TEDGlobal 2011
Lee Cronin: Making matter come alive
Lee Cronin: Oživování hmoty
Filmed:
Readability: 3.8
770,372 views
Než na Zemi existoval život, byla tu jen hmota, anorganická mrtvá hmota. Jak nepravděpodobné je, že vznikne život? A -- mohl by využívat i jiný typ chemie? Používaje elegantní definice života (cokoli, co se dokáže vyvíjet), chemik Lee Cronin prozkoumává tuto otázku pokusem o vytvoření anorganické buňky z "Lego kitu" anorganických molekul -- žádný uhlík -- která se sestaví, replikuje a soupeří.
Lee Cronin - Chemist
A professor of chemistry, nanoscience and chemical complexity, Lee Cronin and his research group investigate how chemistry can revolutionize modern technology and even create life. Full bio
A professor of chemistry, nanoscience and chemical complexity, Lee Cronin and his research group investigate how chemistry can revolutionize modern technology and even create life. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:15
What I'm going to try and do in the next 15 minutes or so
0
0
3000
O co se budu v následujících cca 15 minutách snažit,
00:18
is tell you about an idea
1
3000
2000
je říci vám o nápadu,
00:20
of how we're going to make matter come alive.
2
5000
3000
jak přimějeme hmotu oživnout.
00:23
Now this may seem a bit ambitious,
3
8000
2000
To se může zdát lehce ambiciózní,
00:25
but when you look at yourself, you look at your hands,
4
10000
2000
ale když se podíváte na sebe, na své ruce,
00:27
you realize that you're alive.
5
12000
2000
uvědomíte si, že jsou živé.
00:29
So this is a start.
6
14000
2000
Takže to je začátek.
00:31
Now this quest started four billion years ago on planet Earth.
7
16000
3000
Toto hledání začalo před čtyřmi miliardami let na planetě Zemi.
00:34
There's been four billion years
8
19000
2000
Již čtyři miliardy let
00:36
of organic, biological life.
9
21000
2000
tu je organický, biologický život.
00:38
And as an inorganic chemist,
10
23000
2000
A jako anorganický chemik,
00:40
my friends and colleagues make this distinction
11
25000
2000
mí přátelé a kolegové rozlišujeme
00:42
between the organic, living world
12
27000
3000
mezi organickým, živým světem
00:45
and the inorganic, dead world.
13
30000
2000
a anorganickým, mrtvým světem.
00:47
And what I'm going to try and do is plant some ideas
14
32000
3000
A o co se pokusím a co udělám, je zasadit pár myšlenek
00:50
about how we can transform inorganic, dead matter
15
35000
4000
o tom, jak můžeme transformovat anorganickou, mrtvou hmotu,
00:54
into living matter, into inorganic biology.
16
39000
3000
do živoucí hmoty, do anorganické biologie.
00:57
Before we do that,
17
42000
2000
Než toto udělám,
00:59
I want to kind of put biology in its place.
18
44000
3000
chci tak nějak usadit biologii na její místo.
01:02
And I'm absolutely enthralled by biology.
19
47000
2000
A já jsem naprosto omámen biologií.
01:04
I love to do synthetic biology.
20
49000
2000
Miluji syntetickou biologii.
01:06
I love things that are alive.
21
51000
2000
Miluji věci, které jsou živé.
01:08
I love manipulating the infrastructure of biology.
22
53000
2000
Miluji manipulaci s infrastrukturou biologie.
01:10
But within that infrastructure,
23
55000
2000
Ale v rámci této infrastruktury
01:12
we have to remember
24
57000
2000
si musíme zapamatovat,
01:14
that the driving force of biology
25
59000
2000
že řídící síla biologie
01:16
is really coming from evolution.
26
61000
2000
popravdě vychází z evoluce.
01:18
And evolution,
27
63000
2000
A evoluce,
01:20
although it was established well over 100 years ago by Charles Darwin
28
65000
3000
ačkoli byla ustanovena před více než 100 lety Charlesem Darwinem
01:23
and a vast number of other people,
29
68000
2000
a širokým počtem dalších lidí,
01:25
evolution still is a little bit intangible.
30
70000
3000
stále je trošku nehmatatelná.
01:28
And when I talk about Darwinian evolution,
31
73000
2000
A když hovořím o darwinistické evoluci,
01:30
I mean one thing and one thing only,
32
75000
2000
mám na mysli jednu jedinou věc,
01:32
and that is survival of the fittest.
33
77000
2000
a to přežití nejschopnějšího.
01:34
And so forget about evolution
34
79000
2000
A tak zapomeňte na evoluci
01:36
in a kind of metaphysical way.
35
81000
2000
v metafyzické podstatě.
01:38
Think about evolution
36
83000
2000
Pomyslete na evoluci
01:40
in terms of offspring competing,
37
85000
2000
z hlediska potomků, co soutěží
01:42
and some winning.
38
87000
2000
a někteří vyhrávají.
01:44
So bearing that in mind,
39
89000
2000
S tímto na mysli,
01:46
as a chemist, I wanted to ask myself
40
91000
2000
jakožto chemik, chtěl jsem si položit
01:48
the question frustrated by biology:
41
93000
2000
otázku frustrovanou biologií:
01:50
What is the minimal unit of matter
42
95000
3000
Jaké je minimální množství hmoty,
01:53
that can undergo Darwinian evolution?
43
98000
3000
jež může zažít darwinistickou evoluci?
01:56
And this seems quite a profound question.
44
101000
2000
A toto se zdá jako docela hluboká otázka.
01:58
And as a chemist,
45
103000
2000
A jako chemici
02:00
we're not used to profound questions every day.
46
105000
2000
nejsme zvyklí na hluboké otázky každý den.
02:02
So when I thought about it,
47
107000
2000
Takže když jsem se nad tím zamyslel,
02:04
then suddenly I realized
48
109000
2000
náhle jsem si uvědomil,
02:06
that biology gave us the answer.
49
111000
2000
že biologie nám dala odpověď.
02:08
And in fact, the smallest unit of matter
50
113000
2000
A vskutku, nejmenší jednotkou hmoty,
02:10
that can evolve independently
51
115000
2000
která se může nezávisle vyvíjet
02:12
is, in fact, a single cell --
52
117000
2000
je, vskutku, samotná buňka --
02:14
a bacteria.
53
119000
2000
bakterie.
02:16
So this raises three really important questions:
54
121000
3000
Tím vyvstávají tři velmi důležité otázky:
02:19
What is life?
55
124000
2000
Co je to život?
02:21
Is biology special?
56
126000
2000
Je biologie výjimečná?
02:23
Biologists seem to think so.
57
128000
2000
Biologové si to, zdá se, myslí.
02:25
Is matter evolvable?
58
130000
2000
Může se hmota vyvíjet?
02:27
Now if we answer those questions in reverse order,
59
132000
3000
Nyní, když zodpovíte tyto otázky v opačném pořadí,
02:30
the third question -- is matter evolvable? --
60
135000
2000
třetí otázka -- může se hmota vyvíjet? --
02:32
if we can answer that,
61
137000
2000
pokud ji můžeme zodpovědět,
02:34
then we're going to know how special biology is,
62
139000
2000
poznáme tím, jak výjimečná je biologie,
02:36
and maybe, just maybe,
63
141000
2000
a možná, jen možná,
02:38
we'll have some idea of what life really is.
64
143000
3000
budeme mít trochu ponětí o tom, co je opravdu život.
02:41
So here's some inorganic life.
65
146000
2000
Takže tady je trocha anorganického života.
02:43
This is a dead crystal,
66
148000
2000
Toto je mrtvý krystal
02:45
and I'm going to do something to it,
67
150000
2000
a já s ním něco provedu
02:47
and it's going to become alive.
68
152000
2000
a on ožije.
02:49
And you can see,
69
154000
2000
A můžete viděte,
02:51
it's kind of pollinating, germinating, growing.
70
156000
3000
je to něco jako opylení, klíčení, růst.
02:54
This is an inorganic tube.
71
159000
2000
Toto je anorganická trubice.
02:56
And all these crystals here under the microscope
72
161000
2000
A všechny tyto krystaly tady pod mikroskopem
02:58
were dead a few minutes ago, and they look alive.
73
163000
2000
byly před pár minutami mrtvé a vypadají živě.
03:00
Of course, they're not alive.
74
165000
2000
Jistěže, nejsou živé.
03:02
It's a chemistry experiment where I've made a crystal garden.
75
167000
3000
Je to chemický experiment, v němž jsem vytvořil krystalovou zahrádku.
03:05
But when I saw this, I was really fascinated,
76
170000
3000
Ale když jsem toto spatřil, byl jsem opravdu fascinován,
03:08
because it seemed lifelike.
77
173000
2000
protože to vypadalo tak podobné životu.
03:10
And as I pause for a few seconds, have a look at the screen.
78
175000
3000
Na chvilku to pozastavím, pohleďte na plátno.
03:15
You can see there's architecture growing, filling the void.
79
180000
3000
Vidíte, že tam roste architektura, vyplňujíc prázdnotu.
03:18
And this is dead.
80
183000
2000
A je to mrtvé.
03:20
So I was positive that,
81
185000
2000
Takže jsem byl optimistický v tom, že
03:22
if somehow we can make things mimic life,
82
187000
2000
pokud nějak dokážeme přimět věci imitovat život,
03:24
let's go one step further.
83
189000
2000
pojďme o krok dál.
03:26
Let's see if we can actually make life.
84
191000
2000
Podívejme se, jestli můžeme skutečně stvořit život.
03:28
But there's a problem,
85
193000
2000
Ale je tu problém,
03:30
because up until maybe a decade ago,
86
195000
2000
protože až do minulé dekády
03:32
we were told that life was impossible
87
197000
2000
nám bylo tvrzeno, že život je nemožný
03:34
and that we were the most incredible miracle in the universe.
88
199000
3000
a že jsme nejneuvěřitelnějším zázrakem ve vesmíru.
03:37
In fact, we were the only people
89
202000
2000
Vlastně jsme byli jediní lidé
03:39
in the universe.
90
204000
2000
ve vesmíru.
03:41
Now, that's a bit boring.
91
206000
2000
No, to je trošku nudné.
03:43
So as a chemist,
92
208000
2000
Takže jako chemik
03:45
I wanted to say, "Hang on. What is going on here?
93
210000
2000
jsem chtěl říct: "Počkat. Co se to tu děje?
03:47
Is life that improbable?"
94
212000
2000
Je život tak nepravděpodobný?"
03:49
And this is really the question.
95
214000
3000
A to je opravdu ta otázka.
03:52
I think that perhaps the emergence of the first cells
96
217000
3000
Myslím, že možná vznik prvních buněk
03:55
was as probable as the emergence of the stars.
97
220000
3000
byl tak pravděpodobný jako vznik hvězd.
03:58
And in fact, let's take that one step further.
98
223000
3000
A vskutku, udělejme další krok.
04:01
Let's say
99
226000
2000
Řekněme,
04:03
that if the physics of fusion
100
228000
2000
že pokud je fyzika fúze
04:05
is encoded into the universe,
101
230000
2000
zakódována do vesmíru,
04:07
maybe the physics of life is as well.
102
232000
2000
možná je stejně tak i fyzika života.
04:09
And so the problem with chemists --
103
234000
2000
A tak problém s chemiky --
04:11
and this is a massive advantage as well --
104
236000
2000
a to je stejně tak i obrovská výhoda --
04:13
is we like to focus on our elements.
105
238000
2000
je, že se rádi zaměřujeme na naše prvky.
04:15
In biology, carbon takes center stage.
106
240000
3000
V biologii má hlavní roli uhlík.
04:18
And in a universe where carbon exists
107
243000
2000
A ve vesmíru, kde uhlík existuje
04:20
and organic biology,
108
245000
2000
a organická biologie,
04:22
then we have all this wonderful diversity of life.
109
247000
3000
pak máme všechnu to skvělou rozmanitost života.
04:25
In fact, we have such amazing lifeforms that we can manipulate.
110
250000
4000
Vlastně máme tak úžasné formy života, se kterými můžeme manipulovat.
04:29
We're awfully careful in the lab
111
254000
2000
Jsme velice opatrní v laboratoři,
04:31
to try and avoid various biohazards.
112
256000
2000
abychom se vyhnuli různýmu biohazardu.
04:33
Well what about matter?
113
258000
2000
Tak co s hmotou?
04:35
If we can make matter alive, would we have a matterhazard?
114
260000
3000
Pokud dokážeme oživit hmotu, byl by to hmotohazard?
04:38
So think, this is a serious question.
115
263000
2000
Pomyslete, to je vážná otázka.
04:40
If your pen could replicate,
116
265000
3000
Pokud by se vaše pero dokázalo replikovat,
04:43
that would be a bit of a problem.
117
268000
2000
byl by to trochu problém.
04:45
So we have to think differently
118
270000
2000
Musíme se tedy zamyslet jinak,
04:47
if we're going to make stuff come alive.
119
272000
2000
pokud se chystáme oživit hmotu.
04:49
And we also have to be aware of the issues.
120
274000
2000
A také musíme dbát na problémy.
04:51
But before we can make life,
121
276000
2000
Ale než dokážeme stvořit život,
04:53
let's think for a second
122
278000
2000
zamysleme se na sekundu,
04:55
what life really is characterized by.
123
280000
2000
čím je život opravdu charakterizován.
04:57
And forgive the complicated diagram.
124
282000
2000
A odpusťte ten komplikovaný diagram.
04:59
This is just a collection of pathways in the cell.
125
284000
3000
Toto je jen soubor cest v buňce.
05:02
And the cell is obviously for us
126
287000
2000
A buňka je pro nás očividně
05:04
a fascinating thing.
127
289000
2000
fascinující věc.
05:06
Synthetic biologists are manipulating it.
128
291000
3000
Syntetičtí biologové jí manipulují.
05:09
Chemists are trying to study the molecules to look at disease.
129
294000
3000
Chemici se snaží studovat molekuly, aby se podívali na nemoci.
05:12
And you have all these pathways going on at the same time.
130
297000
2000
A všechny tyto cesty běží ve stejný čas.
05:14
You have regulation;
131
299000
2000
Máte regulaci;
05:16
information is transcribed;
132
301000
2000
informace jsou přepsány;
05:18
catalysts are made; stuff is happening.
133
303000
2000
katalyzátory jsou vytvářeny; dějí se věci.
05:20
But what does a cell do?
134
305000
2000
Ale co dělá buňka?
05:22
Well it divides, it competes,
135
307000
2000
No, dělí se, soutěží,
05:24
it survives.
136
309000
2000
přežívá.
05:26
And I think that is where we have to start
137
311000
2000
A myslím, že to je to, kde musíme začít
05:28
in terms of thinking about
138
313000
2000
za podmínek, že přemýšlíme o
05:30
building from our ideas in life.
139
315000
2000
stavění v životě z našich myšlenek.
05:32
But what else is life characterized by?
140
317000
2000
Ale jak jinak je život charakterizován?
05:34
Well, I like think of it
141
319000
2000
Představuji si ho
05:36
as a flame in a bottle.
142
321000
2000
jako plamen v lahvi.
05:38
And so what we have here
143
323000
2000
A tak, co tu máme,
05:40
is a description of single cells
144
325000
2000
je popis samotných buněk
05:42
replicating, metabolizing,
145
327000
2000
replikujících se, metabolizujících,
05:44
burning through chemistries.
146
329000
2000
pálících si to skrz chemii.
05:46
And so we have to understand
147
331000
2000
A tak musíme porozumět tomu,
05:48
that if we're going to make artificial life or understand the origin of life,
148
333000
3000
že pokud chceme vytvářet umělí život a chápat původ života,
05:51
we need to power it somehow.
149
336000
2000
musíme tomu nějak dát sílu.
05:53
So before we can really start to make life,
150
338000
3000
Takže než můžeme opravdu začít tvořit život,
05:56
we have to really think about where it came from.
151
341000
2000
musíme se skutečně zamyslet nad tím, odkud přišel.
05:58
And Darwin himself mused in a letter to a colleague
152
343000
2000
A Darwin sám dumal v dopise kolegovi nad tím,
06:00
that he thought that life probably emerged
153
345000
2000
že si myslel, že život se pravděpodobně vynořil
06:02
in some warm little pond somewhere --
154
347000
3000
v nějakém teplém malém jezírku někde --
06:05
maybe not in Scotland, maybe in Africa,
155
350000
2000
možná ne ve Skotsku, možná v Africe,
06:07
maybe somewhere else.
156
352000
2000
možná někde jinde.
06:09
But the real honest answer is, we just don't know,
157
354000
3000
Ale opravdu čestná odpověď je, že prostě nevíme,
06:12
because there is a problem with the origin.
158
357000
3000
protože tu je problém s původem.
06:15
Imagine way back, four and a half billion years ago,
159
360000
3000
Představte si cestu zpátky čtyři a půl miliardy let,
06:18
there is a vast chemical soup of stuff.
160
363000
2000
je tam veliká chemická polévka hmoty.
06:20
And from this stuff we came.
161
365000
2000
A z toho jsme vzešli.
06:22
So when you think about the improbable nature
162
367000
3000
Takže, až budete přemýšlet o nemožné povaze
06:25
of what I'm going to tell you in the next few minutes,
163
370000
2000
toho, co vám povím v příštích pár minutách,
06:27
just remember,
164
372000
2000
jen si vzpomeňte,
06:29
we came from stuff on planet Earth.
165
374000
2000
my jsme přišli z hmoty na planetě Zemi.
06:31
And we went through a variety of worlds.
166
376000
3000
A prošli jsme množstvím světů.
06:34
The RNA people would talk about the RNA world.
167
379000
3000
Lidé přes RNA by mluvili o RNA světě.
06:37
We somehow got to proteins and DNA.
168
382000
2000
Nějak jsme se dostali k bílkovinám a DNA.
06:39
We then got to the last ancestor.
169
384000
2000
Pak jsme se dostali k poslednímu předkovi.
06:41
Evolution kicked in -- and that's the cool bit.
170
386000
3000
Evoluce začala -- a to je trochu skvělé.
06:44
And here we are.
171
389000
2000
A jsme tu.
06:46
But there's a roadblock that you can't get past.
172
391000
3000
Ale je tu zátaras, přes který nelze projít.
06:49
You can decode the genome, you can look back,
173
394000
3000
Můžete dekódovat genom, můžete se ohlížet,
06:52
you can link us all together by a mitochondrial DNA,
174
397000
3000
můžete nás všechny spojit pomocí mitochondriální DNA,
06:55
but we can't get further than the last ancestor,
175
400000
3000
ale nemůžeme se dostat dál než k poslednímu předkovi,
06:58
the last visible cell
176
403000
2000
poslední viditelné buňce,
07:00
that we could sequence or think back in history.
177
405000
3000
kterou můžeme vysledovat nebo na níž můžeme pomyslet v minulosti.
07:03
So we don't know how we got here.
178
408000
3000
Takže nevíme, jak jsme se tu vzali.
07:06
So there are two options:
179
411000
2000
Tak jsou tu dvě možnosti:
07:08
intelligent design, direct and indirect --
180
413000
2000
inteligentní design, přímý a nepřímý --
07:10
so God,
181
415000
2000
takže Bůh,
07:12
or my friend.
182
417000
3000
nebo můj kamarád.
07:15
Now talking about E.T. putting us there, or some other life,
183
420000
3000
Řeči o E.T., který nás sem umístil, nebo nějaký jiný život,
07:18
just pushes the problem further on.
184
423000
3000
pouze posouvá problém kus dál.
07:21
I'm not a politician, I'm a scientist.
185
426000
3000
Nejsem politik, jsem vědec.
07:24
The other thing we need to think about
186
429000
2000
Další věc, o které potřebujeme přemýšlet,
07:26
is the emergence of chemical complexity.
187
431000
2000
je vznik chemické komplexity.
07:28
This seems most likely.
188
433000
2000
To se zdá velmi podobné.
07:30
So we have some kind of primordial soup.
189
435000
2000
Takže máme nějakou pravěkou polévku.
07:32
And this one happens to be
190
437000
2000
A ta je najednou
07:34
a good source of all 20 amino acids.
191
439000
2000
dobrým zdrojem všech 20 aminokyselin.
07:36
And somehow
192
441000
2000
A nějak
07:38
these amino acids are combined,
193
443000
2000
jsou tyto aminokyseliny kombinovány
07:40
and life begins.
194
445000
2000
a život začíná.
07:42
But life begins, what does that mean?
195
447000
2000
Ale život začíná, co to znamená?
07:44
What is life? What is this stuff of life?
196
449000
3000
Co je život? Co je tenhle život zač?
07:47
So in the 1950s,
197
452000
2000
Takže v padesátých letech,
07:49
Miller-Urey did their fantastic chemical Frankenstein experiment,
198
454000
5000
Miller-Urey provedli svůj fantastický chemický Frankenstein experiment,
07:54
where they did the equivalent in the chemical world.
199
459000
2000
kde udělali ekvivalent v chemickém světě.
07:56
They took the basic ingredients, put them in a single jar
200
461000
3000
Vzali základní ingredience, dali je do jedné nádoby
07:59
and ignited them
201
464000
2000
a zažhnuli je
08:01
and put a lot of voltage through.
202
466000
2000
a dali tam vysoké napětí.
08:03
And they had a look at what was in the soup,
203
468000
2000
A podívali se na to, co bylo v polévce
08:05
and they found amino acids,
204
470000
3000
a našli aminokyseliny,
08:08
but nothing came out, there was no cell.
205
473000
2000
ale nic nevzešlo, nebyly tam buňky.
08:10
So the whole area's been stuck for a while,
206
475000
3000
Takže celý obor se trochu zasekl
08:13
and it got reignited in the '80s
207
478000
3000
a byl obnoven v osmdesátých letech,
08:16
when analytical technologies and computer technologies were coming on.
208
481000
3000
kdy analytické technologie a počítačové technologie přicházeli na svět.
08:19
In my own laboratory,
209
484000
2000
V mé vlastní laboratoři
08:21
the way we're trying to create inorganic life
210
486000
3000
je způsobem, kterým se snažíme stvořit anorganický život,
08:24
is by using many different reaction formats.
211
489000
2000
užití několika různých reakčních formátů.
08:26
So what we're trying to do is do reactions --
212
491000
2000
Takže, co se snažíme dělat, je dělat reakce --
08:28
not in one flask, but in tens of flasks,
213
493000
2000
ne v jedné baňce, ale v desítkách baněk,
08:30
and connect them together,
214
495000
2000
a spojit je dohromady,
08:32
as you can see with this flow system, all these pipes.
215
497000
2000
jak můžete vidět s tímto proudícím systémem, všechny ty trubky.
08:34
We can do it microfluidically, we can do it lithographically,
216
499000
3000
Můžeme to dělat mikrokapalně, můžeme to dělat litograficky,
08:37
we can do it in a 3D printer,
217
502000
2000
můžeme to dělat v 3D tiskárně,
08:39
we can do it in droplets for colleagues.
218
504000
2000
můžeme to dělat v kapkách pro kolegy.
08:41
And the key thing is to have lots of complex chemistry
219
506000
3000
A klíčová věc je mít mnoho komplexní chemie
08:44
just bubbling away.
220
509000
2000
jen tak se hemžit.
08:46
But that's probably going to end in failure,
221
511000
4000
Ale to pravděpodobně skončí neúspěchem,
08:50
so we need to be a bit more focused.
222
515000
2000
takže se potřebujeme více soustředit.
08:52
And the answer, of course, lies with mice.
223
517000
2000
A odpověď samozřejmě leží u myší.
08:54
This is how I remember what I need as a chemist.
224
519000
3000
Tak si pamatuji, co potřebuji jako chemik.
08:57
I say, "Well I want molecules."
225
522000
2000
Říkám: "Hm, chci molekuly."
08:59
But I need a metabolism, I need some energy.
226
524000
3000
Ale potřebuji metabolismus, potřebuji nějakou energii.
09:02
I need some information, and I need a container.
227
527000
3000
Potřebuji informace a potřebuji obal.
09:05
Because if I want evolution,
228
530000
2000
Protože pokud chci evoluci,
09:07
I need containers to compete.
229
532000
2000
potřebuji obaly k soutěžení.
09:09
So if you have a container,
230
534000
2000
Takže když máte obal,
09:11
it's like getting in your car.
231
536000
2000
je to jako nastoupit do vašeho auta.
09:13
"This is my car,
232
538000
2000
"Tohle je moje auto
09:15
and I'm going to drive around and show off my car."
233
540000
2000
a budu jezdit kolem a vystavovat ho na odiv."
09:17
And I imagine you have a similar thing
234
542000
2000
A představuji si, že máte něco podobné
09:19
in cellular biology
235
544000
2000
v buněčné biologii
09:21
with the emergence of life.
236
546000
2000
se vznikem života.
09:23
So these things together give us evolution, perhaps.
237
548000
3000
Takže tyto věci dohromady nám možná dávají evoluci.
09:26
And the way to test it in the laboratory
238
551000
2000
A způsob, jak to testovat v laboratoři,
09:28
is to make it minimal.
239
553000
2000
je zminimalizovat je.
09:30
So what we're going to try and do
240
555000
2000
Takže, o co se pokusíme,
09:32
is come up with an inorganic Lego kit of molecules.
241
557000
3000
je přijít s anorganickou Lego soupravou molekul.
09:35
And so forgive the molecules on the screen,
242
560000
2000
A tak odpusťte molekuly na obrazovce,
09:37
but these are a very simple kit.
243
562000
2000
ale je to velmi jednoduchá souprava.
09:39
There's only maybe three or four different types of building blocks present.
244
564000
2000
Máme tu možná jen tři nebo čtyři různé typy stavebních kostiček.
09:41
And we can aggregate them together
245
566000
2000
A můžeme je dát dohromady
09:43
and make literally thousands and thousands
246
568000
2000
a udělat z nich doslova tisíce a tisíce
09:45
of really big nano-molecular molecules
247
570000
3000
opravdu velkých nano-molekulárních molekul
09:48
the same size of DNA and proteins,
248
573000
2000
velikosti DNA a bílkovin,
09:50
but there's no carbon in sight.
249
575000
2000
ale není tu žádný uhlík.
09:52
Carbon is banned.
250
577000
2000
Uhlík je špatný.
09:54
And so with this Lego kit,
251
579000
2000
A tak s touto Lego stavebnicí
09:56
we have the diversity required
252
581000
2000
máme rozmanitost požadovanou
09:58
for complex information storage
253
583000
3000
pro uložení komplexních informací
10:01
without DNA.
254
586000
2000
bez DNA.
10:03
But we need to make some containers.
255
588000
2000
Ale potřebujeme udělat nějaké obaly.
10:05
And just a few months ago in my lab,
256
590000
2000
A jen před pár měsící v mé laboratoři
10:07
we were able to take these very same molecules and make cells with them.
257
592000
3000
jsme byli schopni vzít tyto stejné molekuly a udělat z nich buňky.
10:10
And you can see on the screen a cell being made.
258
595000
3000
A na obrazovce můžete vidět výrobu buňky.
10:13
And we're now going to put some chemistry inside and do some chemistry in this cell.
259
598000
3000
A nyní dáme nějakou chemii dovnitř a uděláme nějakou chemii v této buňce.
10:16
And all I wanted to show you
260
601000
2000
A vše, co jsem vám chtěl ukázat,
10:18
is we can set up molecules
261
603000
2000
je, že můžeme sestrojit molekuly
10:20
in membranes, in real cells,
262
605000
2000
v membránách, v opravdových buňkách,
10:22
and then it sets up a kind of molecular Darwinism,
263
607000
4000
a poté vznikne jakýsi molekulární Darwinismus,
10:26
a molecular survival of the fittest.
264
611000
2000
molekulární přežití nejschopnějšího.
10:28
And this movie here
265
613000
2000
A tento film tady
10:30
shows this competition between molecules.
266
615000
2000
ukazuje toto soutěžení mezi molekulami.
10:32
Molecules are competing for stuff.
267
617000
2000
Molekuly soutěží o hmotu.
10:34
They're all made of the same stuff,
268
619000
2000
Jsou všechny ze stejné hmoty,
10:36
but they want their shape to win.
269
621000
2000
ale chtějí, aby vyhrál jejich tvar.
10:38
They want their shape to persist.
270
623000
2000
Chtějí, aby jejich tvar přečkal.
10:40
And that is the key.
271
625000
2000
A to je klíč.
10:42
If we can somehow encourage these molecules
272
627000
2000
Pokud dokážeme nějak povzbudit tyto molekuly,
10:44
to talk to each other and make the right shapes and compete,
273
629000
3000
aby spolu mluvily a tvořily správné tvary a soutěžily,
10:47
they will start to form cells
274
632000
2000
začnou utvářet buňky,
10:49
that will replicate and compete.
275
634000
2000
které se budou replikovat a budou soutěžit.
10:51
If we manage to do that,
276
636000
2000
Pokud to zvládneme,
10:53
forget the molecular detail.
277
638000
3000
zapomeňte molekulární detail.
10:56
Let's zoom out to what that could mean.
278
641000
2000
Zaměřme se na to, co by to mohlo znamenat.
10:58
So we have this special theory of evolution
279
643000
2000
Takže máme tuhle speciální teorie evoluce,
11:00
that applies only to organic biology, to us.
280
645000
3000
která se týká pouze organické biologie, nás.
11:03
If we could get evolution into the material world,
281
648000
3000
Pokud dokážeme dostat evoluci do hmotného světa,
11:06
then I propose we should have a general theory of evolution.
282
651000
3000
tak předpokládám, že bychom měli mít obecnou teorii evoluce.
11:09
And that's really worth thinking about.
283
654000
3000
A to opravdu stojí za přemýšlení.
11:12
Does evolution control
284
657000
2000
Ovládá evoluce
11:14
the sophistication of matter in the universe?
285
659000
3000
důmyslnost hmoty ve vesmíru?
11:17
Is there some driving force through evolution
286
662000
3000
Je v evoluci nějaká řídící síla,
11:20
that allows matter to compete?
287
665000
2000
která umožňuje hmotě soutěžit?
11:22
So that means we could then start
288
667000
2000
Takže to znamená, že bychom pak mohli začít
11:24
to develop different platforms
289
669000
3000
vytvářet různé platformy
11:27
for exploring this evolution.
290
672000
2000
pro bádání této evoluce.
11:29
So you imagine,
291
674000
2000
Tak si představte,
11:31
if we're able to create a self-sustaining artificial life form,
292
676000
3000
pokud jsme schopni vytvořit soběstačnou umělou formu života,
11:34
not only will this tell us about the origin of life --
293
679000
3000
nejenže nám to řekne něco o původu života --
11:37
that it's possible that the universe doesn't need carbon to be alive;
294
682000
3000
že je možné, že vesmír nepotřebuje uhlík, aby žil;
11:40
it can use anything --
295
685000
2000
může použít cokoli --
11:42
we can then take [it] one step further and develop new technologies,
296
687000
3000
můžeme poté zajít o krok dál a vyvinout nové technologie,
11:45
because we can then use software control
297
690000
2000
protože pak můžeme využít softwarovou kontrolu
11:47
for evolution to code in.
298
692000
2000
ke kódování evoluce.
11:49
So imagine we make a little cell.
299
694000
2000
Tak si představte, že vytvoříme malou buňku.
11:51
We want to put it out in the environment,
300
696000
2000
Chceme ji dát ven do prostředí
11:53
and we want it to be powered by the Sun.
301
698000
2000
a chceme ji napájet sluncem.
11:55
What we do is we evolve it in a box with a light on.
302
700000
3000
Co uděláme, je, že ji zapojíme do krabičky se světlem.
11:58
And we don't use design anymore. We find what works.
303
703000
3000
A už dál nevyužíváme design. Nacházíme, co funguje.
12:01
We should take our inspiration from biology.
304
706000
2000
Měli bychom vzít naši inspiraci z biologie.
12:03
Biology doesn't care about the design
305
708000
2000
Biologie se nestará o design
12:05
unless it works.
306
710000
2000
pokud funguje.
12:07
So this will reorganize
307
712000
2000
Takže toto přeorganizuje
12:09
the way we design things.
308
714000
2000
způsob, kterým navrhujeme věci.
12:11
But not only just that,
309
716000
2000
Ale nejen to,
12:13
we will start to think about
310
718000
2000
začneme přemýšlet o tom,
12:15
how we can start to develop a symbiotic relationship with biology.
311
720000
3000
jak můžeme začít vyvíjet symbiotický vztah s biologií.
12:18
Wouldn't it be great
312
723000
2000
Nebylo by to skvělé,
12:20
if you could take these artificial biological cells
313
725000
2000
kdyby jste mohli vzít tyto umělé biologické buňky
12:22
and fuse them with biological ones
314
727000
2000
a spojit je s biologickými
12:24
to correct problems that we couldn't really deal with?
315
729000
3000
k nápravě problémů, se kterými jsme se nedokázali vypořádat?
12:27
The real issue in cellular biology
316
732000
2000
To zásadní v buněčné biologii
12:29
is we are never going to understand everything,
317
734000
3000
je, že nikdy nebudeme všemu rozumět,
12:32
because it's a multidimensional problem put there by evolution.
318
737000
3000
protože je to multidimenzionální problém nastolený evolucí.
12:35
Evolution cannot be cut apart.
319
740000
3000
Evoluce nemůže být rozřezána.
12:38
You need to somehow find the fitness function.
320
743000
3000
Potřebujete nějak najít "fitness funkci".
12:41
And the profound realization for me
321
746000
2000
A hluboké uvědomění si pro mě
12:43
is that, if this works,
322
748000
2000
je to, že, pokud toto funguje,
12:45
the concept of the selfish gene gets kicked up a level,
323
750000
3000
koncept sobeckého genu je posunut o řád výše
12:48
and we really start talking about selfish matter.
324
753000
3000
a ve skutečnosti začínáme mluvit o sobecké hmotě.
12:51
And what does that mean in a universe
325
756000
2000
A co to znamená ve vesmíru,
12:53
where we are right now the highest form of stuff?
326
758000
3000
kde právě jsme nejvyšší formou hmoty?
12:56
You're sitting on chairs.
327
761000
2000
Sedíte na židlích.
12:58
They're inanimate, they're not alive.
328
763000
2000
Jsou neživé, jsou mrtvé.
13:00
But you are made of stuff, and you are using stuff,
329
765000
2000
Ale vy jste z hmoty a požíváte hmotu
13:02
and you enslave stuff.
330
767000
2000
a zotročujete hmotu.
13:04
So using evolution
331
769000
2000
Takže použití evoluce
13:06
in biology,
332
771000
2000
v biologii
13:08
and in inorganic biology,
333
773000
2000
a v organické biologii
13:10
for me is quite appealing, quite exciting.
334
775000
2000
je pro mě docela půvabné, docela vzrušující.
13:12
And we're really becoming very close
335
777000
3000
A dostáváme se opravdu velmi blízko
13:15
to understanding the key steps
336
780000
2000
k pochopení klíčových kroků,
13:17
that makes dead stuff come alive.
337
782000
3000
které oživují mrtvou hmotu.
13:20
And again, when you're thinking about how improbable this is,
338
785000
3000
A opět, když si říkáte, jak nepravděpodobné to je,
13:23
remember, five billion years ago,
339
788000
2000
vzpomeňte, před pěti biliony let
13:25
we were not here, and there was no life.
340
790000
3000
jsme tu nebyli a nebyl tu žádný život.
13:28
So what will that tell us
341
793000
2000
Takže co nám to říká
13:30
about the origin of life and the meaning of life?
342
795000
3000
o původu života a smyslu života?
13:33
But perhaps, for me as a chemist,
343
798000
2000
Třeba, pro mě jako chemika,
13:35
I want to keep away from general terms;
344
800000
2000
nechci se pouštět do obecným pojmů;
13:37
I want to think about specifics.
345
802000
2000
chci se zamyslet nad specifiky.
13:39
So what does it mean about defining life?
346
804000
2000
Takže co to znamená o definování života?
13:41
We really struggle to do this.
347
806000
2000
Opravdu se o tohle snažíme.
13:43
And I think, if we can make inorganic biology,
348
808000
2000
A já myslím, že můžeme vytvořit anorganickou biologii
13:45
and we can make matter become evolvable,
349
810000
3000
a můžeme dát hmotě schopnost vyvíjet se,
13:48
that will in fact define life.
350
813000
2000
která ve skutečnosti definuje život.
13:50
I propose to you
351
815000
2000
Předkládám vám,
13:52
that matter that can evolve is alive,
352
817000
3000
že hmota, která se vyvíjí, je živá,
13:55
and this gives us the idea of making evolvable matter.
353
820000
3000
a to nám dává myšlenku tvoření vývojeschopné hmoty.
13:58
Thank you very much.
354
823000
2000
Velice vám děkuji.
14:00
(Applause)
355
825000
7000
(Aplaus)
14:07
Chris Anderson: Just a quick question on timeline.
356
832000
4000
Chris Anderson: Jen rychlá otázka k časové ose.
14:11
You believe you're going to be successful in this project?
357
836000
2000
Věříte, že v tomto projektu uspějete?
14:13
When?
358
838000
2000
Kdy?
14:15
Lee Cronin: So many people think
359
840000
2000
Lee Cronin: Tolik lidí si myslí,
14:17
that life took millions of years to kick in.
360
842000
2000
že životu trvá miliony let, aby začal fungovat.
14:19
We're proposing to do it in just a few hours,
361
844000
3000
Hodláme to provést za pár hodin,
14:22
once we've set up
362
847000
2000
jen co utvoříme
14:24
the right chemistry.
363
849000
2000
správnou chemii.
14:26
CA: And when do you think that will happen?
364
851000
2000
CA: A kdy si myslíte, že se to stane?
14:28
LC: Hopefully within the next two years.
365
853000
3000
LC: Snad během následujících dvou let.
14:31
CA: That would be a big story.
366
856000
2000
CA: To by bylo pozdvižení.
14:33
(Laughter)
367
858000
2000
(Smích)
14:35
In your own mind, what do you believe the chances are
368
860000
2000
Jaké věříte, že jsou, podle vás osobně, šance,
14:37
that walking around on some other planet
369
862000
2000
že procházejíc se po nějaké jiné planetě,
14:39
is non-carbon-based life,
370
864000
2000
je tam život, nezaložený na uhlíku,
14:41
walking or oozing or something?
371
866000
2000
a prochází se nebo teče nebo něco?
14:43
LC: I think it's 100 percent.
372
868000
2000
LC: Myslím, že je to 100 procent.
14:45
Because the thing is, we are so chauvinistic to biology,
373
870000
3000
Protože potíž je, že jsme tak šovinističtí biologií,
14:48
if you take away carbon, there's other things that can happen.
374
873000
2000
když vezmete pryč uhlík, jsou tu další věci, jež se mohou stát.
14:50
So the other thing
375
875000
2000
Takže jiná věc,
14:52
that if we were able to create life that's not based on carbon,
376
877000
2000
že pokud jsme schopni vytvořit život, který není založen na uhlíku,
14:54
maybe we can tell NASA what really to look for.
377
879000
3000
možná budeme schopni říci NASA, po čem doopravdy pátrat.
14:57
Don't go and look for carbon, go and look for evolvable stuff.
378
882000
3000
Nechoďte a nepátrejte po uhlíku, jděte a hledejte hmotu schopnou vývinu.
15:00
CA: Lee Cronin, good luck. (LC: Thank you very much.)
379
885000
2000
CA: Lee Cronine, hodně štěstí. (LC: Velice vám děkuji.)
15:02
(Applause)
380
887000
2000
(Aplaus)
ABOUT THE SPEAKER
Lee Cronin - ChemistA professor of chemistry, nanoscience and chemical complexity, Lee Cronin and his research group investigate how chemistry can revolutionize modern technology and even create life.
Why you should listen
Lee Cronin's lab at the University of Glasgow does cutting-edge research into how complex chemical systems, created from non-biological building blocks, can have real-world applications with wide impact. At TEDGlobal 2012, Cronin shared some of the lab's latest work: creating a 3D printer for molecules. This device -- which has been prototyped -- can download plans for molecules and print them, in the same way that a 3D printer creates objects. In the future, Cronin says this technology could potentially be used to print medicine -- cheaply and wherever it is needed. As Cronin says: "What Apple did for music, I'd like to do for the discovery and distribution of prescription drugs."
At TEDGlobal 2011, Cronin shared his lab's bold plan to create life. At the moment, bacteria is the minimum unit of life -- the smallest chemical unit that can undergo evolution. But in Cronin's emerging field, he's thinking about forms of life that won't be biological. To explore this, and to try to understand how life itself originated from chemicals, Cronin and others are attempting to create truly artificial life from completely non-biological chemistries that mimic the behavior of natural cells. They call these chemical cells, or Chells.
Cronin's research interests also encompass self-assembly and self-growing structures -- the better to assemble life at nanoscale. At the University of Glasgow, this work on crystal structures is producing a raft of papers from his research group. He says: "Basically one of my longstanding research goals is to understand how life emerged on planet Earth and re-create the process."
Read the papers referenced in his TEDGlobal 2102 talk:
Integrated 3D-printed reactionware for chemical synthesis and analysis, Nature Chemistry
Configurable 3D-Printed millifluidic and microfluidic ‘lab on a chip’ reactionware devices, Lab on a Chip
Lee Cronin | Speaker | TED.com