ABOUT THE SPEAKER
Janet Iwasa - Molecular animator


Why you should listen
While we know a lot about molecular processes, they can’t be observed directly, and scientists have to rely on simple, two-dimensional drawings to depict complex hypotheses. That is, they did until now. Janet Iwasa’s colorful and action-packed 3D animations bring scientific hypotheses to life, showing how we think molecules look, move and interact. Not only is molecular animation a powerful way to illustrate ideas and convey information to general audiences, it’s also a powerful tools for inspiring new research. However, 3D molecular animation using commercial software requires skill and time, so Iwasa has created a simpler 3D animation software tool for biologists, allowing researchers to intuitively and quickly model molecular hypotheses. In 2014, she launched the beta of her new free, open-source animation software, Molecular Flipbook, which allows biologists to create molecular animations of their own hypotheses in just 15 minutes.
More profile about the speaker
Janet Iwasa | Speaker | TED.com
TED2014

Janet Iwasa: How animations can help scientists test a hypothesis

Janet Iwasa: Ako môžu vedci pomocou animácií otestovať hypotézu

Filmed:
900,546 views

Vďaka 3D animáciám môžu vedecké hypotézy priam ožiť. Molekulárna biologička (a spolupracovníčka TED-u) Janet Iwasa predstavuje nový animačný softvér s otvoreným zdrojovým kódom, ktorý je určený len pre vedcov.
- Molecular animator
Full bio

Double-click the English transcript below to play the video.

00:12
Take a look at this drawingkreslenie.
0
710
1869
Pozrite sa na tento obrázok.
00:14
Can you tell what it is?
1
2579
1604
Viete, čo znázorňuje?
Vyštudovala som molekulárnu biológiu
00:16
I'm a molecularmolekulárnej biologistbiológ by trainingvýcvik,
2
4183
2747
00:18
and I've seenvidieť a lot of these kindsdruhy of drawingsvýkresy.
3
6930
2603
a takýchto obrázkov som videla veľa.
00:21
They're usuallyzvyčajne referreduvedené to as a modelModel figurefigúra,
4
9533
3092
Ide o modelové obrázky,
ktoré zobrazujú naše predstavy o tom,
00:24
a drawingkreslenie that showsrelácie how we think
5
12625
1734
ako prebiehajú bunkové
a molekulárne procesy.
00:26
a cellularbunkový or molecularmolekulárnej processproces occursvyskytuje.
6
14359
2664
00:29
This particularkonkrétny drawingkreslenie is of a processproces
7
17023
2499
Na tomto obrázku vidíte proces
00:31
calledvolal clathrin-mediatedclathrin sprostredkované endocytosisendocytosis.
8
19522
4323
klatrínom sprostredkovanej endocytózy.
00:35
It's a processproces by whichktorý a moleculemolekula can get
9
23845
2610
Počas tohto procesu sa molekula
dostane dovnútra bunky
00:38
from the outsidezvonka of the cellbunka to the insidevnútri
10
26455
2238
prostredníctvom bubliny alebo vezikuly,
00:40
by gettingzískavanie capturedzachytený in a bubblebublina or a vesiclevačku
11
28693
2537
00:43
that then getsdostane internalizedinternalized by the cellbunka.
12
31230
2820
ktorú potom bunka internalizuje.
Problém s obrázkom je v tom,
00:46
There's a problemproblém with this drawingkreslenie, thoughhoci,
13
34050
1835
00:47
and it's mainlyhlavne in what it doesn't showšou.
14
35885
2632
čo na ňom nevidíte.
Experimenty veľkého množstva vedcov
nám poskytli vedomosti
00:50
From lots of experimentspokusy,
15
38517
1465
00:51
from lots of differentrozdielny scientistsvedci,
16
39982
1835
00:53
we know a lot about what these moleculesmolekuly look like,
17
41817
2996
o vzhľade týchto molekúl,
o ich pohybe v bunkách
00:56
how they movesťahovať around in the cellbunka,
18
44813
1682
a o tom, že sa tento proces odohráva
00:58
and that this is all takingprevzatia placemiesto
19
46495
1825
01:00
in an incrediblyneuveriteľne dynamicdynamický environmentprostredie.
20
48320
2990
v neskutočne dynamickom prostredí.
V spolupráci s expertom na klatrín,
Tomasom Kirchhausenom,
01:03
So in collaborationspolupráca with a clathrinclathrin
expertexpert TomasTomáš KirchhausenKirchhausen,
21
51310
3473
sme sa rozhodli vytvoriť model,
01:06
we decidedrozhodol to createvytvoriť a newNový kinddruh of modelModel figurefigúra
22
54783
2319
ktorý by ukázal celý proces.
01:09
that showedukázal all of that.
23
57102
2024
Začneme mimo bunky.
01:11
So we startštart outsidezvonka of the cellbunka.
24
59126
1736
Teraz sme v jej vnútri.
01:12
Now we're looking insidevnútri.
25
60862
1648
Klatrín sú tie molekuly s 3 hrotmi,
01:14
ClathrinClathrin are these three-leggedtri-legged moleculesmolekuly
26
62510
2080
ktoré vytvárajú niečo,
01:16
that can self-assembleself-zhromaždiť into soccer-ball-likeFutbal-lopty-ako shapestvary.
27
64590
3288
čo sa podobá futbalovej lopte.
01:19
ThroughProstredníctvom connectionspripojenie with a membranemembrána,
28
67878
1697
Klatrín splynie s membránou,
01:21
clathrinclathrin is ableschopný to deformdeformovať the membranemembrána
29
69575
2167
deformuje ju a vytvorí akýsi vačok,
01:23
and formformulár this sortdruh of a cuppohár
30
71742
1413
z ktorého vznikne vezikula
01:25
that formsformuláre this sortdruh of a bubblebublina, or a vesiclevačku,
31
73155
2307
a tá zachytáva proteíny mimo bunky.
01:27
that's now capturingzachytávať some of the proteinsproteíny
32
75462
1784
01:29
that were outsidezvonka of the cellbunka.
33
77246
1654
Tieto proteíny spôsobia,
01:30
ProteinsProteíny are comingPrichádza in now that
basicallyv podstate pinchštipka off this vesiclevačku,
34
78900
3498
že sa vezikula uvoľní
01:34
makingmaking it separateoddelený from the restzvyšok of the membranemembrána,
35
82398
2584
a oddelí od zvyšku membrány.
Klatrín už splnil svoju úlohu
01:36
and now clathrinclathrin is basicallyv podstate donehotový with its jobzamestnania,
36
84982
2392
a nové proteíny,
01:39
and so proteinsproteíny are comingPrichádza in now —
37
87374
1238
01:40
we'vemy máme coveredpokrytý them yellowžltá and orangeoranžový
38
88612
1946
tie žlté a oranžové,
spôsobia rozpad klatrínového obalu.
01:42
that are responsiblezodpovedný for takingprevzatia
apartoddelene this clathrinclathrin cageklietka.
39
90558
2542
01:45
And so all of these proteinsproteíny
can get basicallyv podstate recycledrecyklovať
40
93100
3282
Takto dochádza k recyklácii proteínov
a k ich opätovnému použitiu.
01:48
and used all over again.
41
96382
1536
01:49
These processesprocesy are too smallmalý to be seenvidieť directlypriamo,
42
97918
3409
Tieto procesy nemôžeme vidieť priamo,
dokonca ani s najlepším mikroskopom,
01:53
even with the bestnajlepší microscopesmikroskopy,
43
101327
1832
01:55
so animationsanimácie like this provideposkytnúť a really powerfulmocný way
44
103159
2631
a preto sú animácie veľmi účinný spôsob,
01:57
of visualizingVizualizácia a hypothesishypotéza.
45
105790
3018
ako môžeme znázorniť hypotézu.
Na tomto obrázku vidíte,
02:00
Here'sTu je anotherďalší illustrationilustrácie,
46
108808
1846
ako si výskumníci predstavujú proces,
02:02
and this is a drawingkreslenie of how a researchervýskumník mightsila think
47
110654
2736
02:05
that the HIVHIV virusvírus getsdostane into and out of cellsbunky.
48
113390
3505
pomocou ktorého sa vírus HIV
dostáva do buniek a z nich.
Obrázok je znovu veľmi zjednodušený
02:08
And again, this is a vastnesmierny oversimplificationoversimplification
49
116895
2519
02:11
and doesn't beginzačať to showšou
50
119414
1744
a nie je to ani zlomok toho,
02:13
what we actuallyvlastne know about these processesprocesy.
51
121158
2482
čo naozaj vieme o týchto procesoch.
02:15
You mightsila be surprisedprekvapený to know
52
123640
2215
Možno vás prekvapí, keď vám poviem,
02:17
that these simpleprostý drawingsvýkresy are the only way
53
125855
2767
že väčšina biológov používa
na znázornenie hypotéz
02:20
that mostväčšina biologistsbiológovia visualizezviditeľniť
theirich molecularmolekulárnej hypotheseshypotézy.
54
128622
3832
práve takéto jednoduché obrázky.
02:24
Why?
55
132454
1028
Prečo?
Pretože je skutočne náročné
vytvoriť animáciu o tom,
02:25
Because creatingvytváranie moviesfilmy of processesprocesy
56
133482
1990
02:27
as we think they actuallyvlastne occurnastať is really hardusilovne.
57
135472
3014
ako prebieha určitý proces.
Trvalo mi mesiace,
02:30
I spentstrávil monthsmesiaca in HollywoodHollywood
learningštúdium 3D animationanimácie softwaresoftvér,
58
138486
3633
kým som sa naučila
ovládať 3D animačný softvér.
02:34
and I spendtráviť monthsmesiaca on eachkaždý animationanimácie,
59
142119
2281
Vytvoriť 1 animáciu tiež trvá mesiace
02:36
and that's just time that mostväčšina
researchersvedci can't afforddovoliť si.
60
144400
3350
a väčšina výskumníkov
jednoducho nemá toľko času.
02:39
The payoffsprínosy can be hugeobrovský, thoughhoci.
61
147750
2200
Výhody sú však nesporné.
02:41
MolecularMolekulárne animationsanimácie are unparalleledbezprecedentný
62
149950
2384
Ide o jedinečný spôsob,
ako širokému publiku
veľmi presne sprostredkovať
02:44
in theirich abilityschopnosť to conveyoznámiť a great dealobchod of informationinformácie
63
152334
3441
02:47
to broadširoký audiencespublika with extremeextrémnej accuracypresnosť.
64
155775
3592
veľké množstvo informácií.
Teraz pracujem na projekte Veda HIV
02:51
And I'm workingpracovný on a newNový projectprojekt now
65
159367
1503
02:52
calledvolal "The ScienceVeda of HIVHIV"
66
160870
1438
02:54
where I'll be animatingoživovanie the entirecelý life cyclecyklus
67
162308
2362
a snažím sa vytvoriť
čo najpresnejšiu animáciu
02:56
of the HIVHIV virusvírus as accuratelypresne as possiblemožný
68
164670
3104
životného cyklu vírusu HIV
so všetkými detailami.
02:59
and all in molecularmolekulárnej detaildetail.
69
167774
1961
Animácia bude obsahovať údaje,
03:01
The animationanimácie will featurevlastnosť datadáta
70
169735
2151
ktoré tisíce výskumníkov
zbierali celé desaťročia.
03:03
from thousandstisíce of researchersvedci
collectedpokojný over decadesdesaťročia,
71
171886
2976
03:06
datadáta on what this virusvírus looksvzhľad like,
72
174862
3080
Ide o údaje o tom, ako vírus vyzerá,
03:09
how it's ableschopný to infectinfikovať cellsbunky in our bodytelo,
73
177942
3088
ako infikuje bunky v tele
a ako terapeutiká pomáhajú
v boji proti infekcii.
03:13
and how therapeuticsliečivami are
helpingpomáhajú to combatboj infectioninfekcie.
74
181030
3972
03:17
Over the yearsleta, I foundnájdených that animationsanimácie
75
185002
2329
Animácie sa teda dajú využiť
03:19
aren'tnie sú just usefulužitočný for communicatingkomunikujúce an ideanápad,
76
187331
2819
nielen na odovzdávanie informácií,
03:22
but they're alsotaktiež really usefulužitočný
77
190150
1496
ale aj pri skúmaní hypotézy.
03:23
for exploringskúmanie a hypothesishypotéza.
78
191646
2312
Biológovia väčšinou ešte stále
používajú ceruzku a papier,
03:25
BiologistsBiológovia for the mostväčšina partčasť are
still usingpoužitím a paperpapier and pencilceruzka
79
193958
3194
03:29
to visualizezviditeľniť the processesprocesy they studyštudovať,
80
197152
2222
aby znázornili procesy, ktoré študujú,
03:31
and with the datadáta we have now,
that's just not good enoughdosť anymore.
81
199374
3480
čo pri dnešných údajoch
jednoducho nestačí.
03:34
The processproces of creatingvytváranie an animationanimácie
82
202854
2416
Animovanie môže byť aj katalyzátor,
03:37
can actakt as a catalystkatalyzátor that allowsumožňuje researchersvedci
83
205270
2657
ktorý umožní výskumníkom,
03:39
to crystalizeCrystalize and refineSpresnenie theirich ownvlastný ideasnápady.
84
207927
2951
aby si ujasnili vlastné nápady.
03:42
One researchervýskumník I workedpracoval with
85
210878
1784
Pracovala som s výskumníčkou skúmajúcou
03:44
who workspráce on the molecularmolekulárnej mechanismsmechanizmy
86
212662
1776
molekulárny mechanizmus
neurodegeneratívnych ochorení
03:46
of neurodegenerativeNeurodegeneratívne ochorenia diseaseschoroby
87
214438
1784
a animácia, na ktorej sme pracovali,
03:48
cameprišiel up with experimentspokusy that were relatedpríbuzný
88
216222
1978
03:50
directlypriamo to the animationanimácie that
she and I workedpracoval on togetherspolu,
89
218200
2983
ju inšpirovala k novým experimentom.
Týmto spôsobom môžu animácie
spätne ovplyvniť výskumný proces.
03:53
and in this way, animationanimácie can
feedkrmivo back into the researchvýskum processproces.
90
221183
4121
Myslím si, že animácie
môžu zmeniť biológiu.
03:57
I believe that animationanimácie can changezmena biologybiológie.
91
225304
2853
Môžu zmeniť to, ako komunikujeme,
04:00
It can changezmena the way that we
communicatekomunikovať with one anotherďalší,
92
228157
2568
ako skúmame údaje
04:02
how we explorepreskúmať our datadáta
93
230725
1623
a ako učíme študentov.
04:04
and how we teachvyučovať our studentsštudentov.
94
232348
1327
04:05
But for that changezmena to happenstať sa,
95
233675
1454
Na to však potrebujeme,
04:07
we need more researchersvedci creatingvytváranie animationsanimácie,
96
235129
3157
aby viacerí výskumníci
začali tvoriť animácie.
04:10
and towardk that endkoniec, I broughtpriniesla togetherspolu a teamtím
97
238286
2255
Preto som zostavila tím biológov,
animátorov a programátorov,
04:12
of biologistsbiológovia, animatorsanimátori and programmersprogramátori
98
240541
3137
ktorý vytvoril nový,
bezplatný a otvorený softvér.
04:15
to createvytvoriť a newNový, freezadarmo, open-sourceopen-source softwaresoftvér
99
243678
3047
04:18
we call it MolecularMolekulárne FlipbookFlipbook
100
246725
1904
Volá sa Molecular Flipbook.
04:20
that's createdvytvoril just for biologistsbiológovia
101
248629
1896
Je určený len pre biológov
a len na tvorbu molekulárnych animácií.
04:22
just to createvytvoriť molecularmolekulárnej animationsanimácie.
102
250525
3545
Pri testovaní sme zistili, že biológ,
04:26
From our testingtestovanie, we'vemy máme foundnájdených
that it only takes 15 minutesminúty
103
254070
3712
ktorý nikdy predtým
so softvérom nepracoval,
04:29
for a biologistbiológ who has never
toucheddojatý animationanimácie softwaresoftvér before
104
257782
3268
04:33
to createvytvoriť her first molecularmolekulárnej animationanimácie
105
261050
2736
vytvorí prvú animáciu
vlastnej hypotézy len za 15 minút.
04:35
of her ownvlastný hypothesishypotéza.
106
263786
1522
04:37
We're alsotaktiež buildingbudova an onlineon-line databasedatabázy
107
265308
2150
Vytvárame aj internetovú databázu,
04:39
where anyoneniekto can viewvyhliadka, downloadStiahnuť ▼ and contributeprispieť
108
267458
2775
kde by každý mohol prezerať,
sťahovať, či pridávať animácie.
04:42
theirich ownvlastný animationsanimácie.
109
270233
1616
04:43
We're really excitedvzrušený to announceoznámiť
110
271849
1971
S potešením oznamujeme,
04:45
that the betabeta versionverzia of the molecularmolekulárnej animationanimácie
111
273820
2462
že dnešným dňom si vedci môžu
stiahnuť beta verziu nášho softvéru.
04:48
softwaresoftvér toolkitToolkit will be availablek dispozícii for downloadStiahnuť ▼ todaydnes.
112
276282
4208
Tešíme sa na to,
04:52
We are really excitedvzrušený to see
what biologistsbiológovia will createvytvoriť with it
113
280490
2743
čo biológovia vytvoria
a na nové nápady spojené s tým,
04:55
and what newNový insightspostrehy they're ableschopný to gainzisk
114
283233
2056
že konečne budú môcť
animovať vlastné modely.
04:57
from finallykonečne beingbytia ableschopný to animateanimovať
115
285289
1481
04:58
theirich ownvlastný modelModel figuresčísla.
116
286770
1703
05:00
Thank you.
117
288473
2240
Ďakujem.
(Potlesk)
05:02
(ApplausePotlesk)
118
290713
3158
Translated by Lucia Lichá
Reviewed by Linda Magáthová

▲Back to top

ABOUT THE SPEAKER
Janet Iwasa - Molecular animator


Why you should listen
While we know a lot about molecular processes, they can’t be observed directly, and scientists have to rely on simple, two-dimensional drawings to depict complex hypotheses. That is, they did until now. Janet Iwasa’s colorful and action-packed 3D animations bring scientific hypotheses to life, showing how we think molecules look, move and interact. Not only is molecular animation a powerful way to illustrate ideas and convey information to general audiences, it’s also a powerful tools for inspiring new research. However, 3D molecular animation using commercial software requires skill and time, so Iwasa has created a simpler 3D animation software tool for biologists, allowing researchers to intuitively and quickly model molecular hypotheses. In 2014, she launched the beta of her new free, open-source animation software, Molecular Flipbook, which allows biologists to create molecular animations of their own hypotheses in just 15 minutes.
More profile about the speaker
Janet Iwasa | Speaker | TED.com