David Baker: 5 challenges we could solve by designing new proteins
Ντέιβιντ Μπέικερ: 5 προκλήσεις που θα αντιμετωπίζαμε σχεδιάζοντας νέες πρωτεΐνες
David Baker designs new biomolecules (proteins) from first principles to address 21st-century challenges in health and technology. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
amazing machines in the world
μηχανές στον κόσμο
βλέπετε εδώ μέσα σε ένα κύτταρο,
functions in our bodies.
λειτουργίες στο σώμα μας.
of building blocks called amino acids.
δομικών στοιχείων που λέγονται αμινοξέα.
ένα αλφάβητο από 20 αμινοξέα,
you may have heard of.
μπορεί να έχετε ακούσει.
each bump is an atom.
κάθε προεξοχή αναπαριστά ένα άτομο.
cause these long stringy molecules
κάνουν αυτά τα μακροσκελή μόρια
three-dimensional structures.
τρισδιάστατες δομές.
to its characteristic shape each time,
στο ίδιο χαρακτηριστικό σχήμα κάθε φορά
takes just a fraction of a second.
γίνεται σε ένα κλάσμα δευτερολέπτου.
their remarkable biological functions.
βιολογικές τους λειτουργίες.
in the lungs perfectly suited
είναι τέλεια σχηματισμένη
οι καταπληκτικές τους λειτουργίες,
of amino acids in the protein chain.
των αμινοξέων στην πρωτεϊνική αλυσίδα.
on top is an amino acid.
κάθε γράμμα στην κορυφή είναι ένα αμινοξύ.
specify the amino acid sequences
καθορίζουν τις αλληλουχίες των αμινοξέων
sequence of a single protein.
των αμινοξέων κάθε πρωτεΐνης ξεχωριστά.
these amino acid sequences
στις αλληλουχίες και τα αμινοξέα
and functions of proteins
«πρόβλημα πρωτεϊνικής αναδίπλωσης».
shapes a protein can adopt.
σχήματα που μπορεί να πάρει μια πρωτεΐνη.
το δυναμικό των πρωτεϊνών
to harness the power of proteins
to the amino acid sequences
στις αλληλουχίες των αμινοξέων
that our Stone Age ancestors used
from the sticks and stones
από τα ξύλα και τις πέτρες
by modifying birds.
να πετούν τροποποιώντας πουλιά.
uncovered the principles of aerodynamics.
αντλώντας έμπνευση από τα πουλιά,
χρησιμοποίησαν αυτές τις αρχές
to design custom flying machines.
προσαρμοσμένες ιπτάμενες μηχανές.
principles of protein folding
τις αρχές της πρωτεϊνικής αναδίπλωσης
in the computer program called Rosetta.
σε ένα λογισμικό που λέγεται Rosetta.
πετύχαμε μια σημαντική πρόοδο.
πρωτεΐνες από το μηδέν στον υπολογιστή.
from scratch on the computer.
in a synthetic gene.
αμινοξέων της σε ένα συνθετικό γονίδιο.
ένα συνθετικό γονίδιο
is completely new,
which currently exists that encodes it.
σε οποιοδήποτε οργανισμό στη Γη
protein folding
της αναδίπλωσης πρωτεϊνών
of gene synthesis
της σύνθεσης γονιδίων
in computing power,
της υπολογιστικής δύναμης των υπολογιστών,
tens of thousands of new proteins,
χιλιάδες νέες πρωτεΐνες,
in a synthetic gene.
από αυτές, σε ένα συνθετικό γονίδιο.
these brand-new proteins.
αυτές τις καινούριες πρωτεΐνες.
as we designed them to
όπως τις σχεδιάσαμε
να φτιάχνεις νέες πρωτεΐνες,
to make new proteins,
μόνο ένα απειροελάχιστο
of the total number of proteins possible.
που μπορούν να δημιουργηθούν.
an alphabet of 20 amino acids,
ένα αλφάβητο από 20 αμινοξέα
of about 100 amino acids,
μια αλυσίδα από περίπου 100 αμινοξέα,
is 20 times 20 times 20, 100 times,
είναι 20 επί 20 επί 20, 100 φορές,
of 10 to the 130th power,
στην 130η δύναμη του 10
than the total number of proteins
από τον συνολικό αριθμό πρωτεϊνών
since life on earth began.
που η ζωή άρχισε στη Γη.
από κάθε φαντασίας εύρος
using computational protein design.
με τον σχεδιασμό πρωτεϊνών με υπολογιστές.
faced by natural evolution.
τα προβλήματα της εξέλιξης της φύσης.
ο διπλασιασμός του γονιδιώματος.
αντιμετωπίζουμε νέες προκλήσεις.
diseases are important.
άρα νέες αρρώστιες είναι σημαντικές.
of ecological challenges.
πολλές οικολογικές προκλήσεις
χρόνια περιθώριο,
to solve those challenges.
για αυτές τις προκλήσεις.
millions of years to wait.
χρόνια να περιμένουμε.
protein design,
σχεδίαση πρωτεϊνών
to address these challenges today.
αυτές τις προκλήσεις σήμερα.
biology out of the Stone Age
τη βιολογία από τη Λίθινη εποχή
in protein design.
στη σχεδίαση πρωτεϊνών.
that we can design new proteins
να σχεδιάσουμε νέες πρωτεΐνες
by stimulating your immune system
διεγείροντας το ανοσοποιητικό σύστημα,
against a pathogen.
εναντίον ενός παθογόνου.
proteins from pathogens,
πρωτεΐνες από παθογόνα,
from the respiratory virus RSV.
από τον αναπνευστικό ιό RSV.
with the viral protein,
εμβόλια αυτού του είδους
immune response to the virus
ανοσοποιητική απόκριση στον ιό
that have been tested.
που έχουν δοκιμαστεί.
τώρα μια από τις σημαντικότερες αιτίες
is currently one of the leading causes
to break down gluten in your stomach
που διασπούν τη γλουτένη στο στομάχι σας
your immune system to fight cancer.
που διεγείρουν το ανοσοποιητικό
of the protein design revolution.
της επανάστασης της πρωτεϊνικής σχεδίασης.
technological revolution:
τεχνολογική επανάσταση:
due to advances in one place,
λόγω επιστημονικών προόδων σε ένα μέρος.
collaborative environment,
με ανοιχτό συνεργατικό περιβάλλον,
from around the world.
τα κορυφαία ταλέντα από όλο τον κόσμο.
string of innovations --
μια αξιοθαύμαστη σειρά από καινοτομίες --
satellite communication
τη δορυφορική επικοινωνία
the Bell Laboratories of protein design.
Bell της πρωτεϊνικής σχεδίασης.
talented scientists from around the world
ταλαντούχους επιστήμονες από όλο τον κόσμο
design revolution,
της πρωτεϊνικής σχεδίασης,
on five grand challenges.
σε πέντε μεγάλες προκλήσεις.
from around the world
από στελέχη της γρίπης από όλο τον κόσμο
of the designed protein particles
σε σχεδιασμένα πρωτεϊνικά μόρια
ένα παγκόσμα καθολικό εμβόλιο γρίπης
of protection against the flu.
ισόβια προστασία από τη γρίπη.
new vaccines on the computer
νέα εμβόλια στον υπολογιστή
against natural flu epidemics
από τις φυσικές επιδημίες γρίπης
acts of bioterrorism.
επιθέσεις βιοτρομοκρατίας.
nature's limited alphabet
το περιορισμένο αλφάβητο της φύσης
for conditions such as chronic pain,
νέες υποψήφιες θεραπείες
όπως ο χρόνιος πόνος,
of thousands of amino acids.
ένα αλφάβητο χιλιάδων αμινοξέων.
advanced delivery vehicles
οχήματα προηγμένης διανομής
exactly where they need to go in the body.
εκεί που πρέπει να πάνε μέσα στο σώμα.
σε έναν καρκινικό όγκο
where gene repair needs to take place.
χρειάζεται να γίνει η γονιδιακή επισκευή.
that can do calculations within the body
υπολογισμούς μέσα στο σώμα
subset of immune cells
υποσύνολο από κύτταρα του ανοσοποιητικού
majority of healthy immune cells.
των υγιών ανοσοποιητικών κυττάρων.
biological materials
από βιολογικά υλικά με αξιόλογες ιδιότητες
tooth and others,
το δόντι και άλλα,
protein-based materials
βασισμένα σε πρωτεΐνες
and ecological issues.
ενεργειακές και οικολογικές προκλήσεις.
we're growing our institute.
μεγαλώνουμε το ινστιτούτο μας.
talented and diverse scientists
ταλαντούχους και διαφορετικούς επιστήμονες
at all career stages,
σε οποιαδήποτε φάση της καριέρας τους,
επανάσταση της πρωτεϊνικής σχεδίασης
in the protein design revolution
folding and design game, "Foldit."
αναδίπλωσης και σχεδίασης, «Foldit»,
computing project, Rosetta@home,
υπολογισμού, Rosetta@home,
or your Android smartphone.
από το λάπτοπ ή το Android κινητό σας.
μέρος μέσω της πρωτεϊνικής σχεδίασης,
through protein design is my life's work.
what we can do together.
ότι μπορούμε να κάνουμε μαζί.
ABOUT THE SPEAKER
David Baker - Computational biologistDavid Baker designs new biomolecules (proteins) from first principles to address 21st-century challenges in health and technology.
Why you should listen
David Baker is fascinated by biological self-organization. For example: How does the information stored in DNA translate into the intricate world of proteins and cells? The DNA code was solved more than 50 years ago, but the protein folding code has remained one of biology's greatest challenges. Starting 20 years ago, Baker's research team began using computers to model the structures of proteins. His work has advanced to the point where he can now not only predict the shape of natural proteins but also design completely new ones. In recent years, he's designed new experimental cancer therapies, vaccines, nanomaterials and more. He believes that the emerging field of protein design will fundamentally change how people make medicines, materials and more around the world. Now that the protein folding code is solved, the sky's the limit.
Baker is a Professor of Biochemistry and the Director of the Institute for Protein Design at the University of Washington in Seattle. He's also an Investigator at the Howard Hughes Medical Institute and Adjunct Professor of Genome Sciences, Bioengineering, Chemical Engineering, Computer Science, and Physics at the UW. With his colleagues, he developed the Rosetta Commons, the Rosetta@Home project and Foldit, a science video game. He has also launched more than ten companies that are seeking to bring designed proteins into the real world.
David Baker | Speaker | TED.com