O que vos vou mostrar
são as espantosas máquinas moleculares
que criam o tecido vivo que é o nosso corpo.
As moléculas são mesmo pequenas.
Quando digo pequenas, quero dizer mesmo minúsculas.
São mais pequenas que o comprimento de onda da luz,
e assim não temos forma de as observar diretamente.
Mas através da ciência, temos uma boa ideia
do que se passa a nível molecular.
Assim o que podemos fazer é falar-vos das moléculas,
mesmo não tendo nenhuma maneira de as mostrar diretamente.
Uma forma de fazer isto é desenhando imagens.
Esta ideia não é nova.
Os cientistas sempre criaram imagens
como parte do seu processo de pensamento e descoberta.
Desenham imagens daquilo que observam com os olhos,
através da tecnologia como os telescópios e microscópios,
e ainda sobre aquilo que pensam.
Escolhi dois exemplos muito conhecidos
porque eles são muito conhecidos por exprimirem ciência através da arte.
E começo com Galileu
que usou o primeiro telescópio no mundo para observar a lua.
E assim transformou o nosso conhecimento da lua.
A perceção no século XVII
era que a lua era uma esfera celestial perfeita.
Mas o que Galileu viu, foi um mundo árido e rochoso
que ele retratou através das suas pinturas a aguarelas.
Outro cientista com grandes ideias,
a superestrela da biologia, foi Charles Darwin.
Com o famoso começo do seu bloco-notas,
ele começa no canto superior esquerdo com "Eu penso".
Depois desenhou a primeira árvore da vida,
que era a sua perceção de como todas as espécies,
todos os seres vivos na Terra, estão ligados na história da evolução,
a origem das espécies através da seleção natural
e a divergência a partir de uma população ancestral.
Apesar de cientista,
eu costumava ir a seminários de biólogos moleculares
e achá-los totalmente incompreensíveis,
com toda a pomposa linguagem técnica e jargão
que eles usavam para descrever o seu trabalho,
até encontrar os trabalhos artísticos de David Goodsell,
que é um biólogo molecular no Instituto Scripps.
As suas imagens — tudo é rigoroso e à escala.
E o seu trabalho revelou-me
o aspeto do mundo molecular dentro de nós.
Isto é uma secção através do sangue.
No canto superior esquerdo, temos uma área amarelo-esverdeada.
Esta área representa o fluído do sangue, é praticamente água,
mas também anticorpos, açúcares, hormonas, essas coisas.
A região vermelha é um corte de um glóbulo vermelho.
As moléculas vermelhas são a hemoglobina.
São realmente vermelhas; é o que dá a cor ao sangue.
A hemoglobina atua como uma esponja molecular
que absorve o oxigénio nos pulmões
e o leva para outras partes do corpo.
Fiquei muito inspirado por esta imagem há muitos anos,
e pensei se podíamos usar gráficos computacionais
para representar o mundo molecular.
Como ficaria?
Foi assim que comecei. Vamos começar então.
Este é o ADN na sua forma clássica de dupla hélice.
É por cristalografia por raios-X, por isso é um modelo preciso do DNA.
Se desdobrarmos a dupla hélice e separarmos as duas cadeias,
vemos estas coisas que parecem dentes.
São as letras do código genético,
os 25 000 genes que temos escritos no DNA.
Isto é do que costumam falar — o código genético —
é disto que falam.
Mas eu vou falar de um aspeto diferente na ciência do ADN,
que é a natureza física do ADN.
São estas duas cadeias que correm em direções opostas
por razões que agora não posso explicar.
Mas correm fisicamente em direções opostas,
o que cria algumas complicações para as nossas células,
como vamos ver,
especialmente quando o ADN está a ser copiado.
Assim, o que vos vou mostrar
é uma representação precisa da máquina de replicação do ADN
que funciona neste momento dentro do nosso corpo,
pelo menos na biologia de 2002.
O ADN entra na linha de produção pelo lado esquerdo,
e choca com esta coleção, estas máquinas bioquímicas em miniatura,
que rasgam a cadeia de ADN e fazem uma cópia exata.
Assim o ADN entra e choca com esta estrutura azul
em forma de "donut",
e é separado nas suas duas cadeias.
Uma cadeia pode ser copiada diretamente,
e vemos estas coisas a sair da estrutura.
Mas as coisas não são tão simples na outra cadeia
porque deve ser copiada em sentido contrário.
Assim é dobrada repetidamente nestes laços
e é copiada uma secção de cada vez, criando duas novas moléculas de ADN.
Temos milhares de milhões de máquinas como estas
neste momento a trabalhar dentro de nós,
a copiar o ADN com uma fidelidade precisa.
É uma representação rigorosa,
e mostra a velocidade correta a que trabalha dentro de nós.
Não falei da correção dos erros e de muitas outras coisas.
Este foi um trabalho de há anos.
(Aplausos)
Obrigado.
Mas o que vou mostrar de seguida é ciência recente, é tecnologia recente.
Voltamos a começar com o ADN.
Mexe-se e remexe-se devido à sopa de moléculas que o rodeia,
que eu removi para se poder ver alguma coisa.
O ADN tem cerca de 2 nanómetros de secção,
o que é verdadeiramente pequeno.
Mas em cada uma das nossas células,
cada cadeia de ADN tem cerca de 30 a 40 milhões de nanómetros
de comprimento.
Para manter o ADN organizado e regular o acesso ao código genético,
está enrolado à volta destas proteínas roxas
— fui eu que as colori de roxo.
Está arrumado e embalado.
Tudo isto é uma única molécula de ADN.
Esta grande quantidade de ADN condensado chama-se cromossoma.
Já voltamos aos cromossomas,
Vamos sair e afastarmo-nos,
sair através de um poro nuclear,
que é o portão para este compartimento que guarda todo o ADN,
chamado núcleo.
Todo este tema dá-se num semestre de biologia,
e eu só tenho 7 minutos.
Assim, não vamos poder ver isto tudo hoje?
Não, estão a dizer-me que não.
Esta é o aspeto que uma célula viva tem quando vista ao microscópio.
Está a ser filmada ao retardador para vermos o movimento.
O envelope nuclear quebra-se.
Estas coisas em forma de salsicha são os cromossomas,
Eles passam por todo este movimento concentrado naquelas manchas vermelhas.
Quando a célula sente que está pronta, separa os cromossomas.
Uma parte do ADN vai para um lado,
a outra parte do ADN vai para o outro
— cópias idênticas de ADN.
Assim a célula separa-se a meio.
E de novo, temos milhares de milhões de células
a passar por este processo dentro de nós.
Vamos voltar atrás e focarmo-nos nos cromossomas
e olhar para esta estrutura e descrevê-la.
Estamos, de novo, no momento equatorial.
Os cromossomas alinham-se.
Se isolarmos um só cromossoma,
vamos observar a sua estrutura.
É uma das maiores estruturas moleculares que temos
pelo menos, das encontradas até hoje dentro de nós.
Isto é um único cromossoma.
Temos duas cadeias de ADN em cada cromossoma.
Uma está enrolada em forma de salsicha.
A outra está enrolada na forma da outra salsicha.
Estas coisas que parecem bigodes, que saem de cada lado
são a plataforma dinâmica da célula.
Chamam-se microtúbulos. Não é um nome importante.
Vamos observar esta zona vermelha — que eu colori a vermelho —
e na interface entre a plataforma dinâmica e os cromossomas.
É obviamente importante para o movimento dos cromossomas.
Não fazemos ideia de como é conseguido o movimento
Temos estudado esta estrutura a que chamam cinetócoro.
há mais de cem anos, com estudos intensos,
e ainda estamos a descobrir para que serve.
É feito de mais de 200 proteínas diferentes,
milhares de proteínas no total.
É um sistema de transmissão de sinal.
Transmite por sinais químicos
dizendo ao resto da célula quando está pronto,
quando sente que está tudo alinhado e pronto para começar,
para a separação dos cromossomas.
É capaz de interagir com os microtúbulos que crescem ou diminuem.
Está envolvido no crescimento dos microtúbulos,
e é capaz de se ligar a eles transitoriamente.
É também um sistema sensorial de atenção
capaz de sentir quando a célula está pronta,
quando os cromossomas estão corretamente posicionados.
Está a ficar verde porque sente que tudo está correto.
E vamos ver, há esta pequena coisa
que continua vermelha.
E que caminha ao longo dos microtúbulos.
Isso é a transmissão do sinal de STOP.
E vai-se embora. Quero dizer, é assim mecânico.
É um relógio molecular.
É assim que se trabalha à escala molecular.
Assim, com um bocadinho de cor,
temos as cinesinas, que são as cor de laranja.
São pequenas moléculas mensageiras que caminham num sentido.
E aqui temos as dineínas. Transportam o sistema de transmissão.
Têm pernas longas para poderem ultrapassar obstáculos.
Repito, tudo isto deriva da ciência. de forma precisa
O problema é que não podemos mostrar isto de outra forma.
Explorar a fronteira da ciência,
e a fronteira da compreensão humana,
é espetacular.
Descobrir estas coisas
é certamente um bom incentive para trabalhar em ciência.
Mas para a maioria dos investigadores médicos...
Descobrir coisas
são apenas pequenos passos para o grande objetivo
que é erradicar doenças,
eliminar o sofrimento e a infelicidade que a doença causa
e tirar pessoas da pobreza.
Obrigado.
(Aplausos)