ABOUT THE SPEAKER
Dan Gibson - Genome writer
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.

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.

More profile about the speaker
Dan Gibson | Speaker | TED.com
TED2018

Dan Gibson: How to build synthetic DNA and send it across the internet

Dan Gibson: Como sintetizar e enviar ADN pela Internet

Filmed:
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O biólogo Dan Gibson edita e programa o ADN da mesma forma que se programa um computador. Contudo, este programa cria vida, permitindo aos cientistas converter informação digital em substâncias biológicas tais como proteínas e vacinas. Agora, ele está num novo projecto: "Teleporte Biológico", que promete o envio de novos medicamentos através da Internet para todo o mundo. Descubra como esta tecnologia poderá mudar a forma de combate aos surtos de doenças, para além de podermos criar os nossos próprios medicamentos nas nossas casas, bastando, para isso, descarregar receitas médicas personalizadas.
- Genome writer
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

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00:13
AlrightTudo bem, let me tell you
about buildingconstrução syntheticsintético cellscélulas
0
1388
3175
Ora bem, vou falar acerca
da síntese de células
00:16
and printingimpressão life.
1
4587
1945
e da impressão de vida.
00:18
But first, let me tell you a quickrápido storyhistória.
2
6556
2483
Mas primeiro, vou contar
uma pequena história.
00:21
On MarchMarço de 31, 2013,
3
9063
2506
No dia 31 de Março de 2013,
00:23
my teamequipe and I receivedrecebido an emailo email
from an internationalinternacional healthsaúde organizationorganização,
4
11593
4183
a minha equipa e eu recebemos um "email"
de uma organização internacional de saúde,
00:27
alertingalertando us that two menhomens diedmorreu in ChinaChina
5
15800
2833
alertando que dois homens
morreram na China
00:30
shortlyem breve after contractingcontratando
the H7N9 birdpássaro flugripe.
6
18657
3055
pouco depois de terem contraído
o vírus H7N9 da gripe das aves.
00:34
There were fearsmedos of a globalglobal pandemicpandemia
7
22149
1857
Houve receios de uma pandemia global
00:36
as the virusvírus startedcomeçado rapidlyrapidamente
movingmovendo-se acrossatravés ChinaChina.
8
24030
3333
à medida que o vírus
se espalhava na China.
Embora existissem métodos
para produzir uma vacina para a gripe
00:40
AlthoughEmbora methodsmétodos existedexistia
to produceproduzir a flugripe vaccinevacina
9
28004
2782
00:42
and stop the diseasedoença from spreadingespalhando,
10
30810
1972
e parar a expansão da doença,
00:44
at bestmelhor, it would not be availableacessível
for at leastpelo menos sixseis monthsmeses.
11
32806
3844
na melhor das hipóteses, não estaria
disponível nos seis meses seguintes.
00:49
This is because a slowlento, antiquatedantiquado
flugripe vaccinevacina manufacturingfabricação processprocesso
12
37474
4730
Isto porque o processo lento e antiquado
de produção de vacinas
00:54
developeddesenvolvido over 70 yearsanos agoatrás
was the only optionopção.
13
42228
3958
desenvolvido ao longo de 70 anos,
era a única opção.
00:59
The virusvírus would need to be isolatedisolado
from infectedinfectado patientspacientes,
14
47140
3452
Seria necessário isolar o vírus
de pacientes infectados,
01:02
packagedembalados up and then sentenviei to a facilityinstalação
15
50616
2294
embalá-lo e enviá-lo para uma instalação
01:04
where scientistscientistas would injectinjetar
the virusvírus into chickenfrango eggsovos,
16
52934
4016
onde os cientistas injectariam
o vírus em ovos de galinha,
01:08
and incubateIncube those chickenfrango eggsovos
for severalde várias weekssemanas
17
56974
2571
para serem incubados
durante várias semanas,
01:11
in orderordem to preparePrepare-se the virusvírus
for the startcomeçar of a multistepvárias etapas,
18
59569
3722
de maneira a preparar o vírus
para o início de um processo
01:15
multimonthMultimonth flugripe vaccinevacina
manufacturingfabricação processprocesso.
19
63315
3282
de várias fases de produção
de vacinas da gripe, durante meses.
A minha equipa e eu recebemos este "email"
01:19
My teamequipe and I receivedrecebido this emailo email
20
67363
1994
01:21
because we had just inventedinventado
a biologicalbiológico printerimpressora,
21
69381
3886
porque tínhamos acabado de inventar
uma impressora biológica,
01:25
whichqual would allowpermitir
for the flugripe vaccinevacina instructionsinstruções
22
73291
2421
que permitia que as instruções
da vacina da gripe
01:27
to be instantlyimediatamente downloadedbaixado
from the internetInternet and printedimpresso.
23
75736
3321
fossem instantaneamente descarregadas
da Internet e impressas.
01:31
DrasticallyDrasticamente speedingexcesso de velocidade up the way
in whichqual flugripe vaccinesvacinas are madefeito,
24
79633
3286
Aumentaria a rapidez com que as
vacinas da gripe fossem produzidas,
01:34
and potentiallypotencialmente savingsalvando thousandsmilhares of livesvidas.
25
82943
2800
salvando potencialmente milhares de vidas.
01:38
The biologicalbiológico printerimpressora leveragesAproveita
our abilityhabilidade to readler and writeEscreva DNADNA
26
86776
4974
A impressora biológica melhora
a nossa capacidade de ler e escrever ADN
01:43
and startscomeça to bringtrazer into focusfoco
27
91774
1970
e começa a chamar a atenção
01:45
what we like to call
biologicalbiológico teleportationteletransporte.
28
93768
3133
para o que gostamos de chamar
"Teleporte Biológico".
01:49
I am a biologistbiólogo and an engineerengenheiro
who buildsconstrói stuffcoisa out of DNADNA.
29
97704
4200
Sou um biólogo e engenheiro
que cria a partir do ADN.
Acreditem ou não,
uma das minhas coisas favoritas,
01:54
Believe it or not,
one of my favoritefavorito things to do
30
102577
2349
01:56
is to take DNADNA apartseparados
and put it back togetherjuntos
31
104950
2377
é separar o ADN e voltar a juntá-lo
01:59
so that I can understandCompreendo
better how it workstrabalho.
32
107351
2758
para entender melhor o seu funcionamento.
02:02
I can editeditar and programprograma DNADNA to do things,
just like coderscodificadores programingprogramação a computercomputador.
33
110442
4659
Eu consigo editar e programar o ADN,
como se programa num computador.
Mas os meus aplicativos são diferentes.
02:07
But my appsaplicativos are differentdiferente.
34
115797
1801
02:09
They createcrio life.
35
117622
1246
Elas criam vida!
02:10
Self-replicatingAuto-replicação livingvivo cellscélulas
and things like vaccinesvacinas and therapeuticsterapêutica
36
118892
4272
Células vivas autorreplicativas,
bem como vacinas e terapias
02:15
that work in waysmaneiras
that were previouslyanteriormente impossibleimpossível.
37
123188
3107
que funcionam de uma forma
que antes seria impossível.
02:19
Here'sAqui é NationalNacional MedalMedalha of ScienceCiência
recipientdestinatário CraigCraig VenterVenter
38
127141
3301
Eis Craig Venter, galardoado
com a Medalha Nacional de Ciência
02:22
and NobelNobel laureatelaureado com o HamPresunto SmithSmith.
39
130466
2135
e Ham Smith, laureado com o Prémio Nobel.
02:25
These two guys sharedcompartilhado a similarsemelhante visionvisão.
40
133038
2309
Ambos partilhavam
uma visão semelhante.
02:27
That visionvisão was, because all
of the functionsfunções and characteristicscaracterísticas
41
135371
4397
Essa visão era a seguinte:
como todas as funções e características
02:31
of all biologicalbiológico entitiesentidades,
includingIncluindo virusesvírus and livingvivo cellscélulas,
42
139792
4157
de todas as entidades biológicas,
vírus e células vivas incluídas,
02:35
are writtenescrito into the codecódigo of DNADNA,
43
143973
2430
são escritas no código do ADN,
02:38
if one can readler and writeEscreva
that codecódigo of DNADNA,
44
146427
3396
se conseguirmos ler e escrever
esse código de ADN,
02:41
then they can be reconstructedreconstruída
in a distantdistante locationlocalização.
45
149847
3263
então o mesmo poderia ser
reproduzido num local distante.
02:46
This is what we mean
by biologicalbiológico teleportationteletransporte.
46
154043
3334
É isto o que significa
"teleporte biológico".
02:50
To proveprovar out this visionvisão,
47
158210
1342
Para provar esta visão,
02:51
CraigCraig and HamPresunto setconjunto a goalobjetivo
of creatingcriando, for the first time,
48
159576
2993
Craig e Ham tiveram como objectivo
criarem, pela primeira vez,
02:54
a syntheticsintético cellcélula, startinginiciando
from DNADNA codecódigo in the computercomputador.
49
162593
3153
uma célula sintética, a partir do ADN
gravado no computador.
02:58
I mean, come on,
as a scientistcientista looking for a jobtrabalho,
50
166284
4857
Vá lá, concordem: como cientista
com vontade de trabalhar
03:03
doing cutting-edgede ponta researchpesquisa,
it doesn't get any better than this.
51
171165
3063
numa investigação avançada,
isto é o melhor que pode haver!
03:06
(LaughterRiso)
52
174252
1759
(Risos)
03:08
OK, a genomegenoma is a completecompleto setconjunto
of DNADNA withindentro an organismorganismo.
53
176035
4527
OK, um genoma é um conjunto completo
de ADN num organismo.
03:13
FollowingA seguir the HumanHumana
GenomeGenoma ProjectProjeto in 2003,
54
181138
2709
Após o Projecto de
Genoma Humano em 2003,
03:15
whichqual was an internationalinternacional
effortesforço to identifyidentificar
55
183871
2199
que foi um esforço internacional
para identificar o mapa genético
completo do ser humano,
03:18
the completecompleto geneticgenético blueprintBlueprint
of a humanhumano beingser,
56
186094
3158
03:21
a genomicsgenômica revolutionrevolução happenedaconteceu.
57
189276
2253
aconteceu uma revolução genómica.
03:23
ScientistsCientistas startedcomeçado masteringmasterização
the techniquestécnicas for readingleitura DNADNA.
58
191553
3692
Os cientistas começaram a dominar
técnicas de leitura do ADN,
03:27
In orderordem to determinedeterminar the orderordem
of the As, CsCS, TsTS and GsGS
59
195269
3294
para determinar a ordem
dos nucleótidos A, C, T e G
03:30
withindentro an organismorganismo.
60
198587
1266
dentro de um organismo.
03:32
But my jobtrabalho was farlonge differentdiferente.
61
200475
1556
O meu trabalho era bem diferente.
03:34
I needednecessário to mastermestre
the techniquestécnicas for writingescrevendo DNADNA.
62
202412
3006
Eu precisava de dominar
técnicas para escrever ADN.
03:37
Like an authorautor of a booklivro,
63
205442
1270
Tal como um escritor,
03:38
this startedcomeçado out
as writingescrevendo shortcurto sentencesfrases,
64
206736
2182
começámos a escrever "frases curtas",
03:40
or sequencessequências de of DNADNA codecódigo,
65
208942
2103
ou sequências de código de ADN,
03:43
but this soonem breve turnedvirou into
writingescrevendo paragraphsn. os
66
211069
2278
mas depressa
estávamos a escrever "parágrafos"
03:45
and then full-oncheio de novelsnovelas of DNADNA codecódigo,
67
213371
2365
até conseguirmos escrever
"novelas" de ADN
03:47
to make importantimportante biologicalbiológico instructionsinstruções
for proteinsproteínas and livingvivo cellscélulas.
68
215760
4229
e criar instruções biológicas
para proteínas e células vivas.
03:52
LivingVivendo cellscélulas are nature'snatureza mosta maioria efficienteficiente
machinesmáquinas at makingfazer newNovo productsprodutos,
69
220466
3500
As células naturais são as máquinas
mais eficazes a criar novos produtos,
03:55
accountingcontabilidade for the productionProdução
70
223990
1659
responsáveis pela produção
03:57
of 25 percentpor cento of the totaltotal
pharmaceuticalfarmacêutico marketmercado,
71
225673
3571
de 25% do total do mercado farmacêutico,
04:01
whichqual is billionsbilhões of dollarsdólares.
72
229268
1933
que são milhares de milhões de dólares.
04:03
We knewsabia that writingescrevendo DNADNA
would drivedirigir this bioeconomybioeconomia even more,
73
231823
3881
Sabíamos que escrever ADN
iria impulsionar mais esta "bioeconomia",
04:07
onceuma vez cellscélulas could be programmedprogramado
just like computerscomputadores.
74
235728
3166
à medida que as células fossem
programadas como num computador.
04:11
We alsoAlém disso knewsabia that writingescrevendo DNADNA
would enablehabilitar biologicalbiológico teleportationteletransporte ...
75
239339
4651
Sabíamos ainda que escrever o ADN,
permitiria ao "Teleporte Biológico"
04:17
the printingimpressão of defineddefiniram,
biologicalbiológico materialmaterial,
76
245186
2908
a impressão de material
biológico definido,
04:20
startinginiciando from DNADNA codecódigo.
77
248118
1695
a partir do código de ADN.
04:22
As a stepdegrau towardem direção a bringingtrazendo
these promisespromessas to fruitionfruição,
78
250575
2962
Para que estas promessas
se tornassem realidade,
04:25
our teamequipe setconjunto out to createcrio,
for the first time,
79
253561
2722
a nossa equipa sintetizou
pela primeira vez
04:28
a syntheticsintético bacterialbacteriana cellcélula,
80
256307
2238
uma célula de uma bactéria sintética
04:30
startinginiciando from DNADNA codecódigo in the computercomputador.
81
258569
2599
a partir do código de ADN
gravado num computador.
04:33
SyntheticSintético DNADNA is a commoditymercadoria.
82
261918
2127
O ADN sintético é uma mercadoria!
04:36
You can orderordem very shortcurto piecespeças of DNADNA
from a numbernúmero of companiesempresas,
83
264069
3611
Podemos encomendar pequenos
trechos de ADN a várias empresas,
04:39
and they will startcomeçar from these fourquatro
bottlesgarrafas of chemicalsprodutos quimicos that make up DNADNA,
84
267704
3667
que, utilizando estes 4 frascos de
compostos químicos que formam o ADN,
04:43
G, A, T and C,
85
271395
1445
G, A, T e C,
04:44
and they will buildconstruir
those very shortcurto piecespeças of DNADNA for you.
86
272864
3256
sintetizam os pequenos trechos
de ADN encomendados!
Ao longo dos últimos 15 anos,
04:48
Over the pastpassado 15 yearsanos or so,
87
276986
1833
as minhas equipas têm estado
a desenvolver uma tecnologia
04:50
my teamsequipes have been
developingem desenvolvimento the technologytecnologia
88
278843
2323
04:53
for stitchingcostura togetherjuntos
those shortcurto piecespeças of DNADNA
89
281190
2756
que permite combinar
esses pequenos trechos de ADN
04:55
into completecompleto bacterialbacteriana genomesgenomas.
90
283970
2190
para formar genomas bacterianos completos.
04:58
The largestmaiores genomegenoma that we constructedconstruído
containedcontido over one millionmilhão letterscartas.
91
286871
4333
O maior genoma que sintetizámos,
continha mais de um milhão de nucleótidos.
05:03
WhichQue is more than twiceduas vezes the sizeTamanho
of your averagemédia novelromance,
92
291942
2660
Isto é mais do dobro
de um filamento do nosso ADN
05:06
and we had to put everycada singlesolteiro one
of those letterscartas in the correctum lugar para outro orderordem,
93
294626
3443
e conseguimos ordenar
correctamente cada uma das letras,
sem qualquer falha ortográfica!
05:10
withoutsem a singlesolteiro typoerro de digitação.
94
298093
1269
05:11
We were ablecapaz to accomplishrealizar this
by developingem desenvolvimento a procedureprocedimento
95
299386
4293
Conseguimos este feito
através de um procedimento
05:15
that I triedtentou to call the "one-stepetapa
isothermalisotérmico in vitroVitro recombinationrecombinação methodmétodo."
96
303703
5047
que tentei chamar de
"método de recombinação isotérmica
"'in vitro' de passo único"
05:20
(LaughterRiso)
97
308774
2089
(Risos)
05:22
But, surprisinglysurpreendentemente, the scienceCiência communitycomunidade
didn't like this technicallytecnicamente accuratepreciso namenome
98
310887
4992
A comunidade científica não aprovou
este nome tecnicamente preciso,
05:27
and decideddecidiu to call it GibsonGibson AssemblyMontagem.
99
315903
2600
e optou por chamar-lhe
"Gibson Assembly".
05:31
GibsonGibson AssemblyMontagem
is now the goldouro standardpadrão toolferramenta,
100
319625
2857
O "Gibson Assembly" é hoje
uma ferramenta padrão de ouro
05:34
used in laboratorieslaboratórios around the worldmundo
101
322506
2468
usada em laboratórios em todo o mundo
05:36
for buildingconstrução shortcurto and long piecespeças of DNADNA.
102
324998
2800
para criar trechos de ADN
de vários tamanhos.
05:40
(ApplauseAplausos)
103
328236
5333
(Aplausos)
05:45
OnceVez we chemicallyquimicamente synthesizedsintetizado
the completecompleto bacterialbacteriana genomegenoma,
104
333593
3325
Após termos sintetizado
o genoma bacteriano completo,
05:48
our nextPróximo challengedesafio was to find a way
105
336942
2310
o nosso desafio seguinte
foi encontrar uma forma
05:51
to convertconverter it into a free-livingVida livre,
self-replicatingauto-replicante cellcélula.
106
339276
3468
de o converter numa célula
viva autorreplicativa.
05:55
Our approachabordagem was to think of the genomegenoma
as the operatingoperativo systemsistema of the cellcélula,
107
343427
3825
Considerámos o genoma como se fosse
o sistema operativo da célula
05:59
with the cellcélula containingcontendo the hardwarehardware
necessarynecessário to bootbota up the genomegenoma.
108
347276
4495
tendo esta o "hardware" necessário
para inicializar o genoma.
06:04
ThroughAtravés a lot of trialtentativas and errorerro,
109
352553
1619
Após muitas tentativas e erros,
06:06
we developeddesenvolvido a procedureprocedimento
where we could reprogramreprogramação cellscélulas
110
354196
3135
conseguimos desenvolver um procedimento
de reprogramação celular
06:09
and even convertconverter one
bacterialbacteriana speciesespécies into anotheroutro,
111
357355
3349
e ainda de transformar
uma espécie de bactéria noutra,
06:12
by replacingsubstituindo the genomegenoma of one cellcélula
with that of anotheroutro.
112
360728
3524
substituindo o respectivo
genoma por outro.
06:17
This genomegenoma transplantationtransplante de
technologytecnologia then pavedpavimentada the way
113
365363
4064
Esta tecnologia de transplantação
do genoma abriu caminho
06:21
for the booting-upboot-up of genomesgenomas
writtenescrito by scientistscientistas
114
369451
3229
para a inicialização de genomas
escritos por cientistas
06:24
and not by MotherMãe NatureNatureza.
115
372704
1667
e não pela Mãe Natureza.
06:26
In 2010, all of the technologiestecnologias
116
374768
2619
Em 2010, as tecnologias
de leitura e escrita de ADN
06:29
that we had been developingem desenvolvimento
for readingleitura and writingescrevendo DNADNA
117
377411
2785
que desenvolvemos até então
06:32
all cameveio togetherjuntos
when we announcedanunciado the creationcriação
118
380220
2921
juntaram-se todas numa só,
quando anunciámos a criação
06:35
of the first syntheticsintético cellcélula,
119
383165
2214
da primeira célula sintética,
06:37
whichqual of coursecurso, we calledchamado SynthiaSynthia.
120
385403
2158
que, obviamente, baptizámos de "Synthia".
06:39
(LaughterRiso)
121
387585
2001
(Risos)
06:41
Ever sinceDesde a the first bacterialbacteriana genomegenoma
was sequencedsequenciado, back in 1995,
122
389610
4580
Desde a primeira sequenciação
do genoma bacteriano, em 1995,
06:46
thousandsmilhares more wholetodo bacterialbacteriana genomesgenomas
have been sequencedsequenciado and storedarmazenados
123
394214
3459
milhares de genomas bacterianos
foram sequenciados e gravados
06:49
in computercomputador databasesbancos de dados.
124
397697
1406
em bases de dados.
06:51
Our syntheticsintético cellcélula work
was the proofprova of conceptconceito
125
399601
2387
Todo o nosso trabalho
foi a prova do conceito
06:54
that we could reversemarcha ré this processprocesso:
126
402012
2010
de que podíamos inverter este processo:
06:56
pullpuxar a completecompleto bacterialbacteriana genomegenoma
sequenceseqüência out of the computercomputador
127
404046
3595
utilizar o genoma bacteriano completo
gravado num computador
06:59
and convertconverter that informationem formação
into a free-livingVida livre, self-replicatingauto-replicante cellcélula,
128
407665
4761
e transformar essa informação
numa célula viva autorreplicativa,
07:04
with all of the expectedesperado characteristicscaracterísticas
of the speciesespécies that we constructedconstruído.
129
412450
4338
com as características expectáveis
das espécies que já criámos.
07:10
Now I can understandCompreendo
why there maypode be concernspreocupações
130
418409
2549
Entendo as razões dos receios
07:12
about the safetysegurança of this levelnível
of geneticgenético manipulationmanipulação.
131
420982
3194
acerca da segurança
da manipulação genética a este nível.
07:16
While the technologytecnologia has the potentialpotencial
for great societalsocietal benefitbeneficiar,
132
424918
4151
Esta tecnologia tanto pode
beneficiar a nossa sociedade
07:21
it alsoAlém disso has the potentialpotencial for doing harmprejuízo.
133
429093
2440
como a pode prejudicar.
07:24
With this in mindmente, even before
carryingcarregando out the very first experimentexperimentar,
134
432355
4063
Com isto em mente, mesmo antes de iniciar
a nossa primeira experiência,
07:28
our teamequipe startedcomeçado to work
with the publicpúblico and the governmentgoverno
135
436442
2865
começámos a trabalhar
com o público e com o governo
07:31
to find solutionssoluções togetherjuntos
136
439331
2603
para encontrar soluções em conjunto
07:33
to responsiblycom responsabilidade developdesenvolve
and regulateregular this newNovo technologytecnologia.
137
441958
3800
para desenvolver e regular esta nova
tecnologia, responsavelmente.
07:38
One of the outcomesresultados from those discussionsdiscussões
was to screentela everycada customercliente
138
446331
3802
Um dos resultados das discussões
foi a filtragem de cada cliente
07:42
and everycada customer'sdo cliente DNADNA synthesissíntese ordersordens,
139
450157
2595
e respectivas encomendas
de ADN sintético,
07:44
to make sure that pathogenspatógenos or toxinstoxinas
are not beingser madefeito by badmau guys,
140
452776
4896
para evitar a produção maliciosa
de agentes patogénicos ou de toxinas
07:49
or accidentallyacidentalmente by scientistscientistas.
141
457696
1934
ou a produção acidental, por cientistas.
07:52
All suspicioussuspeito ordersordens
are reportedrelatado to the FBIFBI
142
460974
3388
As encomendas que nos pareçam
suspeitas são relatadas ao FBI
07:56
and other relevantrelevante
law-enforcementaplicação da lei agenciesagências.
143
464386
2770
bem como a outras agências
relevantes de aplicação da lei.
08:00
SyntheticSintético cellcélula technologiestecnologias
will powerpoder the nextPróximo industrialindustrial revolutionrevolução
144
468641
4270
As tecnologias de síntese de células
serão a próxima revolução industrial
08:04
and transformtransformar industriesindústrias and economieseconomias
145
472935
2864
que irá transformar as nossas
indústrias e mercados
08:07
in waysmaneiras that addressendereço
globalglobal sustainabilitysustentabilidade challengesdesafios.
146
475823
3667
de forma a podermos responder
aos desafios ambientais que se avizinham.
08:12
The possibilitiespossibilidades are endlesssem fim.
147
480006
2206
As possibilidades são infinitas.
08:14
I mean, you can think of clothesroupas
148
482236
1588
Vejamos: pensem em roupas fabricadas
08:15
constructedconstruído formFormato renewablerenovável
biobasedbiobased sourcesfontes,
149
483848
3697
a partir de fontes biológicas renováveis,
08:19
carscarros runningcorrida on biofuelbiocombustível
from engineeredprojetado microbesmicróbios,
150
487569
3651
automóveis movidos a biocombustível
produzido por micróbios "modificados",
08:23
plasticsplásticos madefeito from biodegradablebiodegradável polymerspolímeros
151
491244
3579
plásticos feitos de polímeros
biodegradáveis
08:26
and customizedpersonalizado therapiesterapias,
printedimpresso at a patient'spacientes bedsidemesinha de cabeceira.
152
494847
3719
e ainda terapias personalizadas,
impressas junto da cama de um paciente.
08:31
The massivemaciço effortsesforços
to createcrio syntheticsintético cellscélulas
153
499196
2587
O nosso enorme esforço
na criação células sintetizadas
08:33
have madefeito us worldmundo leaderslíderes at writingescrevendo DNADNA.
154
501807
2800
tornou-nos líderes mundiais
na escrita de ADN.
08:37
ThroughoutEm toda a the processprocesso,
we foundencontrado waysmaneiras to writeEscreva DNADNA fasterMais rápido,
155
505149
3722
Acabámos por inventar formas
mais rápidas de escrever ADN,
08:40
more accuratelycom precisão and more reliablyde forma confiável.
156
508895
2200
mais precisas e mais seguras.
08:43
Because of the robustnessrobustez
of these technologiestecnologias,
157
511688
2294
Graças à robustez destas tecnologias,
08:46
we foundencontrado that we could
readilyprontamente automateautomatizar the processesprocessos
158
514006
3000
automatizámos os processos
para as máquinas
08:49
and movemover the laboratorylaboratório workflowsfluxos de trabalho
out of the scientist'sdo cientista handsmãos
159
517030
3666
libertando assim os nossos cientistas
dos fluxos de trabalho laboratoriais.
08:52
and ontopara a machinemáquina.
160
520720
1266
08:55
In 2013, we builtconstruído the first DNADNA printerimpressora.
161
523004
3000
Em 2013, criámos a primeira
impressora de ADN.
08:58
We call it the BioXpBioXp.
162
526631
2309
Demos-lhe o nome de "BioXp".
09:00
And it has been absolutelyabsolutamente
essentialessencial in writingescrevendo DNADNA
163
528964
3196
Tem sido essencial na escrita de ADN
09:04
acrossatravés a numbernúmero of applicationsaplicações
164
532184
1615
em imensas experiências
09:05
my teamequipe and researcherspesquisadores
around the worldmundo are workingtrabalhando on.
165
533823
3800
nas quais a minha equipa e investigadores
em todo mundo estão trabalhar.
09:10
It was shortlyem breve after we builtconstruído the BioXpBioXp
166
538077
2017
Pouco tempo após termos criado a BioXp,
09:12
that we receivedrecebido that emailo email
about the H7N9 birdpássaro flugripe scaresusto in ChinaChina.
167
540118
4886
recebemos o tal "email" de alerta
do vírus H7N9 da Gripe das Aves na China.
09:17
A teamequipe of ChineseChinês scientistscientistas
had already isolatedisolado the virusvírus,
168
545498
3421
Uma equipa de cientistas chineses
já tinha conseguido isolar o vírus,
09:20
sequencedsequenciado its DNADNA and uploadedcarregado
the DNADNA sequenceseqüência to the internetInternet.
169
548943
3516
tinha sequenciado o seu ADN
e tinha-o disponibilizado na Internet.
09:25
At the requestsolicitação de of the US governmentgoverno,
we downloadedbaixado the DNADNA sequenceseqüência
170
553616
3515
A pedido do governo dos EUA,
descarregámos a sequência de ADN,
09:29
and in lessMenos than 12 hourshoras,
we printedimpresso it on the BioXpBioXp.
171
557155
3565
e em menos de 12 horas,
imprimimo-la na BioXP.
09:33
Our collaboratorscolaboradores at NovartisNovartis
172
561529
1578
Colaboradores nossos na Novartis,
09:35
then quicklyrapidamente startedcomeçado turninggiro
that syntheticsintético DNADNA into a flugripe vaccinevacina.
173
563131
4015
rapidamente converteram o ADN
sintetizado em vacina para a gripe.
09:39
MeanwhileEnquanto isso, the CDCCDC, usingusando technologytecnologia
datingnamoro back to the 1940s,
174
567497
4530
Entretanto, o C.D.C., que usava
a tecnologia dos anos 40,
09:44
was still waitingesperando for the virusvírus
to arrivechegar from ChinaChina
175
572051
2930
esperava ainda que o vírus viesse da China
09:47
so that they could begininício
theirdeles egg-basedà base de ovo approachabordagem.
176
575005
2740
para iniciar a incubação
de ovos de galinha.
Pela primeira vez, conseguimos
desenvolver a vacina para a gripe
09:50
For the first time, we had a flugripe vaccinevacina
developeddesenvolvido aheadadiante of time
177
578234
3549
a tempo de prevenir uma nova variante
potencialmente perigosa,
09:53
for a newNovo and potentiallypotencialmente
dangerousperigoso straintensão,
178
581807
2469
09:56
and the US governmentgoverno orderedordenado a stockpileestocagem.
179
584300
2641
e o governo dos EUA iniciou
o seu armazenamento.
09:58
(ApplauseAplausos)
180
586965
5628
(Aplausos)
10:04
This was when I begancomeçasse
to appreciateapreciar, more than ever,
181
592617
2468
Desde essa altura,
comecei a apreciar ainda mais
10:07
the powerpoder of biologicalbiológico teleportationteletransporte.
182
595109
2754
o poder do "Teleporte Biológico".
10:09
(LaughterRiso)
183
597887
1150
(Risos)
10:11
NaturallyNaturalmente, with this in mindmente,
184
599061
2088
Naturalmente, com isto em mente,
construímos um "Teleportador Biológico":
10:13
we startedcomeçado to buildconstruir
a biologicalbiológico teleporterteleporter.
185
601173
2206
10:16
We call it the DBCDBC.
186
604402
2189
o DBC — Digital-to-Biological Converter
10:18
That's shortcurto for
digital-to-biologicaldigital-para-biológico converterconversor.
187
606615
3132
ou Conversor Digital-Biológico
Ao contrário da BioXP,
10:22
UnlikeAo contrário de the BioXpBioXp,
188
610267
1334
10:23
whichqual startscomeça from pre-manufacturedpré-fabricados
shortcurto piecespeças of DNADNA,
189
611625
3079
que usa pequenos pedaços
de ADN existentes,
10:26
the DBCDBC startscomeça from digitizeddigitalizados DNADNA codecódigo
190
614728
3103
o DBC utiliza código ADN digitalizado
10:29
and convertsConverte that DNADNA codecódigo
into biologicalbiológico entitiesentidades,
191
617855
3055
para o converter em entidades biológicas,
10:32
suchtal as DNADNA, RNARNA,
proteinsproteínas or even virusesvírus.
192
620934
3533
tais como ADN, o ARN,
as proteínas e ainda os vírus.
10:37
You can think of the BioXpBioXp
as a DVDDVD playerjogador,
193
625188
2873
Considerem a BioXP
como se fosse um leitor de DVD,
10:40
requiringque exigem a physicalfisica DVDDVD to be insertedinserido,
194
628085
3048
que requer que um disco
de DVD seja inserido.
10:43
whereasenquanto que the DBCDBC is NetflixNetflix.
195
631157
2333
O DBC seria a Netflix.
10:47
To buildconstruir the DBCDBC,
196
635974
1232
Para construir o DBC,
10:49
my teamequipe of scientistscientistas workedtrabalhou with
softwareProgramas and instrumentationInstrumentação engineersengenheiros
197
637230
4849
cientistas nossos e engenheiros
instrumentistas usaram um programa
10:54
to collapsecolapso multiplemúltiplo laboratorylaboratório workflowsfluxos de trabalho,
198
642103
2768
para reduzir ao mínimo
os fluxos de trabalho laboratoriais,
10:56
all in a singlesolteiro boxcaixa.
199
644895
1468
tudo numa caixa.
10:58
This includedincluído softwareProgramas algorithmsalgoritmos
to predictprever what DNADNA to buildconstruir,
200
646696
3881
Nela incluía-se um programa de algoritmos
para preverem o ADN a sintetizar,
11:02
chemistryquímica to linkligação the G, A, T and C
buildingconstrução blocksblocos of DNADNA into shortcurto piecespeças,
201
650601
4452
a química para ligar os nucleótidos
em pequenos trechos de ADN,
11:07
GibsonGibson AssemblyMontagem to stitchponto togetherjuntos
those shortcurto piecespeças into much longermais longo onesuns,
202
655077
4278
o "Gibson Assembly" para colar trechos
de nucleótidos, aumentando-lhes o tamanho,
11:11
and biologybiologia to convertconverter the DNADNA
into other biologicalbiológico entitiesentidades,
203
659379
3559
e a biologia para converter o ADN
noutras entidades biológicas,
11:14
suchtal as proteinsproteínas.
204
662962
1182
tais como as proteínas.
11:17
This is the prototypeprotótipo.
205
665089
1627
Eis o protótipo.
11:18
AlthoughEmbora it wasn'tnão foi prettybonita,
it was effectiveeficaz.
206
666740
2190
Poderia não ser bonito, mas era eficaz.
11:20
It madefeito therapeuticterapêutico drugsdrogas and vaccinesvacinas.
207
668954
2293
Já fez drogas terapêuticas e vacinas.
11:23
And laboratorylaboratório workflowsfluxos de trabalho
that onceuma vez tooktomou weekssemanas or monthsmeses
208
671271
3774
Os fluxos de trabalho passaram de meses
11:27
could now be carriedtransportado out
in just one to two daysdias.
209
675069
3548
a apenas um a dois dias!
11:30
And that's all withoutsem
any humanhumano interventionintervenção
210
678641
2587
Tudo isto sem intervenção humana,
11:33
and simplysimplesmente activatedativado
by the receiptrecibo of an emailo email
211
681252
2591
activado pela recepção de um "email"
11:35
whichqual could be sentenviei
from anywherequalquer lugar in the worldmundo.
212
683867
2543
enviado de qualquer parte do mundo.
11:39
We like to comparecomparar
the DBCDBC to faxfax machinesmáquinas.
213
687069
3119
Podemos comparar o DBC
com as máquinas de fax.
11:43
But whereasenquanto que faxfax machinesmáquinas
receivedrecebido imagesimagens and documentsdocumentos,
214
691016
3365
Enquanto estas recebiam
imagens e documentos,
11:46
the DBCDBC receivesrecebe biologicalbiológico materialsmateriais.
215
694405
2738
o DBC recebe substâncias biológicas.
11:50
Now, considerconsiderar how
faxfax machinesmáquinas have evolvedevoluiu.
216
698024
2682
Pensem como as máquinas de fax evoluíram:
11:53
The prototypeprotótipo of the 1840s
is unrecognizableirreconhecível,
217
701553
3183
o protótipo dos anos de 1840
era irreconhecível
11:56
comparedcomparado with the faxfax machinesmáquinas of todayhoje.
218
704760
2518
em comparação com as de hoje.
11:59
In the 1980s, mosta maioria people
still didn't know what a faxfax machinemáquina was,
219
707958
3810
Na década de 1980, poucos saberiam
o que era uma máquina de fax
12:03
and if they did,
220
711792
1396
e, se soubessem,
teriam dificuldade em entender
o conceito da recepção instantânea
12:05
it was difficultdifícil for them
to graspaperto the conceptconceito
221
713212
2359
12:07
of instantlyimediatamente reproducingreprodução an imageimagem
on the other sidelado of the worldmundo.
222
715595
3621
de uma imagem no outro lado do mundo.
12:11
But nowadayshoje em dia, everything
that a faxfax machinemáquina does
223
719672
2294
Hoje em dia, tudo o que
uma máquina de fax faz
12:13
is integratedintegrado on our smartinteligente phonestelefones,
224
721990
1675
está integrado nos Smartphones,
12:15
and of coursecurso, we take this rapidrápido exchangetroca
of digitaldigital informationem formação for grantedconcedido.
225
723689
4418
por isso, tomamos por garantida
a troca rápida de informação digital.
12:20
Here'sAqui é what our DBCDBC looksparece like todayhoje.
226
728831
2452
Eis como é o DBC actualmente.
12:23
We imagineImagine the DBCDBC evolvingevoluindo
in similarsemelhante waysmaneiras as faxfax machinesmáquinas have.
227
731307
4387
A evolução do DBC deverá ser
semelhante à da máquina de fax.
Procuramos reduzir
o tamanho do instrumento
12:28
We're workingtrabalhando to reducereduzir
the sizeTamanho of the instrumentinstrumento,
228
736212
2627
bem como aprimorar a tecnologia,
12:30
and we're workingtrabalhando to make
the underlyingsubjacente technologytecnologia
229
738863
2619
12:33
more reliableconfiável, cheapermais barato,
fasterMais rápido and more accuratepreciso.
230
741506
3754
de forma a que se torne mais fiável,
barata, rápida e precisa.
12:38
AccuracyPrecisão is extremelyextremamente importantimportante
when synthesizingsintetizando DNADNA,
231
746061
3762
A precisão é extremamente
importante na síntese do ADN
12:41
because a singlesolteiro changemudança to a DNADNA lettercarta
232
749847
2016
porque uma pequena
mudança num nucleótido
12:43
could mean the differencediferença
betweenentre a medicineremédio workingtrabalhando or not
233
751887
3024
pode marcar a diferença
entre um medicamento funcionar ou não,
12:46
or syntheticsintético cellcélula beingser alivevivo or deadmorto.
234
754935
2533
ou ainda, uma célula sintetizada
estar viva ou morta.
O DBC será útil na distribuição
da produção de medicamentos
12:50
The DBCDBC will be usefulútil
for the distributeddistribuído manufacturingfabricação
235
758292
3460
12:53
of medicineremédio startinginiciando from DNADNA.
236
761776
2000
a partir do ADN.
12:56
EveryCada hospitalhospital in the worldmundo
could use a DBCDBC
237
764649
2763
Todos os hospitais poderão
beneficiar do DBC
12:59
for printingimpressão personalizedpersonalizado medicinesmedicamentos
for a patientpaciente at theirdeles bedsidemesinha de cabeceira.
238
767436
3731
imprimindo medicamentos
personalizados para cada paciente.
13:03
I can even imagineImagine a day
when it's routinerotina for people to have a DBCDBC
239
771846
5010
Imagino o dia em que seja normal
cada cidadão ter uma DBC
ligada ao computador ou Smartphone
13:08
to connectconectar to theirdeles
home computercomputador or smartinteligente phonetelefone
240
776880
2269
como meio de descarga
das suas receitas médicas,
13:11
as a meanssignifica to downloadbaixar
theirdeles prescriptionsprescrições,
241
779173
2015
13:13
suchtal as insulininsulina or antibodyanticorpo therapiesterapias.
242
781212
2119
de terapias de insulina
ou de anticorpos.
13:15
The DBCDBC will alsoAlém disso be valuablevalioso when placedcolocou
in strategicestratégico areasáreas around the worldmundo,
243
783355
4453
O DBC será valioso em áreas
estratégicas à volta do mundo
13:19
for rapidrápido responseresposta to diseasedoença outbreakssurtos.
244
787832
2667
como resposta rápida a surtos de doenças.
13:22
For exampleexemplo, the CDCCDC in AtlantaAtlanta, GeorgiaGeórgia
245
790879
3103
Por exemplo, o CDC de Atlanta,
na Geórgia, poderá enviar
13:26
could sendenviar flugripe vaccinevacina instructionsinstruções
to a DBCDBC on the other sidelado of the worldmundo,
246
794006
4793
instruções da vacina de gripe
para um DBC no outro lado do mundo,
13:30
where the flugripe vaccinevacina is manufacturedfabricado
right on the frontfrente lineslinhas.
247
798823
3944
para que seja produzida
mesmo na linha de combate.
13:35
That flugripe vaccinevacina could even be
specificallyespecificamente tailoredsob medida to the flugripe straintensão
248
803085
5230
Esta vacina poderá ainda
ser produzida especificamente
13:40
that's circulatingde circulação in that locallocal areaárea.
249
808339
3222
para a variante a circular naquela área.
13:43
SendingEnvio de vaccinesvacinas around in a digitaldigital fileArquivo,
250
811585
2492
O envio digital de vacinas
13:46
ratherem vez than stockpilingarmazenagem those samemesmo
vaccinesvacinas and shippingRemessa them out,
251
814101
3817
em vez do armazenamento destas
para posterior envio,
13:49
promisespromessas to saveSalve  thousandsmilhares of livesvidas.
252
817942
2631
promete salvar milhares de vidas.
13:53
Of coursecurso, the applicationsaplicações
go as farlonge as the imaginationimaginação goesvai.
253
821212
4200
Neste assunto, podemos dar
largas à nossa imaginação!
13:58
It's not hardDifícil to imagineImagine
placingcolocação a DBCDBC on anotheroutro planetplaneta.
254
826164
3995
Não é difícil imaginar
um DBC noutro planeta.
14:03
ScientistsCientistas on EarthTerra could then sendenviar
the digitaldigital instructionsinstruções to that DBCDBC
255
831315
5104
Cientistas na Terra poderiam enviar
instruções digitais para produzir
14:08
to make newNovo medicinesmedicamentos
or to make syntheticsintético organismsorganismos
256
836443
4007
novos medicamentos
ou organismos sintéticos
para a produção de oxigénio,
14:12
that produceproduzir oxygenoxigênio, foodComida,
fuelcombustível or buildingconstrução materialsmateriais,
257
840474
3667
alimentação, combustível
e materiais de construção,
14:16
as a meanssignifica for makingfazer the planetplaneta
more habitablehabitável for humanshumanos.
258
844165
3174
para tornar esse planeta
mais habitável para humanos.
14:20
(ApplauseAplausos)
259
848002
4440
(Aplausos)
14:24
With digitaldigital informationem formação
travelingviajando at the speedRapidez of lightluz,
260
852466
3341
Através da informação digital
a viajar à velocidade da luz,
14:27
it would only take minutesminutos
to sendenviar those digitaldigital instructionsinstruções
261
855831
2897
bastariam alguns minutos
para que ela viajasse
14:30
from EarthTerra to MarsMarte,
262
858752
1190
da Terra para Marte,
14:31
but it would take monthsmeses
to physicallyfisicamente deliverentregar those samemesmo samplesamostras
263
859966
3849
enquanto que o envio físico
numa nave levaria meses
14:35
on a spacecraftnave espacial.
264
863839
1150
a chegar ao destino.
14:37
But for now, I would be satisfiedsatisfeito
beamingradiante newNovo medicinesmedicamentos acrossatravés the globeglobo,
265
865821
4603
Para já, eu ficaria satisfeito em enviar
novos medicamentos pelo mundo
14:42
fullytotalmente automatedautomatizado and on demandexigem,
266
870448
2190
com produção automática a pedido,
14:44
savingsalvando livesvidas from emergingemergindo
infectiousinfecciosas diseasesdoenças
267
872662
3598
para prevenir novas doenças
infecciosas, e assim, salvar vidas,
ou imprimir medicamentos
de tratamento oncológico
14:48
and printingimpressão personalizedpersonalizado cancerCâncer medicinesmedicamentos
for those who don't have time to wait.
268
876284
4752
para pessoas com pouco tempo de vida.
14:53
Thank you.
269
881060
1175
Obrigado.
14:54
(ApplauseAplausos)
270
882259
7000
(Aplausos)
Translated by Pedro Coelho
Reviewed by Isabel M. Vaz Belchior

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ABOUT THE SPEAKER
Dan Gibson - Genome writer
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.

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.

More profile about the speaker
Dan Gibson | Speaker | TED.com

Data provided by TED.

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