Animations of unseeable biology
-
0:00 - 0:02Wat ik jullie ga laten zien,
-
0:02 - 0:06zijn de verbazingwekkende moleculaire machines
-
0:06 - 0:09die het levende weefsel van je lichaam creëren.
-
0:09 - 0:12Nu zijn moleculen heel, heel klein.
-
0:12 - 0:14En met klein
-
0:14 - 0:16bedoel ik heel klein.
-
0:16 - 0:18Ze zijn kleiner dan de golflengte van licht,
-
0:18 - 0:21dus kunnen we ze niet direct waarnemen.
-
0:21 - 0:23Maar door de wetenschap hebben we een redelijk goed idee
-
0:23 - 0:26van wat er aan de hand is op moleculaire schaal.
-
0:26 - 0:29We kunnen praten over moleculen,
-
0:29 - 0:32maar we hebben geen directe manier om moleculen te laten zien.
-
0:32 - 0:35Een manier om dit op te lossen, is tekeningen maken.
-
0:35 - 0:37Dat doen we al langer.
-
0:37 - 0:39Wetenschappers hebben altijd al gebruik gemaakt van tekeningen
-
0:39 - 0:42als onderdeel van hun denk- en ontdekkingsproces.
-
0:42 - 0:45Ze tekenen wat ze waarnemen met hun ogen,
-
0:45 - 0:47met behulp van technologie, zoals telescopen en microscopen,
-
0:47 - 0:50en ook hoe ze het zich voorstellen.
-
0:50 - 0:52Ik neem twee bekende voorbeelden,
-
0:52 - 0:55zeer bekend omdat ze wetenschap weergeven door middel van kunst.
-
0:55 - 0:57Ik begin met Galileo,
-
0:57 - 0:59die 's werelds eerste telescoop bouwde
-
0:59 - 1:01om naar de maan te kijken.
-
1:01 - 1:03Hij veranderde ons begrip van de maan.
-
1:03 - 1:05In de perceptie van de 17e eeuw
-
1:05 - 1:07was de maan een perfecte hemelse sfeer.
-
1:07 - 1:10Maar Galilei zag een rotsachtige, dorre wereld,
-
1:10 - 1:13wat hij weergaf in zijn aquarel.
-
1:13 - 1:15Een andere wetenschapper met zeer grote ideeën
-
1:15 - 1:18is de superster van de biologie, Charles Darwin.
-
1:18 - 1:20Met deze beroemde vermelding in zijn notitieboekje
-
1:20 - 1:23begint hij in de linkerbovenhoek met "Ik denk"
-
1:23 - 1:26en dan schetst hij de eerste boom van het leven.
-
1:26 - 1:28Dat is zijn idee
-
1:28 - 1:30van hoe alle soorten, alle levende wezens op aarde
-
1:30 - 1:33verbonden zijn door evolutionaire geschiedenis:
-
1:33 - 1:35het ontstaan van soorten door natuurlijke selectie
-
1:35 - 1:38en divergentie vanuit een voorouderlijke populatie.
-
1:38 - 1:40Zelfs als wetenschapper
-
1:40 - 1:42vond ik vaak lezingen door moleculaire biologen
-
1:42 - 1:45volledig onbegrijpelijk
-
1:45 - 1:47door de rare technische taal en jargon
-
1:47 - 1:49waarmee ze hun werk beschreven.
-
1:49 - 1:52Totdat ik de kunstwerken van David Goodsell tegenkwam.
-
1:52 - 1:55Hij is moleculair bioloog aan het Scripps Instituut.
-
1:55 - 1:57Al zijn beelden
-
1:57 - 1:59zijn nauwkeurig en op schaal.
-
1:59 - 2:02Zijn werk toont me
-
2:02 - 2:04hoe de moleculaire wereld in ons eruit ziet.
-
2:04 - 2:07Dit is een doorsnede door bloed.
-
2:07 - 2:09In de linkerbovenhoek zie je dat geelgroene gebied.
-
2:09 - 2:12Dat stelt de vloeistoffen van het bloed, vooral water dus, voor,
-
2:12 - 2:14maar ook antilichamen, suikers,
-
2:14 - 2:16hormonen, dat soort dingen.
-
2:16 - 2:18Het rode gebied is een doorsnede door een rode bloedcel.
-
2:18 - 2:20Die rode moleculen zijn hemoglobine.
-
2:20 - 2:22Ze zijn echt rood en geven het bloed zijn kleur.
-
2:22 - 2:24Hemoglobine werkt als een moleculaire spons
-
2:24 - 2:26om de zuurstof in je longen op te nemen
-
2:26 - 2:28en mee te nemen naar andere delen van je lichaam.
-
2:28 - 2:31Dit beeld inspireerde me vele jaren geleden.
-
2:31 - 2:33Ik vroeg me af of we met computerbeeldvorming
-
2:33 - 2:35de moleculaire wereld konden voorstellen.
-
2:35 - 2:37Hoe zou het eruit zien?
-
2:37 - 2:40Zo begon ik eraan. Hier komt het.
-
2:40 - 2:42Dit is DNA in zijn klassieke dubbele-helixvorm.
-
2:42 - 2:44Het komt van röntgenkristallografie,
-
2:44 - 2:46dus is het een nauwkeurig model van DNA.
-
2:46 - 2:48Als we de krul uit de dubbele helix halen en de twee strengen losmaken,
-
2:48 - 2:50zie je die dingen die lijken op tanden.
-
2:50 - 2:52Dat zijn de letters van de genetische code,
-
2:52 - 2:55de 25.000 genen die in je DNA geschreven staan.
-
2:55 - 2:57Dat is wat ze meestal
-
2:57 - 2:59de genetische code noemen, waar ze het meestal over hebben.
-
2:59 - 3:01Maar ik wil praten over een ander aspect van DNA-wetenschap,
-
3:01 - 3:04namelijk de fysieke aard van DNA.
-
3:04 - 3:07Het zijn twee strengen die in tegengestelde richting lopen
-
3:07 - 3:09om redenen waar ik nu niet kan op ingaan.
-
3:09 - 3:11Maar ze lopen fysiek in tegengestelde richting,
-
3:11 - 3:14met als gevolg een aantal complicaties voor je levende cellen.
-
3:14 - 3:16Vooral dan
-
3:16 - 3:19wanneer DNA wordt gekopieerd.
-
3:19 - 3:21Ik ga jullie nu
-
3:21 - 3:23een nauwkeurige weergave tonen
-
3:23 - 3:26van de werkelijke DNA-replicatiemachine die aan het werk is in je lichaam,
-
3:26 - 3:29op zijn minst in biologie van 2002.
-
3:29 - 3:32DNA komt van de linkerkant de productielijn binnen.
-
3:32 - 3:35Dan trekt een verzameling biochemische miniatuurmachines
-
3:35 - 3:38de DNA-strengen uit elkaar en maakt er een exacte kopie van.
-
3:38 - 3:40DNA komt
-
3:40 - 3:42een blauwe, donutvormige structuur binnen
-
3:42 - 3:44en wordt uit elkaar gescheurd in twee strengen.
-
3:44 - 3:46Een streng kan direct worden gekopieerd.
-
3:46 - 3:49Je ziet deze dingen er hier onderaan uitkomen.
-
3:49 - 3:51Maar voor de andere streng liggen de zaken niet zo eenvoudig
-
3:51 - 3:53omdat ze achterwaarts moet worden gekopieerd.
-
3:53 - 3:55Ze wordt herhaaldelijk in lussen gegooid
-
3:55 - 3:57en sectie per sectie gekopieerd
-
3:57 - 4:00om twee nieuwe DNA-moleculen te creëren.
-
4:00 - 4:03Miljarden van deze machines
-
4:03 - 4:05zijn op dit moment in jou aan het werk en
-
4:05 - 4:07kopiëren je DNA met grote getrouwheid.
-
4:07 - 4:09Het is een accurate weergave
-
4:09 - 4:12op ongeveer de juiste snelheid voor wat er in je gebeurt.
-
4:12 - 4:15Foutcorrectie en een heleboel andere dingen heb ik weggelaten.
-
4:17 - 4:19Dit is werk van een aantal jaren geleden.
-
4:19 - 4:21Dank je.
-
4:21 - 4:24Dit is werk van een aantal jaar geleden,
-
4:24 - 4:27maar wat nu komt is heet van de naald.
-
4:27 - 4:29We beginnen weer met DNA.
-
4:29 - 4:32Het zit te wriemelen door de omringende soep van moleculen
-
4:32 - 4:34die ik heb weggelaten, zodat jullie wat kunnen zien.
-
4:34 - 4:36DNA is ongeveer twee nanometer breed,
-
4:36 - 4:38echt heel klein.
-
4:38 - 4:40Maar in elk van je cellen
-
4:40 - 4:44is elke DNA-streng ongeveer 30 tot 40 miljoen nanometer lang.
-
4:44 - 4:47Om het DNA georganiseerd te houden en de toegang tot de genetische code te regelen,
-
4:47 - 4:49zit het rond paarse eiwitten gewonden -
-
4:49 - 4:51of liever gezegd heb ik ze hier paars gelabeld.
-
4:51 - 4:53Het is verpakt en gebundeld.
-
4:53 - 4:56Alles in het gezichtsveld wordt ingenomen door één enkele DNA-streng.
-
4:56 - 4:59Dit enorme DNA-pakket heet een chromosoom.
-
4:59 - 5:02Daar komen we dadelijk op terug.
-
5:02 - 5:04We trekken terug, zoomen uit
-
5:04 - 5:06door een porie van de celkern.
-
5:06 - 5:09Dat is de toegangspoort tot het afgescheiden gedeelte waar alle DNA in zit,
-
5:09 - 5:11namelijk de celkern.
-
5:11 - 5:13Dit gezichtsveld omvat
-
5:13 - 5:16een semester biologie en ik heb zeven minuten.
-
5:16 - 5:19Gaat dat vandaag nog lukken?
-
5:19 - 5:22"Nee", krijg ik te horen, "Nee."
-
5:22 - 5:25Zo ziet een levende cel er uit onder een lichtmicroscoop.
-
5:25 - 5:28Het werd onder time-lapse gefilmd, daarom kan je het zien bewegen.
-
5:28 - 5:30De kernomhulling verdwijnt.
-
5:30 - 5:33Deze worstvormige dingen zijn de chromosomen. Daarop zullen we ons focussen.
-
5:33 - 5:35Ze ondergaan een zeer opvallende beweging
-
5:35 - 5:38gericht op kleine rode vlekjes.
-
5:38 - 5:41Wanneer de cel zich klaar voelt om te gaan,
-
5:41 - 5:43worden de chromosomen van elkaar gescheurd.
-
5:43 - 5:45Een set DNA gaat naar de ene kant,
-
5:45 - 5:47de andere kant krijgt de andere set DNA -
-
5:47 - 5:49identieke kopieën van DNA.
-
5:49 - 5:51Dan splitst de cel in het midden.
-
5:51 - 5:53Nogmaals, op dit moment ondergaan miljarden cellen
-
5:53 - 5:56dit proces nu in je.
-
5:56 - 5:59Nu gaan we even terugspoelen, ons richten op de chromosomen,
-
5:59 - 6:01kijken naar de structuur en die beschrijven.
-
6:01 - 6:04Hier vormt zich de 'evenaar'.
-
6:04 - 6:06De chromosomen stellen zich op.
-
6:06 - 6:08We zonderen een chromosoom af,
-
6:08 - 6:10trekken het eruit en werpen een blik op de structuur.
-
6:10 - 6:13Dit is een van de grootste moleculaire structuren die je kan hebben,
-
6:13 - 6:17voor zover wij dat tot nu toe in ons ontdekt hebben.
-
6:17 - 6:19Dit is één chromosoom.
-
6:19 - 6:22Je hebt twee DNA-strengen per chromosoom.
-
6:22 - 6:24Een daarvan is opgewonden tot een worstje,
-
6:24 - 6:26de andere streng tot een ander worstje.
-
6:26 - 6:29De fijne draden die er aan beide kanten uitsteken,
-
6:29 - 6:32zijn de dynamische steigers van de cel.
-
6:32 - 6:34Ze heten mircrotubuli. Die naam is niet belangrijk.
-
6:34 - 6:37Maar kijk naar het gebied dat ik hier rood heb gemerkt.
-
6:37 - 6:39Het is de schakel
-
6:39 - 6:42tussen de dynamische steigers en de chromosomen.
-
6:42 - 6:45Het speelt duidelijk een centrale rol bij de beweging van de chromosomen.
-
6:45 - 6:48We hebben eigenlijk geen idee hoe die beweging ontstaat.
-
6:48 - 6:50We bestuderen deze kinetische boog
-
6:50 - 6:52nu al meer dan honderd jaar intens
-
6:52 - 6:55en we staan nog maar aan het begin van het begrijpen ervan.
-
6:55 - 6:58Hij is samengesteld uit ongeveer 200 verschillende soorten eiwitten,
-
6:58 - 7:01duizenden eiwitten in totaal.
-
7:01 - 7:04Hij geeft signalen af.
-
7:04 - 7:06Via chemische signalen
-
7:06 - 7:09vertelt hij de rest van de cel wanneer hij klaar is,
-
7:09 - 7:12wanneer hij voelt dat alles is uitgelijnd en klaar om te gaan
-
7:12 - 7:14voor het scheiden van de chromosomen.
-
7:14 - 7:17Hij is in staat om te koppelen aan de groeiende en krimpende microtubuli.
-
7:17 - 7:20Hij is betrokken bij de aanmaak van de microtubuli
-
7:20 - 7:23en hij kan er tijdelijk mee koppelen.
-
7:23 - 7:25Het is ook een systeem dat reageert op een situatie.
-
7:25 - 7:27Het is in staat om te voelen wanneer de cel klaar is,
-
7:27 - 7:29wanneer het chromosoom correct is geplaatst.
-
7:29 - 7:31Hier wordt het groen
-
7:31 - 7:33omdat het voelt dat alles klaar is.
-
7:33 - 7:35Maar kijk: een klein laatste stukje
-
7:35 - 7:37blijft rood.
-
7:37 - 7:40Het wandelt weg langs de microtubuli.
-
7:41 - 7:44Doordat het signaal-omroepsysteem het stopsignaal uitzendt.
-
7:44 - 7:47Daar gaat het. Zo mechanisch gaat dat.
-
7:47 - 7:49Het is een moleculaire klok.
-
7:49 - 7:52Zo gaat dat op moleculaire schaal.
-
7:52 - 7:55Nog wat leuke moleculaire dingen
-
7:55 - 7:58zijn de kinesinen, die oranje dingen.
-
7:58 - 8:00Het zijn kleine moleculaire koeriermoleculen die één kant uitlopen.
-
8:00 - 8:03Hier zijn dyneïnen. Ze verzorgen dat omroepsysteem.
-
8:03 - 8:06Met hun lange 'benen' kunnen ze over obstakels heenstappen enzovoort.
-
8:06 - 8:08Nogmaals, dit is allemaal gestoeld
-
8:08 - 8:10op wetenschappelijk onderzoek.
-
8:10 - 8:13Het probleem is dat we het jullie niet op een andere manier kunnen laten zien.
-
8:13 - 8:15Verkennen aan de grens van de wetenschap,
-
8:15 - 8:17aan de grens van het menselijk begrip
-
8:17 - 8:20is verbluffend.
-
8:20 - 8:22Het ontdekken van deze dingen
-
8:22 - 8:25is zeker een aangename prikkel om wetenschappelijk werk te doen.
-
8:25 - 8:28Maar voor de meeste medische onderzoekers is
-
8:28 - 8:30het ontdekken van deze dingen
-
8:30 - 8:33gewoon een stap op weg naar de grote doelen:
-
8:33 - 8:36ziektes uitroeien,
-
8:36 - 8:38lijden en ellende veroorzaakt door ziekte uitroeien
-
8:38 - 8:40en mensen uit de armoede krijgen.
-
8:40 - 8:42Dank je.
-
8:42 - 8:46(Applaus)
- Title:
- Animations of unseeable biology
- Speaker:
- Drew Berry
- Description:
-
Wij hebben geen mogelijkheden om moleculen en wat ze doen direct waar te nemen - Drew Berry wil daar wat aan doen. Op TEDxSydney toont hij zijn wetenschappelijk nauwkeurige (en onderhoudende!) animaties die onderzoekers onzichtbare processen in onze eigen cellen helpen zien.
- Video Language:
- English
- Team:
- closed TED
- Project:
- TEDTalks
- Duration:
- 08:47
Regina Chu edited Dutch subtitles for Animations of unseeable biology | ||
Rik Delaet added a translation |