ABOUT THE SPEAKER
Tal Danino - Synthetic biologist
Tal Danino explores the emerging frontier of combining biology and engineering (and art). He is a 2015 TED Fellow.

Why you should listen

Tal Danino's research explores the emerging frontier of combining biology, engineering and medicine. His work as a synthetic biologist focuses on reprogramming bacteria to detect and treat diseases in our bodies such as cancer.

Originally from Los Angeles, Danino received B.S. degrees from UCLA in Physics, Chemistry and Math, and received his Ph.D. in Bioengineering from UCSD. He did a postdoctoral fellowship at the Massachusetts Institute of Technology and is currently an assistant professor at Columbia University in New York.

Danino's work has been published in scientific journals and highlighted in several popular press venues. He actively develops "Bio-Art" projects that share perspectives and stories about science with recent projects featured in the New York Times, WIRED, and the Wall Street Journal.

More profile about the speaker
Tal Danino | Speaker | TED.com
TED2015

Tal Danino: Programming bacteria to detect cancer (and maybe treat it)

Tal Danino: Podemos usar bacterias para detectar el cáncer (y tal vez tratarlo)

Filmed:
1,329,748 views

El cáncer de hígado es uno de los más difíciles de detectar, pero al biólogo sintético Tal Danino tiene una propuesta creativa: ¿y si pudiéramos crear una bacteria probiótica comestible y programable que detecte tumores en el hígado? Su visión explora algo que apenas empezamos a entender sobre las bacterias: su poder de autoinducción, o actuar juntas una vez que alcanzan una masa crítica. Danino, un Becario TED, explica cómo funciona la percepción de quórum y cómo las bacterias inteligentes que trabajan juntas cambiarán algún día el tratamiento del cáncer.
- Synthetic biologist
Tal Danino explores the emerging frontier of combining biology and engineering (and art). He is a 2015 TED Fellow. Full bio

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

00:12
You maymayo not realizedarse cuenta de this,
0
788
1745
Puede que no sean conscientes,
00:14
but there are more bacteriabacteria in your bodycuerpo
than starsestrellas in our entiretodo galaxygalaxia.
1
2533
4880
pero hay más bacterias en el cuerpo
que estrellas en toda la galaxia.
Este universo fascinante de bacterias
00:20
This fascinatingfascinante universeuniverso
of bacteriabacteria insidedentro of us
2
8040
3127
00:23
is an integralintegral partparte of our healthsalud,
3
11167
2276
es parte integral de nuestra salud,
00:25
and our technologytecnología is evolvingevolucionando so rapidlyrápidamente
4
13443
2089
y la tecnología está
evolucionando tan rápidamente
00:27
that todayhoy we can programprograma these bacteriabacteria
like we programprograma computersordenadores.
5
15532
4759
que hoy podemos programar estas
bacterias igual que a las computadoras.
00:33
Now, the diagramdiagrama that you see here,
6
21060
1879
En el diagrama que se ve aquí...
00:34
I know it looksmiradas like
some kindtipo of sportsDeportes playjugar,
7
22939
2531
sé que parece algún tipo
de plano deportivo
00:37
but it is actuallyactualmente a blueprintcianotipo of
the first bacterialbacteriano programprograma I developeddesarrollado.
8
25470
4156
pero en realidad es un plano del primer
programa bacteriano que desarrollé.
00:41
And like writingescritura softwaresoftware,
we can printimpresión and writeescribir DNAADN
9
29626
3321
Igual que con el software,
podemos imprimir y escribir ADN
00:44
into differentdiferente algorithmsAlgoritmos
and programsprogramas insidedentro of bacteriabacteria.
10
32947
3227
en diferentes algoritmos
y programas dentro de la bacteria.
00:48
What this programprograma does
is producesproduce fluorescentfluorescente proteinsproteínas
11
36824
2695
Este programa produce
proteínas fluorescentes
00:51
in a rhythmicrítmico fashionModa
12
39519
1438
rítmicamente
00:52
and generatesgenera a smallpequeña moleculemolécula
13
40957
1602
y genera una molécula pequeña
00:54
that allowspermite bacteriabacteria
to communicatecomunicar and synchronizesincronizar,
14
42559
2578
que permite a las bacterias
comunicarse y sincronizarse
00:57
as you're seeingviendo in this moviepelícula.
15
45137
1838
como pueden ver en esta película.
00:59
The growingcreciente colonycolonia of bacteriabacteria
that you see here
16
47505
2280
La creciente colonia
de bacterias que ven aquí
01:01
is about the widthanchura of a humanhumano haircabello.
17
49785
1993
tiene en grosor de un cabello humano.
01:03
Now, what you can't see
is that our geneticgenético programprograma
18
51778
2507
Lo que no pueden ver es que
nuestro programa genético
01:06
instructsinstruye these bacteriabacteria
to eachcada produceProduce smallpequeña moleculesmoléculas,
19
54285
3483
instruye a estas bacterias
para producir pequeñas moléculas,
01:09
and these moleculesmoléculas travelviajar betweenEntre
the thousandsmiles of individualindividual bacteriabacteria
20
57768
3413
que luego se moverán entre
los miles de bacterias individuales
01:13
tellingnarración them when to turngiro on and off.
21
61181
2716
ordenándoles cuando
encenderse y apagarse.
01:15
And the bacteriabacteria synchronizesincronizar
quitebastante well at this scaleescala,
22
63897
3251
Las bacterias se sincronizan
bastante bien a esta escala
01:19
but because the moleculemolécula that synchronizessincroniza
them togetherjuntos can only travelviajar so fastrápido,
23
67148
3994
pero la molécula que sincroniza solo
puede viajar a una velocidad limitada,
01:23
in largermás grande coloniescolonias of bacteriabacteria,
this resultsresultados in travelingde viaje wavesolas
24
71142
3576
y en colonias más grandes de bacterias
esto da lugar a ondas que se propagan
01:26
betweenEntre bacteriabacteria that are
farlejos away from eachcada other,
25
74718
2902
entre bacterias que se encuentran
a distancia una de la otra.
01:29
and you can see these wavesolas going
from right to left acrossa través de the screenpantalla.
26
77620
3736
Pueden ver estas ondas propagandose
de derecha a izquierda en la pantalla.
01:33
Now, our geneticgenético programprograma
reliesconfía on a naturalnatural phenomenonfenómeno
27
81356
2788
Nuestro programa genético
se basa en un fenómeno natural
llamado percepción de quórum,
01:36
calledllamado quorumquórum sensingdetección,
28
84144
1173
01:37
in whichcual bacteriabacteria triggerdesencadenar coordinatedcoordinado
and sometimesa veces virulentvirulento behaviorscomportamientos
29
85317
3332
en que las bacterias coordinan
respuestas, a veces virulentas
01:40
onceuna vez they reachalcanzar a criticalcrítico densitydensidad.
30
88649
2941
una vez que alcanzan una densidad crítica.
01:43
You can observeobservar quorumquórum sensingdetección
in actionacción in this moviepelícula,
31
91590
2655
Pueden ver la percepción de
quórum en acción en este video,
01:46
where a growingcreciente colonycolonia of bacteriabacteria
only beginscomienza to glowbrillo
32
94245
3642
donde una colonia de bacterias
en aumento solo empieza a brillar
01:49
onceuna vez it reachesalcanza a highalto
or criticalcrítico densitydensidad.
33
97887
2371
una vez que alcanza una
densidad alta o crítica.
01:52
Our geneticgenético programprograma
34
100258
1842
Nuestro programa genético
continúa produciendo estas patrones
rítmicos de las proteínas fluorescentes
01:54
continuescontinúa producingproductor these
rhythmicrítmico patternspatrones of fluorescentfluorescente proteinsproteínas
35
102100
3151
01:57
as the colonycolonia growscrece outwardshacia fuera.
36
105251
2368
a medida que la colonia se expande.
01:59
This particularespecial moviepelícula and experimentexperimentar
we call The SupernovaSupernova,
37
107619
3691
Esta película y experimento en
particular se llaman La Supernova,
02:03
because it looksmiradas like an explodingexplotando starestrella.
38
111310
3030
porque parece una estrella
a punto de explotar.
02:06
Now, besidesademás programmingprogramación
these beautifulhermosa patternspatrones,
39
114340
2390
Además de programarlas que produzcan
estos hermosos patrones
02:08
I wonderedpreguntado, what elsemás can we get
these bacteriabacteria to do?
40
116730
2591
me preguntaba, ¿qué más
podemos lograr que hagan?
02:11
And I decideddecidido to exploreexplorar
how we can programprograma bacteriabacteria
41
119321
2579
Y decidí investigar
cómo podemos programarlas
02:13
to detectdetectar and treattratar diseasesenfermedades
in our bodiescuerpos like cancercáncer.
42
121900
2789
para que detecten y traten
enfermedades como el cáncer.
Uno de los hechos sorprendentes
sobre las bacterias
02:18
One of the surprisingsorprendente factshechos about bacteriabacteria
43
126009
2298
es que pueden crecer de manera
natural dentro de los tumores
02:20
is that they can naturallynaturalmente growcrecer
insidedentro of tumorstumores.
44
128307
3437
02:23
This happenssucede because typicallytípicamente tumorstumores
45
131744
1764
ya que los tumores normalmente
son áreas en las que el sistema
inmunológico no tiene acceso,
02:25
are areasáreas where the immuneinmune systemsistema
has no accessacceso,
46
133508
2415
02:27
and so bacteriabacteria find these tumorstumores
47
135923
1997
y así las bacterias,
al encontrar estos tumores,
02:29
and use them as a safeseguro havenrefugio
to growcrecer and thriveprosperar.
48
137920
3831
los usan como un refugio seguro
para crecer y prosperar.
02:33
We startedempezado usingutilizando probioticprobiótico bacteriabacteria
49
141751
1834
Empezamos usando bacterias probióticas
02:35
whichcual are safeseguro bacteriabacteria
that have a healthsalud benefitbeneficio,
50
143585
2624
que son unas bacterias seguras,
beneficiosas para la salud,
02:38
and foundencontró that
when orallyoralmente deliveredentregado to miceratones,
51
146209
2461
y descubrimos que al administrarlas
por vía oral a ratones,
02:40
these probioticsprobióticos would selectivelyselectivamente
growcrecer insidedentro of liverhígado tumorstumores.
52
148670
4156
estos probióticos se desarollan de manera
selectiva en los tumores hepáticos.
02:44
We realizeddio cuenta that the mostmás convenientconveniente way
53
152826
1954
Y también de que la forma más cómoda de
destacar la presencia de los probióticos,
02:46
to highlightrealce the presencepresencia
of the probioticsprobióticos,
54
154780
2081
02:48
and hencepor lo tanto, the presencepresencia of the tumorstumores,
55
156861
1863
y, por tanto, la de tumores,
02:50
was to get these bacteriabacteria
to produceProduce a signalseñal
56
158724
2229
era conseguir que produzcan
una señal detectable en la orina
02:52
that would be detectabledetectable in the urineorina,
57
160953
2116
y así programar probióticos
de manera especifica
02:55
and so we specificallyespecíficamente
programmedprogramado these probioticsprobióticos
58
163069
2412
02:57
to make a moleculemolécula that would changecambio
the colorcolor of your urineorina
59
165481
2879
para crear moléculas que
cambian el color de la orina
03:00
to indicateindicar the presencepresencia of cancercáncer.
60
168360
2810
para indicar la presencia del cáncer.
03:03
We wentfuimos on to showespectáculo that this technologytecnología
61
171170
2010
Pudímos demostrar que esta tecnología
03:05
could sensitivelysensiblemente and specificallyespecíficamente
detectdetectar liverhígado cancercáncer,
62
173180
3190
podría sensible y específicamente
detectar el cáncer de hígado,
03:08
one that is challengingdesafiante
to detectdetectar otherwisede otra manera.
63
176370
2690
que de lo contrario
es dificil de detectar.
Puesto que estas bacterias se alojan
específicamente en los tumores,
03:11
Now, sinceya que these bacteriabacteria
specificallyespecíficamente localizelocalizar to tumorstumores,
64
179891
2999
03:14
we'venosotros tenemos been programmingprogramación them
to not only detectdetectar cancercáncer
65
182890
2588
las programamos no solo para detectar
cáncer sino tambien para tratarlo
03:17
but alsoademás to treattratar cancercáncer
66
185478
1788
mediante la producción de
moléculas terapéuticas
03:19
by producingproductor therapeuticterapéutico moleculesmoléculas
from withindentro the tumortumor environmentambiente
67
187266
3227
desde dentro del entorno canceroso
reduciendo así los tumores existentes
03:22
that shrinkencogimiento the existingexistente tumorstumores,
68
190493
2322
03:24
and we'venosotros tenemos been doing this
usingutilizando quorumquórum sensingdetección programsprogramas
69
192815
2755
y lo hicimos usando programas
de percepción de quórum,
los que han visto
en los videos anteriores.
03:27
like you saw in the previousanterior moviespelículas.
70
195570
1843
03:29
AltogetherEn total, imagineimagina in the futurefuturo
takingtomando a programmedprogramado probioticprobiótico
71
197413
3697
En resumen, imaginensen que en el futuro
se podrán tomar probióticos programados
03:33
that could detectdetectar and treattratar cancercáncer,
72
201110
2479
que detectarán y curarán el cáncer
03:35
or even other diseasesenfermedades.
73
203589
2581
o incluso otras enfermedades.
03:38
Our abilitycapacidad to programprograma bacteriabacteria
74
206960
1644
La capacidad de programar
bacterias y la vida misma
03:40
and programprograma life
75
208604
1695
03:42
opensabre up newnuevo horizonshorizontes in cancercáncer researchinvestigación,
76
210299
2949
abre nuevos horizontes en
la investigación del cáncer,
y para compartir esta visión,
03:45
and to sharecompartir this visionvisión,
I workedtrabajó with artistartista VikVik MunizMuniz
77
213248
2735
he trabajado con el artista Vik Muniz
para crear el símbolo de la universo,
03:47
to createcrear the symbolsímbolo of the universeuniverso,
78
215983
1816
03:49
madehecho entirelyenteramente out of bacteriabacteria
or cancercáncer cellsCélulas.
79
217799
3641
hecho completamente de células
bacterianas y cancerosas.
03:53
UltimatelyPor último, my hopeesperanza is that the beautybelleza
and purposepropósito of this microscopicmicroscópico universeuniverso
80
221443
5202
En última instancia, mi esperanza
es que el belleza y el propósito
de este universo microscópico
03:58
can inspireinspirar newnuevo and creativecreativo approachesenfoques
for the futurefuturo of cancercáncer researchinvestigación.
81
226645
4899
inspirará nuevos enfoques creativos
para el futuro de la
investigación sobre cáncer.
04:03
Thank you.
82
231544
2624
Gracias.
04:06
(ApplauseAplausos)
83
234168
3766
(Aplausos)
Translated by Denise R Quivu
Reviewed by Sebastian Betti

▲Back to top

ABOUT THE SPEAKER
Tal Danino - Synthetic biologist
Tal Danino explores the emerging frontier of combining biology and engineering (and art). He is a 2015 TED Fellow.

Why you should listen

Tal Danino's research explores the emerging frontier of combining biology, engineering and medicine. His work as a synthetic biologist focuses on reprogramming bacteria to detect and treat diseases in our bodies such as cancer.

Originally from Los Angeles, Danino received B.S. degrees from UCLA in Physics, Chemistry and Math, and received his Ph.D. in Bioengineering from UCSD. He did a postdoctoral fellowship at the Massachusetts Institute of Technology and is currently an assistant professor at Columbia University in New York.

Danino's work has been published in scientific journals and highlighted in several popular press venues. He actively develops "Bio-Art" projects that share perspectives and stories about science with recent projects featured in the New York Times, WIRED, and the Wall Street Journal.

More profile about the speaker
Tal Danino | Speaker | TED.com