TED2009
Bonnie Bassler: How bacteria "talk"
Bonnie Bassler habla sobre cómo se comunican las bacterias
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Bonnie Bassler descubrió que las bacterias "hablan" entre sí, usando un lenguaje químico que les permite coordinar defensas y lanzar ataques. El hallazgo tiene implicaciones asombrosas para la medicina, la industria -- y sobre nuestra comprensión de nosotros mismos.
Bonnie Bassler - Molecular biologist
Bonnie Bassler studies how bacteria can communicate with one another, through chemical signals, to act as a unit. Her work could pave the way for new, more potent medicine. Full bio
Bonnie Bassler studies how bacteria can communicate with one another, through chemical signals, to act as a unit. Her work could pave the way for new, more potent medicine. Full bio
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Bacteria are the oldest living organisms on the earth.
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Las bacterias son los organismos vivos más antiguos de la Tierra.
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They've been here for billions of years,
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Han estado aquí por miles de millones de años,
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and what they are are single-celled microscopic organisms.
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y son organismos microscópicos unicelulares.
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So they are one cell and they have this special property
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9000
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Entonces son sólo una célula y tienen esta propiedad especial,
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that they only have one piece of DNA.
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que solo tienen una pieza de ADN.
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They have very few genes,
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Tienen muy pocos genes,
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and genetic information to encode all of the traits that they carry out.
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y la información genética para codificar todas las cosas que hacen.
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And the way bacteria make a living
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La forma en la que las bacterias se ganan la vida
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is that they consume nutrients from the environment,
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es consumiendo nutrientes del medio ambiente,
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they grow to twice their size, they cut themselves down in the middle,
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para crecer al doble de su tamaño, partirse a sí mismas por la mitad,
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and one cell becomes two, and so on and so on.
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3000
y una célula se convierte en dos, y así sucesivamente, una y otra vez.
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They just grow and divide, and grow and divide -- so a kind of boring life,
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Sólo crecen y se dividen, y crecen y se dividen -- una vida más o menos aburrida,
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except that what I would argue is that you have
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salvo que lo que yo diría es que usted tiene
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an amazing interaction with these critters.
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una increíble interacción con estas criaturas.
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I know you guys think of yourself as humans, and this is sort of how I think of you.
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40000
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Sé que ustedes piensan en sí mismos como humanos, y más o menos así es como yo pienso en ustedes.
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This man is supposed to represent
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Se supone que este hombre representa
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a generic human being,
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a un ser humano genérico,
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and all of the circles in that man are all of the cells that make up your body.
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y todos los círculos en este hombre son todas las células que componen su cuerpo.
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There is about a trillion human cells that make each one of us
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3000
Hay aproximadamente un billón de células humanas que hace que cada uno de nosotros sea
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who we are and able to do all the things that we do,
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quien es, y que nos permiten poder hacer todas las cosas que hacemos,
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but you have 10 trillion bacterial cells
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pero usted tiene 10 billones de células bacterianas
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in you or on you at any moment in your life.
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en usted o sobre usted en cualquier momento en su vida.
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So, 10 times more bacterial cells
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Así, hay 10 veces más células bacterianas
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than human cells on a human being.
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que células humanas en un ser humano.
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And of course it's the DNA that counts,
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2000
Y, por supuesto, es el ADN el que cuenta,
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so here's all the A, T, Gs and Cs
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2000
así que aquí están todas las A, T, G y C
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that make up your genetic code, and give you all your charming characteristics.
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71000
3000
que constituyen su código genético, y le dan todas sus encantadoras características.
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You have about 30,000 genes.
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Usted tiene unos 30.000 genes.
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Well it turns out you have 100 times more bacterial genes
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Pues resulta que tiene 100 veces más genes de bacterias
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playing a role in you or on you all of your life.
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desempeñando un papel en usted o dentro de usted a lo largo de su vida.
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At the best, you're 10 percent human,
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En el mejor de los casos, usted es humano en un 10 por ciento,
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but more likely about one percent human,
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pero es más probable que sea humano en un uno por ciento, aproximadamente,
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depending on which of these metrics you like.
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dependiendo de cuál de estos parámetros prefiere.
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I know you think of yourself as human beings,
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2000
Sé que piensan en ustedes como seres humanos,
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but I think of you as 90 or 99 percent bacterial.
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92000
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pero yo pienso en ustedes como bacterias en un 90 o 99 por ciento.
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(Laughter)
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1000
(Risas)
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These bacteria are not passive riders,
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Estas bacterias no son jinetes pasivos,
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these are incredibly important, they keep us alive.
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son increíblemente importantes, nos mantienen vivos.
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They cover us in an invisible body armor
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Nos cubren con una armadura invisible
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that keeps environmental insults out
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que mantiene a las amenazas del medio ambiente fuera
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so that we stay healthy.
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de manera que estemos saludables.
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They digest our food, they make our vitamins,
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Ellas digieren nuestra comida, fabrican nuestras vitaminas,
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they actually educate your immune system
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y en realidad educan a su sistema inmunológico
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to keep bad microbes out.
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para mantener a los microbios malos fuera.
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So they do all these amazing things
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Así que hacen todas estas cosas sorprendentes
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that help us and are vital for keeping us alive,
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que nos ayudan y son vitales para mantenernos con vida,
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and they never get any press for that.
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y que nunca reciben crédito por ello.
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But they get a lot of press because they do a lot of
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Pero consiguen un montón de crédito, ya que hacen un montón de
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terrible things as well.
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cosas terribles también.
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So, there's all kinds of bacteria on the Earth
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Asi, hay todo tipo de bacterias en la Tierra
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that have no business being in you or on you at any time,
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que no tienen nada que hacer en usted o dentro de usted en ningún momento,
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and if they are, they make you incredibly sick.
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4000
y si están allí, lo ponen increíblemente enfermo.
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And so, the question for my lab is whether you want to think about all the
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3000
Y así, la pregunta para mi laboratorio no es si quiere pensar en todas las
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good things that bacteria do, or all the bad things that bacteria do.
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cosas buenas que hacen las bacterias, o en todas las cosas malas que hacen.
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The question we had is how could they do anything at all?
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2000
La pregunta que tenemos es ¿cómo logran hacer alguna cosa?
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I mean they're incredibly small,
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2000
Quiero decir, son increíblemente pequeñas,
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you have to have a microscope to see one.
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usted necesita un microscopio para ver una.
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They live this sort of boring life where they grow and divide,
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Viven este tipo de vida aburrida, donde crecen y se dividen,
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and they've always been considered to be these asocial reclusive organisms.
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5000
y siempre han sido consideradas como organismos asociales y solitarios.
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And so it seemed to us that they are just too small to have an impact
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Y así, nos pareció que simplemente son demasiado pequeñas para tener un impacto
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on the environment
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2000
sobre su medio ambiente
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if they simply act as individuals.
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si actuaran apenas como individuos.
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And so we wanted to think if there couldn't be a different
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166000
2000
Entonces queríamos pensar si no podría haber una forma diferente
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way that bacteria live.
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en la que las bacterias viven.
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The clue to this came from another marine bacterium,
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4000
La clave para esto vino de otra bacteria marina,
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and it's a bacterium called Vibrio fischeri.
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174000
3000
una bacteria llamada Vibrio fischeri.
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What you're looking at on this slide is just a person from my lab
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177000
3000
Lo que están viendo en esta diapositiva es sólo una persona de mi laboratorio
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holding a flask of a liquid culture of a bacterium,
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3000
sosteniendo un frasco con un cultivo líquido de una bacteria,
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a harmless beautiful bacterium that comes from the ocean,
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183000
3000
una bacteria inocua y hermosa que proviene del océano,
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named Vibrio fischeri.
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186000
2000
llamada Vibrio fischeri.
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This bacterium has the special property that it makes light,
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188000
3000
Esta bacteria tiene como propiedad especial, que emite luz,
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so it makes bioluminescence,
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2000
así que genera bioluminiscencia,
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like fireflies make light.
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2000
así como las luciérnagas generan luz.
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We're not doing anything to the cells here.
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195000
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No estamos haciendo nada a las células aquí.
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We just took the picture by turning the lights off in the room,
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Simplemente tomamos esta foto apagando las luces de la sala,
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and this is what we see.
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y esto es lo que vemos.
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What was actually interesting to us
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201000
2000
Lo que fue realmente interesante para nosotros
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was not that the bacteria made light,
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203000
2000
no fue que la bacteria emitiera luz,
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but when the bacteria made light.
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2000
sino cuándo la emitían.
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What we noticed is when the bacteria were alone,
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207000
3000
Lo que observamos es que cuando las bacterias estaban solas,
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so when they were in dilute suspension, they made no light.
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210000
3000
como cuando se encontraban en una suspensión diluida, no había luz.
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But when they grew to a certain cell number
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213000
2000
Pero cuando crecían hasta un cierto número de células
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all the bacteria turned on light simultaneously.
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215000
4000
todas las bacterias encendían su luz al mismo tiempo.
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The question that we had is how can bacteria, these primitive organisms,
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219000
4000
La pregunta que teníamos era, ¿cómo pueden las bacterias, estos organismos primitivos,
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tell the difference from times when they're alone,
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2000
diferenciar entre el momento en el que estaban solas,
04:03
and times when they're in a community,
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2000
y el momento en el que estaban en una comunidad,
04:05
and then all do something together.
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227000
3000
y luego hacer algo todas juntas?
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What we've figured out is that the way that they do that is that they talk to each other,
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230000
4000
Lo que hemos averiguado es que la forma en que lo hacen es hablando entre sí,
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and they talk with a chemical language.
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234000
2000
y hablan con un idioma químico.
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This is now supposed to be my bacterial cell.
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236000
3000
Se supone que esto es mi celula bacteriana.
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When it's alone it doesn't make any light.
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239000
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Cuando está sola no genera ningún tipo de luz.
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But what it does do is to make and secrete small molecules
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Pero, lo que sí hace es crear y secretar moléculas pequeñas
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that you can think of like hormones,
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246000
2000
en las que se puede pensar como si fueran hormonas,
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and these are the red triangles, and when the bacteria is alone
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248000
3000
y estos son los triángulos de color rojo, y cuando la bacteria esta sola
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the molecules just float away and so no light.
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las moléculas flotan y no hay luz.
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But when the bacteria grow and double
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Pero cuando las bacterias crecen y se duplican
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and they're all participating in making these molecules,
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256000
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y todos están participando en la generación de estas moléculas,
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the molecule -- the extracellular amount of that molecule
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la molécula -- la porción extracelular de esa molécula
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increases in proportion to cell number.
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3000
aumenta en proporción al número de células.
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And when the molecule hits a certain amount
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Y cuando la molécula llega a una cierta cantidad
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that tells the bacteria how many neighbors there are,
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que le dice a las bacterias cuántas vecinas hay,
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they recognize that molecule
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ellas reconocen esa molécula
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and all of the bacteria turn on light in synchrony.
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273000
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y todas las bacterias generan luz en sincronía.
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That's how bioluminescence works --
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Así es como funciona la bioluminiscencia --
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they're talking with these chemical words.
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ellas están hablando con estas palabras químicas.
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The reason that Vibrio fischeri is doing that comes from the biology.
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La razón por la que Vibrio fischeri está haciendo esto proviene de la biología.
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Again, another plug for the animals in the ocean,
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De nuevo, otro reconocimiento para los animales en el océano,
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Vibrio fischeri lives in this squid.
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287000
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Vibrio fischeri vive en este calamar.
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What you are looking at is the Hawaiian Bobtail Squid,
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Lo que están viendo es el calamar hawaiano de rabo corto,
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and it's been turned on its back,
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y está girado de espaldas,
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and what I hope you can see are these two glowing lobes
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294000
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y lo que espero que puedan ver son estos dos lóbulos brillantes
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and these house the Vibrio fischeri cells,
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297000
3000
que son la casa de estas células de Vibrio fischeri,
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they live in there, at high cell number
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300000
2000
viven allí, un gran número de células
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that molecule is there, and they're making light.
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302000
2000
la molécula está allí, y están generando luz.
05:22
The reason the squid is willing to put up with these shenanigans
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La razón por la que el calamar está dispuesto a aguantar a estos pequeños vándalos
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is because it wants that light.
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307000
2000
es porque quiere esa luz.
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The way that this symbiosis works
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309000
2000
La forma en que funciona esta simbiosis
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is that this little squid lives just off the coast of Hawaii,
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311000
4000
es que este pequeño calamar vive justo en frente de la costa de Hawaii,
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just in sort of shallow knee-deep water.
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315000
2000
en aguas poco profundas.
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The squid is nocturnal, so during the day
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317000
3000
El calamar es nocturno, por lo que durante el día
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it buries itself in the sand and sleeps,
120
320000
2000
se entierra en la arena y duerme,
05:40
but then at night it has to come out to hunt.
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322000
3000
pero luego por la noche tiene que salir a cazar.
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On bright nights when there is lots of starlight or moonlight
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2000
En noches brillantes cuando hay mucha luz de la luna o de las estrellas
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that light can penetrate the depth of the water
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327000
3000
esa luz puede penetrar la profundidad del agua
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the squid lives in, since it's just in those couple feet of water.
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330000
3000
en la que el calamar vive, dado que son apenas un par de pies de agua.
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What the squid has developed is a shutter
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333000
3000
Lo que el calamar ha desarrollado es un obturador
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that can open and close over this specialized light organ housing the bacteria.
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336000
4000
que puede abrir y cerrar sobre este órgano especializado de luz que sirve de vivienda a las bacterias.
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Then it has detectors on its back
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340000
2000
Entonces tiene detectores en la espalda
06:00
so it can sense how much starlight or moonlight is hitting its back.
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342000
4000
por lo que puede percibir la cantidad de luz de las estrellas o de la luna que golpea su espalda.
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And it opens and closes the shutter
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346000
2000
Así que abre y cierra el obturador
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so the amount of light coming out of the bottom --
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348000
2000
de modo que la cantidad de luz que sale de la parte inferior --
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which is made by the bacterium --
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350000
2000
la cual es producida por la bacteria --
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exactly matches how much light hits the squid's back,
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352000
2000
coincide exactamente con la cantidad de luz que choca con la espalda del calamar,
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so the squid doesn't make a shadow.
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354000
2000
de modo que el calamar no tiene una sombra.
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It actually uses the light from the bacteria
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356000
3000
De hecho, utiliza la luz de las bacterias
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to counter-illuminate itself in an anti-predation device
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359000
3000
para contra-iluminarse a sí mismo en un dispositivo de lucha contra los depredadores
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so predators can't see its shadow,
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362000
2000
de forma que estos no pueden ver su sombra,
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calculate its trajectory, and eat it.
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364000
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calcular su trayectoria, y comérselo.
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This is like the stealth bomber of the ocean.
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366000
3000
Es como el bombardero Stealth del océano.
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(Laughter)
139
369000
1000
(Risas)
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But then if you think about it, the squid has this terrible problem
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370000
3000
Pero, entonces, si lo piensas, el calamar tiene un terrible problema
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because it's got this dying, thick culture of bacteria
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porque tiene este cultivo espeso y moribundo de bacterias
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and it can't sustain that.
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376000
2000
y no puede mantener eso.
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And so what happens is every morning when the sun comes up
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Así que lo que ocurre es que cada mañana cuando sale el sol
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the squid goes back to sleep, it buries itself in the sand,
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380000
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el calamar vuelve a dormir, se entierra en la arena,
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and it's got a pump that's attached to its circadian rhythm,
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383000
3000
y tiene una bomba que está ligada a su ritmo circadiano,
06:44
and when the sun comes up it pumps out like 95 percent of the bacteria.
146
386000
5000
y cuando sale el sol, bombea alrededor del 95 por ciento de las bacterias.
06:49
Now the bacteria are dilute, that little hormone molecule is gone,
147
391000
3000
Ahora que las bacterias están diluidas, la pequeña molécula de la hormona se ha ido,
06:52
so they're not making light --
148
394000
2000
así que no están generando luz --
06:54
but of course the squid doesn't care. It's asleep in the sand.
149
396000
2000
pero, por supuesto, al calamar no le importa, está dormido en la arena.
06:56
And as the day goes by the bacteria double,
150
398000
2000
Y a medida que pasa el día las bacterias se duplican,
06:58
they release the molecule, and then light comes on
151
400000
3000
liberan la molécula y, a continuación, la luz se enciende
07:01
at night, exactly when the squid wants it.
152
403000
3000
por la noche, exactamente cuando el calamar quiere.
07:04
First we figured out how this bacterium does this,
153
406000
3000
Primero descubrimos cómo hacían las bacterias esto,
07:07
but then we brought the tools of molecular biology to this
154
409000
3000
pero luego trajimos las herramientas de la biología molecular al asunto
07:10
to figure out really what's the mechanism.
155
412000
2000
para saber realmente cuál es el mecanismo.
07:12
And what we found -- so this is now supposed to be, again, my bacterial cell --
156
414000
4000
Y lo que hemos encontrado -- así que aquí está, de nuevo, lo que se supone que es mi celula bacteriana --
07:16
is that Vibrio fischeri has a protein --
157
418000
2000
es que Vibrio fischeri tiene una proteína --
07:18
that's the red box -- it's an enzyme that makes
158
420000
3000
esa es la caja roja -- es una enzima que crea esa
07:21
that little hormone molecule, the red triangle.
159
423000
3000
pequeña molécula de hormona -- el triángulo rojo.
07:24
And then as the cells grow, they're all releasing that molecule
160
426000
2000
Y luego, a medida que las células crecen, todas están liberando esa molécula
07:26
into the environment, so there's lots of molecule there.
161
428000
3000
en el medio ambiente, por lo que existe gran cantidad de moléculas allí.
07:29
And the bacteria also have a receptor on their cell surface
162
431000
4000
Y las bacterias también tienen un receptor en su superficie celular
07:33
that fits like a lock and key with that molecule.
163
435000
3000
que se adapta con la molécula como una llave y una cerradura.
07:36
These are just like the receptors on the surfaces of your cells.
164
438000
3000
Estos son como los receptores en la superficie de sus células.
07:39
When the molecule increases to a certain amount --
165
441000
3000
Cuando la molécula se incrementa hasta una cierta cantidad --
07:42
which says something about the number of cells --
166
444000
2000
lo que dice algo sobre el número de células --
07:44
it locks down into that receptor
167
446000
2000
se encaja en ese receptor
07:46
and information comes into the cells
168
448000
2000
y la información entra en las células
07:48
that tells the cells to turn on
169
450000
2000
que les dice que enciendan
07:50
this collective behavior of making light.
170
452000
3000
este comportamiento colectivo de generar luz.
07:53
Why this is interesting is because in the past decade
171
455000
3000
Esto es interesante porque en la última década
07:56
we have found that this is not just some anomaly
172
458000
2000
hemos descubierto que no se trata sólo de una anomalía
07:58
of this ridiculous, glow-in-the-dark bacterium that lives in the ocean --
173
460000
3000
de este ridícula bacteria brilla-en-la-oscuridad que vive en el océano --
08:01
all bacteria have systems like this.
174
463000
3000
todas las bacterias tienen sistemas como este.
08:04
So now what we understand is that all bacteria can talk to each other.
175
466000
3000
Así que ahora lo que entendemos es que todas las bacterias pueden hablar entre sí.
08:07
They make chemical words, they recognize those words,
176
469000
3000
Ellas fabrican palabras químicas, reconocen esas palabras
08:10
and they turn on group behaviors
177
472000
2000
y activan comportamientos de grupo
08:12
that are only successful when all of the cells participate in unison.
178
474000
5000
que sólo son exitosos cuando todas las células participan al unísono.
08:17
We have a fancy name for this: we call it quorum sensing.
179
479000
3000
Tenemos un nombre elegante para esto, lo llamamos detección de quórum.
08:20
They vote with these chemical votes,
180
482000
2000
Votan con estos votos químicos,
08:22
the vote gets counted, and then everybody responds to the vote.
181
484000
4000
los votos son contados, y luego todo el mundo responde a la votación.
08:26
What's important for today's talk
182
488000
2000
Lo qué es importante para la charla de hoy
08:28
is that we know that there are hundreds of behaviors
183
490000
2000
es que sabemos que hay cientos de comportamientos
08:30
that bacteria carry out in these collective fashions.
184
492000
3000
que las bacterias llevan a cabo en este estilo colectivo.
08:33
But the one that's probably the most important to you is virulence.
185
495000
3000
Pero, el que es probablemente más importante para ustedes es la virulencia.
08:36
It's not like a couple bacteria get in you
186
498000
3000
No es que un par de bacterias entren en usted
08:39
and they start secreting some toxins --
187
501000
2000
y empiezan a secretar toxinas --
08:41
you're enormous, that would have no effect on you. You're huge.
188
503000
3000
usted es enorme, eso no tendría ningún efecto en usted.
08:44
What they do, we now understand,
189
506000
3000
Lo que hacen, ahora sabemos,
08:47
is they get in you, they wait, they start growing,
190
509000
3000
es entrar en usted, esperar, comenzar a crecer,
08:50
they count themselves with these little molecules,
191
512000
2000
contarse a sí mismas con estas pequeñas moléculas,
08:52
and they recognize when they have the right cell number
192
514000
2000
y reconocer cuando han llegado al número correcto de células,
08:54
that if all of the bacteria launch their virulence attack together,
193
516000
4000
de forma que si todas las bacterias lanzan juntas su ataque virulento,
08:58
they are going to be successful at overcoming an enormous host.
194
520000
4000
tengan éxito en vencer a un anfitrión enorme.
09:02
Bacteria always control pathogenicity with quorum sensing.
195
524000
4000
Las bacterias siempre controlan su patogenicidad con detección de quórum.
09:06
That's how it works.
196
528000
2000
Así es como funciona.
09:08
We also then went to look at what are these molecules --
197
530000
3000
También exploramos, entonces, lo que son estas moléculas --
09:11
these were the red triangles on my slides before.
198
533000
3000
estos eran los triángulos rojos en mis diapositivas de antes.
09:14
This is the Vibrio fischeri molecule.
199
536000
2000
Esta es la molécula de Vibrio fischeri.
09:16
This is the word that it talks with.
200
538000
2000
Esta es la palabra con la que hablan.
09:18
So then we started to look at other bacteria,
201
540000
2000
Entonces, empezamos a observar otras bacterias
09:20
and these are just a smattering of the molecules that we've discovered.
202
542000
3000
y esta es sólo una muestra de las moléculas que hemos descubierto.
09:23
What I hope you can see
203
545000
2000
Lo que yo espero que puedan ver
09:25
is that the molecules are related.
204
547000
2000
es que las moléculas están relacionadas.
09:27
The left-hand part of the molecule is identical
205
549000
2000
La parte izquierda de la molécula es idéntica
09:29
in every single species of bacteria.
206
551000
3000
en cada una de las especies de bacterias.
09:32
But the right-hand part of the molecule is a little bit different in every single species.
207
554000
4000
Pero la parte derecha de la molécula es un poco diferente en cada especie.
09:36
What that does is to confer
208
558000
2000
Lo que esto hace es dar
09:38
exquisite species specificities to these languages.
209
560000
4000
exquisitas características por especie a estos idiomas.
09:42
Each molecule fits into its partner receptor and no other.
210
564000
4000
Cada molécula encaja en los receptores de su socio y no otro.
09:46
So these are private, secret conversations.
211
568000
3000
Así que estas son conversaciones privadas, secretas.
09:49
These conversations are for intraspecies communication.
212
571000
4000
Estas conversaciones son para comunicación entre miembros de la misma especie.
09:53
Each bacteria uses a particular molecule that's its language
213
575000
4000
Cada bacteria utiliza una molécula particular que es su idioma,
09:57
that allows it to count its own siblings.
214
579000
4000
que le permite contar a sus propios hermanos.
10:01
Once we got that far we thought
215
583000
2000
Una vez que llegamos tan lejos, pensamos
10:03
we were starting to understand that bacteria have these social behaviors.
216
585000
3000
que estábamos empezando a comprender que estas bacterias tienen conductas sociales.
10:06
But what we were really thinking about is that most of the time
217
588000
3000
Pero en lo que realmente estábamos pensando es que la mayor parte del tiempo
10:09
bacteria don't live by themselves, they live in incredible mixtures,
218
591000
3000
las bacterias no viven por sí mismas, viven en increíbles mezclas,
10:12
with hundreds or thousands of other species of bacteria.
219
594000
4000
con cientos o miles de otras especies de bacterias.
10:16
And that's depicted on this slide. This is your skin.
220
598000
3000
Y eso está representado en esta diapositiva. Esta es su piel.
10:19
So this is just a picture -- a micrograph of your skin.
221
601000
3000
Esta es sólo una imagen - una micrografía de su piel.
10:22
Anywhere on your body, it looks pretty much like this,
222
604000
2000
Cualquier parte de su cuerpo, se ve muy parecida a esta,
10:24
and what I hope you can see is that there's all kinds of bacteria there.
223
606000
4000
y lo que espero que pueda ver que hay todo tipo de bacterias allí.
10:28
And so we started to think if this really is about communication in bacteria,
224
610000
4000
Así empezamos a pensar si esto es realmente acerca de la comunicación en las bacterias,
10:32
and it's about counting your neighbors,
225
614000
2000
y si se trata de contar a sus vecinos,
10:34
it's not enough to be able to only talk within your species.
226
616000
3000
no es suficiente ser capaz de hablar sólo con su propia especie.
10:37
There has to be a way to take a census
227
619000
2000
Tiene que haber una manera de hacer un censo
10:39
of the rest of the bacteria in the population.
228
621000
3000
del resto de las bacterias en la población.
10:42
So we went back to molecular biology
229
624000
2000
Así que regresamos a la biología molecular
10:44
and started studying different bacteria,
230
626000
2000
y empezamos a estudiar diferentes bacterias,
10:46
and what we've found now is that
231
628000
2000
y lo que hemos encontrado ahora es que
10:48
in fact, bacteria are multilingual.
232
630000
2000
de hecho, las bacterias son multilingües.
10:50
They all have a species-specific system --
233
632000
3000
Todas tienen un sistema específico por especie --
10:53
they have a molecule that says "me."
234
635000
2000
tienen una molécula que dice "yo".
10:55
But then, running in parallel to that is a second system
235
637000
3000
Pero entonces, corriendo en paralelo a ese, hay un segundo sistema
10:58
that we've discovered, that's generic.
236
640000
2000
que hemos descubierto, que es genérico.
11:00
So, they have a second enzyme that makes a second signal
237
642000
3000
Tienen una segunda enzima que crea una segunda señal
11:03
and it has its own receptor,
238
645000
2000
y que tiene su propio receptor,
11:05
and this molecule is the trade language of bacteria.
239
647000
3000
y esta molécula es el idioma comercial de las bacterias.
11:08
It's used by all different bacteria
240
650000
2000
Es utilizada por todas las diferentes bacterias
11:10
and it's the language of interspecies communication.
241
652000
4000
y es la lengua de comunicación entre especies.
11:14
What happens is that bacteria are able to count
242
656000
3000
Lo que pasa es que las bacterias son capaces de contar
11:17
how many of me and how many of you.
243
659000
3000
cuántos de mí y cuántos de ustedes.
11:20
They take that information inside,
244
662000
2000
Ellas llevan esa información dentro de sí
11:22
and they decide what tasks to carry out
245
664000
2000
y deciden qué tareas llevar a cabo
11:24
depending on who's in the minority and who's in the majority
246
666000
4000
dependiendo de quiénes son la minoría y quiénes son la mayoría
11:28
of any given population.
247
670000
2000
de cualquier población.
11:30
Then again we turn to chemistry,
248
672000
2000
Luego, una vez más nos dirigimos a la química,
11:32
and we figured out what this generic molecule is --
249
674000
3000
y descubrimos qué es esta molécula genérica --
11:35
that was the pink ovals on my last slide, this is it.
250
677000
3000
eso eran los óvalos rosados en mi última diapositiva.
11:38
It's a very small, five-carbon molecule.
251
680000
2000
Es una pequeña molécula de carbono cinco.
11:40
What the important thing is that we learned
252
682000
3000
Lo importante es que aprendimos
11:43
is that every bacterium has exactly the same enzyme
253
685000
3000
que cada bacteria tiene exactamente la misma enzima
11:46
and makes exactly the same molecule.
254
688000
2000
y fabrica exactamente la misma molécula.
11:48
So they're all using this molecule
255
690000
2000
Así que todas están utilizando esta molécula
11:50
for interspecies communication.
256
692000
2000
para la comunicación entre especies.
11:52
This is the bacterial Esperanto.
257
694000
3000
Este es el Esperanto bacterial.
11:55
(Laughter)
258
697000
1000
(Risas)
11:56
Once we got that far, we started to learn
259
698000
2000
Una vez que llegamos allí, empezamos a aprender
11:58
that bacteria can talk to each other with this chemical language.
260
700000
3000
que las bacterias pueden hablar entre sí con este idioma químico.
12:01
But what we started to think is that maybe there is something
261
703000
2000
Pero lo que empezamos a pensar es que tal vez hay algo
12:03
practical that we can do here as well.
262
705000
2000
práctico que podemos hacer aquí también.
12:05
I've told you that bacteria do have all these social behaviors,
263
707000
3000
Les he dicho que todas las bacterias tienen estos comportamientos sociales,
12:08
they communicate with these molecules.
264
710000
3000
se comunican con estas moléculas.
12:11
Of course, I've also told you that one of the important things they do
265
713000
3000
Por supuesto, también he dicho que una de las cosas importantes que hacen
12:14
is to initiate pathogenicity using quorum sensing.
266
716000
3000
es iniciar patogenicidad utilizando detección de quórum.
12:17
We thought, what if we made these bacteria
267
719000
2000
Pensamos, ¿qué pasaría si hacemos que estas bacterias
12:19
so they can't talk or they can't hear?
268
721000
3000
no puedan hablar o no puedan escuchar?
12:22
Couldn't these be new kinds of antibiotics?
269
724000
3000
No podrían estos ser nuevos tipos de antibióticos?
12:25
Of course, you've just heard and you already know
270
727000
2000
Por supuesto, usted ha escuchado y ya sabe
12:27
that we're running out of antibiotics.
271
729000
2000
que nos estamos quedando sin antibióticos.
12:29
Bacteria are incredibly multi-drug-resistant right now,
272
731000
3000
Las bacterias son increíblemente resistente a múltiples drogas en este momento,
12:32
and that's because all of the antibiotics that we use kill bacteria.
273
734000
4000
y eso es debido a todos los antibióticos que utilizamos para matar bacterias,
12:36
They either pop the bacterial membrane,
274
738000
2000
los que, o bien rompen la membrana bacterial,
12:38
they make the bacterium so it can't replicate its DNA.
275
740000
3000
o hacen que la bacteria no pueda replicar su ADN.
12:41
We kill bacteria with traditional antibiotics
276
743000
3000
Matamos bacterias con antibióticos tradicionales
12:44
and that selects for resistant mutants.
277
746000
2000
y eso selecciona a los mutantes resistentes.
12:46
And so now of course we have this global problem
278
748000
3000
Y, por supuesto, ahora tenemos este problema mundial
12:49
in infectious diseases.
279
751000
2000
en las enfermedades infecciosas.
12:51
We thought, well what if we could sort of do behavior modifications,
280
753000
3000
Pensamos, qué tal si hiciéramos algo como modificaciones de comportamiento,
12:54
just make these bacteria so they can't talk, they can't count,
281
756000
3000
hacer que estas bacterias no puedan hablar, no puedan contar,
12:57
and they don't know to launch virulence.
282
759000
3000
y no sepan generar virulencia.
13:00
And so that's exactly what we've done, and we've sort of taken two strategies.
283
762000
3000
Y eso es exactamente lo que hemos hecho y hemos usado dos estrategias.
13:03
The first one is we've targeted
284
765000
2000
La primera es que hemos tomado como objetivo
13:05
the intraspecies communication system.
285
767000
3000
el sistema de comunicación entre miembros de cada especie.
13:08
So we made molecules that look kind of like the real molecules --
286
770000
3000
Y hemos hecho moléculas que se ven como las moléculas reales --
13:11
which you saw -- but they're a little bit different.
287
773000
2000
que ustedes vieron -- pero son un poco diferentes.
13:13
And so they lock into those receptors,
288
775000
2000
Y así, las moléculas se ajustan a estos receptores,
13:15
and they jam recognition of the real thing.
289
777000
3000
y bloquean el reconocimiento de la molécula real.
13:18
By targeting the red system,
290
780000
2000
Apuntándole al sistema de color rojo,
13:20
what we are able to do is to make
291
782000
2000
lo que podemos hacer es hacer
13:22
species-specific, or disease-specific, anti-quorum sensing molecules.
292
784000
5000
moléculas anti-detección de quórum para una especie específica, o para una enfermedad específica.
13:27
We've also done the same thing with the pink system.
293
789000
3000
Hemos hecho lo mismo con el sistema rosado.
13:30
We've taken that universal molecule and turned it around a little bit
294
792000
3000
Hemos tomado esa molécula universal y la modificamos un poco
13:33
so that we've made antagonists
295
795000
2000
así que hemos hecho antagonistas
13:35
of the interspecies communication system.
296
797000
2000
del sistema de comunicación entre especies.
13:37
The hope is that these will be used as broad-spectrum antibiotics
297
799000
5000
La esperanza es que estos se utilizarán como antibióticos de amplio espectro
13:42
that work against all bacteria.
298
804000
2000
que funcionan contra todas las bacterias.
13:44
To finish I'll just show you the strategy.
299
806000
3000
Para terminar voy a mostrarles la estrategia.
13:47
In this one I'm just using the interspecies molecule,
300
809000
2000
En esta estoy usando la molécula intra-especie,
13:49
but the logic is exactly the same.
301
811000
2000
pero la lógica es exactamente la misma.
13:51
What you know is that when that bacterium gets into the animal,
302
813000
3000
Lo que sabemos es que cuando la bacteria entra en el animal,
13:54
in this case, a mouse,
303
816000
2000
en este caso un ratón,
13:56
it doesn't initiate virulence right away.
304
818000
2000
no inicia la virulencia de inmediato.
13:58
It gets in, it starts growing, it starts secreting
305
820000
3000
Entra, empieza a crecer, comienza a secretar
14:01
its quorum sensing molecules.
306
823000
2000
sus moléculas de detección de quórum,
14:03
It recognizes when it has enough bacteria
307
825000
2000
reconoce cuando tiene suficientes bacterias
14:05
that now they're going to launch their attack,
308
827000
2000
que ahora van a lanzar su ataque,
14:07
and the animal dies.
309
829000
2000
y el animal muere.
14:09
What we've been able to do is to give these virulent infections,
310
831000
3000
Lo que hemos sido capaces de hacer es generar estas infecciones virulentas,
14:12
but we give them in conjunction with our anti-quorum sensing molecules --
311
834000
4000
pero las generamos en conjunto con nuestras moléculas anti-detección de quórum --
14:16
so these are molecules that look kind of like the real thing,
312
838000
2000
así que estas son moléculas que se parecen a las reales,
14:18
but they're a little bit different which I've depicted on this slide.
313
840000
3000
pero son un poco diferentes, lo que he representado en esta diapositiva.
14:21
What we now know is that if we treat the animal
314
843000
3000
Lo que ahora sabemos es que si tratamos a los animales
14:24
with a pathogenic bacterium -- a multi-drug-resistant pathogenic bacterium --
315
846000
4000
con una bacteria patógena -- una bacteria patógena resistente a múltiples drogas --
14:28
in the same time we give our anti-quorum sensing molecule,
316
850000
4000
al mismo tiempo que administramos nuestra molécula anti-detección de quórum,
14:32
in fact, the animal lives.
317
854000
2000
de hecho, el animal vive.
14:34
We think that this is the next generation of antibiotics
318
856000
4000
Pensamos que esta es la próxima generación de antibióticos
14:38
and it's going to get us around, at least initially,
319
860000
2000
y nos va a permitir superar, al menos inicialmente,
14:40
this big problem of resistance.
320
862000
2000
este gran problema de la resistencia.
14:42
What I hope you think, is that bacteria can talk to each other,
321
864000
3000
Lo que espero que piensen, es que las bacterias pueden hablar entre sí,
14:45
they use chemicals as their words,
322
867000
3000
que utilizan productos químicos como sus palabras,
14:48
they have an incredibly complicated chemical lexicon
323
870000
3000
que tienen un léxico químico increíblemente complicado,
14:51
that we're just now starting to learn about.
324
873000
2000
que sólo ahora estamos empezando a conocer.
14:53
Of course what that allows bacteria to do
325
875000
3000
Por supuesto, lo que eso permite a las bacterias
14:56
is to be multicellular.
326
878000
2000
es ser multicelulares.
14:58
So in the spirit of TED they're doing things together
327
880000
3000
Así, en el espíritu de TED ellas están haciendo cosas juntas
15:01
because it makes a difference.
328
883000
2000
porque eso marca diferencia.
15:03
What happens is that bacteria have these collective behaviors,
329
885000
4000
Lo que pasa es que estas bacterias tienen comportamientos colectivos
15:07
and they can carry out tasks
330
889000
2000
y pueden llevar a cabo tareas
15:09
that they could never accomplish
331
891000
2000
que nunca podrían lograr
15:11
if they simply acted as individuals.
332
893000
2000
si simplemente actuaran como individuos.
15:13
What I would hope that I could further argue to you
333
895000
3000
Lo que me gustaría poder argumentar adicionalmente
15:16
is that this is the invention of multicellularity.
334
898000
3000
es que esta es la invención de la multicelularidad.
15:19
Bacteria have been on the Earth for billions of years;
335
901000
4000
Las bacterias han estado en la Tierra por miles de millones de años.
15:23
humans, couple hundred thousand.
336
905000
2000
Los seres humanos - un par de cientos de miles.
15:25
We think bacteria made the rules
337
907000
2000
Creemos que las bacterias hicieron las reglas
15:27
for how multicellular organization works.
338
909000
3000
con las cuales funciona la organización multicelular.
15:30
We think, by studying bacteria,
339
912000
3000
Creemos que, mediante el estudio de las bacterias,
15:33
we're going to be able to have insight about multicellularity in the human body.
340
915000
4000
vamos a ser capaces de tener conocimiento sobre la multicelularidad en el cuerpo humano.
15:37
We know that the principles and the rules,
341
919000
2000
Sabemos que, si podemos comprender los principios y las normas
15:39
if we can figure them out in these sort of primitive organisms,
342
921000
2000
en este tipo de organismos primitivos,
15:41
the hope is that they will be applied
343
923000
2000
la esperanza es que serán aplicados
15:43
to other human diseases and human behaviors as well.
344
925000
4000
a otras enfermedades y comportamientos humanos también.
15:47
I hope that what you've learned
345
929000
2000
Espero que lo que han aprendido
15:49
is that bacteria can distinguish self from other.
346
931000
3000
es que las bacterias pueden distinguirse entre sí.
15:52
By using these two molecules they can say "me" and they can say "you."
347
934000
3000
Mediante el uso de estas dos moléculas ellas pueden decir "yo" y pueden decir "tú".
15:55
Again of course that's what we do,
348
937000
2000
Una vez más, por supuesto, que es lo que nosotros hacemos,
15:57
both in a molecular way,
349
939000
2000
tanto en forma molecular,
15:59
and also in an outward way,
350
941000
2000
como también de manera externa,
16:01
but I think about the molecular stuff.
351
943000
2000
pero yo pienso en el material molecular.
16:03
This is exactly what happens in your body.
352
945000
2000
Esto es exactamente lo que sucede en su cuerpo.
16:05
It's not like your heart cells and your kidney cells get all mixed up every day,
353
947000
3000
No es como si sus células cardiacas y renales estuvieran mezcladas todos los días,
16:08
and that's because there's all of this chemistry going on,
354
950000
3000
y eso es porque está toda esta química ocurriendo,
16:11
these molecules that say who each of these groups of cells is,
355
953000
3000
estas moléculas que dicen quién es cada uno de estos grupos de células,
16:14
and what their tasks should be.
356
956000
2000
y qué tareas deben realizar.
16:16
Again, we think that bacteria invented that,
357
958000
3000
De nuevo, creemos que las bacterias inventaron eso,
16:19
and you've just evolved a few more bells and whistles,
358
961000
3000
y usted ha evolucionado unas cuantas cosas adicionales,
16:22
but all of the ideas are in these simple systems that we can study.
359
964000
4000
pero todas las ideas están en estos sistemas simples que podemos estudiar.
16:26
The final thing is, again just to reiterate that there's this practical part,
360
968000
4000
La última cosa es, sólo para reiterar que existe una parte práctica,
16:30
and so we've made these anti-quorum sensing molecules
361
972000
3000
que hemos hecho estas moléculas anti-detección de quórum
16:33
that are being developed as new kinds of therapeutics.
362
975000
3000
que se están desarrollando como nuevos tipos de terapias.
16:36
But then, to finish with a plug for all the good and miraculous bacteria
363
978000
3000
Pero entonces, para terminar con un reconocimento para todas las bacterias buenas y milagrosas
16:39
that live on the Earth,
364
981000
2000
que viven en la Tierra,
16:41
we've also made pro-quorum sensing molecules.
365
983000
2000
también hemos hecho moléculas que facilitan la detección de quórum.
16:43
So, we've targeted those systems to make the molecules work better.
366
985000
3000
Hemos trabajado en esos sistemas para hacer que las moléculas funcionen mejor.
16:46
Remember you have these 10 times or more bacterial cells
367
988000
4000
Recuerde que usted tiene 10 veces o más células bacterianas
16:50
in you or on you, keeping you healthy.
368
992000
2000
en usted o dentro de usted, menteniéndolo saludable.
16:52
What we're also trying to do is to beef up the conversation
369
994000
3000
Lo que también estamos tratando de hacer es de mejorar la conversación
16:55
of the bacteria that live as mutualists with you,
370
997000
3000
de las bacterias que viven con usted como mutualistas,
16:58
in the hopes of making you more healthy,
371
1000000
2000
con la esperanza de hacerlo más saludable,
17:00
making those conversations better,
372
1002000
2000
mejorando estas conversaciones,
17:02
so bacteria can do things that we want them to do
373
1004000
3000
a fin de que las bacterias puedan hacer las cosas que queremos que hagan
17:05
better than they would be on their own.
374
1007000
3000
mejor de lo que lo harían por su propia cuenta.
17:08
Finally, I wanted to show you
375
1010000
2000
Por último, quería mostrarles
17:10
this is my gang at Princeton, New Jersey.
376
1012000
2000
este es mi equipo en Princeton, Nueva Jersey.
17:12
Everything I told you about was discovered by someone in that picture.
377
1014000
4000
Todo lo que les he dicho fue descubierto por alguien en esa foto.
17:16
I hope when you learn things,
378
1018000
2000
Espero que cuando aprendan cosas,
17:18
like about how the natural world works --
379
1020000
2000
acerca de cómo funciona el mundo natural --
17:20
I just want to say that whenever you read something in the newspaper
380
1022000
3000
Sólo quiero decir que siempre que ustedes leen algo en el periódico
17:23
or you get to hear some talk about something ridiculous in the natural world
381
1025000
3000
o escuchan hablar de algo ridículo en el mundo natural,
17:26
it was done by a child.
382
1028000
2000
fue realizado por un niño.
17:28
Science is done by that demographic.
383
1030000
2000
La ciencia es hecha por ese grupo demográfico.
17:30
All of those people are between 20 and 30 years old,
384
1032000
4000
Todas estas personas tienen entre 20 y 30 años,
17:34
and they are the engine that drives scientific discovery in this country.
385
1036000
4000
y son el motor que impulsa los descubrimientos científicos en este país.
17:38
It's a really lucky demographic to work with.
386
1040000
3000
Es una suerte trabajar con este grupo demográfico.
17:41
I keep getting older and older and they're always the same age,
387
1043000
3000
Yo sigo haciéndome más y más vieja y ellos tienen siempre la misma edad
17:44
and it's just a crazy delightful job.
388
1046000
3000
y es simplemente un trabajo loco y encantador.
17:47
I want to thank you for inviting me here.
389
1049000
2000
Quiero darles las gracias por haberme invitado aquí,
17:49
It's a big treat for me to get to come to this conference.
390
1051000
3000
es un gran placer para mí haber venido a esta conferencia.
17:52
(Applause)
391
1054000
5000
(Aplausos)
17:57
Thanks.
392
1059000
1000
Gracias.
17:58
(Applause)
393
1060000
14000
(Aplausos)
ABOUT THE SPEAKER
Bonnie Bassler - Molecular biologistBonnie Bassler studies how bacteria can communicate with one another, through chemical signals, to act as a unit. Her work could pave the way for new, more potent medicine.
Why you should listen
In 2002, bearing her microscope on a microbe that lives in the gut of fish, Bonnie Bassler isolated an elusive molecule called AI-2, and uncovered the mechanism behind mysterious behavior called quorum sensing -- or bacterial communication. She showed that bacterial chatter is hardly exceptional or anomolous behavior, as was once thought -- and in fact, most bacteria do it, and most do it all the time. (She calls the signaling molecules "bacterial Esperanto.")
The discovery shows how cell populations use chemical powwows to stage attacks, evade immune systems and forge slimy defenses called biofilms. For that, she's won a MacArthur "genius" grant -- and is giving new hope to frustrated pharmacos seeking new weapons against drug-resistant superbugs.
Bassler teaches molecular biology at Princeton, where she continues her years-long study of V. harveyi, one such social microbe that is mainly responsible for glow-in-the-dark sushi. She also teaches aerobics at the YMCA.
Bonnie Bassler | Speaker | TED.com