ABOUT THE SPEAKER
Jill Farrant - Professor of molecular and cell biology
Jill Farrant is leading the development of drought-tolerant crops to nourish populations in arid climates.

Why you should listen

A professor of molecular and cell biology at the University of Cape Town (UCT) in South Africa, Jill Farrant researches the remarkable (and little known) world of resurrection plants. These are plants that can survive extreme drought, “resurrecting” when moistened or irrigated. If we can better understand their natural preservation mechanisms and their key protectants, she suggests, it could help us develop more drought-tolerant crops to feed populations in increasingly dry and arid climates around the world. Her research may also have medical applications.

Farrant was the African/Arab States recipient of the 2012 L'Oreal-UNESCO Award for Women in Science, one of only five scientists worldwide who were selected by an international jury as "researchers who will have a major impact on society and help light the way to the future." In 2009, she was awarded an A-rating by the National Research Foundation (the first female researcher at UCT ever to receive such a rating) as well as being made a member of the UCT College of Fellows.

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Jill Farrant | Speaker | TED.com
TEDGlobal>Geneva

Jill Farrant: How we can make crops survive without water

질 파란트 (Jill Farrant): 물 없이 농작물을 키우는 방법

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세계 인구가 증가하고 기후변화의 영향이 더욱 부각됨에 따라 우리는 더 많은 사람을 더 부적합한 경작지로 먹여살려야 할 겁니다. 분자생물학자 질 파란트는 여기에 도움이 될 만한 희귀한 현상을 연구합니다. 죽음에서 부활하는 것처럼 보일만큼 회복력이 매우 높은 식물인 부활초입니다. 부활초가 앞으로 더 더워지고 건조해질 지구에 식량 재배를 보장해 줄 수 있을까요?
- Professor of molecular and cell biology
Jill Farrant is leading the development of drought-tolerant crops to nourish populations in arid climates. Full bio

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00:12
I believe that the secret비밀 to producing생산
extremely매우 drought-tolerant가뭄에 강한 crops작물,
0
840
4216
전세계에 식량안보를
어느 정도 제공할 수 있는
00:17
which어느 should go some way
to providing제공하는 food식품 security보안 in the world세계,
1
5080
3216
가뭄을 견딜 수 있는 농작물을
생산할 수 있는 비밀은
00:20
lies거짓말 in resurrection부활 plants식물,
2
8320
2696
부활초에 있습니다.
00:23
pictured그려진 here, in an extremely매우
droughted걸쭉한 state상태.
3
11040
3136
사진을 보시면,
가뭄이 심각한 상태입니다.
00:26
You might힘 think
that these plants식물 look dead죽은,
4
14200
2856
식물이 죽은 것처럼 보일 수도 있지만
00:29
but they're not.
5
17080
1296
죽은 게 아닙니다.
00:30
Give them water물,
6
18400
1456
물을 주면
00:31
and they will resurrect부활하다, green녹색 up,
start스타트 growing성장하는, in 12 to 48 hours시간.
7
19880
5440
12-48시간 안에 다시 살아나서
파릇해지고, 자라기 시작합니다.
00:38
Now, why would I suggest제안하다
8
26320
1296
가뭄을 견딜 수 있는 농작물을
00:39
that producing생산 drought-tolerant가뭄에 강한 crops작물
will go towards...쪽으로 providing제공하는 food식품 security보안?
9
27640
4440
생산하는 것이 식량 안보에
도움이 된다고 제가 왜 주장할까요?
00:45
Well, the current흐름 world세계 population인구
is around 7 billion십억.
10
33040
3896
현재 세계 인구는 약 70억 입니다.
00:48
And it's estimated추정 된 that by 2050,
11
36960
2496
2050년도가 되면
00:51
we'll잘 be between중에서 9 and 10 billion십억 people,
12
39480
2696
90-100억명이
될 것으로 예상됩니다.
00:54
with the bulk대부분 of this growth성장
happening사고 in Africa아프리카.
13
42200
2880
주로 아프리카의 인구 증가 때문이죠.
00:57
The food식품 and agricultural농업의
organizations조직 of the world세계
14
45880
2456
세계의 식량 및 농산물 기구들은
01:00
have suggested제안 된 that we need
a 70 percent퍼센트 increase증가하다
15
48360
3136
이 수요를 충족시키기 위해서는
01:03
in current흐름 agricultural농업의 practice연습
16
51520
2176
현재 농산물 생산에서 70%를
증가시켜야 한다고 했습니다.
01:05
to meet만나다 that demand수요.
17
53720
1240
01:07
Given주어진 that plants식물
are at the base베이스 of the food식품 chain체인,
18
55720
2696
식물이 먹이사슬의 가장 밑바닥에
있다는 것을 고려할 때
01:10
most가장 of that's going
to have to come from plants식물.
19
58440
2320
그 중 대부분은 식물에서 나와야겠지요.
01:13
That percentage백분율 of 70 percent퍼센트
20
61360
2696
70%라는 수치는
01:16
does not take into consideration고려
the potential가능성 effects효과 of climate기후 change변화.
21
64080
4216
기후변화로 초래될 수 있는
영향을 고려하지 않은 것입니다.
01:20
This is taken취한 from a study연구 by Dai다이
published출판 된 in 2011,
22
68320
4240
이건 다이(Dai)의 연구 결과를
가져온 겁니다.
01:25
where he took~했다 into consideration고려
23
73240
1936
기후변화의 잠재적 영향을 모두 고려해서
01:27
all the potential가능성 effects효과
of climate기후 change변화
24
75200
2376
01:29
and expressed표현 된 them --
amongst사이에 other things --
25
77600
2136
강우량 부족이나 불규칙한 강우로 인해
01:31
increased증가한 aridity건조 due정당한 to lack결핍 of rain비
or infrequent드문 rain비.
26
79760
4616
심해진 건조도같은 다른 요소들과
같이 표시한 것입니다.
01:36
The areas지역 in red빨간 shown표시된 here,
27
84400
1776
빨간색으로 칠해진 지역은
01:38
are areas지역 that until...까지 recently요새
28
86200
2056
최근까지도
01:40
have been very successfully성공적으로
used for agriculture농업,
29
88280
3176
매우 성공적으로 농업에
이용되었던 지역이지만
01:43
but cannot~ 할 수 없다. anymore더 이상
because of lack결핍 of rainfall강우.
30
91480
2400
더 이상 강우량 부족으로
그럴 수 없게 된 곳입니다.
01:46
This is the situation상태
that's predicted예언 된 to happen우연히 있다 in 2050.
31
94640
2920
이게 2050년이 되면 일어날 것으로
예측되는 상황입니다.
01:50
Much of Africa아프리카,
in fact것, much of the world세계,
32
98840
2176
아프리카의 대부분은,
아니 사실 지구의 대부분은
01:53
is going to be in trouble수고.
33
101040
1896
큰 곤경에 빠질 겁니다.
01:54
We're going to have to think of some
very smart똑똑한 ways길 of producing생산 food식품.
34
102960
3656
식량을 생산할 수 있는 매우 영리한
방법을 생각해내야 할 겁니다.
01:58
And preferably즐겨 among사이에 them,
some drought-tolerant가뭄에 강한 crops작물.
35
106640
3296
그 중에 가뭄에 내성이 있는
작물들이 가장 낫습니다.
02:01
The other thing
to remember생각해 내다 about Africa아프리카 is
36
109960
2056
아프리카에 대해
기억해야 할 또 다른 사실은
02:04
that most가장 of their그들의 agriculture농업 is rainfed비가 내린.
37
112040
2800
농업의 대부분이 비에
의존한다는 겁니다.
02:08
Now, making만들기 drought-tolerant가뭄에 강한 crops작물
is not the easiest가장 쉬운 thing in the world세계.
38
116080
3456
가뭄에 내성이 있는 농작물을
만드는 것이 쉬운 일은 아닙니다.
02:11
And the reason이유 for this is water물.
39
119560
2416
물 때문에 그렇습니다.
02:14
Water물 is essential본질적인 to life on this planet행성.
40
122000
3136
물은 지구 상의 모든 생명에게
필수적입니다.
02:17
All living생활, actively활발히
metabolizing신진 대사하는 organisms유기체,
41
125160
4135
물질대사가 활발한 모든 생물은
02:21
from microbes미생물 to you and I,
42
129320
2056
미생물에서부터 저와 여러분들까지도
02:23
are comprised구성된 predominately우세하게 of water물.
43
131400
2336
거의 물로 구성되어 있습니다.
02:25
All life reactions반응들 happen우연히 있다 in water물.
44
133760
2536
모든 생물 반응은
물 속에서 일어납니다.
02:28
And loss손실 of a small작은 amount양
of water물 results결과들 in death죽음.
45
136320
3016
소량의 물을 잃어도 죽게 됩니다.
02:31
You and I are 65 percent퍼센트 water물 --
46
139360
2056
우리는 65%가
물로 이루어져 있습니다.
02:33
we lose잃다 one percent퍼센트 of that, we die주사위.
47
141440
1720
그 중에 1%를 잃으면 죽습니다.
02:35
But we can make behavioral행동 적
changes변화들 to avoid기피 that.
48
143840
2720
하지만 그걸 행동을 바꿔서
피할 수 있습니다.
02:39
Plants식물 can't.
49
147920
1576
식물은 그렇게 못합니다.
02:41
They're stuck붙어있는 in the ground바닥.
50
149520
1616
땅에 묶여있어요.
02:43
And so in the first instance예 they have
a little bit비트 more water물 than us,
51
151160
3376
우선 식물은 우리보다 물을
조금 더 많이 보유하고 있습니다.
02:46
about 95 percent퍼센트 water물,
52
154560
1256
95%가 물로 이루어져 있어요.
02:47
and they can lose잃다
a little bit비트 more than us,
53
155840
2096
그리고 우리보다 조금 더 많이
물을 잃을 수 있습니다.
02:49
like 10 to about 70 percent퍼센트,
depending의존하는 on the species종,
54
157960
2960
종에 따라 10%에서 70%까지도요.
02:54
but for short짧은 periods미문 only.
55
162000
1360
하지만 잠깐 동안만 입니다.
02:56
Most가장 of them will either어느 한 쪽 try
to resist견디다 or avoid기피 water물 loss손실.
56
164680
4176
대부분은 저항하거나 물 손실을
피하려고 노력할 겁니다.
03:00
So extreme극단 examples예제들 of resistors저항기
can be found녹이다 in succulents다육 식물.
57
168880
3936
저항하는 식물들의 극단적인 예에는
다육 식물이 있습니다.
03:04
They tend지키다 to be small작은, very attractive매력적인,
58
172840
2816
다육 식물은 주로 작고
매우 매력적입니다.
03:07
but they hold보류 onto~에 their그들의 water물
at such이러한 great cost비용
59
175680
2736
하지만 많은 희생을 치르면서
물을 지키기 때문에
03:10
that they grow자라다 extremely매우 slowly천천히.
60
178440
2000
매우 천천히 성장합니다.
03:13
Examples예제들 of avoidance기피 of water물 loss손실
are found녹이다 in trees나무 and shrubs관목.
61
181440
4576
수분 손실을 피하는 예에는
나무와 관목이 있습니다.
03:18
They send보내다 down very deep깊은 roots뿌리,
62
186040
1576
그들은 뿌리를 매우 깊게 내려서
지하수를 이용합니다.
03:19
mine광산 subterranean지하의 water물 supplies용품
63
187640
1696
03:21
and just keep flushing홍조
it through...을 통하여 them at all times타임스,
64
189360
2456
언제든지 지하수를 이용해
싹을 틔우고 수분을 유지합니다.
03:23
keeping유지 themselves그들 자신 hydrated수화 된.
65
191840
1856
03:25
The one on the right is called전화 한 a baobab바오밥.
66
193720
1976
오른쪽에 있는 것이 바오밥 나무입니다.
03:27
It's also또한 called전화 한 the upside-down상하 반전 tree나무,
67
195720
2056
거꾸로 선 나무라고도 부릅니다.
03:29
simply간단히 because the proportion비율
of roots뿌리 to shoots싹 is so great
68
197800
3776
뿌리에서부터 싹까지의 비율이 너무 커서
03:33
that it looks외모 like the tree나무
has been planted심은 upside위 down.
69
201600
2696
거꾸로 심어진 나무처럼
보이기 때문이죠.
03:36
And of course코스 the roots뿌리 are required필수
for hydration수화 작용 of that plant식물.
70
204320
3240
물론 뿌리는 수분 유지를 위해
필요합니다.
03:40
And probably아마 the most가장 common공유지 strategy병법
of avoidance기피 is found녹이다 in annualsannuals.
71
208760
4520
가장 흔한 회피 전략은
한해살이 식물에서 볼 수 있습니다.
03:45
Annuals연차 make up the bulk대부분
of our plant식물 food식품 supplies용품.
72
213840
3176
한해살이 풀은 우리의 식량 공급의
대부분을 차지합니다.
03:49
Up the west서쪽 coast연안 of my country국가,
73
217040
1696
우리나라의 서부해안은
03:50
for much of the year년
you don't see much vegetation초목 growth성장.
74
218760
3536
일년 중 대부분은
초목이 자라지 않습니다.
03:54
But come the spring봄 rains비, you get this:
75
222320
2656
하지만 봄비가 오면 이렇게 됩니다.
03:57
flowering개화 of the desert사막.
76
225000
1240
사막에 꽃이 피어나요.
03:59
The strategy병법 in annualsannuals,
77
227000
1856
한해살이의 전략은
04:00
is to grow자라다 only in the rainy비오는 season시즌.
78
228880
2360
우기에만 자라는 것입니다.
04:03
At the end종료 of that season시즌
they produce생기게 하다 a seed씨,
79
231960
2296
계절 막바지에 한해살이 풀은
씨앗을 만듭니다.
04:06
which어느 is dry마른, eight여덟 to 10 percent퍼센트 water물,
80
234280
2816
씨앗은 8%-10%만 물로
이루어져서 마른 상태입니다.
04:09
but very much alive살아 있는.
81
237120
1656
그래도 살아있습니다.
04:10
And anything that is
that dry마른 and still alive살아 있는,
82
238800
2896
이렇게 건조한데도 살아있는 것을
04:13
we call desiccation-tolerant건조 허용.
83
241720
1480
우리는 건조내성이라고 부릅니다.
04:15
In the desiccated건조 된 state상태,
84
243840
1416
마른 상태로
04:17
what seeds씨앗 can do
is lie거짓말 in extremes과격한 수단 of environment환경
85
245280
2656
씨앗은 오랜 시간동안 극한의 환경에서
04:19
for prolonged연장 된 periods미문 of time.
86
247960
1656
가만히 있을 수 있습니다.
04:21
The next다음 것 time the rainy비오는 season시즌 comes온다,
87
249640
2216
다음 우기가 오면
04:23
they germinate생겨나게 ​​하다 and grow자라다,
88
251880
1496
씨앗은 싹을 틔우고 자랍니다.
04:25
and the whole완전한 cycle주기 just starts시작하다 again.
89
253400
1880
다시 순환되는 것이죠.
04:28
It's widely넓게 believed믿었다 that the evolution진화
of desiccation-tolerant건조 허용 seeds씨앗
90
256120
4056
건조내성이 있는 씨앗의 진화는
꽃 피는 식물, 즉 속씨식물의
04:32
allowed허용 된 the colonization식민지화 and the radiation방사
91
260200
2176
식민지화와 발산을 가능하게 했다고
많은 사람들은 믿습니다.
04:34
of flowering개화 plants식물,
or angiosperms피자 식물, onto~에 land땅.
92
262400
3520
04:38
But back to annualsannuals
as our major주요한 form형태 of food식품 supplies용품.
93
266960
3160
어쨌든, 한해살이 식물이 식량의
주공급원이라는 얘기로 돌아가서
04:42
Wheat밀, rice쌀 and maize옥수수 form형태 95 percent퍼센트
of our plant식물 food식품 supplies용품.
94
270800
4720
밀과 쌀, 옥수수는 우리의
식물 식량 공급의 95%를 차지합니다.
04:48
And it's been a great strategy병법
95
276480
1536
그리고 매우 좋은 전략을 쓰고 있죠.
04:50
because in a short짧은 space공간 of time
you can produce생기게 하다 a lot of seed씨.
96
278040
3176
단시간에 많은 씨앗을
생산할 수 있으니까요.
04:53
Seeds씨앗 are energy-rich에너지가 풍부한
so there's a lot of food식품 calories칼로리,
97
281240
2620
씨앗은 열량이 높아서
칼로리가 높기 때문에
04:55
you can store저장 it in times타임스 of plenty많은
for times타임스 of famine기근,
98
283884
3920
기근을 대비해
많이 저장해 둘 수 있습니다.
05:00
but there's a downside단점.
99
288480
1240
하지만 단점이 있죠.
05:02
The vegetative무성의 tissues티슈,
100
290560
1376
영양조직이
05:03
the roots뿌리 and leaves이파리 of annualsannuals,
101
291960
2176
그러니까 한해살이의 뿌리와 잎은
05:06
do not have much
102
294160
1256
선천적 저항이나 회피,
내성의 성질이 별로 없습니다.
05:07
by way of inherent고유의 resistance저항,
avoidance기피 or tolerance공차 characteristics형질.
103
295440
4096
05:11
They just don't need them.
104
299560
1296
필요가 없으니까요.
05:12
They grow자라다 in the rainy비오는 season시즌
105
300880
1416
우기에 자라서
05:14
and they've그들은 got a seed씨
to help them survive생존하다 the rest휴식 of the year년.
106
302320
3376
남은 해를 살아남을 수 있는
씨앗을 갖고 있잖아요.
05:17
And so despite무례 concerted협조 된
efforts노력 in agriculture농업
107
305720
2696
그래서 농업 분야에서
농작물의 저항, 회피, 내성의 성질을
05:20
to make crops작물 with improved개선 된 properties속성들
108
308440
2536
특히, 그 중에도 우리가
05:23
of resistance저항, avoidance기피 and tolerance공차 --
109
311000
2176
어떻게 작용하는지 알 수 있는
05:25
particularly특별히 resistance저항 and avoidance기피
110
313200
1896
좋은 표본이 있는
저항과 회피의 성질을
05:27
because we've우리는 had good models모델
to understand알다 how those work --
111
315120
2896
향상시키려고 혼신의 힘을 다하는데도
05:30
we still get images이미지들 like this.
112
318040
2336
여전히 이런 결과물을 얻습니다.
05:32
Maize옥수수 crop수확고 in Africa아프리카,
113
320400
1456
아프리카에서 옥수수가
05:33
two weeks주 without없이 rain비
114
321880
1416
2주동안 비가 내리지 않자 죽었습니다.
05:35
and it's dead죽은.
115
323320
1200
05:37
There is a solution해결책:
116
325560
1240
해결책은 있습니다.
05:39
resurrection부활 plants식물.
117
327520
1240
부활초입니다.
05:41
These plants식물 can lose잃다 95 percent퍼센트
of their그들의 cellular세포질의 water물,
118
329320
3776
부활초는 세포수분의
95%가 손실되어도
05:45
remain남아있는 in a dry마른, dead-like죽은듯한 state상태
for months개월 to years연령,
119
333120
3856
몇 달에서 몇 년까지도
말라 죽은 것 같은 상태로 있습니다.
05:49
and give them water물,
120
337000
1736
물을 주면
05:50
they green녹색 up and start스타트 growing성장하는 again.
121
338760
1880
다시 푸른색으로 변해서 자라납니다.
05:53
Like seeds씨앗, these are
desiccation-tolerant건조 허용.
122
341560
3296
씨앗처럼 건조내성을 갖고 있죠.
05:56
Like seeds씨앗, these can withstand버티다 extremes과격한 수단
of environmental환경 conditions정황.
123
344880
4120
씨앗처럼 극한의 환경도
견딜 수 있습니다.
06:01
And this is a really rare드문 phenomenon현상.
124
349760
2016
이건 정말 희귀한 현상입니다.
06:03
There are only 135 flowering개화
plant식물 species종 that can do this.
125
351800
4376
이런 일을 할 수 있는 꽃식물은
135종밖에 없습니다.
06:08
I'm going to show보여 주다 you a video비디오
126
356200
1416
이 세 종의 식물이
06:09
of the resurrection부활 process방법
of these three세 species종
127
357640
2616
부활하는 과정을 순서대로
보여주는 영상을 보여드릴게요.
06:12
in that order주문.
128
360280
1216
06:13
And at the bottom바닥,
129
361520
1256
맨 밑에 있는 것은
06:14
there's a time axis중심선
so you can see how quickly빨리 it happens일이.
130
362800
2736
얼마나 빠른 속도로 일어나는지를
보여주는 시간 축입니다.
06:56
(Applause박수 갈채)
131
404160
2040
(박수)
07:02
Pretty예쁜 amazing놀랄 만한, huh?
132
410240
1536
꽤 놀랍죠?
07:03
So I've spent지출하다 the last 21 years연령
trying견딜 수 없는 to understand알다 how they do this.
133
411800
4216
저는 지난 21년동안 이것이
어떻게 가능한지를 연구했습니다.
07:08
How do these plants식물 dry마른 without없이 dying사망?
134
416040
2400
어떻게 죽지 않고 마를까?
07:11
And I work on a variety종류
of different다른 resurrection부활 plants식물,
135
419080
2776
그리고 여기 수분이 있는 상태와
건조한 상태가 사진으로 나와있는
07:13
shown표시된 here in the hydrated수화 된 and dry마른 states주,
136
421880
2416
다양한 종의 부활초를
07:16
for a number번호 of reasons원인.
137
424320
1456
갖가지 이유로 연구해 왔습니다.
07:17
One of them is that each마다
of these plants식물 serves봉사하다 as a model모델
138
425800
2856
그 중 하나는 이 식물들이 각각
제가 가뭄 내성으로 만들고 싶어하는
07:20
for a crop수확고 that I'd like
to make drought-tolerant가뭄에 강한.
139
428680
2376
작물들의 견본 역할을 하기 때문입니다.
07:23
So on the extreme극단 top상단 left,
for example예, is a grass잔디,
140
431080
2936
일례로, 맨 위의 왼쪽 끝에
있는 것은 풀입니다.
07:26
it's called전화 한 EragrostisEragrostis nindensisnindensis,
141
434040
2256
에라그로스티스 닌덴시스예요.
07:28
it's got a close닫기 relative상대적인
called전화 한 EragrostisEragrostis teftef --
142
436320
2376
많은 분들이 테프로 알고 계시는
에라그로스티스 테프의
07:30
a lot of you might힘 know it as "teff제프" --
143
438720
2016
가까운 친척이죠.
07:32
it's a staple스테이플 food식품 in Ethiopia에티오피아,
144
440760
1736
에티오피아에서 주식으로 쓰이는데
07:34
it's gluten-free무 글루텐,
145
442520
1256
글루텐이 없습니다.
07:35
and it's something we would like
to make drought-tolerant가뭄에 강한.
146
443800
3016
우리가 가뭄을 견딜 수 있게
만들고 싶어하는 작물입니다.
07:38
The other reason이유 for looking
at a number번호 of plants식물,
147
446840
2416
다양한 종을 연구하는 또 다른 이유는
07:41
is that, at least가장 작은 initially처음에는,
148
449280
1376
적어도 저는 초반에는
알아내고 싶었습니다.
07:42
I wanted to find out:
do they do the same같은 thing?
149
450680
2256
다들 하는 게 똑같을까?
07:44
Do they all use the same같은 mechanisms메커니즘
150
452960
1696
그 많은 수분을 잃고서도
07:46
to be able할 수 있는 to lose잃다
all that water물 and not die주사위?
151
454680
2576
죽지 않기 위해 쓰는 방법이 똑같을까?
07:49
So I undertook약속하다 what we call
a systems시스템 biology생물학 approach접근
152
457280
2696
그래서 시스템생물학이라는
접근법을 사용했습니다.
07:52
in order주문 to get
a comprehensive포괄적 인 understanding이해
153
460000
2176
건조내성을 종합적으로
이해하기 위해서요.
07:54
of desiccation건조 tolerance공차,
154
462200
2016
07:56
in which어느 we look at everything
155
464240
1456
생태생리학적 수준에서
07:57
from the molecular분자 to the whole완전한 plant식물,
ecophysiological생태 생리학의 level수평.
156
465720
2912
분자에서부터 식물 전체까지
모두 들여다보았습니다.
08:00
For example예 we look at things like
157
468657
1634
예를 들어, 우리가 주의깊게 본 것들은
08:02
changes변화들 in the plant식물 anatomy해부
as they dried건조한 out
158
470316
2197
말라가면서 나타나는 식물의
해부학적, 초미세 구조의 변화였습니다.
08:04
and their그들의 ultrastructure미세 구조.
159
472537
1239
08:05
We look at the transcriptome전 사체,
which어느 is just a term기간 for a technology과학 기술
160
473800
3176
그리고 전사체 구조를 봤어요.
그냥 기술적인 용어인데
08:09
in which어느 we look at the genes유전자
161
477000
1416
건조되는 것에 대응하여
08:10
that are switched교환 된 on or off,
in response응답 to drying건조.
162
478440
2416
켜지고 꺼지는 유전자를 본 겁니다.
08:12
Most가장 genes유전자 will code암호 for proteins단백질,
so we look at the proteome프로테옴.
163
480880
3216
대부분의 유전자는 단백질에 유전 암호를
지정하기에 단백질 유전 정보를 봤어요.
08:16
What are the proteins단백질 made만든
in response응답 to drying건조?
164
484120
2400
건조될 때 생성되는
단백질은 어떤 것일까요?
08:19
Some proteins단백질 would code암호 for enzymes효소
which어느 make metabolites대사 산물,
165
487480
3896
어떤 단백질은 대사 물질을 생성하는
효소에 유전 암호를 지정합니다.
08:23
so we look at the metabolome대사 물질.
166
491400
1576
그래서 대사체를 들여다 봤습니다.
08:25
Now, this is important중대한
because plants식물 are stuck붙어있는 in the ground바닥.
167
493000
3296
식물은 땅에 박혀있기 때문에
이게 중요합니다.
08:28
They use what I call
a highly고도로 tuned조정 된 chemical화학 물질 arsenal병기고
168
496320
4096
식물은 제가 쓰는 말로 고도로 준비된
화학적 무기고를 사용합니다.
08:32
to protect보호 themselves그들 자신 from all
the stresses스트레스 of their그들의 environment환경.
169
500440
3416
환경이 주는 모든 스트레스로부터
자신을 보호하기 위해서죠.
08:35
So it's important중대한 that we look
170
503880
1496
그렇기 때문에 건조 과정에서
08:37
at the chemical화학 물질 changes변화들
involved뒤얽힌 in drying건조.
171
505400
2440
일어나는 화학적 변화를 보는 것이
매우 중요합니다.
08:40
And at the last study연구
that we do at the molecular분자 level수평,
172
508520
2656
우리는 분자 단위를 관찰하는
지난번 실험에서는
08:43
we look at the lipidome지질 --
173
511200
1256
리피돔을 관찰했습니다.
08:44
the lipid지질 changes변화들 in response응답 to drying건조.
174
512480
2055
건조되면서 일어나는 지방질의 변화죠.
08:46
And that's also또한 important중대한
175
514559
1257
이것도 중요한 변화인데
08:47
because all biological생물학의 membranes막
are made만든 of lipids지질.
176
515840
2815
모든 생체막은 지방질로
이루어져 있기 때문입니다.
08:50
They're held개최 된 as membranes막
because they're in water물.
177
518679
2577
물 속에 있기 때문에
막을 이루고 있죠.
08:53
Take away the water물,
those membranes막 fall가을 apart떨어져서.
178
521280
2240
물을 빼면 생체막은 무너집니다.
08:56
Lipids지질 also또한 act행위 as signals신호들
to turn회전 on genes유전자.
179
524240
3040
지방질은 유전자를 키는
신호 역할도 합니다.
09:00
Then we use physiological생리적 인
and biochemical생화학 적 studies연구
180
528200
2696
우리는 생리학적, 생화학적 연구를 통해
09:02
to try and understand알다
the function기능 of the putative추정의 protectants보호자
181
530920
3216
다른 연구에서 우리가 발견했던
보호제로 추정되는 것들의
09:06
that we've우리는 actually사실은 discovered발견 된
in our other studies연구.
182
534160
2936
기능을 이해하려고 노력합니다.
09:09
And then use all of that
to try and understand알다
183
537120
2176
그리고 이 모든 걸 가지고
식물이 어떻게 자연환경에
09:11
how the plant식물 copes대처하다
with its natural자연스러운 environment환경.
184
539320
2320
적응하는지를 이해하려고 노력합니다.
09:15
I've always had the philosophy철학 that
I needed필요한 a comprehensive포괄적 인 understanding이해
185
543480
4336
저는 언제나 생물적 적용에 대해
의미있는 제안을 하기 위해서는
09:19
of the mechanisms메커니즘 of desiccation건조 tolerance공차
186
547840
2256
건조 내성의 작용 원리에 대한
09:22
in order주문 to make a meaningful의미있는 suggestion암시
for a biotic생물 적 application신청.
187
550120
3840
종합적 이해가 필요하다는
철학을 갖고 있었습니다.
09:27
I'm sure some of you are thinking생각,
188
555000
1656
분명 몇몇 분들은 이렇게 생각하시겠죠.
09:28
"By biotic생물 적 application신청,
189
556680
1256
"생물에 적용한다는 건
09:29
does she mean she's going to make
genetically유 전적으로 modified수정 된 crops작물?"
190
557960
2920
유전자 변형 작물(GMC)을
만들 거라는 건가?"
09:34
And the answer대답 to that question문제 is:
191
562240
1696
그 질문에 대한 답은
09:35
depends의존하다 on your definition정의
of genetic유전적인 modification가감.
192
563960
2381
유전자 변형에 대한 여러분의
정의에 달려있습니다.
09:39
All of the crops작물 that we eat먹다 today오늘,
wheat밀, rice쌀 and maize옥수수,
193
567200
2816
밀, 쌀, 옥수수처럼
우리가 오늘날 먹는 모든 작물들은
09:42
are highly고도로 genetically유 전적으로 modified수정 된
from their그들의 ancestors선조,
194
570040
3216
그 조상들로부터 유전자 변형이
많이 이루어져 있습니다.
09:45
but we don't consider중히 여기다 them GMGM
195
573280
1976
하지만 우린 그들을
GMC로 보지 않아요.
09:47
because they're being존재 produced생산 된
by conventional전통적인 breeding번식.
196
575280
2640
전통적인 기법으로 재배되기 때문입니다.
09:50
If you mean, am I going to put
resurrection부활 plant식물 genes유전자 into crops작물,
197
578880
3776
여러분이 부활초 유전자를 농작물에
넣을 거냐고 제게 물으신다면
09:54
your answer대답 is yes.
198
582680
1296
답은 "네" 입니다.
09:56
In the essence본질 of time,
we have tried시도한 that approach접근.
199
584000
3136
시간은 소중하기에 우리는
이 방식을 시도해보았습니다.
09:59
More appropriately적절하게,
some of my collaborators공동 작업자 at UCTUCT,
200
587160
2856
더 정확히 말하자면
UCT에 있는 제 협력자인
10:02
Jennifer제니퍼 Thomson톰슨, Suhail수 하일 Rafudeen라 후덴,
201
590040
1936
제니퍼 톰슨, 수하일 라푸딘이
10:04
have spearheaded선두 주자 that approach접근
202
592000
1616
선봉에 서서 이 방식을 시도했습니다.
10:05
and I'm going to show보여 주다 you some data데이터 soon곧.
203
593640
1953
조금 있다가 그 데이터를
보여드리겠습니다.
10:09
But we're about to embark태우다
upon...에 an extremely매우 ambitious거창한 approach접근,
204
597200
4016
우리가 적용하려는 방식은
매우 야심찬 겁니다.
10:13
in which어느 we aim목표 to turn회전 on
whole완전한 suites스위트 룸 of genes유전자
205
601240
3456
모든 작물에 존재하는
유전자 세트 전체를
10:16
that are already이미 present선물 in every...마다 crop수확고.
206
604720
2696
켜려고 하고 있기 때문이죠.
10:19
They're just never turned돌린 on
under아래에 extreme극단 drought가뭄 conditions정황.
207
607440
2905
극심한 가뭄에 절대로 켜지지 않는
유전자들을 말입니다.
10:22
I leave휴가 it up to you to decide결정하다
208
610800
1456
이걸 유전자 변형이라고
10:24
whether인지 어떤지 those should be called전화 한 GMGM or not.
209
612280
1953
불러야 하는지에 대한 판단은
여러분께 맡기겠습니다.
10:27
I'm going to now just give you
some of the data데이터 from that first approach접근.
210
615560
3456
이제 첫 번째 시도에서 얻은
데이터를 일부 보여드리겠습니다.
10:31
And in order주문 to do that
211
619040
1256
그러기 위해서는
10:32
I have to explain설명 a little bit비트
about how genes유전자 work.
212
620320
2656
먼저 유전자가 어떻게 작동하는지
조금만 설명드릴게요.
10:35
So you probably아마 all know
213
623000
1256
모든 유전자가 이중 가닥의
10:36
that genes유전자 are made만든
of double-stranded이중 가닥의 DNADNA.
214
624280
2056
DNA로 이루어져있다는 건
다들 아실 거예요.
10:38
It's wound상처 very tightly단단히 into chromosomes염색체
215
626360
1936
여러분의 신체나 식물의 본체의
10:40
that are present선물 in every...마다 cell세포
of your body신체 or in a plant's공장의 body신체.
216
628320
3160
모든 세포에 존재하는 염색체에
단단히 엮여 있습니다.
10:44
If you unwind풀다 that DNADNA, you get genes유전자.
217
632080
3080
그 DNA를 풀어내면
유전자가 나옵니다.
10:47
And each마다 gene유전자 has a promoter발기인,
218
635840
2456
모든 유전자에는
촉진 유전자가 있습니다.
10:50
which어느 is just an on-off온 - 오프 switch스위치,
219
638320
2376
점멸 스위치이며
10:52
the gene유전자 coding코딩 region부위,
220
640720
1416
유전자가 암호화 되는 부위이고
10:54
and then a terminator종결 자,
221
642160
1256
이 유전자의 끝이 여기이고
10:55
which어느 indicates나타내는 that this is the end종료
of this gene유전자, the next다음 것 gene유전자 will start스타트.
222
643440
3600
다음 유전자가 시작될 거라는 걸
나타내는 종결 부위입니다.
10:59
Now, promoters발기인 are not
simple단순한 on-off온 - 오프 switches스위치들.
223
647720
2896
촉진 유전자는 단순한
점멸 스위치가 아닙니다.
11:02
They normally정상적으로 require요구하다
a lot of fine-tuning미세 조정,
224
650640
2696
보통은 스위치를 켜기 전에
정교한 조율이 많이 이루어져야 하고
11:05
lots of things to be present선물 and correct옳은
before that gene유전자 is switched교환 된 on.
225
653360
4040
많은 것들이 존재해야 하며
올바른 상태로 있어야 합니다.
11:10
So what's typically전형적으로 done끝난
in biotech생명 공학 studies연구
226
658240
3056
그렇기에 생물 공학에서 흔히 하는 것이
11:13
is that we use an inducible유도 성의 promoter발기인,
227
661320
1816
어떻게 켜는지를 우리가 알고 있는
11:15
we know how to switch스위치 it on.
228
663160
1576
유도 가능한
촉진 유전자를 쓰는 겁니다.
11:16
We couple두 that to genes유전자 of interest관심
229
664760
2016
관찰 대상인 유전자에 이걸 붙여서
11:18
and put that into a plant식물
and see how the plant식물 responds응답하다.
230
666800
2680
식물에 넣어 어떤 반응을
보이는지 관찰합니다.
11:22
In the study연구 that I'm going
to talk to you about,
231
670120
2576
여러분께 말씀드릴 연구에서
11:24
my collaborators공동 작업자 used
a drought-induced가뭄으로 유발 된 promoter발기인,
232
672720
2456
제 공동연구자들은 부활초에서 발견한
11:27
which어느 we discovered발견 된
in a resurrection부활 plant식물.
233
675200
2416
가뭄 반응 촉진 유전자를 썼습니다.
11:29
The nice좋은 thing about this promoter발기인
is that we do nothing.
234
677640
3136
이 촉진 유전자의 장점은
우린 아무것도 안 한다는 거예요.
11:32
The plant식물 itself그 자체 senses감각 drought가뭄.
235
680800
2080
식물이 스스로 가뭄을 감지합니다.
11:35
And we've우리는 used it to drive드라이브 antioxidant항산화 제
genes유전자 from resurrection부활 plants식물.
236
683600
5096
그걸로 우리는 부활초에서
산화 방지제 유전자를 없앴습니다.
11:40
Why antioxidant항산화 제 genes유전자?
237
688720
1856
어째서 산화 방지제 유전자냐고요?
11:42
Well, all stresses스트레스,
particularly특별히 drought가뭄 stress스트레스,
238
690600
3056
모든 스트레스는,
특히 가뭄으로 인한 스트레스는
11:45
results결과들 in the formation형성 of free비어 있는 radicals급진주의 자,
239
693680
2296
유리기, 또는 활성 산소를 생성합니다.
11:48
or reactive반응하는 oxygen산소 species종,
240
696000
2336
11:50
which어느 are highly고도로 damaging해를 입히는
and can cause원인 crop수확고 death죽음.
241
698360
2720
매우 유해하고 작물을 죽음에
이르게까지 할 수 있죠.
11:53
What antioxidants산화 방지제 do is stop that damage손해.
242
701680
2600
산화 방지제는 그 피해를 막습니다.
11:57
So here's여기에 some data데이터 from a maize옥수수 strain변형
that's very popularly대중적으로 used in Africa아프리카.
243
705360
3896
아프리카에 매우 흔한 옥수수종에서
얻은 데이터입니다.
12:01
To the left of the arrow화살
are plants식물 without없이 the genes유전자,
244
709280
3296
화살 왼쪽이 산화 방지제
유전자가 없는 식물이고
12:04
to the right --
245
712600
1256
오른쪽이 있는 식물입니다.
12:05
plants식물 with the antioxidant항산화 제 genes유전자.
246
713880
2056
12:07
After three세 weeks주 without없이 watering살수,
247
715960
1816
3주 동안 물을 주지 않은 결과
12:09
the ones그들 with the genes유전자
do a hell지옥 of a lot better.
248
717800
2480
산화 방지제 유전자가 있는 식물이
상태가 훨씬 더 좋았습니다.
12:13
Now to the final결정적인 approach접근.
249
721720
1336
이제 마지막 방식을 보겠습니다.
12:15
My research연구 has shown표시된
that there's considerable많은 similarity유사성
250
723080
3536
제 연구는 부활초와 씨앗의
건조내성 작용원리 사이에
12:18
in the mechanisms메커니즘 of desiccation건조 tolerance공차
in seeds씨앗 and resurrection부활 plants식물.
251
726640
4416
상당한 유사성이 있다는 것을
보여주었습니다.
12:23
So I ask청하다 the question문제,
252
731080
1416
그래서 저는 물었습니다.
12:24
are they using~을 사용하여 the same같은 genes유전자?
253
732520
1440
이들이 같은 유전자를
쓰고 있는건가?
12:26
Or slightly약간 differently다르게 phrased표현 된,
254
734480
2256
다른 말로 하자면
12:28
are resurrection부활 plants식물 using~을 사용하여 genes유전자
evolved진화 된 in seed씨 desiccation건조 tolerance공차
255
736760
4496
부활초가 씨앗의 건조내성으로 진화한
유전자를 자기 뿌리와 잎에
12:33
in their그들의 roots뿌리 and leaves이파리?
256
741280
1256
사용하고 있는건가?
12:34
Have they retasked재개발 된 these seed씨 genes유전자
257
742560
2056
부활초의 뿌리와 잎에 있는
씨앗 유전자들에
12:36
in roots뿌리 and leaves이파리
of resurrection부활 plants식물?
258
744640
2040
새로운 작업을 준 것인가?
12:39
And I answer대답 that question문제,
259
747760
1856
그리고 저는 답했어요.
12:41
as a consequence결과 of a lot
of research연구 from my group그룹
260
749640
2416
제 팀이 한 수많은 연구와
12:44
and recent충적세 collaborations협력 from a group그룹
of Henk헨크 HilhorstHilhorst in the Netherlands네덜란드,
261
752080
3536
네덜란드의 헹크 힐호스트 팀과
미국의 멜 올리버와
12:47
Mel멜 Oliver올리버 in the United유나이티드 States주
262
755640
1576
프랑스의 줄리아 뷔팅크와
12:49
and Julia줄리아 BuitinkBuitink in France프랑스.
263
757240
2600
최근에 함께 한 공동 연구에
기반해서 말이죠.
12:51
The answer대답 is yes,
264
759880
1416
답은 그렇다는 것이었어요.
12:53
that there is a core핵심 set세트 of genes유전자
that are involved뒤얽힌 in both양자 모두.
265
761320
2856
둘 다에 간섭하는 핵심적인
유전자 세트가 있다고요.
12:56
And I'm going to illustrate설명하다 this
very crudely엄숙하게 for maize옥수수,
266
764200
3416
옥수수로 이걸 대강 설명드리겠습니다.
12:59
where the chromosomes염색체 below이하 the off switch스위치
267
767640
2416
점멸 스위치 아래에 있는 염색체가
13:02
represent말하다 all the genes유전자 that are required필수
for desiccation건조 tolerance공차.
268
770080
3575
건조내성에 필요한
모든 유전자를 나타냅니다.
13:05
So as maize옥수수 seeds씨앗 dried건조한 out
at the end종료 of their그들의 period기간 of development개발,
269
773680
4256
성장의 막바지에 이르러
옥수수 씨앗은 건조되면서
13:09
they switch스위치 these genes유전자 on.
270
777960
1360
이 유전자를 작동시킵니다.
13:12
Resurrection부활 plants식물
switch스위치 on the same같은 genes유전자
271
780680
2896
부활초도 건조되면서
똑같은 유전자를 작동시킵니다.
13:15
when they dry마른 out.
272
783600
1656
13:17
All modern현대 crops작물, therefore따라서,
273
785280
1776
그렇기에 모든 현대 작물들은
13:19
have these genes유전자
in their그들의 roots뿌리 and leaves이파리,
274
787080
2056
뿌리와 잎에 이 유전자들을
가지고 있습니다.
13:21
they just never switch스위치 them on.
275
789160
1736
그냥 절대 작동시키지 않을 뿐이죠.
13:22
They only switch스위치 them on in seed씨 tissues티슈.
276
790920
1960
씨앗 조직에서만 작동시킵니다.
13:25
So what we're trying견딜 수 없는 to do right now
277
793440
1736
그래서 우리가 지금 하려는 것은
13:27
is to understand알다 the environmental환경
and cellular세포질의 signals신호들
278
795200
2616
부활초에서 이 유전자를 작동시키는
13:29
that switch스위치 on these genes유전자
in resurrection부활 plants식물,
279
797840
2440
환경과 세포의 신호를 이해하는 겁니다.
13:33
to mimic모방품 the process방법 in crops작물.
280
801280
1760
그 과정을 모방하기 위해서요.
13:35
And just a final결정적인 thought.
281
803680
1736
마지막으로
13:37
What we're trying견딜 수 없는 to do very rapidly빠르게
282
805440
2216
우리가 신속히 하려는 일은
13:39
is to repeat반복 what nature자연 did
in the evolution진화 of resurrection부활 plants식물
283
807680
3816
약 1,000만년에서 4,000만년 전에
자연이 부활초의 진화 과정에 했던 것을
13:43
some 10 to 40 million백만 years연령 ago...전에.
284
811520
1840
반복하려는 것입니다.
13:46
My plants식물 and I thank you
for your attention주의.
285
814160
2496
들어주셔서
제 식물들과 제가 감사합니다.
13:48
(Applause박수 갈채)
286
816680
6235
(박수)
Translated by Ju Hye Lim
Reviewed by Jihyeon J. Kim

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ABOUT THE SPEAKER
Jill Farrant - Professor of molecular and cell biology
Jill Farrant is leading the development of drought-tolerant crops to nourish populations in arid climates.

Why you should listen

A professor of molecular and cell biology at the University of Cape Town (UCT) in South Africa, Jill Farrant researches the remarkable (and little known) world of resurrection plants. These are plants that can survive extreme drought, “resurrecting” when moistened or irrigated. If we can better understand their natural preservation mechanisms and their key protectants, she suggests, it could help us develop more drought-tolerant crops to feed populations in increasingly dry and arid climates around the world. Her research may also have medical applications.

Farrant was the African/Arab States recipient of the 2012 L'Oreal-UNESCO Award for Women in Science, one of only five scientists worldwide who were selected by an international jury as "researchers who will have a major impact on society and help light the way to the future." In 2009, she was awarded an A-rating by the National Research Foundation (the first female researcher at UCT ever to receive such a rating) as well as being made a member of the UCT College of Fellows.

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Jill Farrant | Speaker | TED.com
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