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.

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Tal Danino | Speaker | TED.com
TED2015

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

タル・ダニノ: 細菌を使ってガンの早期発見と治療を

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1,329,748 views

合成生物学者のタル・ダニノは、最も発見が難しいガンの1つ肝臓ガンに関して、主流から離れた考えを持っています。それは、プログラムされた細菌の内服で肝臓ガンを検出できるようにする、というものです。 彼は、細菌に関して私たちがやっと理解し始めた事を用いています:クオラムセンシングでの細菌の効力、また、一旦、細菌濃度が臨界値に達すると細菌が協働し合う性質を利用することです。TEDフェローのダニノは、クオラムセンシングがどのように働くのかを説明し、細菌が巧妙に相互作用する性質を利用する事で、ガン治療を変える日が来るだろうと語ります。
- Synthetic biologist
Tal Danino explores the emerging frontier of combining biology and engineering (and art). He is a 2015 TED Fellow. Full bio

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00:12
You mayかもしれない not realize実現する this,
0
788
1745
ご存知でないかもしれませんが
00:14
but there are more bacteria細菌 in your body
than stars in our entire全体 galaxy銀河.
1
2533
4880
我々の体内にいるバクテリアは
天の川銀河にある星の数より多いのです
00:20
This fascinating魅力的な universe宇宙
of bacteria細菌 inside内部 of us
2
8040
3127
この興味深い体内のバクテリア環境は
00:23
is an integral積分 part of our health健康,
3
11167
2276
我々の健康に不可欠なものです
00:25
and our technology技術 is evolving進化する so rapidly急速に
4
13443
2089
テクノロジーの急速な進化のお陰で
00:27
that today今日 we can programプログラム these bacteria細菌
like we programプログラム computersコンピュータ.
5
15532
4759
今や コンピューターをプログラムするように
バクテリアにプログラムを書き込みできます
00:33
Now, the diagram that you see here,
6
21060
1879
この略図をご覧下さい
00:34
I know it looks外見 like
some kind種類 of sportsスポーツ play遊びます,
7
22939
2531
何かスポーツゲームの様ですが
00:37
but it is actually実際に a blueprint青写真 of
the first bacterial細菌性の programプログラム I developed発展した.
8
25470
4156
私が開発した最初の
バクテリア・プログラムの設計図です
00:41
And like writing書き込み softwareソフトウェア,
we can print印刷する and write書きます DNADNA
9
29626
3321
ソフトウェアを作成するように
DNAを微生物の中に
00:44
into different異なる algorithmsアルゴリズム
and programsプログラム inside内部 of bacteria細菌.
10
32947
3227
様々なアルゴリズムやブログラムとして
複写したり書き込んだりできます
00:48
What this programプログラム does
is produces生産する fluorescent蛍光性の proteinsタンパク質
11
36824
2695
このプログラムでは蛍光蛋白質が
00:51
in a rhythmicリズミカルな fashionファッション
12
39519
1438
規則的に作られ
00:52
and generates生成する a small小さい molecule分子
13
40957
1602
細菌同士を交信させ同期させる
00:54
that allows許す bacteria細菌
to communicate通信する and synchronize同期する,
14
42559
2578
小さな分子が生まれます
00:57
as you're seeing見る in this movie映画.
15
45137
1838
それがこのビデオで見ているものです
00:59
The growing成長する colonyコロニー of bacteria細菌
that you see here
16
47505
2280
ここに見える増殖している細菌叢は
01:01
is about the width of a human人間 hairヘア.
17
49785
1993
ヒトの頭髪の太さ位の大きさです
01:03
Now, what you can't see
is that our genetic遺伝的な programプログラム
18
51778
2507
これでは分からないのですが
我々の遺伝子プログラムは
01:06
instructs命令する these bacteria細菌
to each produce作物 small小さい molecules分子,
19
54285
3483
細菌それぞれに小さな分子を作らせ
01:09
and these molecules分子 travel旅行 betweenの間に
the thousands of individual個人 bacteria細菌
20
57768
3413
その分子が何千もの細菌を
01:13
telling伝える them when to turn順番 on and off.
21
61181
2716
制御しているのです
01:15
And the bacteria細菌 synchronize同期する
quiteかなり well at this scale規模,
22
63897
3251
細菌はこのスケールでは良く同期していますが
01:19
but because the molecule分子 that synchronizes同期する
them together一緒に can only travel旅行 so fast速い,
23
67148
3994
細菌を同期させる分子の
移動速度には限りがあるので
01:23
in larger大きい coloniesコロニー of bacteria細菌,
this results結果 in traveling旅行 waves
24
71142
3576
大きな細菌叢では遠く離れている細菌同士の間を
01:26
betweenの間に bacteria細菌 that are
far遠い away from each other,
25
74718
2902
分子が繋ぐ波が出来上がります
01:29
and you can see these waves going
from right to left across横断する the screen画面.
26
77620
3736
スライドを右から左に横切る波が見えますね
01:33
Now, our genetic遺伝的な programプログラム
relies信頼する on a naturalナチュラル phenomenon現象
27
81356
2788
遺伝子プログラムは自然現象に頼り
01:36
calledと呼ばれる quorum定足数 sensingセンシング,
28
84144
1173
クオラムセンシングと呼ばれ
01:37
in whichどの bacteria細菌 trigger引き金 coordinated調整された
and sometimes時々 virulent毒性 behaviors行動
29
85317
3332
この中で細菌は協働し
時には臨界濃度に達すると
01:40
once一度 they reachリーチ a criticalクリティカルな density密度.
30
88649
2941
毒性を発したりします
01:43
You can observe観察する quorum定足数 sensingセンシング
in actionアクション in this movie映画,
31
91590
2655
これでクオラムセンシングが
起きているのが見られ
01:46
where a growing成長する colonyコロニー of bacteria細菌
only begins始まる to glow輝き
32
94245
3642
細菌の増殖で細菌叢の濃度が
高くなったり臨界値に達すると
01:49
once一度 it reaches届く a high高い
or criticalクリティカルな density密度.
33
97887
2371
光り出しているのが見れますね
01:52
Our genetic遺伝的な programプログラム
34
100258
1842
我々の遺伝子プログラムは
01:54
continues続ける producing生産する these
rhythmicリズミカルな patternsパターン of fluorescent蛍光性の proteinsタンパク質
35
102100
3151
細菌叢が外に向かって広がるにつれ
蛍光タンパク質の
01:57
as the colonyコロニー grows成長する outwards外側に.
36
105251
2368
こういう規則的なパターンを
作り続けます
01:59
This particular特に movie映画 and experiment実験
we call The Supernova超新星,
37
107619
3691
このビデオと実験を
我々は「超新星」と呼んでいます
02:03
because it looks外見 like an exploding爆発する star.
38
111310
3030
星が爆発しているみたいだからです
02:06
Now, besidesその他 programmingプログラミング
these beautiful綺麗な patternsパターン,
39
114340
2390
この美しいパターンをプログラムする以外
02:08
I wondered疑問に思った, what elseelse can we get
these bacteria細菌 to do?
40
116730
2591
他にバクテリアで何が出来るでしょう?
02:11
And I decided決定しました to explore探検する
how we can programプログラム bacteria細菌
41
119321
2579
ガンのような病気を検出し治療する為に
02:13
to detect検出する and treat治療する diseases病気
in our bodies like cancer.
42
121900
2789
細菌をプログラムできないか
色々実験してみる事にしました
02:18
One of the surprising驚くべき facts事実 about bacteria細菌
43
126009
2298
細菌の驚くべき性質の1つは
02:20
is that they can naturally当然 grow成長する
inside内部 of tumors腫瘍.
44
128307
3437
ガン細胞内で自然に増殖するという事です
02:23
This happens起こる because typically典型的には tumors腫瘍
45
131744
1764
通常のガン細胞は
02:25
are areasエリア where the immune免疫 systemシステム
has no accessアクセス,
46
133508
2415
免疫組織の機能が届かない所にあるので
02:27
and so bacteria細菌 find these tumors腫瘍
47
135923
1997
細菌がガン細胞を見つけ
02:29
and use them as a safe安全 haven避難所
to grow成長する and thrive成功する.
48
137920
3831
ガン細胞内で安穏と
増殖してしまうのです
02:33
We started開始した usingを使用して probioticプロバイオティクス bacteria細菌
49
141751
1834
我々は健康に良い善玉菌である
02:35
whichどの are safe安全 bacteria細菌
that have a health健康 benefit利益,
50
143585
2624
共生細菌を使い始め
02:38
and found見つけた that
when orally経口的に delivered配信された to miceマウス,
51
146209
2461
マウスに経口で投与すると
02:40
these probioticsプロバイオティクス would selectively選択的に
grow成長する inside内部 of liver tumors腫瘍.
52
148670
4156
この共生菌は肝臓ガン細胞内を選んで
増殖することを発見しました
02:44
We realized実現した that the most最も convenient便利 way
53
152826
1954
共生細菌を確認して
02:46
to highlightハイライト the presence存在
of the probioticsプロバイオティクス,
54
154780
2081
それでガンを見つける
02:48
and henceそれゆえに, the presence存在 of the tumors腫瘍,
55
156861
1863
最も便利な方法は
02:50
was to get these bacteria細菌
to produce作物 a signal信号
56
158724
2229
細菌に尿で検出されるような
02:52
that would be detectable検出可能な in the urine尿,
57
160953
2116
信号を発信させることです
02:55
and so we specifically具体的に
programmedプログラムされた these probioticsプロバイオティクス
58
163069
2412
よって このようなプログラムをし
02:57
to make a molecule分子 that would change変化する
the color of your urine尿
59
165481
2879
共生菌に尿の色を変える分子を作らせ
03:00
to indicate示す the presence存在 of cancer.
60
168360
2810
ガンの検知が出来るようにします
03:03
We went行った on to showショー that this technology技術
61
171170
2010
我々はこのテクノロジーで
03:05
could sensitively敏感に and specifically具体的に
detect検出する liver cancer,
62
173180
3190
特に発見が遅れがちな肝臓ガンを
03:08
one that is challenging挑戦
to detect検出する otherwiseさもないと.
63
176370
2690
敏感に特定して
検出できる事を示しました
03:11
Now, since以来 these bacteria細菌
specifically具体的に localizeローカライズする to tumors腫瘍,
64
179891
2999
この細菌はガンを的確に見つけ出すので
03:14
we've私たちは been programmingプログラミング them
to not only detect検出する cancer
65
182890
2588
ガンの検出の為だけでなく治療にも
03:17
but alsoまた、 to treat治療する cancer
66
185478
1788
細菌をプログラムしています
03:19
by producing生産する therapeutic治療的 molecules分子
from within以内 the tumor腫瘍 environment環境
67
187266
3227
その方法は ガン環境の中から
ガン細胞を縮小する
03:22
that shrinkシュリンク the existing既存の tumors腫瘍,
68
190493
2322
治療分子作りを
03:24
and we've私たちは been doing this
usingを使用して quorum定足数 sensingセンシング programsプログラム
69
192815
2755
ビデオのような
クオラムセンシングのプログラムを使い
03:27
like you saw in the previous movies映画.
70
195570
1843
行っています
03:29
Altogether全部, imagine想像する in the future未来
taking取る a programmedプログラムされた probioticプロバイオティクス
71
197413
3697
想像してみても下さい
プログラムされた共生細菌の内服により
03:33
that could detect検出する and treat治療する cancer,
72
201110
2479
ガンやその他の病気も検出し治療できる日が
03:35
or even other diseases病気.
73
203589
2581
来るという事を
03:38
Our ability能力 to programプログラム bacteria細菌
74
206960
1644
細菌をプログラムする事で
03:40
and programプログラム life
75
208604
1695
我々の生活も変わり
03:42
opens開く up new新しい horizons地平線 in cancer research研究,
76
210299
2949
ガン研究の新しい展望が切り開かれて行きます
03:45
and to shareシェア this visionビジョン,
I worked働いた with artistアーティスト Vikヴィック Munizムニズ
77
213248
2735
このビジョンを表現したいと
芸術家ヴィック・ムニーズと
03:47
to create作成する the symbolシンボル of the universe宇宙,
78
215983
1816
細菌またはガン細胞だけで
構成された世界のシンボルを作製しました
03:49
made entirely完全に out of bacteria細菌
or cancer cells細胞.
79
217799
3641
細菌またはガン細胞だけで
構成された世界のシンボルを作製しました
03:53
Ultimately最終的に, my hope希望 is that the beauty美しさ
and purpose目的 of this microscopic微視的 universe宇宙
80
221443
5202
いずれは このミクロの世界が持つ
役割と素晴らしさが
03:58
can inspireインスピレーション new新しい and creative創造的な approachesアプローチ
for the future未来 of cancer research研究.
81
226645
4899
これからのガン研究に創造的なアプローチを生む
インスピレーションとなればと願っています
04:03
Thank you.
82
231544
2624
ありがとうございました
04:06
(Applause拍手)
83
234168
3766
(拍手)
Translated by Reiko O Bovee
Reviewed by Eriko T.

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