TED2008
Craig Venter: On the verge of creating synthetic life
كريغ فنتر: على وشك إنشاء حياة اصطناعية
Filmed:
Readability: 4.7
1,196,566 views
"هل يمكننا خلق حياة من العالم الرقمي؟" يسأل كريغ فنتر. وإجابته هي "نعم" -- وقريباً جداً. يقوم بإستطلاع بحثه الأخير ويقدم وعداً بأننا قريباً سنستطيع بناء وتحريك كروموسومات إصطناعية.
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. Full bio
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
Double-click the English transcript below to play the video.
00:19
You know, I've talked about some of these projects before --
0
1000
2000
تعلمون، لقد تحدثت عن بعض هذه المشاريع من قبل،
00:21
about the human genome and what that might mean,
1
3000
4000
حول الجينوم البشري وما قد يعنيه هذا،
00:25
and discovering new sets of genes.
2
7000
3000
وإكتشاف مجموعات جديدة من الجينات.
00:28
We're actually starting at a new point:
3
10000
3000
فنحن في الواقع نبدأ من نقطة جديدة:
00:31
we've been digitizing biology,
4
13000
4000
لقد كنا نقوم برقمنة علم البايولوجي،
00:35
and now we're trying to go from that digital code
5
17000
3000
والآن نحاول الإنتقال من تلك الشفرة الرقمية
00:38
into a new phase of biology
6
20000
2000
إلى مرحلة جديدة للبايولوجي،
00:40
with designing and synthesizing life.
7
22000
3000
مع تصميم وإصطناع الحياة.
00:43
So, we've always been trying to ask big questions.
8
25000
3000
إذاً، فقد كنا دائماً نحاول طرح الأسئلة الكبيرة.
00:48
"What is life?" is something that I think many biologists
9
30000
2000
" ما هي الحياة؟" هو شئ كما أعتقد يحاول العديد
00:50
have been trying to understand
10
32000
2000
من علماء البايولوجي فهمه
00:52
at various levels.
11
34000
2000
في مستويات مختلفة.
00:54
We've tried various approaches,
12
36000
3000
لقد حاولنا مقاربات متعددة،
00:57
paring it down to minimal components.
13
39000
3000
نرجعه لأقل العناصر.
01:01
We've been digitizing it now for almost 20 years;
14
43000
2000
كنا نقوم برقمنتها حتى الآن لحوالي 20 سنة.
01:03
when we sequenced the human genome,
15
45000
2000
عندما قمنا بسلسلة الجينوم البشري،
01:05
it was going from the analog world of biology
16
47000
3000
لقد كنا ننتقل من العالم المتماثل للبايولوجي
01:08
into the digital world of the computer.
17
50000
4000
إلى العالم الرقمي للكمبيوتر.
01:12
Now we're trying to ask, "Can we regenerate life
18
54000
4000
الآن ما نحاول السؤال عنه، هل يمكننا إعادة توليد الحياة،
01:16
or can we create new life
19
58000
2000
أو هل يمكننا خلق حياة جديدة،
01:18
out of this digital universe?"
20
60000
3000
من هذا العالم الرقمي؟
01:21
This is the map of a small organism,
21
63000
3000
هذه خارطة لكائن صغير،
01:24
Mycoplasma genitalium,
22
66000
2000
الميكوبلازما التناسلية
01:26
that has the smallest genome for a species
23
68000
3000
التي لديها أصغر جينوم لكائن حي
01:29
that can self-replicate in the laboratory,
24
71000
3000
الذي يمكن أن يصنع نسخة طبق الأصل منه في المختبر.
01:32
and we've been trying to just see if
25
74000
2000
وقد كنا نحاول معرفة إذا
01:34
we can come up with an even smaller genome.
26
76000
3000
كنا نستطيع التوصل لجينوم أصغر حتى.
01:38
We're able to knock out on the order of 100 genes
27
80000
2000
فنحن قادرون على بناء مستوى مئات الجينات
01:40
out of the 500 or so that are here.
28
82000
3000
من ال 500 أو شبه ذلك هنا.
01:43
When we look at its metabolic map,
29
85000
2000
لكن حينما ننظر إلى خارطة التمثيل الغذائي،
01:45
it's relatively simple
30
87000
2000
فأنها بسيطة نسبياً
01:47
compared to ours --
31
89000
2000
مقارنة بخاصتنا.
01:49
trust me, this is simple --
32
91000
2000
ثقوا بي، هذا سهل.
01:51
but when we look at all the genes
33
93000
2000
لكن حينما تنظر في كل الجينات
01:53
that we can knock out one at a time,
34
95000
3000
التي يمكننا صنعها واحدة في كل مرة،
01:56
it's very unlikely that this would yield
35
98000
2000
فمن غير المرجح أن هذا سيقود
01:58
a living cell.
36
100000
2000
إلى خلية حية.
02:01
So we decided the only way forward
37
103000
2000
لذا، فقد قررنا أن الطريق الوحيد إلى الأمام
02:03
was to actually synthesize this chromosome
38
105000
3000
كان هو تصنيع هذه الكروموسومات
02:06
so we could vary the components
39
108000
3000
بحيث أستطعنا تغيير المكونات
02:09
to ask some of these most fundamental questions.
40
111000
4000
لنسأل بعض هذه الأسئلة الأساسية جداً.
02:13
And so we started down the road of:
41
115000
2000
ولذا فقد بدأنا الطريق،
02:15
can we synthesize a chromosome?
42
117000
3000
"هل يمكننا تصنيع الكروموسومات؟"
02:19
Can chemistry permit making
43
121000
2000
هل ستسمح الكيمياء بصنع
02:21
these really large molecules
44
123000
2000
هذه الجزيئات الكبيرة حقاً
02:23
where we've never been before?
45
125000
2000
التي لم نتوصل إليها بتاتاً من قبل؟
02:25
And if we do, can we boot up a chromosome?
46
127000
3000
و، إن إستطعنا، هل يمكننا تحريك الكروموسوم؟
02:28
A chromosome, by the way, is just a piece of inert chemical material.
47
130000
3000
الكروموسوم بالمناسبة، ليس سوى قطعة من المواد الكيماوية الخاملة.
02:32
So, our pace of digitizing life has been increasing
48
134000
3000
إذاً فوتيرتنا لرقمنة الحياة قد تزايدت
02:35
at an exponential pace.
49
137000
3000
بمعدل أسي.
02:38
Our ability to write the genetic code
50
140000
3000
إن مقدرتنا على كتابة شفرة جينية
02:41
has been moving pretty slowly
51
143000
2000
كانت تتحرك ببطء شديد،
02:43
but has been increasing,
52
145000
3000
لكنها أصبحت تتسارع.
02:46
and our latest point would put it on, now, an exponential curve.
53
148000
4000
وأن إكتشافنا الأخيرة سيضعها الآن في منحنى أسي.
02:51
We started this over 15 years ago.
54
153000
2000
لقد بدأنا هذا قبل ما يزيد على 15 سنة مضت.
02:53
It took several stages, in fact,
55
155000
3000
لقد أستغرقت عدة مراحل، في الحقيقة،
02:56
starting with a bioethical review before we did the first experiments.
56
158000
3000
بدء بمراجعة أخلاقيات العلوم الحيوية قبل تجربتنا الأولى.
03:00
But it turns out synthesizing DNA
57
162000
2000
لكن وضح أن الحمض النووي الإصطناعي
03:02
is very difficult.
58
164000
2000
صعب للغاية.
03:04
There are tens of thousands of machines around the world
59
166000
3000
هذه عشرات الآلاف من الآلات حول العالم
03:07
that make small pieces of DNA --
60
169000
2000
التي تصنع قطع صغيرة للحمض النووي،
03:09
30 to 50 letters in length --
61
171000
3000
طوله 30 إلى 50 حرفاً ،
03:12
and it's a degenerate process, so the longer you make the piece,
62
174000
3000
وهي تقوم بإعادة توليد العملية، لذا فكلما كانت القطعة أطول،
03:15
the more errors there are.
63
177000
2000
كلما صاحبها أخطأ أكثر.
03:17
So we had to create a new method
64
179000
2000
لذا فقد توجب علينا إقتراح طريقة جديدة
03:19
for putting these little pieces together and correct all the errors.
65
181000
3000
لوضع هذه القطع الصغيرة سوياً وتصحيح كل الأخطاء
03:23
And this was our first attempt, starting with the digital information
66
185000
3000
وهذه كانت محاولتنا الأولى، بداية بالمعلومات الرقمية
03:26
of the genome of phi X174.
67
188000
2000
لجينوم Phi X 174.
03:28
It's a small virus that kills bacteria.
68
190000
3000
إنه فيروس صغير يقتل الباكتريا.
03:32
We designed the pieces, went through our error correction
69
194000
3000
لقد صممنا هذه القطع، ومررنا بالتصحيح الذي عملناه،
03:35
and had a DNA molecule
70
197000
2000
وحصلنا على جزيء حمض نووي
03:37
of about 5,000 letters.
71
199000
3000
من حوالي 5،000 حرفاً.
03:40
The exciting phase came when we took this piece of inert chemical
72
202000
4000
المرحلة المثيرة جاءت عندما أخذنا هذه القطعة من الكيمياء الخاملة
03:44
and put it in the bacteria,
73
206000
2000
ووضعناها مع الباكتريا،
03:46
and the bacteria started to read this genetic code,
74
208000
4000
وبدأت الباكتريا في قراءة هذه الشفرة الجينية،
03:50
made the viral particles.
75
212000
2000
وصنعت الجسيمات الفيروسية.
03:52
The viral particles then were released from the cells
76
214000
2000
ثم أطلقت الجزيئات الفيروسية من الخلايا،
03:54
and came back and killed the E. coli.
77
216000
3000
ثم رجعت وقتلت الإشريكية القولونية.
03:57
I was talking to the oil industry recently
78
219000
3000
كنت أتحدث مؤخراً مع قطاع صناعة النفط،
04:00
and I said they clearly understood that model.
79
222000
3000
وقلت أنهم يفهمون هذا النموذج بكل وضوح.
04:03
(Laughter)
80
225000
3000
(ضحك)
04:06
They laughed more than you guys are. (Laughter)
81
228000
3000
لقد ضحكوا أكثر منكم بكثير.
04:10
And so, we think this is a situation
82
232000
2000
ولذا فنحن نعتقد أن هذا هو الحال
04:12
where the software can actually build its own hardware
83
234000
3000
حيث تقوم البرمجيات ببناء الأجزاء الصلبة التي تناسبها
04:15
in a biological system.
84
237000
2000
في النظام البيولوجي.
04:17
But we wanted to go much larger:
85
239000
2000
لكننا أردنا المضي أكثر بكثير.
04:19
we wanted to build the entire bacterial chromosome --
86
241000
3000
رغبنا ببناء كل الكروموسوم للبكتريا.
04:22
it's over 580,000 letters of genetic code --
87
244000
4000
إنها أكثر من 580،000 حرفاً من الشفرة الجينية.
04:26
so we thought we'd build them in cassettes the size of the viruses
88
248000
3000
لذا فقد فكرنا ببنائها على شريط في حجم الفيروسات،
04:29
so we could actually vary the cassettes
89
251000
2000
إذاً فقد أمكننا في الواقع تنويع الأشرطة
04:31
to understand
90
253000
2000
لفهم
04:33
what the actual components of a living cell are.
91
255000
3000
ماهية المكونات الحقيقية للخلية الحية.
04:36
Design is critical,
92
258000
2000
التصميم مهم،
04:38
and if you're starting with digital information in the computer,
93
260000
3000
وإذا بدأت بالمعلومات الرقمية على الكمبيوتر،
04:41
that digital information has to be really accurate.
94
263000
4000
فان تلك المعلومات الرقمية يجب أن تكون دقيقة حقاً.
04:45
When we first sequenced this genome in 1995,
95
267000
3000
عندما قمنا بتسلسل هذا الجينوم عام 1995،
04:48
the standard of accuracy was one error per 10,000 base pairs.
96
270000
4000
فأن معيار الدقة كان خطأ لكل 10،000 زوج في الأساس.
04:52
We actually found, on resequencing it,
97
274000
2000
لقد وجدنا في الواقع، بإعادة سلسلتها،
04:54
30 errors; had we used that original sequence,
98
276000
3000
30 خطاءً. سيكون تمهيداً أننا سلسلنا الأصل،
04:57
it never would have been able to be booted up.
99
279000
3000
فإنه أبدا لم يكن ليتمكن من التحرك.
05:00
Part of the design is designing pieces
100
282000
2000
جزء من التصميم هو تصميم القطع
05:02
that are 50 letters long
101
284000
3000
التي يزيد طولها عن 50 حرفاً
05:05
that have to overlap with all the other 50-letter pieces
102
287000
3000
التي تتداخل مع كل الأحرف ال 50 الأخرى
05:08
to build smaller subunits
103
290000
2000
لبناء وحدات فرعية أصغر
05:10
we have to design so they can go together.
104
292000
3000
ينبغي علينا تصميمها بحيث تكون معاً.
05:13
We design unique elements into this.
105
295000
3000
نحن نصمم عناصر متفردة في هذا.
05:16
You may have read that we put watermarks in.
106
298000
2000
ربما قرأتم أننا وضعنا علامات مائية فيها.
05:18
Think of this:
107
300000
2000
فكروا بهذا:
05:20
we have a four-letter genetic code -- A, C, G and T.
108
302000
3000
لدينا أربعة أحرف للشفرة الجينية: A, C, G و T.
05:23
Triplets of those letters
109
305000
3000
ثلاثية من تلك الحروف
05:26
code for roughly 20 amino acids,
110
308000
2000
شفرة لتقريباً 20 حمض أميني--
05:28
such that there's a single letter designation
111
310000
3000
ذلك ان هناك تعيين لحرف
05:31
for each of the amino acids.
112
313000
2000
مقابل كل حمض أميني.
05:33
So we can use the genetic code to write out words,
113
315000
3000
لذا فيمكننا إستخدام الشفرة الجينية لكتابة كلمات،
05:36
sentences, thoughts.
114
318000
2000
جُمل، أفكار.
05:39
Initially, all we did was autograph it.
115
321000
2000
مبدئياً، كلما فعلناه كان توقيعها.
05:41
Some people were disappointed there was not poetry.
116
323000
3000
كان بعض الناس غاضباً لأنه لم تكن قصيدة.
05:44
We designed these pieces so
117
326000
2000
لقد صممنا هذه القطع بحيث
05:46
we can just chew back with enzymes;
118
328000
3000
نستطيع مضقها مع الإنزيمات.
05:50
there are enzymes that repair them and put them together.
119
332000
3000
هناك إنزيمات يمكنها إصلاحها-الحروف- ووضعها سوياً.
05:53
And we started making pieces,
120
335000
2000
وقد بدأنا نصنع القطع،
05:55
starting with pieces that were 5,000 to 7,000 letters,
121
337000
4000
بدء من القطع التي تبلغ خمسة إلى 7،000 حرفاً،
05:59
put those together to make 24,000-letter pieces,
122
341000
4000
ضع أؤلئك معاً لتصنع 24،000 قطعة،
06:03
then put sets of those going up to 72,000.
123
345000
4000
ثم ضع مجموعة من تلك، يرتفع الرقم إلى 72،000.
06:07
At each stage, we grew up these pieces in abundance
124
349000
2000
في كل مرحلة، ننمي هذه القطع بوفرة
06:09
so we could sequence them
125
351000
2000
بحيث نستطيع سلسلتها
06:11
because we're trying to create a process that's extremely robust
126
353000
3000
لأننا نحاول صنع عملية قوية للغاية--
06:14
that you can see in a minute.
127
356000
3000
التي يمكنكم رؤيتها خلال دقيقة.
06:17
We're trying to get to the point of automation.
128
359000
3000
نحن نحاول الوصول لنقطة التشغيل الآلي.
06:20
So, this looks like a basketball playoff.
129
362000
2000
إذاً، هذا يبدو وكأنه مباراة كرة سلة.
06:22
When we get into these really large pieces
130
364000
2000
عندما نصل لهذه القطع الكبيرة حقاً--
06:24
over 100,000 base pairs,
131
366000
4000
ما يزيد على 100،000 زوج في الأساس--
06:28
they won't any longer grow readily in E. coli --
132
370000
2000
فانها لن تنمو أطول بسهولة في الإشريكية القولونية.
06:30
it exhausts all the modern tools of molecular biology --
133
372000
4000
إنها ترهق كل معدات البيولوجيا الحيوية الحديثة.
06:34
and so we turned to other mechanisms.
134
376000
4000
ولذا فقد تحولنا إلى آليات أخرى.
06:38
We knew there's a mechanism called homologous recombination
135
380000
3000
علمنا أن هناك آلية تسمى إعادة التركيب المتماثل،
06:41
that biology uses to repair DNA
136
383000
3000
التي تستخدم في البيولوجي لإصلاح الحمض النووي،
06:44
that can put pieces together.
137
386000
3000
ويمكنها وضع القطع سوياً.
06:47
Here's an example of it:
138
389000
1000
ها هو مثال لذلك.
06:48
there's an organism called
139
390000
1000
هناك كائن حي يسمى
06:49
Deinococcus radiodurans
140
391000
2000
باكتريا Deinococcus radiodurans
06:51
that can take three millions rads of radiation.
141
393000
3000
التي يمكنها إستقبال ثلاثة ملايين شعاع من الأشعة.
06:54
You can see in the top panel, its chromosome just gets blown apart.
142
396000
4000
يمكنكم رؤيتها في قمة اللوحة، كروموسومها يحترق جزئياً.
06:58
Twelve to 24 hours later, it put it
143
400000
3000
12 إلى 24 ساعة لاحقاً، تقوم بوضعه
07:01
back together exactly as it was before.
144
403000
2000
سوياً مجدداً كما كانت من قبل.
07:03
We have thousands of organisms that can do this.
145
405000
3000
لدينا آلالاف الكائنات الحية التي يمكنها فعل نفس الشئ.
07:06
These organisms can be totally desiccated;
146
408000
2000
يمكن لهذه الكائنات أن تكون جافة تماماً.
07:08
they can live in a vacuum.
147
410000
2000
يمكن أن تعيش في أنبوب.
07:11
I am absolutely certain that life can exist in outer space,
148
413000
3000
أنا متأكد تماماً أن الحياة يمكن أن تتواجد في الفضاء الخارجي،
07:14
move around, find a new aqueous environment.
149
416000
3000
تتنقل، تجد بيئة مائية جديدة.
07:17
In fact, NASA has shown a lot of this is out there.
150
419000
4000
في الواقع، لقد عرضت وكالة ناسا الكثير من هذا.
07:21
Here's an actual micrograph of the molecule we built
151
423000
4000
هناك صورة مجهرية للجزيء الذي بنيناه
07:25
using these processes, actually just using yeast mechanisms
152
427000
4000
بإستخدام هذه العمليات -- في الواقع بإستخدام آليات التخمير
07:29
with the right design of the pieces we put them in;
153
431000
3000
مع التصميم الصحيح للقطع التي نضعها سوياً.
07:32
yeast puts them together automatically.
154
434000
3000
التخمير يضعهم سوياً بصورة آلية.
07:35
This is not an electron micrograph;
155
437000
2000
هذه ليست صورة إلكترونية مجهرية.
07:37
this is just a regular photomicrograph.
156
439000
2000
هذه مجرد صورة مجهرية عادية.
07:39
It's such a large molecule
157
441000
2000
إنها مجرد جزيء كبير
07:41
we can see it with a light microscope.
158
443000
3000
يمكننا رؤيته على مايكروسكوب ضوئي.
07:44
These are pictures over about a six-second period.
159
446000
3000
هذه الصور لما يزيد على فترة الست ثواني.
07:47
So, this is the publication we had just a short while ago.
160
449000
4000
إذاً هذه هي النشرة التي حصلنا عليها للتو قبل قليل.
07:51
This is over 580,000 letters of genetic code;
161
453000
3000
هذا أكثر من 580،000 حرفاً من الشفرة الجينية.
07:54
it's the largest molecule ever made by humans of a defined structure.
162
456000
5000
إنها أكبر جزيء تم صنعه بواسطة البشر لشكل معروف.
07:59
It's over 300 million molecular weight.
163
461000
3000
إنها تزن أكثر من وزن 300 مليون جزيء.
08:02
If we printed it out at a 10 font with no spacing,
164
464000
3000
إذا طبعناها بحجم الخط 10 بدون فراغات،
08:05
it takes 142 pages
165
467000
2000
فإنها تأخذ 142 صفحة
08:07
just to print this genetic code.
166
469000
4000
فقط لطباعة هذه الشفرة الجينية.
08:11
Well, how do we boot up a chromosome? How do we activate this?
167
473000
3000
حسناً، كيف يمكننا تحريك الكروموسوم؟ كيف يمكننا تنشيطه؟
08:14
Obviously, with a virus it's pretty simple;
168
476000
3000
عادةً، مع الفيروس الأمر غاية في البساطة.
08:17
it's much more complicated dealing with bacteria.
169
479000
3000
التعامل مع الباكتريا أعقد بكثير .
08:20
It's also simpler when you go
170
482000
2000
إنه كذلك أبسط عندما تدخل
08:22
into eukaryotes like ourselves:
171
484000
2000
إلى النواة مثلنا:
08:24
you can just pop out the nucleus
172
486000
2000
يمكنك فقط سحب النواة
08:26
and pop in another one,
173
488000
2000
وإدخالها في واحدة أخرى،
08:28
and that's what you've all heard about with cloning.
174
490000
3000
وهذا كل ما سمعتموا عنه بشأن الإستنساخ.
08:31
With bacteria and Archaea, the chromosome is integrated into the cell,
175
493000
4000
مع عتائق الباكتريا، فأن الكروموسوم يدمج داخل الخلية،
08:35
but we recently showed that we can do a complete transplant
176
497000
4000
لكننا قمنا مؤخراً بإثبات أنه يمكننا زراعة كاملة
08:39
of a chromosome from one cell to another
177
501000
2000
لكروموسوم من خلية إلى خلية أخرى
08:41
and activate it.
178
503000
3000
وتفعيل الخلية.
08:44
We purified a chromosome from one microbial species --
179
506000
4000
نحن ننقي الكروموسوم من كائن مايكروبي واحد.
08:48
roughly, these two are as distant as human and mice --
180
510000
3000
تقريباً، هذين الأثنتين بعيدتان مثل البشر والفئران.
08:51
we added a few extra genes
181
513000
2000
وقد أضفنا بعض الجينات القليلة
08:53
so we could select for this chromosome,
182
515000
2000
بحيث يمكننا الإختيار لهذه الكروموسوم.
08:55
we digested it with enzymes
183
517000
2000
وقمنا بخلطها مع الإنزيمات
08:57
to kill all the proteins,
184
519000
2000
لقتل البروتينات.
08:59
and it was pretty stunning when we put this in the cell --
185
521000
3000
وقد كان مذهل للغاية عندما وضعنا هذا في الخلية --
09:02
and you'll appreciate
186
524000
2000
سوف نقدّر
09:04
our very sophisticated graphics here.
187
526000
3000
رسوماتنا الرائعة للغاية هنا --
09:07
The new chromosome went into the cell.
188
529000
3000
إنتقل الكروموسوم الجديد لداخل الخلية.
09:10
In fact, we thought this might be as far as it went,
189
532000
2000
في الحقيقة، لقد أعتقدنا أن هذا ربما يكون بقدر ما وصلت،
09:12
but we tried to design the process a little bit further.
190
534000
3000
لكننا حاولنا تصميم العملية بصورة أوسع بقليل.
09:15
This is a major mechanism of evolution right here.
191
537000
3000
هذه هي آلية رئيسية للتطوّر ها هنا.
09:18
We find all kinds of species
192
540000
2000
نحن نجد كل أنواع الكائنات
09:20
that have taken up a second chromosome
193
542000
2000
التي أخذت كروموسوم ثاني
09:22
or a third one from somewhere,
194
544000
2000
أو ثالث من مكان آخر،
09:24
adding thousands of new traits
195
546000
2000
مضيفةً آلالاف السمات الجديدة
09:26
in a second to that species.
196
548000
2000
بجانب تلك الكائنات.
09:28
So, people who think of evolution
197
550000
2000
لذا فالناس الذين يؤمنون بالتطوّر
09:30
as just one gene changing at a time
198
552000
2000
كمجرد جين واحد يتغيّر كل فترة
09:32
have missed much of biology.
199
554000
3000
قد ضيّعوا الكثير من البايولوجي.
09:35
There are enzymes called restriction enzymes
200
557000
2000
هناك إنزيمات تسمى إنزيمات التقييد
09:37
that actually digest DNA.
201
559000
2000
التي في الواقع تهضم الحمض النووي.
09:39
The chromosome that was in the cell
202
561000
2000
الكروموسوم الذي كان في الخلية
09:41
doesn't have one;
203
563000
2000
لم يكن لديه أحدها.
09:43
the chromosome we put in does.
204
565000
2000
الخلية -- الكروموسوم الذي وضعناه داخلها -- كان له أحداها.
09:45
It got expressed and it recognized
205
567000
2000
لقد تم إستقباله والتعرف على
09:47
the other chromosome as foreign material,
206
569000
3000
الكروموسوم الآخر كمادة غريبة،
09:50
chewed it up, and so we ended up
207
572000
2000
تم مضغه، وعليه توصلنا إلى
09:52
just with a cell with the new chromosome.
208
574000
4000
خلية واحدة بكروموسوم جديد.
09:56
It turned blue because of the genes we put in it.
209
578000
3000
لقد تحولت للون الأزرق بسبب الجينات التي وضعناها فيها.
09:59
And with a very short period of time,
210
581000
2000
ومع مرور فترة زمنية قصيرة للغاية،
10:01
all the characteristics of one species were lost
211
583000
3000
كل صفات الكائن الواحد قد أختفت
10:04
and it converted totally into the new species
212
586000
3000
وقد تحولت كلياً إلى كائن جديد،
10:07
based on the new software that we put in the cell.
213
589000
3000
بناء على برنامج جديد نحن وضعناه في الخلية.
10:10
All the proteins changed,
214
592000
2000
تغيرت كل البروتينات،
10:12
the membranes changed;
215
594000
2000
وتغيرت الأغشية --
10:14
when we read the genetic code, it's exactly what we had transferred in.
216
596000
4000
وعندما نقرأ الشفرة الجينية، فإنها بالضبط ما قمنا بنقله داخلها.
10:18
So, this may sound like genomic alchemy,
217
600000
3000
إذاً فهذا ربما يبدو مثل الكيمياء الجينية،
10:21
but we can, by moving the software of DNA around,
218
603000
4000
لكن يمكننا، بتغيير برنامج الحمض النووي،
10:25
change things quite dramatically.
219
607000
4000
تغير الأشياء بصورة أكثر جذريةً.
10:29
Now I've argued, this is not genesis;
220
611000
2000
الآن، لقد جادلت بأن هذا ليس تكوّن --
10:31
this is building on three and a half billion years of evolution.
221
613000
4000
هذا بناء على ثلاثة ونصف مليار سنة من التطوّر،
10:36
And I've argued that we're about to perhaps
222
618000
2000
ولقد جادلت بأننا ربما على وشك
10:38
create a new version of the Cambrian explosion,
223
620000
3000
إنشاء نسخة جديدة من الانفجار الكمبري
10:41
where there's massive new speciation
224
623000
3000
حيث هناك كمية مذهلة جديدة من النشوء
10:45
based on this digital design.
225
627000
2000
بناء على هذا التصميم الرقمي.
10:47
Why do this?
226
629000
2000
لم نفعل هذا؟
10:49
I think this is pretty obvious in terms of some of the needs.
227
631000
2000
أعتقد أن هذا هو واضح جدا من حيث بعض الاحتياجات.
10:51
We're about to go from six and a half
228
633000
2000
نحن على وشك أن نصبح من ستة ونصف
10:53
to nine billion people over the next 40 years.
229
635000
3000
إلى تسعة مليار نسمة خلال ال 40 سنة القادمة.
10:56
To put it in context for myself:
230
638000
2000
لأضعها في السياق لنفسي:
10:58
I was born in 1946.
231
640000
2000
لقد وُلدت عام 1946.
11:00
There are now three people on the planet
232
642000
2000
هناك ثلاثة أشخاص على الكوكب
11:02
for every one of us that existed in 1946;
233
644000
4000
لكل منا كان موجوداً عام 1946.
11:06
within 40 years, there'll be four.
234
648000
3000
خلال 40 سنة، سيكونوا أربعة.
11:09
We have trouble feeding, providing fresh, clean water,
235
651000
3000
لدينا مشكلة في توفير الغذاء، الماء النظيف،
11:12
medicines, fuel
236
654000
2000
الدواء، الوقود
11:14
for the six and a half billion.
237
656000
3000
للستة ونصف مليار نسمة.
11:17
It's going to be a stretch to do it for nine.
238
659000
2000
سيكون تمدداً فعل ذلك للتسعة مليارات نسمة.
11:19
We use over five billion tons of coal,
239
661000
3000
نحن نستخدم ما يزيد على 5 مليارات طن من الفحم،
11:22
30 billion-plus barrels of oil --
240
664000
3000
30 مليار وأكثر برميل من النفط.
11:25
that's a hundred million barrels a day.
241
667000
4000
ذلك مائة مليون برميل يومياً.
11:29
When we try to think of biological processes
242
671000
2000
عندما تحاول التفكير بالعمليات البايولوجية
11:31
or any process to replace that,
243
673000
3000
أو أي عملية لإحلال ذلك،
11:34
it's going to be a huge challenge.
244
676000
2000
فأنه سيكون تحدياً ضخماً.
11:36
Then of course, there's all that
245
678000
2000
ثم، بالطبع هناك
11:38
CO2 from this material
246
680000
2000
ثاني أوكسيد الكربون من هذه المواد
11:40
that ends up in the atmosphere.
247
682000
3000
الذي سينتهي في الغلاف الجوي.
11:43
We now, from our discovery around the world,
248
685000
2000
نحن الآن، من إستكشافنا للعالم،
11:45
have a database with about 20 million genes,
249
687000
4000
لدينا قاعدة بيانات لحوالي 20 مليون من الجينات،
11:49
and I like to think of these as the design components of the future.
250
691000
4000
وأرغب في التفكير بها كمكونات تصميم للمستقبل.
11:53
The electronics industry only had a dozen or so components,
251
695000
3000
إن قطاع الإلكترونيات لديه فقط حفنة أو يزيد من المكونات،
11:56
and look at the diversity that came out of that.
252
698000
4000
وأنظروا للتنوع الذي جاء جراء ذلك.
12:00
We're limited here primarily
253
702000
2000
نحن محدودون هنا في الأساس
12:02
by a biological reality
254
704000
2000
بالحقائق البايولوجية
12:04
and our imagination.
255
706000
2000
وبخيالنا.
12:07
We now have techniques,
256
709000
2000
لدينا الآن الأساليب،
12:09
because of these rapid methods of synthesis,
257
711000
3000
بسبب هذه الطرق السريعة للتجميع،
12:12
to do what we're calling combinatorial genomics.
258
714000
4000
لتنفيذ ما نسميه الجينوم الإندماجي.
12:16
We have the ability now to build a large robot
259
718000
3000
لدينا المقدرة الآن لبناء روبوت ضخم
12:19
that can make a million chromosomes a day.
260
721000
3000
الذي يمكنه صنع مليون كروموسوم يومياً.
12:23
When you think of processing these 20 million different genes
261
725000
3000
حينما تفكر بمعالجة هذه ال 20 مليون جين المختلفة،
12:26
or trying to optimize processes
262
728000
2000
أو محاولة تحسين العمليات
12:28
to produce octane or to produce pharmaceuticals,
263
730000
3000
لإنتاج أوكتان أو المستحضرات الصيدلانية ،
12:31
new vaccines,
264
733000
3000
لقاحات جديدة،
12:34
we can just with a small team,
265
736000
3000
يمكننا أن نغيّر، فقط بواسطة فريق صغير،
12:37
do more molecular biology
266
739000
2000
عمل أحياء الجزيئية أكثر
12:39
than the last 20 years of all science.
267
741000
3000
من العشرين سنة الأخيرة لكل العلوم.
12:42
And it's just standard selection:
268
744000
2000
وانها مجرد اختيار قياسي.
12:44
we can select for viability,
269
746000
2000
يمكننا الإختيار للوفرة،
12:46
chemical or fuel production,
270
748000
2000
الإنتاج الكيميائي أو الوقود،
12:48
vaccine production, etc.
271
750000
2000
إنتاج اللقاحات، وهلمجرا.
12:50
This is a screen snapshot
272
752000
3000
هذه لقطة من الشاشة
12:53
of some true design software
273
755000
3000
لبعض برامج التصميم الحقيقية
12:56
that we're working on to actually be able to sit down
274
758000
3000
التي نعمل عليها للتمكن من الجلوس
12:59
and design species in the computer.
275
761000
3000
وتصميم كائنات على الكمبيوتر.
13:03
You know, we don't know necessarily what it'll look like:
276
765000
3000
تعلمون، نحن لا نعلم بالضرورة ما ستبدو عليه.
13:06
we know exactly what their genetic code looks like.
277
768000
3000
نحن نعلم بالضبط ما تبدو عليه شفرتها الجينية.
13:09
We're focusing on now fourth-generation fuels.
278
771000
5000
نحن نركز الآن على الجيل الرابع للوقود.
13:15
You've seen recently, corn to ethanol
279
777000
2000
لقد شهدنا مؤخراً أن تحويل الذرة إلى إيثانول
13:17
is just a bad experiment.
280
779000
2000
وهي مجرد تجربة سيئة.
13:19
We have second- and third-generation fuels
281
781000
2000
لدينا جيل ثاني وثالث من الوقود
13:21
that will be coming out relatively soon
282
783000
3000
الذي سيأتي قريباً نسبياً
13:24
that are sugar, to much higher-value fuels
283
786000
3000
وهو السكر، وهو وقود أعلى قيمة بكثير
13:27
like octane or different types of butanol.
284
789000
3000
مثل الأوكتان أو الأنواع المختلفة للبيوتانول.
13:30
But the only way we think that biology
285
792000
3000
لكن الطريقة الوحيدة التي نعتقد أن البيولوجي
13:33
can have a major impact without
286
795000
2000
يمكن أن يكون لها تأثير كبير بدون
13:36
further increasing the cost of food and limiting its availability
287
798000
3000
تزويد سعر الغذاء أكثر والحد من وفرته
13:39
is if we start with CO2 as its feedstock,
288
801000
3000
هي إذا بدأنا بثاني أوكسيد الكربون كمادة وسيطة،
13:42
and so we're working with designing cells to go down this road.
289
804000
4000
ولذا فنحن نعمل على تصميمات للخلايا للذهاب في هذا الإتجاه،
13:47
And we think we'll have the first fourth-generation fuels
290
809000
3000
ونعتقد أننا سنحصل على أول وقود من الجيل الرابع
13:50
in about 18 months.
291
812000
2000
في حوالي 18 شهراً.
13:52
Sunlight and CO2 is one method ...
292
814000
2000
ضوء الشمس وثاني أوكسيد الكربون هي طريقة واحدة --
13:54
(Applause)
293
816000
5000
(تصفيق)
13:59
but in our discovery around the world,
294
821000
2000
-- لكن في إستكشافنا حول العالم،
14:01
we have all kinds of other methods.
295
823000
2000
لدينا كل الأنواع لبقية الطرق.
14:03
This is an organism we described in 1996.
296
825000
4000
هذا هو الكائن الذي وصفناه عام 1996.
14:07
It lives in the deep ocean,
297
829000
2000
إنه يعيش في أعماق البحار،
14:09
about a mile and a half deep,
298
831000
2000
على عمق حوالي ميل ونصف
14:11
almost at boiling-water temperatures.
299
833000
2000
تقريباً في درجة حرارة غليان الماء.
14:13
It takes CO2 to methane
300
835000
3000
إنه يأخذ ثاني أوكسيد الكربون إلى الميثان
14:16
using molecular hydrogen as its energy source.
301
838000
3000
مستخدماً جزيء الهيدروجين كمصدر للطاقة.
14:19
We're looking to see if we can take
302
841000
2000
نحن نبحث لمعرفة إن كان بمستطاعنا أخذ
14:21
captured CO2,
303
843000
2000
ثاني أوكسيد الكربون الملتقط،
14:23
which can easily be piped to sites,
304
845000
2000
الذي يمكن بسهولة إيصاله إلى المواقع،
14:25
convert that CO2 back into fuel
305
847000
3000
تحويل ثاني أوكسيد الكربون مجدداً إلى وقود،
14:28
to drive this process.
306
850000
3000
لإنتاج هذه العملية.
14:31
So, in a short period of time,
307
853000
2000
إذاً فخلال وقت قصير،
14:33
we think that we might be able to increase
308
855000
4000
نعتقد أنه ربما يمكننا زيادة
14:37
what the basic question is of "What is life?"
309
859000
3000
ما السؤال الأساس الذي هو " ما هي الحياة؟"
14:40
We truly, you know,
310
862000
2000
نحن حقيقة، كما تعلمون--
14:42
have modest goals
311
864000
2000
لدينا أهداف متواضعة
14:44
of replacing the whole petrol-chemical industry --
312
866000
3000
لإحلال كل قطاع البتروكيماويات.
14:47
(Laughter) (Applause)
313
869000
3000
(ضحك) (تصفيق)
14:50
Yeah. If you can't do that at TED, where can you? --
314
872000
3000
نعم. إن لم تستطيع فعل ذلك في مؤتمر "تيد"، أين يمكنك فعله؟
14:53
(Laughter)
315
875000
2000
(ضحك)
14:55
become a major source of energy ...
316
877000
2000
ليصبح مصدراً رئيسياً للطاقة.
14:57
But also, we're now working on using these same tools
317
879000
3000
لكن أيضاً نحن نعمل الآن على إستخدام نفس الأدوات
15:00
to come up with instant sets of vaccines.
318
882000
3000
للتوصل إلى مجموعة لحظية من العقاقير.
15:03
You've seen this year with flu;
319
885000
2000
لقد شهدنا هذه السنة مع الأنفلونزا،
15:05
we're always a year behind and a dollar short
320
887000
3000
نحن دائماً متخلفون بسنة وينقصنا دولار
15:08
when it comes to the right vaccine.
321
890000
2000
عندما يتعلق الأمر بالدواء الصحيح.
15:10
I think that can be changed
322
892000
2000
أعتقد أن الأمر يمكن أن يتغير
15:12
by building combinatorial vaccines in advance.
323
894000
3000
ببناء عقاقير إندماجية مقدماً.
15:16
Here's what the future may begin to look like
324
898000
3000
ها هنا ما سيبدو عليه ربما المستقبل
15:19
with changing, now, the evolutionary tree,
325
901000
4000
بالتغيير، الآن، شجرة التطوّر،
15:23
speeding up evolution
326
905000
2000
تسريع النشوء
15:25
with synthetic bacteria, Archaea
327
907000
3000
بالباكتريا الإصطناعية، archea،
15:28
and, eventually, eukaryotes.
328
910000
3000
وفي نهاية المطاف النواة.
15:32
We're a ways away from improving people:
329
914000
2000
نحن بعيدون من تحسين قدرات الناس.
15:34
our goal is just to make sure that we have a chance
330
916000
3000
وهدفنا هو التأكد من أن لدينا فرصة
15:37
to survive long enough to maybe do that. Thank you very much.
331
919000
3000
للصمود بما يكفي لفعل ذلك ربما. شكراً جزيلاً لكم.
15:40
(Applause)
332
922000
7000
(تصفيق)
ABOUT THE SPEAKER
Craig Venter - Biologist, genetics pioneerIn 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.
Craig Venter | Speaker | TED.com