Dan Gibson: How to build synthetic DNA and send it across the internet
Dan Gibson: Hoe synthetisch DNA maken en het via internet verzenden
Dan Gibson leads a new breed of bioengineers, called genome writers, who use DNA to design and build new products powering the next industrial revolution. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
about building synthetic cells
over het maken van synthetische cellen
from an international health organization,
een internationale gezondheidsorganisatie
twee mensen in China stierven,
the H7N9 bird flu.
van de H7N9-vogelgriep.
voor een wereldwijde pandemie
moving across China.
snel over China verspreidde.
om een griepvaccin te produceren
to produce a flu vaccine
van de ziekte te stoppen,
for at least six months.
pas na zes maanden beschikbaar.
flu vaccine manufacturing process
productieproces voor griepvaccin,
was the only option.
de enige optie was.
from infected patients,
van geïnfecteerde patiënten,
naar een bedrijf
the virus into chicken eggs,
zouden injecteren in kippeneieren,
for several weeks
for the start of a multistep,
voor de start van een meerstaps,
manufacturing process.
voor een griepvaccin.
a biological printer,
een biologische printer hadden ontwikkeld
for the flu vaccine instructions
om de instructies voor het griepvaccin
from the internet and printed.
en af te drukken.
in which flu vaccines are made,
waarop griepvaccins worden gemaakt
our ability to read and write DNA
en schrijven op een hoger plan
als biologische teleportatie.
biological teleportation.
who builds stuff out of DNA.
die dingen maakt van DNA.
een van mijn favoriete bezigheden is
one of my favorite things to do
and put it back together
en weer in elkaar zetten
better how it works.
just like coders programing a computer.
en programmeren om dingen te doen,
een computer programmeren.
and things like vaccines and therapeutics
en dingen als vaccins en geneesmiddelen
that were previously impossible.
die voorheen onmogelijk was.
recipient Craig Venter
van de National Medal of Science,
deelden een gelijkaardige visie.
of the functions and characteristics
functies en kenmerken
including viruses and living cells,
inbegrepen virussen en levende cellen,
that code of DNA,
kan lezen en schrijven,
in a distant location.
op een verre locatie.
by biological teleportation.
met biologische teleportatie.
of creating, for the first time,
om voor het eerst
from DNA code in the computer.
uitgaande van DNA-code in de computer.
as a scientist looking for a job,
is dit wel de crème de la crème.
it doesn't get any better than this.
of DNA within an organism.
van DNA in een organisme.
Genome Project in 2003,
Genome Project in 2003,
effort to identify
om de complete genetische blauwdruk
of a human being,
the techniques for reading DNA.
om DNA te lezen van onder de knie.
of the As, Cs, Ts and Gs
en G’s in een organisme te bepalen.
van DNA onder de knie krijgen.
the techniques for writing DNA.
as writing short sentences,
van korte zinnen,
writing paragraphs
romans in DNA-code,
for proteins and living cells.
voor eiwitten en levende cellen te maken.
machines at making new products,
pharmaceutical market,
farmaceutische markt,
would drive this bioeconomy even more,
deze bio-economie nog verder zou brengen,
just like computers.
geprogrammeerd, net als computers.
biologische teleportatie mogelijk maakte:
would enable biological teleportation ...
biological material,
biologisch materiaal
these promises to fruition,
om voor de eerste keer
for the first time,
from a number of companies,
bestellen bij een aantal bedrijven,
bottles of chemicals that make up DNA,
met de chemische bestanddelen van DNA,
those very short pieces of DNA for you.
developing the technology
those short pieces of DNA
aan elkaar te naaien
contained over one million letters.
meer dan één miljoen letters.
of your average novel,
van een gemiddelde roman
of those letters in the correct order,
in de juiste volgorde zetten
by developing a procedure
van een procedure
isothermal in vitro recombination method."
recombinatiemethode’ probeerde te noemen.
didn't like this technically accurate name
de wetenschappelijke gemeenschap
de ‘Gibson Assembly’ te noemen.
het standaardgereedschap
is now the gold standard tool,
in laboratoria over de hele wereld
korte en lange stukken DNA.
chemisch was gesynthetiseerd,
the complete bacterial genome,
een weg te vinden
self-replicating cell.
zelfreplicerende cel.
als het besturingssysteem van de cel,
as the operating system of the cell,
necessary to boot up the genome.
om het genoom op te starten.
where we could reprogram cells
om cellen te herprogrammeren
bacterial species into another,
om te zetten tot een andere
te vervangen door dat van een andere.
with that of another.
technology then paved the way
effende dan de weg
written by scientists
geschreven door wetenschappers
for reading and writing DNA
voor het lezen en schrijven van DNA
when we announced the creation
was sequenced, back in 1995,
in 1995 werd gesequenced
have been sequenced and stored
genomen gesequenced
was the proof of concept
dat we dit proces konden omkeren:
sequence out of the computer
genoomsequentie uit de computer
into a free-living, self-replicating cell,
in een vrij levende, zelfreplicerende cel,
of the species that we constructed.
van de soort die we bouwden.
why there may be concerns
waarom er zorgen kunnen zijn
of genetic manipulation.
van genetische manipulatie.
for great societal benefit,
voor grote maatschappelijke baten,
begon ons team,
carrying out the very first experiment,
with the public and the government
and regulate this new technology.
te ontwikkelen en te reguleren.
was to screen every customer
was om elke klant te screenen
DNA-synthese van elke klant,
are not being made by bad guys,
dat ziekteverwekkers of toxinen
are reported to the FBI
worden aan het FBI gemeld
law-enforcement agencies.
wetshandhavingsinstanties.
will power the next industrial revolution
industriële revolutie
en economieën omvormen
global sustainability challenges.
duurzaamheid aan te pakken.
biobased sources,
op biologische basis,
from engineered microbes,
uit gemanipuleerde microben,
biologisch afbreekbare polymeren
printed at a patient's bedside.
afgedrukt bij het bed van een patiënt.
to create synthetic cells
om synthetische cellen te creëren
in het schrijven van DNA.
we found ways to write DNA faster,
vonden we manieren om DNA sneller,
te schrijven.
of these technologies,
van deze technologieën,
readily automate the processes
gemakkelijk konden automatiseren.
out of the scientist's hands
door een wetenschapper doen,
essential in writing DNA
bij het schrijven van DNA
around the world are working on.
over de hele wereld mee bezig zijn.
about the H7N9 bird flu scare in China.
voor de H7N9-vogelgriep in China.
had already isolated the virus,
had het virus al geïsoleerd,
the DNA sequence to the internet.
naar het internet geüpload.
we downloaded the DNA sequence
downloadden we de DNA-sequentie
we printed it on the BioXp.
drukten we het af op de BioXp.
that synthetic DNA into a flu vaccine.
een griepvaccin te maken.
dating back to the 1940s,
met hun technologie uit de jaren 1940,
to arrive from China
op eieren gebaseerde aanpak.
their egg-based approach.
developed ahead of time
een griepvaccin op tijd klaar
dangerous strain,
potentieel gevaarlijke stam
bestelde een voorraad.
to appreciate, more than ever,
teleportatie te beseffen.
een biologische teleporter bouwen.
a biological teleporter.
digital-to-biological converter.
short pieces of DNA,
korte stukjes DNA,
met gedigitaliseerde DNA-code
into biological entities,
in biologische entiteiten
proteins or even viruses.
proteïnen of zelfs virussen.
as a DVD player,
software and instrumentation engineers
met software- en instrumentatie-ingenieurs
to predict what DNA to build,
om te voorspellen welk DNA te bouwen,
building blocks of DNA into short pieces,
van DNA samen te voegen tot korte stukjes,
those short pieces into much longer ones,
aan elkaar te naaien tot veel langere,
into other biological entities,
in andere biologische entiteiten
maar het was wel effectief.
it was effective.
that once took weeks or months
of maanden in beslag namen,
in just one to two days.
of twee dagen worden uitgevoerd.
any human intervention
menselijke tussenkomst
by the receipt of an email
door de ontvangst van een e-mail
from anywhere in the world.
kan worden verzonden.
the DBC to fax machines.
graag met een faxmachine.
received images and documents,
afbeeldingen en documenten ontvangen,
fax machines have evolved.
is unrecognizable,
1840 is onherkenbaar
met de faxapparaten van vandaag.
still didn't know what a fax machine was,
nog steeds niet wat een fax was,
to grasp the concept
on the other side of the world.
van de wereld direct kon reproduceren.
wat een faxmachine doet
that a fax machine does
of digital information for granted.
van digitale informatie vanzelfsprekend.
op een vergelijkbare manier voor
in similar ways as fax machines have.
the size of the instrument,
het instrument te verkleinen,
the underlying technology
faster and more accurate.
sneller en nauwkeuriger te maken.
when synthesizing DNA,
bij het synthetiseren van DNA
van een DNA-letter
between a medicine working or not
een geneesmiddel hebt of niet
leeft of dood is.
for the distributed manufacturing
voor het gedistribueerd vervaardigen
could use a DBC
kan een DBC gebruiken
for a patient at their bedside.
geneesmiddelen te printen bij zijn bed.
when it's routine for people to have a DBC
dat mensen het ooit normaal vinden
verbonden aan computer of smartphone,
home computer or smart phone
their prescriptions,
in strategic areas around the world,
op strategische gebieden in de wereld,
op beginnende epidemies.
to a DBC on the other side of the world,
kunnen sturen
aan de andere kant van de wereld,
right on the front lines.
kan worden geproduceerd.
specifically tailored to the flu strain
worden afgestemd op het soort griepvirus
vaccines and shipping them out,
van diezelfde vaccins en die te verzenden,
go as far as the imagination goes.
zo ver gaan als de verbeelding reikt.
placing a DBC on another planet.
op een andere planeet voorstellen.
the digital instructions to that DBC
zouden dan digitale instructies
or to make synthetic organisms
of synthetische organismen te maken
fuel or building materials,
en bouwmaterialen kunnen produceren
more habitable for humans.
voor de mens te maken.
traveling at the speed of light,
met de snelheid van het licht.
to send those digital instructions
van de aarde naar Mars te sturen,
to physically deliver those same samples
om diezelfde monsters er fysiek
beaming new medicines across the globe,
over de hele wereld rond te sturen,
infectious diseases
bij opkomende infectieziekten
tegen kanker af te drukken
for those who don't have time to wait.
om erop te wachten.
ABOUT THE SPEAKER
Dan Gibson - Genome writerDan Gibson leads a new breed of bioengineers, called genome writers, who use DNA to design and build new products powering the next industrial revolution.
Why you should listen
In 2004, Dan Gibson was drawn to a project at the J. Craig Venter Institute: to build a synthetic cell from scratch. Within days, he was on a path to creating synthetic life alongside genomics pioneers. But to build a whole genome from scratch, Gibson had to first invent new methods to assemble DNA. One method, dubbed the "Gibson Assembly," became a game changer, and a series of firsts followed: first synthetic bacterial genome, first synthetic cell, first minimal cell. Today, these discoveries inform the design of synthetic DNA used for new medicines.
Gibson's teams at SGI and SGI-DNA recently introduced the world's first biologic teleporter, called the Digital-to-Biological Converter (DBC), which turns digital code into functional biologics in the form of DNA, RNA and proteins without human intervention. Imagine a future where digital code is emailed to DBCs at hospitals around the world to deliver personalized medicine at a patient's bedside.
Dan Gibson | Speaker | TED.com