ABOUT THE SPEAKER
Craig Venter - Biologist, genetics pioneer
In 2001, Craig Venter made headlines for sequencing the human genome. In 2003, he started mapping the ocean's biodiversity. And now he's created the first synthetic lifeforms -- microorganisms that can produce alternative fuels.

Why you should listen

Craig Venter, the man who led the private effort to sequence the human genome, is hard at work now on even more potentially world-changing projects.

First, there's his mission aboard the Sorcerer II, a 92-foot yacht, which, in 2006, finished its voyage around the globe to sample, catalouge and decode the genes of the ocean's unknown microorganisms. Quite a task, when you consider that there are tens of millions of microbes in a single drop of sea water. Then there's the J. Craig Venter Institute, a nonprofit dedicated to researching genomics and exploring its societal implications.

In 2005, Venter founded Synthetic Genomics, a private company with a provocative mission: to engineer new life forms. Its goal is to design, synthesize and assemble synthetic microorganisms that will produce alternative fuels, such as ethanol or hydrogen. He was on Time magzine's 2007 list of the 100 Most Influential People in the World.

In early 2008, scientists at the J. Craig Venter Institute announced that they had manufactured the entire genome of a bacterium by painstakingly stitching together its chemical components. By sequencing a genome, scientists can begin to custom-design bootable organisms, creating biological robots that can produce from scratch chemicals humans can use, such as biofuel. And in 2010, they announced, they had created "synthetic life" -- DNA created digitally, inserted into a living bacterium, and remaining alive.

More profile about the speaker
Craig Venter | Speaker | TED.com
TED in the Field

Craig Venter: Watch me unveil "synthetic life"

克雷格.文特尔揭开“人造生命”的面纱

Filmed:
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克雷格.文特尔及其团队宣布了一个划时代的进步:他们创造出第一个由合成DNA控制,能自行复制,功能完善的细胞。在此他告诉我们计划的进展,由此宣告一个新科技时代的来临。
- Biologist, genetics pioneer
In 2001, Craig Venter made headlines for sequencing the human genome. In 2003, he started mapping the ocean's biodiversity. And now he's created the first synthetic lifeforms -- microorganisms that can produce alternative fuels. Full bio

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00:16
We're here today今天 to announce宣布
0
1000
2000
今天我们在此宣布,
00:18
the first synthetic合成的 cell细胞,
1
3000
3000
第一个人造细胞的诞生。
00:21
a cell细胞 made制作 by
2
6000
2000
这个细胞的诞生
00:23
starting开始 with the digital数字 code in the computer电脑,
3
8000
3000
开始于计算机上的数字代码
00:26
building建造 the chromosome染色体
4
11000
3000
建造染色体
00:29
from four bottles瓶子 of chemicals化学制品,
5
14000
3000
利用了四瓶化学药剂
00:32
assembling组装 that chromosome染色体 in yeast酵母,
6
17000
2000
将那些染色体集中在酵母菌中
00:34
transplanting移植 it into
7
19000
3000
将其转化成为一个
00:37
a recipient接受者 bacterial细菌 cell细胞
8
22000
2000
受体细菌细胞
00:39
and transforming转型 that cell细胞
9
24000
2000
然后将这个细胞转化成
00:41
into a new bacterial细菌 species种类.
10
26000
2000
一个新的细菌物种。
00:44
So this is the first self-replicating自我复制 species种类
11
29000
3000
所以这是在地球上,我们所知的
00:47
that we've我们已经 had on the planet行星
12
32000
2000
母体是一台计算机的
00:49
whose谁的 parent is a computer电脑.
13
34000
3000
第一个实现自我复制的物种。
00:52
It also is the first species种类
14
37000
2000
同时,它也是第一个
00:54
to have its own拥有 website网站
15
39000
2000
拥有通过自己的遗传密码
00:56
encoded编码 in its genetic遗传 code.
16
41000
3000
所编码的网站的物种。
00:59
But we'll talk more about
17
44000
2000
一会儿我们将更多地
01:01
the watermarks水印 in a minute分钟.
18
46000
3000
讨论水印。
01:04
This is a project项目 that had its inception成立
19
49000
2000
这个计划最初起源于
01:06
15 years年份 ago
20
51000
2000
15年前
01:08
when our team球队 then --
21
53000
2000
那时我们的团队
01:10
we called the institute研究所 TIGRTIGR --
22
55000
2000
叫做 TIGR 研究所
01:12
was involved参与 in sequencing测序
23
57000
2000
我们参加了历史上最早的
01:14
the first two genomes基因组 in history历史.
24
59000
2000
对成对染色体的测序。
01:16
We did Haemophilus嗜血 influenzae流感
25
61000
2000
我们对Haemophilus流行感冒病毒做实验
01:18
and then the smallest最少 genome基因组 of a self-replicating自我复制 organism生物,
26
63000
3000
然后是自我复制组织的最小的染色体,
01:21
that of Mycoplasma支原体 genitalium生殖.
27
66000
3000
这些染色体来自生殖支原体
01:24
And as soon不久 as
28
69000
2000
一旦
01:26
we had these two sequences序列
29
71000
2000
我们得到了这些成对的序列,
01:28
we thought, if this is supposed应该 to be the smallest最少 genome基因组
30
73000
3000
我们想到,这是否是自我复制物种中
01:31
of a self-replicating自我复制 species种类,
31
76000
2000
最小的染色体,
01:33
could there be even a smaller genome基因组?
32
78000
2000
是否还有更小的染色体?
01:35
Could we understand理解 the basis基础 of cellular细胞的 life
33
80000
3000
我们是否能够在基因层次上
01:38
at the genetic遗传 level水平?
34
83000
2000
理解细胞生物的根本?
01:40
It's been a 15-year-年 quest寻求
35
85000
2000
经过15年的探索
01:42
just to get to the starting开始 point now
36
87000
2000
现在才达到了问题的出发点
01:44
to be able能够 to answer回答 those questions问题,
37
89000
3000
才有可能回答那些问题
01:47
because it's very difficult to eliminate消除
38
92000
2000
因为要将多个基因从细胞中去除
01:49
multiple genes基因 from a cell细胞.
39
94000
2000
是非常困难的
01:51
You can only do them one at a time.
40
96000
3000
你一次只能去除一个
01:54
We decided决定 early on
41
99000
2000
早先我们决定
01:56
that we had to take a synthetic合成的 route路线,
42
101000
2000
我们必须采取人工合成的手段
01:58
even though虽然 nobody没有人 had been there before,
43
103000
2000
尽管之前没有人达到这个领域
02:00
to see if we could synthesize合成
44
105000
2000
看看我们是否能够人造
02:02
a bacterial细菌 chromosome染色体
45
107000
2000
一个细菌的染色体
02:04
so we could actually其实 vary变化 the gene基因 content内容
46
109000
2000
所以事实上我们能够分辨基因的内容
02:06
to understand理解 the essential必要 genes基因 for life.
47
111000
3000
去了解那些对于生命来说最基本的基因。
02:09
That started开始 our 15-year-年 quest寻求
48
114000
3000
这样,我们就开始了15年的探索
02:12
to get here.
49
117000
2000
得到了现在的成果。
02:14
But before we did the first experiments实验,
50
119000
2000
在我们做第一次实验之前
02:16
we actually其实 asked
51
121000
3000
事实上我们邀请了
02:19
Art艺术 Caplan's卡普兰的 team球队 at the University大学 of Pennsylvania宾夕法尼亚
52
124000
3000
宾夕法尼亚大学的Art Caplan的团队
02:22
to undertake承担 a review评论
53
127000
2000
来做一个评估
02:24
of what the risks风险, the challenges挑战,
54
129000
3000
对于在实验室创造一个新物种的
02:27
the ethics伦理 around creating创建 new
55
132000
2000
风险,挑战,
02:29
species种类 in the laboratory实验室 were
56
134000
2000
以及道德问题
02:31
because it hadn't有没有 been doneDONE before.
57
136000
2000
因为在这之前没有人这样做过
02:33
They spent花费 about two years年份
58
138000
2000
他们花了大约两年
02:35
reviewing回顾 that independently独立地
59
140000
2000
独立的评估
02:37
and published发表 their results结果 in Science科学 in 1999.
60
142000
3000
在1999年在Science杂志上发表了他们的结果。
02:40
Ham火腿 and I took two years年份 off
61
145000
2000
Ham和我中断了两年的工作
02:42
as a side project项目 to sequence序列 the human人的 genome基因组,
62
147000
2000
去完成一个人类基因组测序工程的一个分支项目
02:44
but as soon不久 as that was doneDONE
63
149000
2000
当我们完成那个工作之后
02:46
we got back to the task任务 at hand.
64
151000
3000
我们又立刻回到了这个计划之中。
02:50
In 2002, we started开始
65
155000
2000
2002年,我们创立了
02:52
a new institute研究所,
66
157000
2000
一个新的研究所
02:54
the Institute研究所 for Biological生物 Energy能源 Alternatives备择方案,
67
159000
3000
一个生物替代能源的研究所
02:57
where we set out two goals目标:
68
162000
2000
我们为此设立了两个目标
02:59
One, to understand理解
69
164000
2000
第一,研究
03:01
the impact碰撞 of our technology技术 on the environment环境,
70
166000
3000
我们的科技对环境造成的冲击
03:04
and how to understand理解 the environment环境 better,
71
169000
2000
以及如何更好地了解我们环境
03:06
and two, to start开始 down this process处理
72
171000
2000
第二,开始这项
03:08
of making制造 synthetic合成的 life
73
173000
3000
制造人造生命的计划
03:11
to understand理解 basic基本 life.
74
176000
3000
去理解生命的本源。
03:14
In 2003,
75
179000
2000
在2003年
03:16
we published发表 our first success成功.
76
181000
2000
我们发表了我们最初的成果
03:18
So Ham火腿 Smith工匠 and Clyde克莱德 Hutchison
77
183000
2000
Ham Smith 和 Clyde Hutchison
03:20
developed发达 some new methods方法
78
185000
2000
开发了一些新的方法
03:22
for making制造 error-free无差错 DNA脱氧核糖核酸
79
187000
3000
在小尺度上
03:25
at a small level水平.
80
190000
2000
制造没有错误代码的DNA
03:27
Our first task任务 was
81
192000
2000
我们的第一个任务是
03:29
a 5,000-letter-信 code bacteriophage噬菌体,
82
194000
3000
一个含有5000个密码子的抗菌素代码
03:32
a virus病毒 that attacks攻击 only E. coli大肠杆菌.
83
197000
3000
一种专门攻击大肠杆菌的病毒
03:36
So that was
84
201000
2000
这就是
03:38
the phage噬菌体 phi X 174,
85
203000
2000
φX174 噬菌体
03:40
which哪一个 was chosen选择 for historical历史的 reasons原因.
86
205000
2000
由于历史原因我们选择了它。
03:42
It was the first DNA脱氧核糖核酸 phage噬菌体,
87
207000
3000
它是第一个DNA噬菌体
03:45
DNA脱氧核糖核酸 virus病毒, DNA脱氧核糖核酸 genome基因组
88
210000
3000
DNA病毒,DNA染色体
03:48
that was actually其实 sequenced测序.
89
213000
2000
这些都已经经过了测序
03:50
So once一旦 we realized实现
90
215000
3000
当我们意识到
03:53
that we could make 5,000-base-基础 pair
91
218000
2000
我们能够制造5000对长度
03:55
viral-sized病毒大小 pieces,
92
220000
2000
病毒尺寸的片段
03:57
we thought, we at least最小 have the means手段
93
222000
2000
我们认为,我们至少有这样的方法
03:59
then to try and make serially连续 lots of these pieces
94
224000
3000
然后尝试制造一系列连续的片段
04:02
to be able能够 to eventually终于 assemble集合 them together一起
95
227000
3000
最终将其连接在一起
04:05
to make this mega巨型 base基础 chromosome染色体.
96
230000
3000
来制造这个百万对长度的染色体。
04:09
So, substantially基本上 larger than
97
234000
2000
实质上要比
04:11
we even thought we would go initially原来.
98
236000
3000
我们开始认为所能达到的长度要长
04:15
There were several一些 steps脚步 to this. There were two sides双方:
99
240000
3000
需要很多步骤我们才能达到这一步。这有两方面的问题
04:18
We had to solve解决 the chemistry化学
100
243000
2000
首先我们需要解决制造
04:20
for making制造 large DNA脱氧核糖核酸 molecules分子,
101
245000
2000
大DNA分子中的化学问题
04:22
and we had to solve解决 the biological生物 side
102
247000
2000
另外我们还需解决生物学方面的问题
04:24
of how, if we had this new chemical化学 entity实体,
103
249000
3000
那就是如果我们有了这些新的化学成分
04:27
how would we boot it up, activate启用 it
104
252000
3000
我们如何启动它,激活它
04:30
in a recipient接受者 cell细胞.
105
255000
3000
在受体细胞中
04:33
We had two teams球队 working加工 in parallel平行:
106
258000
2000
我们有两个小组同时进行工作
04:35
one team球队 on the chemistry化学,
107
260000
2000
一个小组是化学方面的
04:37
and the other on trying to
108
262000
3000
另一个小组尝试
04:40
be able能够 to transplant移植
109
265000
2000
移植
04:42
entire整个 chromosomes染色体
110
267000
2000
整个染色体
04:44
to get new cells细胞.
111
269000
3000
到新的细胞
04:47
When we started开始 this out, we thought the synthesis合成 would be the biggest最大 problem问题,
112
272000
3000
当我们开始工作时,我们认为合成是最大的问题
04:50
which哪一个 is why we chose选择 the smallest最少 genome基因组.
113
275000
3000
这就是为什么我们选择了最小的染色体
04:53
And some of you have noticed注意到 that we switched交换的 from the smallest最少 genome基因组
114
278000
3000
可能你们当中的一些人已经发现我们放弃了最小的染色体
04:56
to a much larger one.
115
281000
2000
转而把目标放在了更大的染色体上
04:58
And we can walk步行 through通过 the reasons原因 for that,
116
283000
2000
我们需要解释一下这样做的原因
05:00
but basically基本上 the small cell细胞
117
285000
3000
基本上,小的细胞
05:03
took on the order订购 of
118
288000
2000
需要
05:05
one to two months个月 to get results结果 from,
119
290000
3000
一到两个月的时间才能得到结果
05:08
whereas the larger, faster-growing快速增长 cell细胞
120
293000
2000
然后体积更大的,生长更迅速的细胞
05:10
takes only two days.
121
295000
2000
只需要两天
05:12
So there's only so many许多 cycles周期 we could go through通过
122
297000
3000
所以一年之内我们只能获得很少的几个周期
05:15
in a year at six weeks per cycle周期.
123
300000
3000
对于六周为一个周期来说
05:18
And you should know that basically基本上
124
303000
2000
你需要知道,基本上
05:20
99, probably大概 99 percent百分 plus
125
305000
3000
百分之99,甚至更多的
05:23
of our experiments实验 failed失败.
126
308000
2000
实验都失败了
05:25
So this was a debugging调试,
127
310000
2000
所以这更像是在调试
05:27
problem-solving解决问题 scenario脚本 from the beginning开始
128
312000
3000
从最初的阶段开始解决问题
05:30
because there was no recipe食谱
129
315000
2000
因为我们没有任何可以参照的方法
05:32
of how to get there.
130
317000
2000
关于如何达到目标
05:34
So, one of the most important重要 publications出版物 we had
131
319000
3000
我们所发表的最重要的工作之一
05:37
was in 2007.
132
322000
2000
是在2007年
05:39
Carole阿玲 Lartigue拉蒂格 led the effort功夫
133
324000
3000
由Carole Lartigue所领导的
05:42
to actually其实 transplant移植 a bacterial细菌 chromosome染色体
134
327000
3000
移植一个细菌的染色体
05:45
from one bacteria to another另一个.
135
330000
2000
从一个细菌体内到另一个
05:47
I think philosophically哲学, that was one of the most important重要 papers文件
136
332000
3000
我想,从哲学角度上来说,那是我们所完成的
05:50
that we've我们已经 ever doneDONE
137
335000
2000
最为重要的论文之一
05:52
because it showed显示 how dynamic动态 life was.
138
337000
3000
因为它展示了生命是如此有活力。
05:55
And we knew知道, once一旦 that worked工作,
139
340000
2000
我们知道,一旦这起作用了
05:57
that we actually其实 had a chance机会
140
342000
2000
我们就事实上有了一个机会
05:59
if we could make the synthetic合成的 chromosomes染色体
141
344000
2000
如果我们能够制造人造染色体
06:01
to do the same相同 with those.
142
346000
3000
对其进行同样的移植
06:04
We didn't know that it was going to take us
143
349000
2000
我们最初还不知道这将花费我们
06:06
several一些 years年份 more to get there.
144
351000
2000
数年的时间去完成
06:08
In 2008,
145
353000
2000
在2008年
06:10
we reported报道 the complete完成 synthesis合成
146
355000
2000
我们公布了完整的人工合成
06:12
of the Mycoplasma支原体 genitalium生殖 genome基因组,
147
357000
3000
类菌质体生殖基因组
06:15
a little over 500,000 letters of genetic遗传 code,
148
360000
3000
略多于五十万对的密码子
06:19
but we have not yet然而 succeeded成功 in booting启动 up that chromosome染色体.
149
364000
3000
但是我没还没有成功的启动这个染色体
06:22
We think in part部分, because of its slow growth发展
150
367000
3000
我们认为其中一部分的原因是它生长太慢
06:26
and, in part部分,
151
371000
2000
另外一部分
06:28
cells细胞 have all kinds of unique独特 defense防御 mechanisms机制
152
373000
3000
是由于细胞有各种各样的独特防御机制
06:31
to keep these events事件 from happening事件.
153
376000
2000
来阻止这类事件的发生。
06:33
It turned转身 out the cell细胞 that we were trying to transplant移植 into
154
378000
3000
最终证明,作为移植目标的细胞
06:36
had a nuclease核酸酶, an enzyme that chews up DNA脱氧核糖核酸 on its surface表面,
155
381000
3000
有一种核酸酶,一种在DNA表面消化它的酶
06:39
and was happy快乐 to eat
156
384000
2000
而且非常开心的吃着
06:41
the synthetic合成的 DNA脱氧核糖核酸 that we gave it
157
386000
2000
我们给它的合成DNA
06:43
and never got transplantations移植.
158
388000
3000
所以从来没有移植成功
06:46
But at the time, that was the largest最大
159
391000
2000
在当时,那是最大的
06:48
molecule分子 of a defined定义 structure结构体
160
393000
2000
有确定结构的分子
06:50
that had been made制作.
161
395000
2000
人类所制造的。
06:52
And so both sides双方 were progressing进展,
162
397000
2000
所以两个方面都有了进展,
06:54
but part部分 of the synthesis合成
163
399000
2000
但是部分的合成工作
06:56
had to be accomplished完成 or was able能够 to be accomplished完成
164
401000
3000
必须完成或者能够完成,
06:59
using运用 yeast酵母, putting the fragments片段 in yeast酵母
165
404000
3000
通过使用酵母,将碎片放入酵母菌内
07:02
and yeast酵母 would assemble集合 these for us.
166
407000
2000
酵母菌将为我们标记这些碎片
07:04
It's an amazing惊人 step forward前锋,
167
409000
3000
这是一个让人惊喜的进步
07:07
but we had a problem问题 because now we had
168
412000
2000
但是我们还有一个问题,因为现在我们
07:09
the bacterial细菌 chromosomes染色体 growing生长 in yeast酵母.
169
414000
3000
将细菌染色体在酵母体内培养
07:12
So in addition加成 to doing the transplant移植,
170
417000
3000
所以除了进行移植之外
07:15
we had to find out how to get a bacterial细菌 chromosome染色体
171
420000
2000
我们还需要解决如何的问题是如何将细菌染色体
07:17
out of the eukaryotic真核 yeast酵母
172
422000
2000
从酵母菌内取出
07:19
into a form形成 where we could transplant移植 it
173
424000
2000
以便我们能够将其移植
07:21
into a recipient接受者 cell细胞.
174
426000
3000
到受体细胞内
07:25
So our team球队 developed发达 new techniques技术
175
430000
3000
于是我们的团队开发出了一种新的技术
07:28
for actually其实 growing生长, cloning克隆
176
433000
2000
来培养和克隆
07:30
entire整个 bacterial细菌 chromosomes染色体 in yeast酵母.
177
435000
2000
整个细菌染色体,在酵母菌内
07:32
So we took the same相同 mycoides丝状支原体 genome基因组
178
437000
3000
所以我们采用了与
07:35
that Carole阿玲 had initially原来 transplanted移植,
179
440000
2000
Carole最初移植的相同的基因
07:37
and we grew成长 that in yeast酵母
180
442000
2000
我们在酵母菌内培养它
07:39
as an artificial人造 chromosome染色体.
181
444000
3000
把它当作为一个人造的染色体
07:42
And we thought this would be a great test测试 bed
182
447000
2000
我们认为这将是一个非常棒的实验基
07:44
for learning学习 how to get chromosomes染色体 out of yeast酵母
183
449000
2000
来学习如何将染色体从酵母菌中取出
07:46
and transplant移植 them.
184
451000
2000
然后移植它们
07:48
When we did these experiments实验, though虽然,
185
453000
2000
当我们进行这些实验的时候,尽管
07:50
we could get the chromosome染色体 out of yeast酵母
186
455000
2000
我们能够将染色体从酵母菌内取出
07:52
but it wouldn't不会 transplant移植 and boot up a cell细胞.
187
457000
3000
但我们不能移植它去启动一个细胞。
07:56
That little issue问题 took the team球队 two years年份 to solve解决.
188
461000
3000
这个小问题花了研究小组两年的时间来解决。
07:59
It turns out, the DNA脱氧核糖核酸 in the bacterial细菌 cell细胞
189
464000
3000
最终发现,细菌细胞内的DNA
08:02
was actually其实 methylated甲基化,
190
467000
2000
事实上是甲基化的
08:04
and the methylation甲基化 protects保护 it from the restriction限制 enzyme,
191
469000
3000
甲基化阻止限制性酶对细胞起作用,
08:08
from digesting消化 the DNA脱氧核糖核酸.
192
473000
3000
消化DNA。
08:11
So what we found发现 is if we took the chromosome染色体
193
476000
2000
我们发现,如果我们将染色体
08:13
out of yeast酵母 and methylated甲基化 it,
194
478000
2000
从酵母菌内取出并且将其甲基化
08:15
we could then transplant移植 it.
195
480000
2000
我们就能移植它了
08:17
Further进一步 advances进步 came来了
196
482000
2000
我们又取得了更大的进步
08:19
when the team球队 removed去除 the restriction限制 enzyme genes基因
197
484000
3000
当研究小组将限制性酶的基因移除
08:22
from the recipient接受者 capricolumcapricolum cell细胞.
198
487000
3000
从受体细胞内
08:25
And once一旦 we had doneDONE that, now we can take
199
490000
2000
一旦我们完成了这些,我们就能
08:27
naked DNA脱氧核糖核酸 out of yeast酵母 and transplant移植 it.
200
492000
3000
将裸露的DNA从酵母菌内取出并且移植它
08:30
So last fall秋季
201
495000
2000
所以,今年秋天
08:32
when we published发表 the results结果 of that work in Science科学,
202
497000
3000
当我们在“科学”杂志上发表我们的成果时
08:35
we all became成为 overconfident过于自信的
203
500000
2000
我们都变得过于自信了
08:37
and were sure we were only
204
502000
2000
确定我们只有
08:39
a few少数 weeks away
205
504000
2000
几个星期
08:41
from being存在 able能够 to now boot up
206
506000
2000
就能最终成功启动
08:43
a chromosome染色体 out of yeast酵母.
207
508000
3000
从酵母菌内取出的染色体
08:46
Because of the problems问题 with
208
511000
2000
因为
08:48
Mycoplasma支原体 genitalium生殖 and its slow growth发展
209
513000
3000
类菌质体生殖问题以及它过慢的生长
08:51
about a year and a half ago,
210
516000
3000
大约在一年半以前
08:54
we decided决定 to synthesize合成
211
519000
3000
我们决定合成
08:57
the much larger chromosome染色体, the mycoides丝状支原体 chromosome染色体,
212
522000
3000
更大的染色体,mycoides染色体
09:00
knowing会心 that we had the biology生物学 worked工作 out on that
213
525000
3000
我们在生物学方面对
09:03
for transplantation移植.
214
528000
2000
这样的移植做了足够的准备
09:05
And Dan led the team球队 for the synthesis合成
215
530000
2000
Dan领导的小组着手合成
09:07
of this over one-million-base一百万基地 pair chromosome染色体.
216
532000
3000
针对超过一百万对长度的染色体
09:12
But it turned转身 out it wasn't going to be as simple简单 in the end结束,
217
537000
3000
最终证明这不是件简单的工作
09:15
and it set us back three months个月
218
540000
2000
它将我们的工作又倒回到了三个月
09:17
because we had one error错误
219
542000
2000
因为我们除了各小错误
09:19
out of over a million百万 base基础 pairs in that sequence序列.
220
544000
3000
在这个超过一百万对的密码子的序列中
09:22
So the team球队 developed发达 new debugging调试 software软件,
221
547000
3000
所以研究小组开发了新的调试软件
09:25
where we could test测试 each synthetic合成的 fragment分段
222
550000
3000
通过它我们可以测试每一个合成碎片
09:28
to see if it would grow增长 in a background背景
223
553000
2000
来看看它是否能在
09:30
of wild野生 type类型 DNA脱氧核糖核酸.
224
555000
3000
混乱的DNA环境中生长
09:33
And we found发现 that 10 out of the 11
225
558000
3000
我们发现
09:36
100,000-base-基础 pair pieces we synthesized综合
226
561000
3000
我们合成的十万对长度的片段中有十一分之十的片断
09:39
were completely全然 accurate准确
227
564000
2000
都完全的准确
09:41
and compatible兼容 with
228
566000
2000
相比于
09:43
a life-forming生命形成 sequence序列.
229
568000
3000
生命自然形成的序列
09:47
We narrowed收窄 it down to one fragment分段;
230
572000
2000
我们把范围缩小到一个碎片
09:49
we sequenced测序 it
231
574000
2000
然后对其测序
09:51
and found发现 just one base基础 pair had been deleted删除
232
576000
2000
发现仅仅只有一对密码子被删除
09:53
in an essential必要 gene基因.
233
578000
2000
在一段重要的基因中。
09:55
So accuracy准确性 is essential必要.
234
580000
3000
这样的精确度是非常有意义的
09:58
There's parts部分 of the genome基因组
235
583000
2000
基因的一些部分
10:00
where it cannot不能 tolerate容忍 even a single error错误,
236
585000
3000
不能忍受任何一个错误
10:03
and then there's parts部分 of the genome基因组
237
588000
2000
然后也有一些部分
10:05
where we can put in large blocks of DNA脱氧核糖核酸,
238
590000
2000
我们能够放入大片段的DNA障碍
10:07
as we did with the watermarks水印,
239
592000
2000
如同我们对标记所做的一样
10:09
and it can tolerate容忍 all kinds of errors错误.
240
594000
3000
它能承受各种错误
10:12
So it took about three months个月 to find that error错误
241
597000
3000
所以我们花了三个月找到那个错误
10:15
and repair修理 it.
242
600000
2000
然后修复它
10:17
And then early one morning早上, at 6 a.m.
243
602000
3000
之后的某天早晨六点
10:20
we got a text文本 from Dan
244
605000
3000
我收到了Dan的信息
10:23
saying that, now, the first blue蓝色 colonies群落 existed存在.
245
608000
3000
告诉我第一个蓝色殖民地诞生了
10:26
So, it's been a long route路线 to get here:
246
611000
3000
取得这个成果是一个漫长的过程
10:29
15 years年份 from the beginning开始.
247
614000
3000
从开始到现在15年
10:32
We felt
248
617000
2000
我们感觉到
10:34
one of the tenets原则 of this field领域
249
619000
2000
这个领域的一条原则是
10:36
was to make absolutely绝对 certain某些
250
621000
3000
必须十分的确定
10:39
we could distinguish区分 synthetic合成的 DNA脱氧核糖核酸
251
624000
3000
我们能够区分开人造DNA
10:42
from natural自然 DNA脱氧核糖核酸.
252
627000
2000
和自然DNA
10:44
Early on, when you're working加工 in a new area of science科学,
253
629000
3000
早先,当你在一个全新的科学领域展开工作时
10:47
you have to think about all the pitfalls陷阱
254
632000
3000
你必须考虑到所有的陷阱
10:50
and things that could lead you
255
635000
2000
以及可能误导你
10:52
to believe that you had doneDONE something when you hadn't有没有,
256
637000
3000
在没有获得成果时认为自己取得了成果,
10:55
and, even worse更差, leading领导 others其他 to believe it.
257
640000
3000
甚至更糟,让别人也这样认为的事例。
10:58
So, we thought the worst最差 problem问题 would be
258
643000
2000
所以我们认为最糟糕的问题是
11:00
a single molecule分子 contamination污染
259
645000
3000
原本染色体的
11:03
of the native本地人 chromosome染色体,
260
648000
2000
单分子污染物
11:05
leading领导 us to believe that we actually其实 had
261
650000
3000
让我们相信我已经
11:08
created创建 a synthetic合成的 cell细胞,
262
653000
2000
制造了一个合成细胞
11:10
when it would have been just a contaminant污染物.
263
655000
2000
然而它只是一个污染物。
11:12
So early on, we developed发达 the notion概念
264
657000
2000
于是,我们改进了我们的想法
11:14
of putting in watermarks水印 in the DNA脱氧核糖核酸
265
659000
2000
关于在DNA内放置标记
11:16
to absolutely绝对 make clear明确
266
661000
2000
来确定
11:18
that the DNA脱氧核糖核酸 was synthetic合成的.
267
663000
3000
DNA是否为合成的。
11:21
And the first chromosome染色体 we built内置
268
666000
3000
在2008年,我们制造了第一个
11:24
in 2008 --
269
669000
2000
染色体
11:26
the 500,000-base-基础 pair one --
270
671000
2000
包含五十万对密码子
11:28
we simply只是 assigned分配
271
673000
3000
我们只是简单的将
11:31
the names of the authors作者 of the chromosome染色体
272
676000
3000
制造着的名字
11:34
into the genetic遗传 code,
273
679000
3000
写进了基因密码
11:37
but it was using运用 just amino氨基 acid
274
682000
2000
但是它被当作了氨基酸
11:39
single letter translations译文,
275
684000
2000
单密码子的翻译
11:41
which哪一个 leaves树叶 out certain某些 letters of the alphabet字母.
276
686000
3000
略去了字母表中固定的几个字母
11:45
So the team球队 actually其实 developed发达 a new code
277
690000
3000
所以研究小组开发了新的密码
11:48
within the code within the code.
278
693000
3000
包含了密码当中的密码
11:51
So it's a new code
279
696000
2000
这是一套新的密码
11:53
for interpreting解读 and writing写作 messages消息 in DNA脱氧核糖核酸.
280
698000
3000
来翻译和写入DNA中的信息
11:56
Now, mathematicians数学家 have been hiding and writing写作
281
701000
3000
如今,数学家已经在基因密码内隐藏和写入信息
11:59
messages消息 in the genetic遗传 code for a long time,
282
704000
3000
的领域研究了很长时间
12:02
but it's clear明确 they were mathematicians数学家 and not biologists生物学家
283
707000
3000
但是他们只是数学家而不是生物学家
12:05
because, if you write long messages消息
284
710000
3000
因为你写入长的信息
12:08
with the code that the mathematicians数学家 developed发达,
285
713000
3000
利用数学家开发的密码
12:11
it would more than likely容易 lead to
286
716000
2000
它更有可能产生
12:13
new proteins蛋白质 being存在 synthesized综合
287
718000
3000
一个新的蛋白
12:16
with unknown未知 functions功能.
288
721000
3000
和未知属性。
12:19
So the code that Mike麦克风 Montague蒙塔古 and the team球队 developed发达
289
724000
3000
Mike Montague和他的研究小组开发的密码
12:22
actually其实 puts看跌期权 frequent频繁 stop codons密码子,
290
727000
2000
事实上放入了很多停止符号
12:24
so it's a different不同 alphabet字母
291
729000
3000
这是一个不同的字母表
12:27
but allows允许 us to use
292
732000
2000
能够让我们使用
12:29
the entire整个 English英语 alphabet字母
293
734000
3000
完整的英文字母表
12:32
with punctuation标点 and numbers数字.
294
737000
2000
以及符号和数字
12:34
So, there are four major重大的 watermarks水印
295
739000
2000
有四个主要的标记
12:36
all over 1,000 base基础 pairs of genetic遗传 code.
296
741000
3000
在所有一千对基因密码中
12:39
The first one actually其实 contains包含 within it
297
744000
3000
第一个实际上包含了它
12:42
this code for interpreting解读
298
747000
3000
用来翻译
12:45
the rest休息 of the genetic遗传 code.
299
750000
2000
剩下基因密码的密码
12:49
So in the remaining其余 information信息,
300
754000
2000
所以在剩下的信息中
12:51
in the watermarks水印,
301
756000
2000
在标记中
12:53
contain包含 the names of, I think it's
302
758000
3000
包含了
12:56
46 different不同 authors作者
303
761000
2000
46个作者
12:58
and key contributors贡献者
304
763000
2000
以及做出关键贡献
13:00
to getting得到 the project项目 to this stage阶段.
305
765000
3000
把这个项目推动到今天的成果的人的名字
13:04
And we also built内置 in
306
769000
2000
我们还写入了一个
13:06
a website网站 address地址
307
771000
3000
网站的地址
13:09
so that if somebody decodes解码 the code
308
774000
2000
如果有人解码了这些
13:11
within the code within the code,
309
776000
2000
包含在密码本身之内的密码
13:13
they can send发送 an email电子邮件 to that address地址.
310
778000
2000
他们就能发送电子邮件到那个地址
13:15
So it's clearly明确地 distinguishable可分辨
311
780000
3000
这与其他物种
13:18
from any other species种类,
312
783000
2000
有明显的区别
13:20
having 46 names in it,
313
785000
3000
包含46个名字在其中
13:23
its own拥有 web卷筒纸 address地址.
314
788000
3000
以及它自己的网站地址
13:27
And we added添加 three quotations报价,
315
792000
3000
我们还加入了三句引言
13:30
because with the first genome基因组
316
795000
2000
因为在制造第一个基因时
13:32
we were criticized批评 for not trying to say something more profound深刻
317
797000
3000
我们因为没有表达什么有含义的东西而遭到批评
13:35
than just signing签约 the work.
318
800000
2000
只是简单的记录了工作
13:37
So we won't惯于 give the rest休息 of the code,
319
802000
2000
我们不会给出剩下的密码
13:39
but we will give the three quotations报价.
320
804000
2000
但是我们给出这三句引言
13:41
The first is,
321
806000
2000
第一条是
13:43
"To live生活, to err,
322
808000
2000
“活着就要犯错,
13:45
to fall秋季, to triumph胜利
323
810000
2000
有失败也有成功,
13:47
and to recreate重建 life out of life."
324
812000
2000
从生命中创造出生命"
13:49
It's a James詹姆士 Joyce乔伊斯 quote引用.
325
814000
2000
这是James Joyce所说的
13:53
The second第二 quotation行情 is, "See things not as they are,
326
818000
3000
第二条是“看待事物,不要看他们是什么
13:56
but as they might威力 be."
327
821000
2000
而要看他们可能成为什么“
13:58
It's a quote引用 from the "American美国 Prometheus普罗米修斯"
328
823000
3000
这是一句源自《美国普罗米修斯》中的话
14:01
book on Robert罗伯特 Oppenheimer奥本海默.
329
826000
2000
奥本海默的自传
14:03
And the last one is a Richard理查德 Feynman费曼 quote引用:
330
828000
3000
最后一句是Richard Feynman的话
14:06
"What I cannot不能 build建立,
331
831000
2000
”我所不能制造的东西
14:08
I cannot不能 understand理解."
332
833000
2000
我都不能理解“
14:13
So, because this is as much a philosophical哲学上 advance提前
333
838000
3000
因为这在科学上是一个技术的进步
14:16
as a technical技术 advance提前 in science科学,
334
841000
3000
同样也是一个哲学的进步
14:19
we tried试着 to deal合同 with both the philosophical哲学上
335
844000
3000
我们尝试解决哲学
14:22
and the technical技术 side.
336
847000
2000
与技术两方面的问题
14:24
The last thing I want to say before turning车削 it over to questions问题
337
849000
2000
我想在开始提问之前说的最后一件事
14:26
is that the extensive广泛 work
338
851000
3000
是我们所做的
14:29
that we've我们已经 doneDONE --
339
854000
2000
广泛的工作
14:31
asking for ethical合乎道德的 review评论,
340
856000
2000
征求伦理上的审核
14:33
pushing推动 the envelope信封
341
858000
2000
将问题推向了
14:35
on that side as well as the technical技术 side --
342
860000
3000
伦理方面而不仅仅是技术的层面
14:38
this has been broadly宽广地 discussed讨论 in the scientific科学 community社区,
343
863000
3000
这在科学界得到了广泛的讨论
14:41
in the policy政策 community社区
344
866000
2000
在政治界
14:43
and at the highest最高 levels水平 of the federal联邦 government政府.
345
868000
3000
以及在联邦政府的最高层也都有讨论
14:46
Even with this announcement公告,
346
871000
3000
甚至关于这个声明
14:49
as we did in 2003 --
347
874000
2000
我们在2003年所做的
14:51
that work was funded资助 by the Department of Energy能源,
348
876000
3000
这项工作是由能源部提供经费的
14:54
so the work was reviewed回顾
349
879000
2000
所以这项工作要经过
14:56
at the level水平 of the White白色 House,
350
881000
2000
白宫的审核
14:58
trying to decide决定 whether是否 to classify分类 the work or publish发布 it.
351
883000
3000
来决定如何将这项工作归类和公布
15:01
And they came来了 down on the side of open打开 publication出版物,
352
886000
3000
最终他们决定公开发布
15:04
which哪一个 is the right approach途径 --
353
889000
3000
这是正确的途径
15:07
we've我们已经 briefed介绍 the White白色 House,
354
892000
2000
我们对白宫做了简报
15:09
we've我们已经 briefed介绍 members会员 of Congress国会,
355
894000
3000
对国会做了简报
15:12
we've我们已经 tried试着 to take and push
356
897000
2000
我们尝试推动
15:14
the policy政策 issues问题
357
899000
2000
政治上政策
15:16
in parallel平行 with the scientific科学 advances进步.
358
901000
3000
与科学上的进步同步
15:20
So with that, I would like
359
905000
2000
那么,我
15:22
to open打开 it first to the floor地板 for questions问题.
360
907000
3000
下面接受提问。
15:25
Yes, in the back.
361
910000
2000
在后面的那位
15:27
Reporter记者: Could you explain说明, in layman's外行的 terms条款,
362
912000
2000
记者:你能用通俗的语言解释一下
15:29
how significant重大 a breakthrough突破 this is please?
363
914000
3000
这个突破到底有多大的意义
15:33
Craig克雷格 Venter腹部: Can we explain说明 how significant重大 this is?
364
918000
2000
Craig Venter: 需要我们解释它的意义?
15:35
I'm not sure we're the ones那些 that should be explaining说明 how significant重大 it is.
365
920000
3000
我不确定我们能够解释它有多么重大的意义
15:38
It's significant重大 to us.
366
923000
2000
它对我们来说是很有意义的
15:41
Perhaps也许 it's a giant巨人 philosophical哲学上 change更改
367
926000
3000
也许这是一个重大的哲学观念转变
15:44
in how we view视图 life.
368
929000
2000
关于我们如何看待生命这个问题上
15:46
We actually其实 view视图 it as a baby宝宝 step in terms条款 of,
369
931000
3000
我们实际上认为这还只是第一步
15:49
it's taken采取 us 15 years年份 to be able能够
370
934000
2000
我们花了15年才成功的
15:51
to do the experiment实验
371
936000
2000
做了我们15年前想要做
15:53
we wanted to do 15 years年份 ago
372
938000
2000
的实验
15:55
on understanding理解 life at its basic基本 level水平.
373
940000
3000
来理解生命最基本的层次
15:58
But we actually其实 believe
374
943000
2000
但是我们相信
16:00
this is going to be a very powerful强大 set of tools工具
375
945000
3000
这将成为一套非常强大的工具
16:04
and we're already已经 starting开始
376
949000
2000
而且我们已经开始
16:06
in numerous众多 avenues渠道
377
951000
2000
在各个方面
16:08
to use this tool工具.
378
953000
2000
利用这个工具
16:10
We have, at the Institute研究所,
379
955000
2000
我们在研究所
16:12
ongoing不断的 funding资金 now from NIHNIH
380
957000
3000
现在有国立卫生研究所
16:15
in a program程序 with Novartis诺华
381
960000
2000
在与Novartis一同进行一个项目
16:17
to try and use these new
382
962000
2000
尝试使用这些新的
16:19
synthetic合成的 DNA脱氧核糖核酸 tools工具
383
964000
2000
合成DNA工具
16:21
to perhaps也许 make the flu流感 vaccine疫苗
384
966000
3000
可能制造流感疫苗
16:24
that you might威力 get next下一个 year.
385
969000
3000
明年你们就或许就能见到了。
16:27
Because instead代替 of taking服用 weeks to months个月 to make these,
386
972000
3000
因为相比于之前花费数周甚至数月来制造这些
16:30
Dan's team球队 can now make these
387
975000
3000
Dan的研究小组现在能够在
16:33
in less than 24 hours小时.
388
978000
3000
24小时之内制造出来
16:36
So when you see how long it took to get an H1N1 vaccine疫苗 out,
389
981000
3000
所以当你们在看制造H1N1疫苗需要多长时间时
16:39
we think we can shorten缩短 that process处理
390
984000
2000
我么想我们可以缩短这个过程
16:41
quite相当 substantially基本上.
391
986000
2000
这是相当有实际价值的
16:43
In the vaccine疫苗 area,
392
988000
2000
在疫苗领域
16:45
Synthetic合成的 Genomics基因组学 and the Institute研究所
393
990000
2000
合成基因公司以及研究所
16:47
are forming成型 a new vaccine疫苗 company公司
394
992000
2000
将成立一个新的疫苗公司
16:49
because we think these tools工具 can affect影响 vaccines疫苗
395
994000
3000
因为我们认为这个工具将对疫苗很有作用
16:52
to diseases疾病 that haven't没有 been possible可能 to date日期,
396
997000
3000
对于那些现在来说不可能治愈的疾病
16:55
things where the viruses病毒 rapidly急速 evolve发展,
397
1000000
3000
那些病毒快速进化的疾病
16:58
such这样 with rhinovirus鼻病毒.
398
1003000
2000
比如鼻病毒
17:00
Wouldn't岂不 it be nice不错 to have something that actually其实 blocked受阻 common共同 colds感冒?
399
1005000
3000
如果有药物将防治普通感冒会不会是件很好的事情?
17:03
Or, more importantly重要的, HIVHIV,
400
1008000
3000
或者更重要的,艾滋病毒
17:06
where the virus病毒 evolves演变 so quickly很快
401
1011000
2000
这种病毒进化得如此之快
17:08
the vaccines疫苗 that are made制作 today今天
402
1013000
2000
今天制造的疫苗
17:10
can't keep up
403
1015000
2000
都赶不上
17:12
with those evolutionary发展的 changes变化.
404
1017000
3000
它们进化的速度
17:15
Also, at Synthetic合成的 Genomics基因组学,
405
1020000
2000
同样,在合成基因公司
17:17
we've我们已经 been working加工
406
1022000
2000
我们一直在
17:19
on major重大的 environmental环境的 issues问题.
407
1024000
2000
环境问题上开展工作
17:21
I think this latest最新 oil spill in the Gulf海湾
408
1026000
2000
我认为最近的墨西哥湾漏油
17:23
is a reminder提醒.
409
1028000
2000
是一个警醒。
17:25
We can't see COCO2 --
410
1030000
2000
我们看不到二氧化碳
17:27
we depend依靠 on scientific科学 measurements测量 for it
411
1032000
2000
我们依靠对其科学的测量
17:29
and we see the beginning开始 results结果
412
1034000
2000
看到初步的结果
17:31
of having too much of it --
413
1036000
2000
二氧化碳过量了。
17:33
but we can see pre-CO预CO2 now
414
1038000
2000
但是我们现在能看到二氧化碳的前身
17:35
floating漂浮的 on the waters水域
415
1040000
2000
漂浮在水面上
17:37
and contaminating污染 the beaches海滩 in the Gulf海湾.
416
1042000
3000
污染着墨西哥湾的海岸
17:40
We need some alternatives备择方案
417
1045000
3000
我们需要一些东西来
17:43
for oil.
418
1048000
2000
代替石油
17:45
We have a program程序 with Exxon埃克森 Mobile移动
419
1050000
2000
我们与艾森克美孚公司有一项合作计划
17:47
to try and develop发展 new strains of algae藻类
420
1052000
3000
尝试开发新的海藻品种
17:50
that can efficiently有效率的 capture捕获 carbon dioxide二氧化碳
421
1055000
3000
能够有效地吸收二氧化碳
17:53
from the atmosphere大气层 or from concentrated集中 sources来源,
422
1058000
3000
从大气和浓缩原料中
17:56
make new hydrocarbons碳氢化合物 that can go into their refineries炼油厂
423
1061000
3000
制造新的碳氢化合物输送进入他们的精炼厂
17:59
to make normal正常 gasoline汽油
424
1064000
2000
制造汽油
18:01
and diesel柴油机 fuel汽油 out of COCO2.
425
1066000
2000
不制造二氧化碳的柴油机燃料
18:03
Those are just a couple一对 of the approaches方法
426
1068000
2000
这只是我们考虑到的一些
18:05
and directions方向 that we're taking服用.
427
1070000
3000
方面和途径
18:08
(Applause掌声)
428
1073000
3000
掌声
Translated by Bo Hu
Reviewed by Xu (Jessica) Jiang

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ABOUT THE SPEAKER
Craig Venter - Biologist, genetics pioneer
In 2001, Craig Venter made headlines for sequencing the human genome. In 2003, he started mapping the ocean's biodiversity. And now he's created the first synthetic lifeforms -- microorganisms that can produce alternative fuels.

Why you should listen

Craig Venter, the man who led the private effort to sequence the human genome, is hard at work now on even more potentially world-changing projects.

First, there's his mission aboard the Sorcerer II, a 92-foot yacht, which, in 2006, finished its voyage around the globe to sample, catalouge and decode the genes of the ocean's unknown microorganisms. Quite a task, when you consider that there are tens of millions of microbes in a single drop of sea water. Then there's the J. Craig Venter Institute, a nonprofit dedicated to researching genomics and exploring its societal implications.

In 2005, Venter founded Synthetic Genomics, a private company with a provocative mission: to engineer new life forms. Its goal is to design, synthesize and assemble synthetic microorganisms that will produce alternative fuels, such as ethanol or hydrogen. He was on Time magzine's 2007 list of the 100 Most Influential People in the World.

In early 2008, scientists at the J. Craig Venter Institute announced that they had manufactured the entire genome of a bacterium by painstakingly stitching together its chemical components. By sequencing a genome, scientists can begin to custom-design bootable organisms, creating biological robots that can produce from scratch chemicals humans can use, such as biofuel. And in 2010, they announced, they had created "synthetic life" -- DNA created digitally, inserted into a living bacterium, and remaining alive.

More profile about the speaker
Craig Venter | Speaker | TED.com