ficar fascinado por estas
formações quase extraterrestres.

Enquanto cientista,
adoro observar o mundo natural.

Mas enquanto bióloga celular,

estou muito mais interessada
em compreender o mundo natural

numa escala muito,
muito mais pequena.

Sou animadora molecular
e trabalho com outros investigadores

para criar visualizações
de moléculas que são tão pequenas,

que são essencialmente invisíveis.

Estas moléculas são menores
que o comprimento de onda da luz,

ou seja, nunca as vemos diretamente,

mesmo com os melhores
microscópios óticos.

Então, como é que crio
visualizações de coisas

tão pequenas que não as podemos ver?

Os cientistas, como os meus colaboradores,

podem passar toda
a sua carreira profissional

a tentar compreender
um processo molecular.

Para isso, fazem
uma série de experiências

que nos mostram
uma pequena peça do "puzzle".

Um tipo de experiências pode
mostrar-nos a forma da proteína,

enquanto outra nos mostra

com que outras proteínas
ela pode interagir,

e outra pode mostrar-nos
onde a encontrar na célula.

Todas estas informações podem
ser usadas para formular uma hipótese,

uma história de como
a molécula pode funcionar.

A minha função é pegar nessas ideias
e transformá-las em animações.

O que não é fácil

uma vez que as moléculas são
capazes de coisas muito estranhas.

Mas estas animações podem
ser muito úteis aos investigadores

para comunicarem as suas ideias
de como funcionam estas moléculas.

Também nos permitem
ver o mundo molecular

através dos seus olhos.

Gostaria de vos mostrar
algumas animações,

uma breve visita ao que considero
serem algumas das maravilhas naturais

do mundo molecular.

Primeiro, esta é uma célula imunitária.

Este tipo de células precisam
de percorrer o nosso corpo

para encontrarem invasores
como bactérias patogénicas.

Este movimento é potenciado
por uma das minhas proteínas preferidas

chamada actina,

que faz parte daquilo
a que chamamos citoesqueleto.

Ao contrário do nosso esqueleto,

os filamentos de actina são
constantemente construídos e desmontados.

O citoesqueleto de actina tem
um papel importante nas nossas células.

Permite-lhes que mudem de forma,

que se movam, que adiram a superfícies

e também que devorem bactérias.

A actina está envolvida
ainda noutro tipo de movimento.

As estruturas de actina formam filamentos
regulares nas células musculares

parecidos com tecido.

Quando os músculos se contraem,
estes filamentos unem-se

e voltam à sua posição original
quando o músculo relaxa.

Outras partes do citoesqueleto,
como os microtúbulos, neste caso,

são responsáveis
pelo transporte de longa distância.

Podem ser vistos
como autoestradas celulares

que são usadas para mover coisas
de um lado da célula para outro.

Ao contrário das estradas,
os microtúbulos esticam e encolhem,

surgem quando são necessários

e desaparecem quando deixam de o ser.

A versão molecular de um semirreboque

são as proteínas denominadas
por proteínas motoras,

que se deslocam pelos microtúbulos,

por vezes arrastando às costas

grandes cargas, como as organelas.

Esta proteína motora em particular
é conhecida como dineína,

e é conhecida por trabalhar em grupos

que me fazem lembrar
carroças puxadas a cavalos.

Como podem ver, uma célula
é um lugar mutável e dinâmico,

onde as coisas estão sempre
a ser construídas e desmontadas.

Mas algumas destas estruturas
são mais difíceis de desmontar que outras.

E é necessária a ação de forças especiais

para garantir que as estruturas
são desmontadas a tempo.

Esse trabalho é feito, em parte,
por proteínas como estas.

Estas proteínas em forma de dónute,
de que existem muitos tipos numa célula,

parecem participar
na desmontagem de estruturas

ao puxar proteínas individualmente
por um orifício central.

Quando este tipo
de proteínas não funcionam bem,

o tipo de proteínas
que deviam ser desmontadas

podem por vezes
colarem-se e agregarem-se

e podem dar origem a doenças terríveis,
como a doença de Alzheimer.

Vamos agora olhar para o núcleo,

que alberga o nosso
genoma na forma de ADN.

Em todas as nossas células,

o nosso ADN é tratado e mantido
por um conjunto diverso de proteínas.

O ADN é envolto por proteínas
chamadas de histonas,

que permitem que as células armazenem
grandes quantidades de ADN no núcleo.

Estas máquinas chamam-se
de remodeladores de cromatina,

e o que fazem,
basicamente, é limpar o ADN

em volta das histonas

e permitem expor novos pedaços de ADN.

Esse ADN pode ser reconhecido
por outra máquina.

Neste caso, essa grande máquina molecular

procura um segmento de ADN

que lhe diga que está
no início de um gene.

Assim que encontra um segmento,

passa por uma série de mudanças

que lhe permitem introduzir outra máquina

que pode ativar ou transcrever um gene.

Este processo tem de ser muito preciso,

porque ativar o gene errado
ou na altura errada

pode ter consequências desastrosas.

Os cientistas são capazes agora
de usar máquinas de proteínas

para editar genomas.

Estou certa de que
já ouviram falar do CRISPR.

O CRISPR tira partido
de uma proteína conhecida como Cas9,

que pode ser usada
para reconhecer e eliminar

uma sequência muito específica do ADN.

Neste exemplo,

usam-se duas proteínas Cas9 para eliminar
uma parte problemática do ADN.

Por exemplo, a parte de um gene
que poderá dar origem a uma doença.

Usa-se maquinaria celular

para colar de novo duas pontas do ADN.

Como animadora molecular,

um dos maiores desafios
é visualizar a incerteza.

Todas as animações
que vos mostrei são hipóteses,

de como se imagina
que o processo decorre,

com base na informação disponível.

Mas, para muitos processos moleculares,

estamos ainda num estágio
inicial de compreensão,

e há muito para aprender.

A verdade é que

estes mundos moleculares invisíveis
são vastos e inexplorados.

Para mim, estas paisagens moleculares

são tão entusiasmantes de explorar
como o mundo natural

visível à nossa volta.

Obrigada.

(Aplausos)