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)

تل دانینو: ما می توانیم از باکتری برای تشخیص سرطان (و شاید درمان آن) استفاده کنیم

Filmed:
1,329,748 views

تشخیص سرطان کبد یکی از سخت ترین سرطان‌ها است، اما زیست‌شناس مصنوعی تل دانینو فکری در این مورد کرد: چه می شود اگر بتوانیم باکتری‌های پروبیوتیک‌ خوراکی که برای پیدا کردن تومورهای کبدی"برنامه ریزی" شده‌اند را تولید می کنیم؟ نظر او برای بکارگیری باکتری‌ها این است که ما تازه در ابتدای فهم باکتری‌ها و قدرت سنجش حد نصاب آنها هستیم، یا انجام کاری با همدیگرزمانی که به تراکم بحرانی برسند. دانینو عضو TED، چگونگی سنجش حد نصاب را توضیح می دهد و اینکه و چگونه باکتری هوشمندانه با هم کار می کنند تا بتوانند روزی تغییر درمان سرطان را بوجود آورند.
- 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 mayممکن است not realizeتحقق بخشیدن this,
0
788
1745
شاید این را متوجه نشوید،
00:14
but there are more bacteriaباکتری ها in your bodyبدن
than starsستاره ها in our entireکل galaxyکهکشان.
1
2533
4880
اما در بدن شما باکتری بیشتری
نسبت به تمامی ستارگان در کهکشان ما هست.
00:20
This fascinatingشگفت انگیز universeجهان
of bacteriaباکتری ها insideداخل of us
2
8040
3127
این دنیای شگفت انگیز باکتری‌ها در بدن،
00:23
is an integralانتگرال partبخشی of our healthسلامتی,
3
11167
2276
بخش جدا ناشدنی از سلامت ما هستند،
00:25
and our technologyتکنولوژی is evolvingتکامل یافته so rapidlyبه سرعت در حال
4
13443
2089
و تکنولوژی با چنان سرعتی در حال تکامل هست
00:27
that todayامروز we can programبرنامه these bacteriaباکتری ها
like we programبرنامه computersکامپیوترها.
5
15532
4759
که باعث شد که باکتری‌ها را مانند کامپیوتر ها برنامه ریزی کنیم.
00:33
Now, the diagramنمودار that you see here,
6
21060
1879
نموداری که در اینجا می بینید،
00:34
I know it looksبه نظر می رسد like
some kindنوع of sportsورزش ها playبازی,
7
22939
2531
چیزی شبیه نوعی بازی ورزشی می‌ماند،
00:37
but it is actuallyدر واقع a blueprintطرح of
the first bacterialباکتری programبرنامه I developedتوسعه یافته.
8
25470
4156
اما در واقع این نقشه ابتدایی اولین برنامه باکتری هست که من آن را نوشته ام.
00:41
And like writingنوشتن softwareنرم افزار,
we can printچاپ and writeنوشتن DNADNA
9
29626
3321
مانند نوشتن نرم‌افزار،
ما می‌توانیم دی ان ای را در الگوریتم هاو برنامه های
00:44
into differentناهمسان algorithmsالگوریتم ها
and programsبرنامه ها insideداخل of bacteriaباکتری ها.
10
32947
3227
مختلف درون باکتری بنویسیم و چاپ کنیم.
00:48
What this programبرنامه does
is producesتولید می کند fluorescentفلورسنت proteinsپروتئین ها
11
36824
2695
کاری که این برنامه می کند تولید پروتئین های فلورسنت
00:51
in a rhythmicریتمیک fashionمد
12
39519
1438
بصورت روش ریتمیک است
00:52
and generatesتولید می کند a smallکوچک moleculeمولکول
13
40957
1602
و مولکولی کوچک را تولید می کند
00:54
that allowsاجازه می دهد bacteriaباکتری ها
to communicateبرقراری ارتباط and synchronizeهمگام سازی,
14
42559
2578
که به باکتری اجازه می دهد ارتباط برقرار کرده و همگام‌سازی کنند،
00:57
as you're seeingدیدن in this movieفیلم سینما.
15
45137
1838
همانطور که در این فیلم می بینید.
00:59
The growingدر حال رشد colonyمستعمره of bacteriaباکتری ها
that you see here
16
47505
2280
رشد یک مجموعه بزرگ از باکتری
که در اینجا می بینید
01:01
is about the widthعرض of a humanانسان hairمو.
17
49785
1993
حدود ضخامت یک تار موی انسان را دارد.
01:03
Now, what you can't see
is that our geneticژنتیک programبرنامه
18
51778
2507
چیزی که نمی‌توانید ببینید، برنامه ژنتیکی ماست
01:06
instructsدستور می دهد these bacteriaباکتری ها
to eachهر یک produceتولید کردن smallکوچک moleculesمولکول ها,
19
54285
3483
که به باکتری‌ها دستورالعمل تولید مولکولی کوچک را می‌دهد،
01:09
and these moleculesمولکول ها travelمسافرت رفتن betweenبین
the thousandsهزاران نفر of individualفردی bacteriaباکتری ها
20
57768
3413
و این مولکول‌ها بین هزاران باکتری حرکت می‌کنند
01:13
tellingگفتن them when to turnدور زدن on and off.
21
61181
2716
و به آنها می‌گویند خاموش و روشن شوند.
01:15
And the bacteriaباکتری ها synchronizeهمگام سازی
quiteکاملا well at this scaleمقیاس,
22
63897
3251
و باکتری‌ها خیلی خوب همگام می‌شوند،
01:19
but because the moleculeمولکول that synchronizesهماهنگ می شود
them togetherبا یکدیگر can only travelمسافرت رفتن so fastسریع,
23
67148
3994
دلیل اینکه این مولکولها با هم همگام می شوند،
می‌توانند خیلی سریع حرکت کنند.
01:23
in largerبزرگتر coloniesمستعمرات of bacteriaباکتری ها,
this resultsنتایج in travelingمسافرت wavesامواج
24
71142
3576
در مجموعه بزرگتری از این باکتری‌ها،
این نتیجه بصورت موجی بین
01:26
betweenبین bacteriaباکتری ها that are
farدور away from eachهر یک other,
25
74718
2902
باکتری‌هایی که از همدیگر دور هستند حرکت می‌کند،
01:29
and you can see these wavesامواج going
from right to left acrossدر سراسر the screenصفحه نمایش.
26
77620
3736
و شما می توانید این موج ها را که از سمت راست به چپ
می روند بر روی صفحه ببنید.
01:33
Now, our geneticژنتیک programبرنامه
reliesتکیه می کند on a naturalطبیعی است phenomenonپدیده
27
81356
2788
برنامه ژنیتکی ما متکی به پدیده‌های طبیعی
01:36
calledبه نام quorumقاعده sensingسنجش,
28
84144
1173
به نام سنجش حد نصاب هست،
01:37
in whichکه bacteriaباکتری ها triggerماشه coordinatedهماهنگ شده
and sometimesگاه گاهی virulentسرطانی behaviorsرفتار
29
85317
3332
که چرخش هماهنگ و گاهی که در تراکم بحرانی هستند
01:40
onceیک بار they reachنائل شدن a criticalبحرانی densityچگالی.
30
88649
2941
رفتاری بدخیم با هم دارند.
01:43
You can observeمشاهده کنید quorumقاعده sensingسنجش
in actionعمل in this movieفیلم سینما,
31
91590
2655
شما می توانید سنجش حد نصاب را در این ویديو ببینید،
01:46
where a growingدر حال رشد colonyمستعمره of bacteriaباکتری ها
only beginsشروع می شود to glowدرخشان
32
94245
3642
که یکی از مجموعه باکتری‌های در حال رشد شروع به در خشیدن کرده
01:49
onceیک بار it reachesمی رسد a highبالا
or criticalبحرانی densityچگالی.
33
97887
2371
در هنگامی که به تراکم بحرانی یا حداکثر برسد.
01:52
Our geneticژنتیک programبرنامه
34
100258
1842
برنامه ژنیتکی ما
01:54
continuesهمچنان ادامه دارد producingتولید these
rhythmicریتمیک patternsالگوها of fluorescentفلورسنت proteinsپروتئین ها
35
102100
3151
تولید این الگوی ریتمیک از پروتين فلورسنت را
01:57
as the colonyمستعمره growsرشد می کند outwardsبیرون.
36
105251
2368
تا زمانی که کلونی رشد کند تا نمایان شود، ادامه می دهد.
01:59
This particularخاص movieفیلم سینما and experimentآزمایشی
we call The Supernovaابرنواختر,
37
107619
3691
این ویدیو خاص و ازمایش آن را ما ابر اختر Supernova می گویم،
02:03
because it looksبه نظر می رسد like an explodingانفجار starستاره.
38
111310
3030
زیرا شبیه انفجار ستاره هاست.
02:06
Now, besidesعلاوه بر این programmingبرنامه نويسي
these beautifulخوشگل patternsالگوها,
39
114340
2390
جدای از برنامه‌ریزی این الگوهای زیبا،
02:08
I wonderedشگفت زده, what elseچیز دیگری can we get
these bacteriaباکتری ها to do?
40
116730
2591
نمی‌دانم که چه کار دیگری را می‌توان بر روی این باکتری‌ها انجام داد؟
02:11
And I decidedقرار بر این شد to exploreکاوش کنید
how we can programبرنامه bacteriaباکتری ها
41
119321
2579
من تصمیم گرفتم کشف کنم که چگونه می توانیم
این باکتری‌ها را برنامه ریزی کنیم
02:13
to detectتشخیص and treatدرمان شود diseasesبیماری ها
in our bodiesبدن like cancerسرطان.
42
121900
2789
تا بتوانند دربدن ما بیماری‌هایی مانند سرطان را
تشخیص داده و درمان کنند.
02:18
One of the surprisingشگفت آور factsحقایق about bacteriaباکتری ها
43
126009
2298
یکی از تعجب‌اورترین موارد در مورد باکتری‌ها
02:20
is that they can naturallyبه طور طبیعی growرشد
insideداخل of tumorsتومورها.
44
128307
3437
این است که آنها بطور طبیعی می‌توانند در داخل تومورها رشد کنند.
02:23
This happensاتفاق می افتد because typicallyمعمولا tumorsتومورها
45
131744
1764
و به این دلیل این اتفاق می افتد که معمولا
02:25
are areasمناطق where the immuneایمنی systemسیستم
has no accessدسترسی به,
46
133508
2415
سیستم ایمنی بدن به داخل تومورها دسترسی ندارد،
02:27
and so bacteriaباکتری ها find these tumorsتومورها
47
135923
1997
و زمانی که باکتری‌ها این تومورها را پیدا می کنند
02:29
and use them as a safeبی خطر havenپناهگاه
to growرشد and thriveرشد کردن.
48
137920
3831
از آنها به عنوان پناهگاه امنی برای
رشد‌ و زندگی استفاده می‌کنند.
02:33
We startedآغاز شده usingاستفاده كردن probioticپروبیوتیک bacteriaباکتری ها
49
141751
1834
ما شروع به استفاده از باکتری های پروبیوتیک کردیم
02:35
whichکه are safeبی خطر bacteriaباکتری ها
that have a healthسلامتی benefitسود,
50
143585
2624
که باکتری‌های بی ضرری هستند
و در سلامت ما موثرند،
02:38
and foundپیدا شد that
when orallyشفاهی deliveredتحویل داده شده to miceموش,
51
146209
2461
و فهمیدم هنگامی که بصورت خورکی به موش داده می شود،
02:40
these probioticsپروبیوتیک ها would selectivelyبه طور انتخابی
growرشد insideداخل of liverکبد tumorsتومورها.
52
148670
4156
این پروبیوتیک‌ها بصورت انتخابی داخل تومور کبد می روند و رشد می کنند.
02:44
We realizedمتوجه شدم that the mostاکثر convenientراحت way
53
152826
1954
متوجه شدیم که راحت‌ترین راه
02:46
to highlightبرجسته the presenceحضور
of the probioticsپروبیوتیک ها,
54
154780
2081
برای برجسته کردن حضور پروبیوتیک‌ها،
02:48
and henceاز این رو, the presenceحضور of the tumorsتومورها,
55
156861
1863
و تومورها،
02:50
was to get these bacteriaباکتری ها
to produceتولید کردن a signalسیگنال
56
158724
2229
این بود که این باکتری‌ها را انتخاب کنیم تا سیگنال‌هایی تولید کنند
02:52
that would be detectableقابل تشخیص است in the urineادرار,
57
160953
2116
که در ادرار قابل تشخیص باشد،
02:55
and so we specificallyبه طور مشخص
programmedبرنامه ریزی شده these probioticsپروبیوتیک ها
58
163069
2412
و بدین ترتیب بطور خاص این باکتریها را برنامه ریزی کردیم
02:57
to make a moleculeمولکول that would changeتغییر دادن
the colorرنگ of your urineادرار
59
165481
2879
تا مولکول‌هایی را تولید کنند که رنگ ادرار را تغییر می دهند
03:00
to indicateنشان می دهد the presenceحضور of cancerسرطان.
60
168360
2810
تا به این طریق طریق وجود سرطان را تشخیص دهیم.
03:03
We wentرفتی on to showنشان بده that this technologyتکنولوژی
61
171170
2010
برای نشان دادن این تکنولوژی
03:05
could sensitivelyحساس and specificallyبه طور مشخص
detectتشخیص liverکبد cancerسرطان,
62
173180
3190
که می تواند بطور اخص
سرطان کبد را تشخیص دهد جلو رفتیم
03:08
one that is challengingچالش برانگیز
to detectتشخیص otherwiseدر غیر این صورت.
63
176370
2690
چون تشخیص بیماری با روشهای دیگر مشکل هست.
03:11
Now, sinceاز آنجا که these bacteriaباکتری ها
specificallyبه طور مشخص localizeمحلی سازی کنید to tumorsتومورها,
64
179891
2999
به دلیل اینکه این باکتر‌ی‌ها در تومورها قرار می‌گیرند،
03:14
we'veما هستیم been programmingبرنامه نويسي them
to not only detectتشخیص cancerسرطان
65
182890
2588
آنها را برنامه ریزی کردیم
تا فقط سرطان را تشخیص دهند،
03:17
but alsoهمچنین to treatدرمان شود cancerسرطان
66
185478
1788
علاوه بر آن سرطان را
03:19
by producingتولید therapeuticدرمانی moleculesمولکول ها
from withinدر داخل the tumorتومور environmentمحیط
67
187266
3227
یا تولید مولکول ها درمانی که در محیط تومور هستند، درمان کرده
03:22
that shrinkکوچک شدن the existingموجود است tumorsتومورها,
68
190493
2322
و تومور موجود را کوچک می‌کنند،
03:24
and we'veما هستیم been doing this
usingاستفاده كردن quorumقاعده sensingسنجش programsبرنامه ها
69
192815
2755
ما از برنامه‌های سنجش حد نصاب
03:27
like you saw in the previousقبلی moviesفیلم ها.
70
195570
1843
شبیه آنچه که در فیلم قبلی دید برای اینکار استفاده کرده‌ایم.
03:29
Altogetherدر مجموع, imagineتصور کن in the futureآینده
takingگرفتن a programmedبرنامه ریزی شده probioticپروبیوتیک
71
197413
3697
تصور کنید که در آینده از برنامه ریزی باکتر‌ها
03:33
that could detectتشخیص and treatدرمان شود cancerسرطان,
72
201110
2479
برای تشخیص و درمان سرطان،
03:35
or even other diseasesبیماری ها.
73
203589
2581
یا حتی سایر بیماری‌ها استفاده کنیم.
03:38
Our abilityتوانایی to programبرنامه bacteriaباکتری ها
74
206960
1644
توانایی ما برای برنامه ریزی باکتری‌ها
03:40
and programبرنامه life
75
208604
1695
و برنامه ریزی زندگی
03:42
opensباز می شود up newجدید horizonsافق ها in cancerسرطان researchپژوهش,
76
210299
2949
افق های جدیدی را برای تحقیقات بر روی سرطان باز می کند،
03:45
and to shareاشتراک گذاری this visionچشم انداز,
I workedکار کرد with artistهنرمند Vikویک Munizمونیز
77
213248
2735
و برای به اشتراک گداشتن این دیدگاه ها،
من با هنرمند ویکی مونیز برای
03:47
to createايجاد كردن the symbolسمبل of the universeجهان,
78
215983
1816
خلق نمادهایی از جهان کار کردم،
03:49
madeساخته شده entirelyبه طور کامل out of bacteriaباکتری ها
or cancerسرطان cellsسلول ها.
79
217799
3641
که کاملا بدون باکتری و سلول های سرطانی بود.
03:53
Ultimatelyدر نهایت, my hopeامید is that the beautyزیبایی
and purposeهدف of this microscopicمیکروسکوپیک universeجهان
80
221443
5202
در نهایت، امید من این است که زیبایی و هدف
این جهان میکروسکوپی
03:58
can inspireالهام بخشیدن newجدید and creativeخلاقانه approachesرویکردها
for the futureآینده of cancerسرطان researchپژوهش.
81
226645
4899
بتواند الهام بخش و خالق دستاورهای جدیدی برای
آینده تحقیقات بر روی سزطان باشد.
04:03
Thank you.
82
231544
2624
سپاسگزارم.
04:06
(Applauseتشویق و تمجید)
83
234168
3766
( تشویق تماشاگران)
Translated by soheila Jafari
Reviewed by Leila Ataei

▲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