TEDGlobal 2005
Craig Venter: Sampling the ocean's DNA
Craig Venter sur l'ADN et la mer
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Craig Venter, pionnier de la génomique, met de côté son expédition épique autour du monde pour parler des millions de gènes que son équipe a, pour le moment, découvert; leur objectif étant de cartographier la biodiversité océanique.
Craig Venter - Biologist, genetics pioneer
In 2001, Craig Venter made headlines for sequencing the human genome. In 2003, he started mapping the ocean's biodiversity. And now he's created the first synthetic lifeforms -- microorganisms that can produce alternative fuels. Full bio
In 2001, Craig Venter made headlines for sequencing the human genome. In 2003, he started mapping the ocean's biodiversity. And now he's created the first synthetic lifeforms -- microorganisms that can produce alternative fuels. Full bio
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00:25
At the break, I was asked by several people
0
0
2000
Durant la pause, plusieurs personnes m'ont demandé
00:27
about my comments about the aging debate.
1
2000
3000
mon avis sur le débat sur le vieillissement.
00:30
And this will be my only comment on it.
2
5000
2000
Et ceci sera mon unique commentaire à ce sujet.
00:32
And that is, I understand
3
7000
2000
Et c'est que, je comprends
00:34
that optimists greatly outlive pessimists.
4
9000
2000
que les optimistes vivent plus longtemps que les pessimistes.
00:36
(Laughter)
5
11000
4000
(Rires)
00:41
What I'm going to tell you about in my 18 minutes is
6
16000
3000
Ce dont je vais vous parler pendant mes 18 minutes c'est
00:44
how we're about to switch from reading the genetic code
7
19000
4000
le fait que nous sommes sur le point de passer de la lecture du code génétique
00:48
to the first stages of beginning
8
23000
2000
aux premières étapes du début
00:50
to write the code ourselves.
9
25000
2000
de l'écriture du code nous-même.
00:53
It's only 10 years ago this month
10
28000
2000
Cela ne fait que 10 ans ce mois-ci
00:55
when we published the first sequence
11
30000
2000
depuis notre publication de la première séquence
00:57
of a free-living organism,
12
32000
2000
d'un organisme doué de vie indépendante,
00:59
that of haemophilus influenzae.
13
34000
2000
celle de haemophilus influenzae.
01:01
That took a genome project
14
36000
2000
Cela a pris un projet génome
01:03
from 13 years down to four months.
15
38000
3000
de 13 ans réduit a 4 mois.
01:07
We can now do that same genome project
16
42000
2000
Nous pouvons à présent reproduire le même projet génome
01:09
in the order of
17
44000
2000
en à peu près
01:11
two to eight hours.
18
46000
2000
2 à 8 heures
01:13
So in the last decade, a large number of genomes have been added:
19
48000
3000
Donc durant la dernière décennie, un grand nombre de génomes ont été ajoutés:
01:16
most human pathogens,
20
51000
3000
la majorité des pathogènes humains,
01:19
a couple of plants,
21
54000
2000
quelques plantes,
01:21
several insects and several mammals,
22
56000
3000
plusieurs insectes et plusieurs mammifères,
01:24
including the human genome.
23
59000
3000
dont le génome humain.
01:27
Genomics at this stage of the thinking
24
62000
3000
La génomique au stade de réflexion
01:30
from a little over 10 years ago
25
65000
2000
d'il y a un peu plus de 10 ans
01:32
was, by the end of this year, we might have
26
67000
2000
prévoyait qu'à la fin de cet année, nous aurions
01:34
between three and five genomes sequenced;
27
69000
3000
séquencé de 3 à 5 génomes;
01:37
it's on the order of several hundred.
28
72000
3000
c'est de l'ordre de plusieurs centaines.
01:40
We just got a grant from the Gordon and Betty Moore Foundation
29
75000
3000
Nous venons juste d'obtenir une bourse de la Gordon et Betty Moore Foundation
01:43
to sequence 130 genomes this year,
30
78000
3000
pour séquencer 130 génomes cette année,
01:46
as a side project from environmental organisms.
31
81000
4000
comme un projet secondaire pour des organismes écologiques
01:50
So the rate of reading the genetic code has changed.
32
85000
3000
Donc le rythme de lecture du code génétique a changé.
01:54
But as we look, what's out there,
33
89000
2000
Mais à mesure que l'on cherche, ce qui se trouve ailleur,
01:56
we've barely scratched the surface
34
91000
2000
nous avons à peine gratté la surface
01:58
on what is available on this planet.
35
93000
4000
sur ce qui est disponible sur la planète.
02:02
Most people don't realize it, because they're invisible,
36
97000
3000
La plupart des gens ne s'en rendent pas compte, parce qu'ils sont invisibles,
02:05
but microbes make up about a half of the Earth's biomass,
37
100000
4000
mais les microbes représentent environ la moitié de la biomasse terrestre,
02:09
whereas all animals only make up about
38
104000
3000
alors que tous les animaux ne représentent qu'environ
02:12
one one-thousandth of all the biomass.
39
107000
2000
1 millième de toute la biomasse.
02:14
And maybe it's something that people in Oxford don't do very often,
40
109000
3000
Et peut-être que c'est quelque chose que les gens d'Oxford ne font pas si souvent,
02:17
but if you ever make it to the sea,
41
112000
2000
mais si jamais vous allez à la mer,
02:19
and you swallow a mouthful of seawater,
42
114000
3000
et que vous avalez une gorgée d'eau de mer,
02:22
keep in mind that each milliliter
43
117000
2000
gardez en tête que chaque millilitre
02:24
has about a million bacteria
44
119000
2000
contient environ un million de bactéries
02:26
and on the order of 10 million viruses.
45
121000
3000
et de l'ordre de 10 millions de virus.
02:29
Less than 5,000 microbial species
46
124000
3000
Moins de 5000 espèces de microbes
02:32
have been characterized as of two years ago,
47
127000
2000
ont été définis il y a 2 ans,
02:34
and so we decided to do something about it.
48
129000
2000
et donc nous avons décidé de faire quelque chose à ce sujet.
02:36
And we started the Sorcerer II Expedition,
49
131000
3000
Et nous avons lancé l'Expédition Sorceler II,
02:39
where we were, as with great oceanographic expeditions,
50
134000
3000
au cours de laquelle nous avons, comme pour toute grande expédition océanographique,
02:42
trying to sample the ocean every 200 miles.
51
137000
3000
essayer de prendre un échantillon tous les 300 kilomètres.
02:47
We started in Bermuda for our test project,
52
142000
2000
Nous avons commencé dans les Bermudes pour notre projet test.
02:49
then moved up to Halifax,
53
144000
2000
Puis nous sommes montés jusqu'à Halifax,
02:51
working down the U.S. East Coast,
54
146000
2000
longeant la côte Est des États-Unis,
02:53
the Caribbean Sea, the Panama Canal,
55
148000
3000
la mer des Caraïbes, le canal de Panamá,
02:58
through to the Galapagos, then across the Pacific,
56
153000
2000
vers les Galápagos, puis tout le long du Pacifique,
03:00
and we're in the process now of working our way
57
155000
2000
et nous sommes maintenant en train de cheminer
03:02
across the Indian Ocean.
58
157000
2000
à travers l'Océan Indien.
03:04
It's very tough duty; we're doing this on a sailing vessel,
59
159000
3000
C'est un tâche très difficile; nous le faisons sur un bateau à voile,
03:07
in part to help excite young people
60
162000
2000
en partie pour motiver les jeunes
03:09
about going into science.
61
164000
3000
à faire de la science.
03:12
The experiments are incredibly simple.
62
167000
2000
Les expériences sont incroyablement simples.
03:14
We just take seawater and we filter it,
63
169000
3000
Nous prenons tout simplement de l'eau de mer et nous la filtrons,
03:17
and we collect different size organisms on different filters,
64
172000
4000
et nous collectons des organismes de tailles différentes sur des filtres différents.
03:21
and then take their DNA back to our lab in Rockville,
65
176000
3000
Et ensuite nous ramenons leur ADN à notre labo à Rockville,
03:24
where we can sequence a hundred million letters
66
179000
3000
où nous pouvons séquencer 100 millions de lettres
03:27
of the genetic code every 24 hours.
67
182000
2000
du code génétique toutes les 24 heures.
03:29
And with doing this,
68
184000
2000
Et en faisant ainsi,
03:31
we've made some amazing discoveries.
69
186000
2000
nous avons fait des découvertes incroyables.
03:33
For example, it was thought that the visual pigments
70
188000
2000
Par exemple, on pensait que les pigments visuels
03:35
that are in our eyes -- there was only one or two organisms
71
190000
2000
dans nos yeux -- il n'y avait qu' 1 ou 2 organismes
03:38
in the environment that had these same pigments.
72
193000
4000
dans l'environnement ayant les mêmes pigments.
03:42
It turns out, almost every species
73
197000
2000
Il s'avère que presque toutes les espèces
03:44
in the upper parts of the ocean
74
199000
2000
dans les parties supérieures de l'océan
03:46
in warm parts of the world
75
201000
2000
dans les régions chaudes du monde
03:48
have these same photoreceptors,
76
203000
2000
ont les même photorécepteurs,
03:50
and use sunlight as the source of their energy
77
205000
3000
et utilisent le soleil comme source de leur énergie
03:53
and communication.
78
208000
2000
et de leur communication.
03:55
From one site, from one barrel of seawater,
79
210000
3000
Sur un site, dans un baril d'eau de mer,
03:58
we discovered 1.3 million new genes
80
213000
3000
nous avons découvert 1,3 millions de nouveaux gènes
04:01
and as many as 50,000 new species.
81
216000
4000
et jusqu'à 50 000 nouvelles espèces.
04:05
We've extended this to the air
82
220000
2000
Nous avons étendu le projet à l'air
04:07
now with a grant from the Sloan Foundation.
83
222000
3000
cette fois-ci avec une bourse de la Sloan Foundation.
04:10
We're measuring how many viruses and bacteria
84
225000
2000
Nous sommes en train de mesurer combien de virus et de bactéries
04:12
all of us are breathing in and out every day,
85
227000
3000
chacun d'entre nous inspire et expire chaque jour,
04:15
particularly on airplanes
86
230000
2000
en particulier dans les avions
04:17
or closed auditoriums.
87
232000
2000
ou les auditoriums fermés
04:19
(Laughter)
88
234000
3000
(Rires)
04:22
We filter through some simple apparatuses;
89
237000
2000
Nous filtrons à travers des appareils simples;
04:24
we collect on the order of a billion microbes from just a day
90
239000
3000
nous pouvons amasser de l'ordre d'un milliard de microbes en un seul jour
04:27
filtering on top of a building in New York City.
91
242000
4000
en filtrant au sommet d'un immeuble de la ville de New York.
04:31
And we're in the process of sequencing all that
92
246000
2000
Et nous sommes en train de séquencer tout ça
04:33
at the present time.
93
248000
2000
en ce moment.
04:35
Just on the data collection side,
94
250000
2000
Juste du côté de la collecte des données,
04:37
just where we are through the Galapagos,
95
252000
3000
juste où nous en sommes dans les Galápagos,
04:40
we're finding that almost every 200 miles,
96
255000
2000
nous trouvons actuellement que presque tous les 300 kilomètres,
04:42
we see tremendous diversity
97
257000
2000
nous constatons une diversité phénoménale
04:44
in the samples in the ocean.
98
259000
2000
dans nos échantillons de l'océan.
04:47
Some of these make logical sense,
99
262000
2000
Certains semblent être logique
04:49
in terms of different temperature gradients.
100
264000
3000
en termes de gradients de températures différents.
04:52
So this is a satellite photograph
101
267000
2000
Donc voici une photo satellite
04:54
based on temperatures -- red being warm,
102
269000
2000
basée sur les températures--rouge étant chaud,
04:56
blue being cold --
103
271000
3000
bleu étant froid --
04:59
and we found there's a tremendous difference between
104
274000
3000
et nous constatons une différence énorme entre
05:02
the warm water samples and the cold water samples,
105
277000
2000
les échantillons d'eaux chaudes et les échantillons d'eaux froides,
05:04
in terms of abundant species.
106
279000
3000
en termes d'abondance d'espèces.
05:07
The other thing that surprised us quite a bit
107
282000
2000
L'autre chose qui nous a un peu pris par surprise
05:09
is these photoreceptors detect different wavelengths of light,
108
284000
4000
c'est que ces photorécepteurs détectent tous des longueurs d'ondes du spectre visible différentes,
05:13
and we can predict that based on their amino acid sequence.
109
288000
4000
et nous pouvons le prédire en nous basant sur leurs séquences d'acides aminés.
05:17
And these vary tremendously from region to region.
110
292000
3000
Et cela varie considérablement de région en région.
05:20
Maybe not surprisingly,
111
295000
2000
Ce n'est donc pas surprenant que
05:22
in the deep ocean, where it's mostly blue,
112
297000
2000
dans l'océan profond, où l'eau est principalement bleu,
05:24
the photoreceptors tend to see blue light.
113
299000
4000
les photorécepteurs ont tendance à voir la lumière bleue.
05:28
When there's a lot of chlorophyll around,
114
303000
2000
Quand il y a beaucoup de chlorophylle dans les alentours,
05:30
they see a lot of green light.
115
305000
2000
ils voient beaucoup de lumière verte.
05:32
But they vary even more,
116
307000
2000
Mais ils varient encore plus,
05:34
possibly moving towards infrared and ultraviolet
117
309000
3000
s'étendant possiblement jusqu'à l'infrarouge et l’ultraviolet
05:37
in the extremes.
118
312000
2000
dans les cas extrêmes.
05:40
Just to try and get an assessment
119
315000
2000
Juste pour essayer de faire un bilan
05:42
of what our gene repertoire was,
120
317000
2000
de l'ampleur de notre répertoire de gènes,
05:44
we assembled all the data --
121
319000
2000
nous avons assemblé toutes les données--
05:46
including all of ours thus far from the expedition,
122
321000
3000
en incluant toutes celles de l'expédition pour l'instant,
05:49
which represents more than half of all the gene data on the planet --
123
324000
3000
ce qui représente plus de la moitié de toutes les données de gènes sur la planète--
05:52
and it totaled around 29 million genes.
124
327000
4000
et cela totalisait environ 29 millions de gènes.
05:56
And we tried to put these into gene families
125
331000
2000
Et nous avons essayé de les ranger en familles de gènes
05:58
to see what these discoveries are:
126
333000
2000
pour voir ce que représentait ces découvertes:
06:00
Are we just discovering new members of known families,
127
335000
3000
Découvrons-nous de nouveaux membres de familles déjà connues,
06:03
or are we discovering new families?
128
338000
2000
ou découvrons-nous de nouvelles familles?
06:05
And it turns out we have about 50,000
129
340000
2000
Et il s'avère que nous avons environ 50 000
06:07
major gene families,
130
342000
3000
familles de gènes majeures,
06:10
but every new sample we take in the environment
131
345000
3000
mais chaque nouvel échantillon que nous prélevons dans l'environnement
06:13
adds in a linear fashion to these new families.
132
348000
3000
s'ajoute de façon linéaire à ces nouvelles familles.
06:16
So we're at the earliest stages of discovery
133
351000
2000
Donc nous sommes à une étape précoce de découverte
06:18
about basic genes,
134
353000
3000
des gènes de base,
06:21
components and life on this planet.
135
356000
3000
des composants et de la vie sur cette planète.
06:25
When we look at the so-called evolutionary tree,
136
360000
3000
Quand on regarde le soit-disant arbre phylogénétique,
06:28
we're up on the upper right-hand corner with the animals.
137
363000
4000
nous sommes au coin supérieur droit avec les animaux.
06:32
Of those roughly 29 million genes,
138
367000
4000
Parmi ces 29 millions de gènes environ,
06:36
we only have around 24,000
139
371000
2000
nous n'en avons qu'environ 24 000
06:38
in our genome.
140
373000
2000
dans notre génome.
06:40
And if you take all animals together,
141
375000
2000
Et si vous prenez tout l'ensemble des animaux,
06:42
we probably share less than 30,000
142
377000
3000
nous en partageons probablement moins de 30 000
06:45
and probably maybe a dozen
143
380000
3000
et probablement peut-être une douzaine
06:48
or more thousand different gene families.
144
383000
3000
ou plus de milliers de familles de gènes différentes.
06:52
I view that these genes are now
145
387000
2000
Je vois maintenant que ces gènes
06:54
not only the design components of evolution.
146
389000
3000
ne sont pas seulement les éléments de conception de l'évolution.
06:57
And we think in a gene-centric view --
147
392000
2000
Et nous avons une façon de penser très axée sur les gènes --
06:59
maybe going back to Richard Dawkins' ideas --
148
394000
3000
pour en revenir peut-être aux idées de Richard Dawkins--
07:02
than in a genome-centric view,
149
397000
2000
plutôt qu'axée sur le génome,
07:04
which are different constructs of these gene components.
150
399000
4000
qui représente différentes structures de ces composants géniques.
07:09
Synthetic DNA, the ability to synthesize DNA,
151
404000
3000
L'ADN synthétique, la capacité de synthétiser l'ADN,
07:12
has changed at sort of the same pace
152
407000
2000
a changé en quelque sorte au même rythme
07:14
that DNA sequencing has
153
409000
2000
que celui du séquençage de l'ADN
07:16
over the last decade or two,
154
411000
2000
ces 1 à 2 dernières décennies,
07:18
and is getting very rapid and very cheap.
155
413000
3000
et est en train de devenir très rapide et beaucoup moins cher.
07:21
Our first thought about synthetic genomics came
156
416000
2000
Notre première pensée au sujet de la génomique synthétique nous est venue
07:23
when we sequenced the second genome back in 1995,
157
418000
4000
alors que nous séquencions le deuxième génome en 1995,
07:27
and that from mycoplasma genitalium.
158
422000
2000
celui du mycoplasma genitalium.
07:29
And we have really nice T-shirts that say,
159
424000
3000
Et nous avons des T-Shirts très sympas qui lisaient,
07:32
you know, "I heart my genitalium."
160
427000
2000
vous savez, "J'aime mon genitalium".
07:34
This is actually just a microorganism.
161
429000
3000
Il ne s'agit qu'en fait d'un microorganisme.
07:38
But it has roughly 500 genes.
162
433000
4000
Mais il a grossièrement 500 gènes.
07:42
Haemophilus had 1,800 genes.
163
437000
2000
Haemophilus avait 1 800 gènes.
07:44
And we simply asked the question,
164
439000
2000
Et nous avons simplement posé la question,
07:46
if one species needs 800, another 500,
165
441000
2000
si une espèce en a besoin de 800, une autre de 500,
07:48
is there a smaller set of genes
166
443000
2000
y-a-t-il un plus petit ensemble de gènes
07:50
that might comprise a minimal operating system?
167
445000
4000
qui pourrait correspondre à un système d'exploitation minimal?
07:54
So we started doing transposon mutagenesis.
168
449000
3000
Donc nous avons commencé à faire des mutagenèses de transposons.
07:57
Transposons are just small pieces of DNA
169
452000
3000
Les transposons sont tout simplement de petits brins d'ADN
08:00
that randomly insert in the genetic code.
170
455000
2000
qui sont aléatoirement introduits dans le code génétique.
08:02
And if they insert in the middle of the gene, they disrupt its function.
171
457000
3000
Et s'ils s'introduisent au milieu d'un gène, ils perturbent sa fonction.
08:06
So we made a map of all the genes
172
461000
2000
Donc nous avons fait une plan de tous les gènes
08:08
that could take transposon insertions
173
463000
2000
qui pouvaient endurer des insertions de transposons
08:10
and we called those "non-essential genes."
174
465000
2000
et nous les avons appelé "gènes non-essentiels."
08:13
But it turns out the environment is very critical for this,
175
468000
3000
Mais il s'avère que l’environnement joue un rôle crucial dans ce cas,
08:16
and you can only
176
471000
2000
et vous ne pouvez que
08:18
define an essential or non-essential gene
177
473000
3000
définir un gène essentiel ou un gène non-essentiel
08:21
based on exactly what's in the environment.
178
476000
3000
en fonction de ce qu'il y a dans l'environnement.
08:25
We also tried to take a more directly intellectual approach
179
480000
2000
Nous avons aussi essayé de prendre une approche intellectuellement plus directe
08:27
with the genomes of 13 related organisms,
180
482000
5000
avec les génomes de 13 organismes apparentés,
08:32
and we tried to compare all of those, to see what they had in common.
181
487000
3000
et nous les avons tous comparés, pour voir ce qu'ils avaient en commun.
08:36
And we got these overlapping circles. And we found only 173 genes
182
491000
4000
et nous obtenons ces cercles se chevauchants. Et nous trouvons seulement 173 gènes
08:40
common to all 13 organisms.
183
495000
3000
commun à tous les 13 organismes.
08:43
The pool expanded a little bit if we ignored
184
498000
2000
Ce pool génique s'étend un peu si nous ignorons
08:45
one intracellular parasite;
185
500000
2000
un parasite intracellulaire;
08:47
it expanded even more
186
502000
2000
il s'étend encore plus
08:49
when we looked at core sets of genes
187
504000
2000
quand nous nous focalisons sur les ensembles de gènes fondamentaux
08:51
of around 310 or so.
188
506000
2000
de 310 et quelques.
08:53
So we think that we can expand
189
508000
2000
Donc nous pensons pouvoir étendre
08:55
or contract genomes, depending on your point of view here,
190
510000
3000
ou contracter les génomes, ici ça dépend du point de vue,
08:58
to maybe 300 to 400 genes
191
513000
3000
de possiblement entre 300 et 400 gènes
09:01
from the minimal of 500.
192
516000
2000
à partir du minimum de 500.
09:03
The only way to prove these ideas
193
518000
3000
Le seul moyen de prouver ces idées
09:06
was to construct an artificial chromosome with those genes in them,
194
521000
3000
était de construire un chromosome artificiel avec ces gènes à l'intérieur,
09:09
and we had to do this in a cassette-based fashion.
195
524000
3000
et nous avons dû faire ça sous forme de cassettes.
09:12
We found that synthesizing accurate DNA
196
527000
2000
Nous avons découvert que synthétiser avec précision de l'ADN
09:14
in large pieces was extremely difficult.
197
529000
3000
en grands morceaux était extrêmement difficile.
09:17
Ham Smith and Clyde Hutchison, my colleagues on this,
198
532000
3000
Ham Smith et Clyde Hutchinson, mes collègues là-dessus,
09:20
developed an exciting new method
199
535000
2000
ont développé une nouvelle méthode passionnante
09:22
that allowed us to synthesize a 5,000-base pair virus
200
537000
3000
qui nous a permis de synthétiser un virus ayant 5 000 paires de bases
09:25
in only a two-week period
201
540000
2000
en seulement 2 semaines
09:27
that was 100 percent accurate,
202
542000
3000
qui était 100 % précise,
09:30
in terms of its sequence and its biology.
203
545000
2000
en termes de sa séquence et de sa biologie.
09:33
It was a quite exciting experiment -- when we just took the synthetic piece of DNA,
204
548000
4000
C'était une expérience assez excitante -- quand nous avons simplement pris le morceau d'ADN synthétique,
09:37
injected it in the bacteria and all of a sudden,
205
552000
2000
l'avons injecté dans la bactérie et tout à coup,
09:39
that DNA started driving the production of the virus particles
206
554000
5000
cet ADN a commencé à lancer la production de particules virales
09:44
that turned around and then killed the bacteria.
207
559000
3000
qui ont tourné autour et ensuite tué la bactérie.
09:47
This was not the first synthetic virus --
208
562000
2000
Celui-ci n'était pas le premier virus synthétique--
09:49
a polio virus had been made a year before --
209
564000
3000
un poliovirus avait été fabriqué un an auparavant--
09:53
but it was only one ten-thousandth as active
210
568000
2000
mais il n'était qu'un dixième de milliers de fois aussi actif
09:55
and it took three years to do.
211
570000
3000
et a pris 3 ans à faire.
09:58
This is a cartoon of the structure of phi X 174.
212
573000
4000
Ceci est un dessin de la structure de Phi X-174.
10:02
This is a case where the software now builds its own hardware,
213
577000
4000
Ceci est un cas où le logiciel construit maintenant son propre support matériel,
10:06
and that's the notions that we have with biology.
214
581000
4000
et c'est les notions que nous retrouvons en biologie.
10:10
People immediately jump to concerns about biological warfare,
215
585000
4000
Les gens parlent aussitôt de guerre biologique,
10:14
and I had recent testimony before a Senate committee,
216
589000
4000
et j'ai récemment témoigné devant le Sénat,
10:18
and a special committee the U.S. government has set up
217
593000
2000
et un comité spécial que le gouvernement Américain a mis en place
10:20
to review this area.
218
595000
2000
pour étudier ce domaine.
10:22
And I think it's important to keep reality in mind,
219
597000
3000
Et je pense qu'il est important de garder la réalité à l'esprit,
10:25
versus what happens with people's imaginations.
220
600000
4000
contre ce qu'il se passe dans l'imagination des gens.
10:29
Basically, any virus that's been sequenced today --
221
604000
3000
En gros, n'importe quel virus qui a été séquencé jusqu'à aujourd'hui--
10:32
that genome can be made.
222
607000
2000
ce génome peut être fabriqué.
10:34
And people immediately freak out about things about Ebola or smallpox,
223
609000
4000
Et immédiatement les gens paniquent au sujet d'Ebola ou de la variole,
10:38
but the DNA from this organism is not infective.
224
613000
4000
mais l'ADN de ces organismes n'est pas infectieux.
10:42
So even if somebody made the smallpox genome,
225
617000
3000
Donc même si quelqu'un venait à fabriquer le génome du virus de la variole,
10:45
that DNA itself would not cause infections.
226
620000
3000
cet ADN lui-même ne causerait pas d'infections.
10:49
The real concern that security departments have
227
624000
3000
La seule véritable inquiétude qu'ont les départements de sécurité
10:52
is designer viruses.
228
627000
2000
concerne les virus sur mesure.
10:54
And there's only two countries, the U.S. and the former Soviet Union,
229
629000
4000
Et il n'existe que 2 pays, les États-Unis et ce qui était autrefois l'Union Soviétique,
10:58
that had major efforts
230
633000
2000
qui ont fait des efforts majeurs
11:00
on trying to create biological warfare agents.
231
635000
3000
pour essayer de créer des agents de guerre biologique.
11:03
If that research is truly discontinued,
232
638000
3000
Si cette recherche a réellement été abandonnée,
11:06
there should be very little activity
233
641000
2000
il devrait y avoir très peu d'activité
11:08
on the know-how to make designer viruses in the future.
234
643000
4000
basé sur le savoir-faire requis pour fabriquer des virus sur mesure dans le futur.
11:12
I think single-cell organisms are possible within two years.
235
647000
4000
Je pense que les organismes unicellulaires sont possibles dans 2 ans.
11:16
And possibly eukaryotic cells,
236
651000
3000
Et peut-être les cellules eucaryotes,
11:19
those that we have,
237
654000
2000
celles qui nous composent,
11:21
are possible within a decade.
238
656000
2000
sont possibles pour cette décennie.
11:24
So we're now making several dozen different constructs,
239
659000
4000
Donc nous fabriquons actuellement plusieurs douzaines de structures différentes,
11:28
because we can vary the cassettes and the genes
240
663000
3000
parce que nous pouvons varier les cassettes et les gènes
11:31
that go into this artificial chromosome.
241
666000
2000
qui sont insérés dans ce chromosome artificiel.
11:33
The key is, how do you put all of the others?
242
668000
2000
La clé est, comment mettons-nous tous les autres?
11:35
We start with these fragments,
243
670000
2000
Nous commençons avec ces segments,
11:37
and then we have a homologous recombination system
244
672000
3000
et ensuite nous avons un système de recombinaison homologue
11:40
that reassembles those into a chromosome.
245
675000
4000
qui les réassemblent en un chromosome.
11:44
This is derived from an organism, deinococcus radiodurans,
246
679000
3000
Une technique dérivée d'un organisme, deinococcus radiodurans,
11:47
that can take three million rads of radiation and not be killed.
247
682000
5000
qui peut prendre 3 millions de rads de radiations et ne pas mourir.
11:53
It reassembles its genome after this radiation burst
248
688000
4000
Il réassemble son génome après cette rafale radioactive
11:57
in about 12 to 24 hours,
249
692000
2000
en environ 12 à 24 heures,
11:59
after its chromosomes are literally blown apart.
250
694000
3000
après que ses chromosomes aient été complètement déchiquetés.
12:02
This organism is ubiquitous on the planet,
251
697000
2000
Cet organism est omniprésent sur la planète,
12:04
and exists perhaps now
252
699000
2000
et existe peut-être maintenant
12:06
in outer space due to all our travel there.
253
701000
3000
dans l'espace à cause de tous nos voyages interstellaires.
12:10
This is a glass beaker after
254
705000
2000
Ceci est un bécher en verre après
12:12
about half a million rads of radiation.
255
707000
2000
environ ½ million de rads de radiation.
12:14
The glass started to burn and crack,
256
709000
2000
Ce verre a commencé à brûler et à craquer,
12:16
while the microbes sitting in the bottom
257
711000
2000
pendant que les microbes assis au fond
12:18
just got happier and happier.
258
713000
2000
sont devenus de plus en plus heureux.
12:20
Here's an actual picture of what happens:
259
715000
2000
Voici une image de ce qui se passe:
12:22
the top of this shows the genome
260
717000
2000
en haut on voit le génome
12:24
after 1.7 million rads of radiation.
261
719000
3000
après 1.7 million de rads de radiation.
12:27
The chromosome is literally blown apart.
262
722000
2000
le chromosome est complètement déchiqueté.
12:29
And here's that same DNA automatically reassembled
263
724000
4000
Et voici ce même ADN se réassemblant automatiquement
12:33
24 hours later.
264
728000
2000
24 heures plus tard.
12:35
It's truly stunning that these organisms can do that,
265
730000
3000
C'est vraiment stupéfiant que ces organismes puissent faire ça,
12:38
and we probably have thousands,
266
733000
2000
et nous avons probablement des milliers,
12:40
if not tens of thousands, of different species
267
735000
2000
si ce n'est des dizaines de milliers d'espèces différentes
12:42
on this planet that are capable of doing that.
268
737000
3000
sur cette planète qui sont capables de faire ça.
12:45
After these genomes are synthesized,
269
740000
2000
Une fois que ces génomes sont synthétisés,
12:47
the first step is just transplanting them
270
742000
2000
la première étape consiste simplement à les transplanter
12:49
into a cell without a genome.
271
744000
4000
dans une cellule sans génome.
12:53
So we think synthetic cells are going to have tremendous potential,
272
748000
4000
Donc nous pensons que les cellules synthétiques vont avoir un énorme potentiel,
12:57
not only for understanding the basis of biology
273
752000
3000
pas seulement dans la compréhension des bases de la biologie
13:00
but for hopefully environmental and society issues.
274
755000
3000
mais aussi, espérons-le, en termes de questions écologiques et sociétales.
13:03
For example, from the third organism we sequenced,
275
758000
3000
Par exemple, à partir du troisième organisme que nous avons séquencé,
13:06
Methanococcus jannaschii -- it lives in boiling water temperatures;
276
761000
4000
Methanococcus jannaschii: il vit à des températures équivalentes à l'eau bouillante,
13:10
its energy source is hydrogen
277
765000
2000
sa source d'énergie est l'hydrogène
13:12
and all its carbon comes from CO2 it captures back from the environment.
278
767000
5000
et tout son carbone vient du CO2 qu'il récupère dans l'environnement.
13:17
So we know lots of different pathways,
279
772000
2000
Donc nous connaissons beaucoup de processus différents,
13:19
thousands of different organisms now
280
774000
3000
des milliers d'organismes différents à présent
13:22
that live off of CO2,
281
777000
2000
qui vivent sur le CO2,
13:24
and can capture that back.
282
779000
2000
et qui peuvent le capturer en retour.
13:26
So instead of using carbon from oil
283
781000
3000
Donc au lieu d'utiliser le carbone du pétrole
13:29
for synthetic processes,
284
784000
2000
pour des procédés synthétiques,
13:31
we have the chance of using carbon
285
786000
3000
nous avons l'occasion d'utiliser le carbone
13:34
and capturing it back from the atmosphere,
286
789000
3000
et de le récupérer de l'atmosphère,
13:37
converting that into biopolymers
287
792000
2000
le convertissant en biopolymères
13:39
or other products.
288
794000
2000
et autres produits.
13:41
We have one organism that lives off of carbon monoxide,
289
796000
3000
Nous avons un organisme qui vit sur le monoxyde de carbone,
13:44
and we use as a reducing power
290
799000
2000
et que nous utilisons comme puissance réductrice
13:46
to split water to produce hydrogen and oxygen.
291
801000
4000
pour scinder l'eau pour produire de l'hydrogène et de l'oxygène.
13:50
Also, there's numerous pathways
292
805000
2000
Aussi, il existe de nombreux processus
13:52
that can be engineered metabolizing methane.
293
807000
4000
qui peuvent être conçus pour métaboliser le méthane.
13:56
And DuPont has a major program with Statoil in Norway
294
811000
4000
Et DuPont a un programme important avec Statoil en Norvège
14:00
to capture and convert the methane
295
815000
2000
qui consiste à capturer et convertir le méthane
14:02
from the gas fields there into useful products.
296
817000
4000
des champs de gaz qui existent là-bas en produits utiles.
14:06
Within a short while, I think there's going to be a new field
297
821000
2000
Dans peu de temps, je pense qu'il va y avoir une nouvelle discipline
14:08
called "Combinatorial Genomics,"
298
823000
2000
appelé la Génomique Combinatoire,
14:10
because with these new synthesis capabilities,
299
825000
3000
parce qu'avec ces nouvelles capacités de synthèse,
14:13
these vast gene array repertoires
300
828000
3000
ces vastes répertoires d'arrangements de gènes
14:16
and the homologous recombination,
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831000
2000
et de recombinaison homologue,
14:18
we think we can design a robot to make
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833000
2000
nous pensons pouvoir créer un robot pour faire
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maybe a million different chromosomes a day.
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835000
3000
peut-être un million de chromosomes différents par jour.
14:24
And therefore, as with all biology,
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839000
2000
Et donc, comme avec toute biologie,
14:26
you get selection through screening,
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841000
3000
on obtient une sélection à travers un filtrage,
14:29
whether you're screening for hydrogen production,
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844000
2000
que vous filtriez pour la production d'hydrogène,
14:31
or chemical production, or just viability.
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846000
3000
ou la production d'un produit chimique, ou seulement la viabilité.
14:34
To understand the role of these genes
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849000
2000
Comprendre le rôle de ces gènes
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is going to be well within reach.
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851000
2000
va être à notre portée.
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We're trying to modify photosynthesis
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853000
3000
Nous sommes en train d'essayer de modifier la photosynthèse
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to produce hydrogen directly from sunlight.
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856000
3000
pour produire de l'hydrogène via la lumière solaire.
14:44
Photosynthesis is modulated by oxygen,
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859000
3000
La photosynthèse est modulée par l'oxygène,
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and we have an oxygen-insensitive hydrogenase
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862000
3000
et nous avons une hydrogénase insensible à l'oxygène
14:50
that we think will totally change this process.
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865000
5000
qui selon nous va totalement changer ce processus.
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We're also combining cellulases,
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870000
2000
Nous combinons aussi des cellulases,
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the enzymes that break down complex sugars into simple sugars
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872000
3000
les enzymes qui décomposent les sucres complexes en sucres simples
15:00
and fermentation in the same cell
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875000
3000
et la fermentation dans la même cellule
15:03
for producing ethanol.
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878000
2000
pour produire de l'éthanol.
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Pharmaceutical production is already under way
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2000
La production pharmaceutique est déjà en cours
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in major laboratories
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883000
2000
dans les grands laboratoires
15:10
using microbes.
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885000
2000
ayant recours à des microbes.
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The chemistry from compounds in the environment
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887000
3000
La chimie des composants dans l'environnement
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is orders of magnitude more complex
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890000
2000
est d'un niveau de complexité vastement supérieur
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than our best chemists can produce.
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892000
2000
à celle que nos meilleurs chimistes arrivent à produire.
15:20
I think future engineered species
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895000
2000
Je pense que de futures espèces modifiées
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could be the source of food,
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897000
2000
pourraient devenir une source de nourriture,
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hopefully a source of energy,
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899000
2000
avec un peu de chance une source d'énergie,
15:26
environmental remediation
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901000
3000
un remède pour l'environnement
15:29
and perhaps
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904000
2000
et peut-être
15:31
replacing the petrochemical industry.
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906000
2000
un remplacement pour l'industrie pétrochimique.
15:33
Let me just close with ethical and policy studies.
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908000
3000
Laissez-moi juste terminer avec les études éthiques et politiques.
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We delayed the start of our experiments in 1999
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4000
Nous avons retardé le début de nos expériences en 1999
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until we completed a year-and-a-half bioethical review
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916000
3000
jusqu'à ce que nous puissions compléter un an et demi de rapport d'enquête bioéthique
15:44
as to whether we should try and make an artificial species.
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919000
4000
sur si nous devrions essayer de fabriquer des espèces artificielles.
15:48
Every major religion participated in this.
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923000
3000
Chacune des grandes religions y a participé.
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It was actually a very strange study,
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926000
2000
En fait c'était une étude très étrange,
15:53
because the various religious leaders were using their scriptures as law books,
337
928000
5000
parce que les différents leaders religieux utilisaient chacun leurs Saintes Écritures comme livres de lois,
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and they couldn't find anything in them prohibiting making life,
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933000
3000
et ils ne trouvaient rien qui interdisait de créer de la vie,
16:01
so it must be OK. The only ultimate concerns
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936000
3000
donc ça doit être bon. Finalement les seules inquiétudes
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were biological warfare aspects of this,
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939000
3000
se concentraient sur l'idée de guerre biologique associé à la chose,
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but gave us the go ahead to start these experiments
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943000
3000
mais ils nous ont permis de commencer ces expériences
16:11
for the reasons we were doing them.
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946000
2000
pour les raisons pour lesquelles nous étions en train de les faire.
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Right now the Sloan Foundation has just funded
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948000
2000
A présent la Sloan Foundation vient juste de financer
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a multi-institutional study on this,
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950000
3000
une étude multi-institutionelle sur la question,
16:18
to work out what the risk and benefits to society are,
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953000
3000
pour mettre au point les risques et les bénéfices pour la société,
16:21
and the rules that scientific teams such as my own
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956000
3000
et les règles que les équipes scientifiques comme la notre
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should be using in this area,
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959000
2000
doivent suivre dans ce domaine,
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and we're trying to set good examples as we go forward.
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961000
3000
et nous essayons de donner le bon exemple au fur et à mesure que nous avançons.
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These are complex issues.
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965000
2000
Ce sont des problèmes complexes.
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Except for the threat of bio-terrorism,
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967000
2000
Excepté pour la menace du bio-terrorisme,
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they're very simple issues in terms of,
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969000
2000
Ce sont de problèmes simples du genre,
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can we design things to produce clean energy,
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971000
4000
pouvons nous fabriquer des choses pour produire de l'énergie propre,
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perhaps revolutionizing
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2000
peut-être révolutionnant
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what developing countries can do
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ce que les pays développés peuvent faire
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and provide through various simple processes.
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et les fournir à travers de simples procédés.
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Thank you very much.
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983000
2000
Merci beaucoup.
Translated by Houda Hallay
ABOUT THE SPEAKER
Craig Venter - Biologist, genetics pioneerIn 2001, Craig Venter made headlines for sequencing the human genome. In 2003, he started mapping the ocean's biodiversity. And now he's created the first synthetic lifeforms -- microorganisms that can produce alternative fuels.
Why you should listen
Craig Venter, the man who led the private effort to sequence the human genome, is hard at work now on even more potentially world-changing projects.
First, there's his mission aboard the Sorcerer II, a 92-foot yacht, which, in 2006, finished its voyage around the globe to sample, catalouge and decode the genes of the ocean's unknown microorganisms. Quite a task, when you consider that there are tens of millions of microbes in a single drop of sea water. Then there's the J. Craig Venter Institute, a nonprofit dedicated to researching genomics and exploring its societal implications.
In 2005, Venter founded Synthetic Genomics, a private company with a provocative mission: to engineer new life forms. Its goal is to design, synthesize and assemble synthetic microorganisms that will produce alternative fuels, such as ethanol or hydrogen. He was on Time magzine's 2007 list of the 100 Most Influential People in the World.
In early 2008, scientists at the J. Craig Venter Institute announced that they had manufactured the entire genome of a bacterium by painstakingly stitching together its chemical components. By sequencing a genome, scientists can begin to custom-design bootable organisms, creating biological robots that can produce from scratch chemicals humans can use, such as biofuel. And in 2010, they announced, they had created "synthetic life" -- DNA created digitally, inserted into a living bacterium, and remaining alive.
Craig Venter | Speaker | TED.com