TED2008
Craig Venter: On the verge of creating synthetic life
Craig Venter luo pian keinotekoista elämää
Filmed:
Readability: 4.7
1,196,566 views
"Pystymmekö luomaan uutta elämää lähtien digitaalisen suunnittelun maailmasta?" kysyy Craig Venter. Hänen vastauksensa on "kyllä" -- ja pian. Hän esittelee viimeisimmät tutkimustuloksensa ja lupaa, että pian pystymme valmistamaan keinotekoisen kromosomin ja käynnistämään sen solussa.
Craig Venter - Biologist, genetics pioneer
In 2001, Craig Venter made headlines for sequencing the human genome. In 2003, he started mapping the ocean's biodiversity. And now he's created the first synthetic lifeforms -- microorganisms that can produce alternative fuels. Full bio
In 2001, Craig Venter made headlines for sequencing the human genome. In 2003, he started mapping the ocean's biodiversity. And now he's created the first synthetic lifeforms -- microorganisms that can produce alternative fuels. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:19
You know, I've talked about some of these projects before --
0
1000
2000
Olen puhunut näistä hankkeista aiemminkin,
00:21
about the human genome and what that might mean,
1
3000
4000
ihmisen genomista ja sen merkityksestä,
00:25
and discovering new sets of genes.
2
7000
3000
ja uusien geeniryhmien löytämisestä.
00:28
We're actually starting at a new point:
3
10000
3000
Olemme aloittamassa uudesta lähtökohdasta,
00:31
we've been digitizing biology,
4
13000
4000
olemme digitalisoineet biologian,
00:35
and now we're trying to go from that digital code
5
17000
3000
ja nyt yritämme siirtyä tästä digitaalisesta koodista
00:38
into a new phase of biology
6
20000
2000
uuteen vaiheeseen biologiassa
00:40
with designing and synthesizing life.
7
22000
3000
suunnittelemalla ja syntetisoimalla elämää.
00:43
So, we've always been trying to ask big questions.
8
25000
3000
Olemme aina yrittäneet kysyä suuria kysymyksiä.
00:48
"What is life?" is something that I think many biologists
9
30000
2000
"Mitä on elämä?" on kysymys, jota arvelen
00:50
have been trying to understand
10
32000
2000
monen biologin pohtineen
00:52
at various levels.
11
34000
2000
eri tasoilla.
00:54
We've tried various approaches,
12
36000
3000
Olemme kokeilleet eri lähestymistapoja,
00:57
paring it down to minimal components.
13
39000
3000
ja purkaneet kysymyksen osatekijöihinsä.
01:01
We've been digitizing it now for almost 20 years;
14
43000
2000
Olemme digitoineet elämää melkein 20 vuoden ajan.
01:03
when we sequenced the human genome,
15
45000
2000
Kun sekvensoimme ihmisen perimän,
01:05
it was going from the analog world of biology
16
47000
3000
siirryimme biologian analogisesta maailmasta
01:08
into the digital world of the computer.
17
50000
4000
tietokoneiden digitaaliseen maailmaan.
01:12
Now we're trying to ask, "Can we regenerate life
18
54000
4000
Nyt kysymme, pystymmekö jäljittelemään elämän käynnistymistä
01:16
or can we create new life
19
58000
2000
tai luomaan uusia elämänmuotoja,
01:18
out of this digital universe?"
20
60000
3000
lähtien tästä digitaalisesta maailmasta.
01:21
This is the map of a small organism,
21
63000
3000
Tässä on pienen organismin geenikartta,
01:24
Mycoplasma genitalium,
22
66000
2000
kyseessä on Mycoplasma genitalium,
01:26
that has the smallest genome for a species
23
68000
3000
jolla on pienin genomi kaikista niistä lajeista,
01:29
that can self-replicate in the laboratory,
24
71000
3000
jotka pystyvät lisääntymään laboratorio-oloissa.
01:32
and we've been trying to just see if
25
74000
2000
Olemme kokeilleet pystyisimmekö
01:34
we can come up with an even smaller genome.
26
76000
3000
saamaan aikaan vielä pienemmän genomin.
01:38
We're able to knock out on the order of 100 genes
27
80000
2000
Pystymme sammuttamaan noin sata
01:40
out of the 500 or so that are here.
28
82000
3000
kartan noin 500 geenistä.
01:43
When we look at its metabolic map,
29
85000
2000
Mutta kaavio sen aineenvaihdunnasta,
01:45
it's relatively simple
30
87000
2000
se on melko yksinkertainen
01:47
compared to ours --
31
89000
2000
verrattuna omaamme.
01:49
trust me, this is simple --
32
91000
2000
Uskokaa pois, tämä on yksinkertainen.
01:51
but when we look at all the genes
33
93000
2000
Kun tarkastelemme niitä geenejä,
01:53
that we can knock out one at a time,
34
95000
3000
jotka pystymme sammuttamaan yksitellen,
01:56
it's very unlikely that this would yield
35
98000
2000
vaikuttaa epätodennäköiseltä, että siitä
01:58
a living cell.
36
100000
2000
syntyisi elinkelpoinen solu.
02:01
So we decided the only way forward
37
103000
2000
Päättelimme, että ainoa tapa päästä eteenpäin,
02:03
was to actually synthesize this chromosome
38
105000
3000
on syntetisoida tämä kromosomi tyhjästä,
02:06
so we could vary the components
39
108000
3000
jotta voisimme vapaasti muokata sen komponentteja
02:09
to ask some of these most fundamental questions.
40
111000
4000
ja pääsisimme perimmäisten kysymysten kimppuun.
02:13
And so we started down the road of:
41
115000
2000
Aloimme edetä reittiä:
02:15
can we synthesize a chromosome?
42
117000
3000
"Pystymmekö syntetisoimaan kromosomin?"
02:19
Can chemistry permit making
43
121000
2000
Salliiko kemia meidän rakentaa
02:21
these really large molecules
44
123000
2000
näitä todella suuria molekyylejä,
02:23
where we've never been before?
45
125000
2000
jollaisia ei ole koskaan ennen tehty?
02:25
And if we do, can we boot up a chromosome?
46
127000
3000
Ja jos se onnistuu, pystymmekö käynnistämään kromosomin?
02:28
A chromosome, by the way, is just a piece of inert chemical material.
47
130000
3000
Kromosomihan itsessään on vain elotonta kemiallista ainetta.
02:32
So, our pace of digitizing life has been increasing
48
134000
3000
Tahti, jolla olemme digitalisoineet elämää,
02:35
at an exponential pace.
49
137000
3000
on nopeutunut eksponentiaalisesti.
02:38
Our ability to write the genetic code
50
140000
3000
Kykymme kirjoittaa geneettistä koodia
02:41
has been moving pretty slowly
51
143000
2000
on parantunut melko hitaasti
02:43
but has been increasing,
52
145000
3000
mutta on kuitenkin parantunut.
02:46
and our latest point would put it on, now, an exponential curve.
53
148000
4000
Viimeisimmät saavutuksemme veisivät senkin eksponentiaaliselle käyrälle.
02:51
We started this over 15 years ago.
54
153000
2000
Aloitimme työn yli 15 vuotta sitten.
02:53
It took several stages, in fact,
55
155000
3000
Etenimme vaiheittain, itse asiassa kaikki alkoi
02:56
starting with a bioethical review before we did the first experiments.
56
158000
3000
bioeettisellä katselmuksella ennen ensimmäistäkään koetta.
03:00
But it turns out synthesizing DNA
57
162000
2000
Osoittautuu, että DNA:n syntetisointi
03:02
is very difficult.
58
164000
2000
on erittäin vaikeaa.
03:04
There are tens of thousands of machines around the world
59
166000
3000
Maailmassa on kymmeniä tuhansia laitteita,
03:07
that make small pieces of DNA --
60
169000
2000
jotka pystyvät valmistamaan lyhyitä DNA-pätkiä,
03:09
30 to 50 letters in length --
61
171000
3000
pituudeltaan 30-50 merkkiä,
03:12
and it's a degenerate process, so the longer you make the piece,
62
174000
3000
ja prosessi luo virheitä. Mitä pidemmän DNA-pätkän tekee,
03:15
the more errors there are.
63
177000
2000
sitä enemmän siinä on virheitä.
03:17
So we had to create a new method
64
179000
2000
Meidän piti kehittää uusi menetelmä
03:19
for putting these little pieces together and correct all the errors.
65
181000
3000
näiden pikkupätkien yhteen liittämiseksi ja virheiden korjaamiseksi.
03:23
And this was our first attempt, starting with the digital information
66
185000
3000
Tässä on ensimmäinen yrityksemme, lähtökohtana Phi X 174:n
03:26
of the genome of phi X174.
67
188000
2000
perimä digitaalisessa muodossa.
03:28
It's a small virus that kills bacteria.
68
190000
3000
Se on pieni virus, joka tappaa bakteereita.
03:32
We designed the pieces, went through our error correction
69
194000
3000
Suunnittelimme palaset, suoritimme virheenkorjauksen
03:35
and had a DNA molecule
70
197000
2000
ja saimme aikaan noin 5000 merkin
03:37
of about 5,000 letters.
71
199000
3000
pituisen DNA-molekyylin.
03:40
The exciting phase came when we took this piece of inert chemical
72
202000
4000
Jännittävä hetki tuli kun sijoitimme
03:44
and put it in the bacteria,
73
206000
2000
tämän elottoman molekyylin bakteeriin,
03:46
and the bacteria started to read this genetic code,
74
208000
4000
ja bakteeri alkoi lukea molekyylin geneettistä koodia
03:50
made the viral particles.
75
212000
2000
ja tuottaa viruksia.
03:52
The viral particles then were released from the cells
76
214000
2000
Sitten virukset irtautuivat isäntäsoluista,
03:54
and came back and killed the E. coli.
77
216000
3000
ja siinä prosessissa kolibakteerit kuolivat.
03:57
I was talking to the oil industry recently
78
219000
3000
Pidin äskettäin puheen öljyteollisuudelle,
04:00
and I said they clearly understood that model.
79
222000
3000
ja he sanoivat tuntevansa toimintatavan oikein hyvin.
04:03
(Laughter)
80
225000
3000
(Naurua)
04:06
They laughed more than you guys are. (Laughter)
81
228000
3000
Heitä nauratti vielä enemmän kuin teitä.
04:10
And so, we think this is a situation
82
232000
2000
Nyt olemme tilanteessa, jossa
04:12
where the software can actually build its own hardware
83
234000
3000
ohjelmisto pystyy rakentamaan oman laitteistonsa
04:15
in a biological system.
84
237000
2000
biologisessa järjestelmässä.
04:17
But we wanted to go much larger:
85
239000
2000
Mutta meidän tavoitteemme olivat suuremmat.
04:19
we wanted to build the entire bacterial chromosome --
86
241000
3000
Halusimme rakentaa kokonaisen bakteerin kromosomin.
04:22
it's over 580,000 letters of genetic code --
87
244000
4000
Sellaisessa on yli 580 000 merkin edestä geneettistä koodia.
04:26
so we thought we'd build them in cassettes the size of the viruses
88
248000
3000
Ajattelimme rakentavamme koodin viruksen kokoisina kasetteina
04:29
so we could actually vary the cassettes
89
251000
2000
niin että voisimme vaihtaa kasetteja toisiin
04:31
to understand
90
253000
2000
ymmärtääksemme,
04:33
what the actual components of a living cell are.
91
255000
3000
mitkä ovat oikean elävän solun osatekijät.
04:36
Design is critical,
92
258000
2000
Oikea suunnittelu on kriittisen tärkeä,
04:38
and if you're starting with digital information in the computer,
93
260000
3000
ja jos lähtökohtana on tietokoneeseen digitaalisena talletettu informaatio,
04:41
that digital information has to be really accurate.
94
263000
4000
informaation on oltava tarkasti oikein.
04:45
When we first sequenced this genome in 1995,
95
267000
3000
Kun sekvensoimme tämän genomin vuonna 1995,
04:48
the standard of accuracy was one error per 10,000 base pairs.
96
270000
4000
tavanomainen tarkkuus oli yksi virhe 10 000 emäsparia kohti.
04:52
We actually found, on resequencing it,
97
274000
2000
Kun sekvensoimme genomin uudelleen,
04:54
30 errors; had we used that original sequence,
98
276000
3000
löysimme 30 virhettä. Jos olisimme käyttäneet alkuperäistä sekvenssiä,
04:57
it never would have been able to be booted up.
99
279000
3000
kromosomi ei olisi pystynyt käynnistymään.
05:00
Part of the design is designing pieces
100
282000
2000
Osa suunnittelu-urakkaa on pikkupalojen suunnittelu.
05:02
that are 50 letters long
101
284000
3000
Ne ovat kukin 50 merkin pituisia,
05:05
that have to overlap with all the other 50-letter pieces
102
287000
3000
ja niiden pitää osua päällekkäin muiden 50-merkkisten palojen kanssa
05:08
to build smaller subunits
103
290000
2000
isompien aliyksiköiden rakentamiseksi.
05:10
we have to design so they can go together.
104
292000
3000
Ne pitää suunnitella sopimaan yhteen.
05:13
We design unique elements into this.
105
295000
3000
Olemme lisänneet ennennäkemättömiä osasia.
05:16
You may have read that we put watermarks in.
106
298000
2000
Olette ehkä lukeneet, että me liitämme mukaan vesileimoja.
05:18
Think of this:
107
300000
2000
Ajatelkaapa tätä:
05:20
we have a four-letter genetic code -- A, C, G and T.
108
302000
3000
geneettinen koodi sisältää neljä kirjainta: A, C, G ja T.
05:23
Triplets of those letters
109
305000
3000
Kolmikirjaimiset yhdistelmät niistä
05:26
code for roughly 20 amino acids,
110
308000
2000
koodaavat noin 20 aminohappoa.
05:28
such that there's a single letter designation
111
310000
3000
Voimme ottaa yhden normaalikielen kirjaimen
05:31
for each of the amino acids.
112
313000
2000
vastaamaan kutakin aminohappoa.
05:33
So we can use the genetic code to write out words,
113
315000
3000
Silloin voimme kirjoittaa sanoja geneettisellä koodilla,
05:36
sentences, thoughts.
114
318000
2000
lauseita, ajatuksia.
05:39
Initially, all we did was autograph it.
115
321000
2000
Aluksi vain signeerasimme työmme.
05:41
Some people were disappointed there was not poetry.
116
323000
3000
Jotkut olivat pettyneitä, että mukana ei ollut runoutta.
05:44
We designed these pieces so
117
326000
2000
Suunnittelimme DNA-pätkät niin, että niihin
05:46
we can just chew back with enzymes;
118
328000
3000
voi pureutua tietyillä entsyymeillä.
05:50
there are enzymes that repair them and put them together.
119
332000
3000
On olemassa entsyymejä, jotka korjaavat pätkiä ja liittävät niitä yhteen.
05:53
And we started making pieces,
120
335000
2000
Aluksi teimme koodinpätkiä,
05:55
starting with pieces that were 5,000 to 7,000 letters,
121
337000
4000
joiden pituus oli viidestä 7000:een merkkiin,
05:59
put those together to make 24,000-letter pieces,
122
341000
4000
yhdistelimme niistä 24 000 merkin palikoita,
06:03
then put sets of those going up to 72,000.
123
345000
4000
sitten liitimme niitä yhteen ja pääsimme 72 000 merkkiin.
06:07
At each stage, we grew up these pieces in abundance
124
349000
2000
Jokaisessa vaiheessa teimme yllin kyllin palikoita,
06:09
so we could sequence them
125
351000
2000
jotta niitä riittää sekvensoitavaksi,
06:11
because we're trying to create a process that's extremely robust
126
353000
3000
koska yritämme luoda erittäin vikasietoisen prosessin
06:14
that you can see in a minute.
127
356000
3000
kuten pian näette.
06:17
We're trying to get to the point of automation.
128
359000
3000
Yritämme automatisoida eri vaiheet.
06:20
So, this looks like a basketball playoff.
129
362000
2000
Tämä muistuttaa koripalloliigan pudotuspelikaaviota.
06:22
When we get into these really large pieces
130
364000
2000
Kun pääsemme näihin hyvin suuriin palikoihin asti,
06:24
over 100,000 base pairs,
131
366000
4000
niissä on yli 100 000 emäsparia.
06:28
they won't any longer grow readily in E. coli --
132
370000
2000
Niitä ei voi enää helposti kasvattaa kolibakteerissa.
06:30
it exhausts all the modern tools of molecular biology --
133
372000
4000
Modernin molekyylibiologian keinot loppuvat.
06:34
and so we turned to other mechanisms.
134
376000
4000
Siispä keskityimme muihin menetelmiin.
06:38
We knew there's a mechanism called homologous recombination
135
380000
3000
Tunsimme mekanismin nimeltä homologinen rekombinaatio,
06:41
that biology uses to repair DNA
136
383000
3000
joka tapahtuu elävissä soluissa ja korjaa niiden DNA:ta,
06:44
that can put pieces together.
137
386000
3000
ja jota voisi käyttää palikoiden yhteenliittämiseen.
06:47
Here's an example of it:
138
389000
1000
Tässä esimerkki.
06:48
there's an organism called
139
390000
1000
On olemassa organismi nimeltä
06:49
Deinococcus radiodurans
140
391000
2000
Deinococcus radiodurans,
06:51
that can take three millions rads of radiation.
141
393000
3000
joka pystyy kestämään 30 000 grayn säteilyannoksen.
06:54
You can see in the top panel, its chromosome just gets blown apart.
142
396000
4000
Kuten näette yläruudussa, sen kromosomi repeää riekaleiksi.
06:58
Twelve to 24 hours later, it put it
143
400000
3000
12 - 24 tuntia myöhemmin se on
07:01
back together exactly as it was before.
144
403000
2000
koonnut itsensä ennalleen.
07:03
We have thousands of organisms that can do this.
145
405000
3000
Tunnemme tuhansia organismeja, jotka pystyvät vastaavaan.
07:06
These organisms can be totally desiccated;
146
408000
2000
Näistä organismeista voi poistaa kaiken veden.
07:08
they can live in a vacuum.
147
410000
2000
Ne pystyvät elämään tyhjössä.
07:11
I am absolutely certain that life can exist in outer space,
148
413000
3000
Olen täysin varma, että elämä selviää ulkoavaruuden oloissa,
07:14
move around, find a new aqueous environment.
149
416000
3000
pystyy liikkumaan paikasta toiseen, löytämään uuden kostean ympäristön.
07:17
In fact, NASA has shown a lot of this is out there.
150
419000
4000
Itse asiassa NASA on osoittanut monien näistä asioista todella tapahtuvan.
07:21
Here's an actual micrograph of the molecule we built
151
423000
4000
Tässä on aito mikroskooppikuva molekyylistä, jonka rakensimme
07:25
using these processes, actually just using yeast mechanisms
152
427000
4000
käyttäen näitä menetelmiä -- oikeastaan vain hiivan mekanismeja
07:29
with the right design of the pieces we put them in;
153
431000
3000
ja sopivasti suunniteltuja palikoita.
07:32
yeast puts them together automatically.
154
434000
3000
Hiivasolu liittää palikat toisiinsa automaattisesti.
07:35
This is not an electron micrograph;
155
437000
2000
Tämä ei ole elektronimikroskoopin kuva
07:37
this is just a regular photomicrograph.
156
439000
2000
vaan otettu tavallisella valomikroskoopilla.
07:39
It's such a large molecule
157
441000
2000
Molekyyli on niin iso,
07:41
we can see it with a light microscope.
158
443000
3000
että se näkyy valomikroskoopissa.
07:44
These are pictures over about a six-second period.
159
446000
3000
Nämä kuvat on otettu kuuden sekunnin aikana.
07:47
So, this is the publication we had just a short while ago.
160
449000
4000
Tässä on tuore julkaisumme.
07:51
This is over 580,000 letters of genetic code;
161
453000
3000
Tässä on yli 580 000 merkkiä geneettistä koodia.
07:54
it's the largest molecule ever made by humans of a defined structure.
162
456000
5000
Se on suurin ihmiskunnan koskaan kokoama rakenteeltaan hallittu molekyyli.
07:59
It's over 300 million molecular weight.
163
461000
3000
Sen molekyylipaino on yli 300 miljoonaa.
08:02
If we printed it out at a 10 font with no spacing,
164
464000
3000
Jos koodi painettaisiin kirjaksi,
08:05
it takes 142 pages
165
467000
2000
10 pisteen kirjaisintyypillä
08:07
just to print this genetic code.
166
469000
4000
ilman välilyöntejä, se veisi 142 sivua.
08:11
Well, how do we boot up a chromosome? How do we activate this?
167
473000
3000
Entä kuinka käynnistämme kromosomin? Kuinka aktivoimme sen?
08:14
Obviously, with a virus it's pretty simple;
168
476000
3000
Virus on tietenkin helppo tapaus.
08:17
it's much more complicated dealing with bacteria.
169
479000
3000
Bakteerien kanssa on paljon hankalampaa.
08:20
It's also simpler when you go
170
482000
2000
Käynnistäminen on myös helpompaa
08:22
into eukaryotes like ourselves:
171
484000
2000
aitotumaisissa soluissa kuten ihmissoluissamme:
08:24
you can just pop out the nucleus
172
486000
2000
tuman voi yksinkertaisesti pullauttaa ulos solusta
08:26
and pop in another one,
173
488000
2000
ja korvata toisella tumalla,
08:28
and that's what you've all heard about with cloning.
174
490000
3000
ja kaikesta tästä olette kuulleet, kun puhutaan kloonaamisesta.
08:31
With bacteria and Archaea, the chromosome is integrated into the cell,
175
493000
4000
Bakteerien ja arkkieliöiden tapauksessa kromosomi on integroituna soluun,
08:35
but we recently showed that we can do a complete transplant
176
497000
4000
mutta äskettäin osoitimme, että on mahdollista siirtää
08:39
of a chromosome from one cell to another
177
501000
2000
kokonainen kromosomi solusta toiseen
08:41
and activate it.
178
503000
3000
ja aktivoida se.
08:44
We purified a chromosome from one microbial species --
179
506000
4000
Eristimme yhden mikrobilajin kromosomin.
08:48
roughly, these two are as distant as human and mice --
180
510000
3000
Nämä kaksi ovat suunnilleen yhtä kaukana toisistaan kuin ihmiset ja hiiret.
08:51
we added a few extra genes
181
513000
2000
Lisäsimme pari ylimääräistä geeniä,
08:53
so we could select for this chromosome,
182
515000
2000
jotta voimme valita oikean kromosomin.
08:55
we digested it with enzymes
183
517000
2000
Sulatimme entsyymien avulla
08:57
to kill all the proteins,
184
519000
2000
pois kaikki proteiinit.
08:59
and it was pretty stunning when we put this in the cell --
185
521000
3000
Oli tyrmäävä kokemus, kun laitoimme tämän solun sisään --
09:02
and you'll appreciate
186
524000
2000
ja arvostatte varmaan
09:04
our very sophisticated graphics here.
187
526000
3000
hienostunutta grafiikkaamme --
09:07
The new chromosome went into the cell.
188
529000
3000
uusi kromosomi siirtyi solun sisään.
09:10
In fact, we thought this might be as far as it went,
189
532000
2000
Arvelimme, että tämän pidemmälle emme pääse,
09:12
but we tried to design the process a little bit further.
190
534000
3000
mutta yritimme kuitenkin suunnitella prosessia hieman eteenpäin.
09:15
This is a major mechanism of evolution right here.
191
537000
3000
On kysymyksessä tärkeä evoluution mekanismi.
09:18
We find all kinds of species
192
540000
2000
Havaitsemme kaikenlaisia lajeja,
09:20
that have taken up a second chromosome
193
542000
2000
jotka ovat poimineen toisen kromosomin
09:22
or a third one from somewhere,
194
544000
2000
tai kolmannen jostakin,
09:24
adding thousands of new traits
195
546000
2000
mikä lisää tuhansia uusia lajiominaisuuksia
09:26
in a second to that species.
196
548000
2000
yhdessä hetkessä kyseiseen elämänmuotoon.
09:28
So, people who think of evolution
197
550000
2000
Niiltä, jotka arvelevat että evoluutiossa
09:30
as just one gene changing at a time
198
552000
2000
on kyse vain yhden geenin vaihtumisesta silloin tällöin,
09:32
have missed much of biology.
199
554000
3000
on mennyt ohi aika iso osa biologiaa.
09:35
There are enzymes called restriction enzymes
200
557000
2000
On olemassa entsyymejä, joita kutsutaan restriktioentsyymeiksi,
09:37
that actually digest DNA.
201
559000
2000
jotka paloittelevat DNA:ta.
09:39
The chromosome that was in the cell
202
561000
2000
Kromosomi, joka oli alunperin solussa,
09:41
doesn't have one;
203
563000
2000
ei tuota sellaista.
09:43
the chromosome we put in does.
204
565000
2000
Uusi kromosomi sisältää geenin, joka tuottaa.
09:45
It got expressed and it recognized
205
567000
2000
Geeni ilmentyi ja tunnisti
09:47
the other chromosome as foreign material,
206
569000
3000
alkuperäisen kromosomin vieraaksi materiaaliksi,
09:50
chewed it up, and so we ended up
207
572000
2000
pilkkoi sen, ja lopputulos oli
09:52
just with a cell with the new chromosome.
208
574000
4000
solu, jossa on ainoastaan uusi kromosomi.
09:56
It turned blue because of the genes we put in it.
209
578000
3000
Solu muuttui siniseksi lisäämiemme geenien vuoksi.
09:59
And with a very short period of time,
210
581000
2000
Ja hyvin lyhyessä ajassa
10:01
all the characteristics of one species were lost
211
583000
3000
kaikki yhden eliölajin ominaisuudet olivat kadonneet,
10:04
and it converted totally into the new species
212
586000
3000
ja laji oli muuttunut uudeksi lajiksi,
10:07
based on the new software that we put in the cell.
213
589000
3000
perustuen ohjelmistoon, jonka syötimme soluun.
10:10
All the proteins changed,
214
592000
2000
Kaikki proteiinit vaihtuivat,
10:12
the membranes changed;
215
594000
2000
kaikki solukalvot vaihtuivat --
10:14
when we read the genetic code, it's exactly what we had transferred in.
216
596000
4000
Kun luimme geneettisen koodin, se oli täsmälleen, mitä olimme syöttäneet soluun.
10:18
So, this may sound like genomic alchemy,
217
600000
3000
Tämä ehkä kuulostaa geneettiseltä alkemialta,
10:21
but we can, by moving the software of DNA around,
218
603000
4000
mutta pystymme, siirtelemällä DNA-ohjelmistoja,
10:25
change things quite dramatically.
219
607000
4000
muuttamaan asioita aika dramaattisesti.
10:29
Now I've argued, this is not genesis;
220
611000
2000
Olen argumentoinut, kyseessä ei ole luomistapahtuma --
10:31
this is building on three and a half billion years of evolution.
221
613000
4000
hyödynnämme koneistoa, jonka evoluutio on rakentanut 3,5 miljardissa vuodessa --
10:36
And I've argued that we're about to perhaps
222
618000
2000
ehkä pikemminkin olemme käynnistämässä
10:38
create a new version of the Cambrian explosion,
223
620000
3000
uutta versiota kambrikauden lajiräjähdyksestä,
10:41
where there's massive new speciation
224
623000
3000
kun valtava määrä uusia lajeja syntyy
10:45
based on this digital design.
225
627000
2000
digitaalisen suunnittelun pohjalta.
10:47
Why do this?
226
629000
2000
Miksi tehdä tätä?
10:49
I think this is pretty obvious in terms of some of the needs.
227
631000
2000
Mielestäni on ilmeisiä tarpeita.
10:51
We're about to go from six and a half
228
633000
2000
Meidän määrämme lisääntyy 6,5 miljardista
10:53
to nine billion people over the next 40 years.
229
635000
3000
9 miljardiin seuraavan 40 vuoden aikana.
10:56
To put it in context for myself:
230
638000
2000
Laittaakseni asian mittoihinsa:
10:58
I was born in 1946.
231
640000
2000
Olen syntynyt 1946.
11:00
There are now three people on the planet
232
642000
2000
Nykyään tällä planeetalla asuu kolme ihmistä
11:02
for every one of us that existed in 1946;
233
644000
4000
jokaista sellaista kohti, joka oli olemassa 1946;
11:06
within 40 years, there'll be four.
234
648000
3000
40 vuodessa täällä tulee asumaan neljä.
11:09
We have trouble feeding, providing fresh, clean water,
235
651000
3000
Meillä on vaikeuksia ruokkia kaikki, järjestää puhdasta vettä,
11:12
medicines, fuel
236
654000
2000
lääkkeitä, polttoaineita
11:14
for the six and a half billion.
237
656000
3000
jo 6,5 miljardille.
11:17
It's going to be a stretch to do it for nine.
238
659000
2000
Yhdeksän tulee vaatimaan melkoista venymistä.
11:19
We use over five billion tons of coal,
239
661000
3000
Käytämme yli 5 miljardia tonnia hiiltä,
11:22
30 billion-plus barrels of oil --
240
664000
3000
30 miljardia barrelia öljyä, ja enemmänkin.
11:25
that's a hundred million barrels a day.
241
667000
4000
Se on sata miljoonaa barrelia päivässä.
11:29
When we try to think of biological processes
242
671000
2000
Kun yritämme keksiä biologista prosessia
11:31
or any process to replace that,
243
673000
3000
tai mitä hyvänsä prosessia korvaamaan ne,
11:34
it's going to be a huge challenge.
244
676000
2000
haaste on valtava.
11:36
Then of course, there's all that
245
678000
2000
Lisäksi on tietenkin kaikki
11:38
CO2 from this material
246
680000
2000
CO2, joka on peräisin tästä materiaalista
11:40
that ends up in the atmosphere.
247
682000
3000
ja joka päätyy ilmakehään.
11:43
We now, from our discovery around the world,
248
685000
2000
Meillä on nyt, seurauksena
11:45
have a database with about 20 million genes,
249
687000
4000
tutkimuksista kaikkialla maailmassa, noin 20 miljoonan geenin tietokanta,
11:49
and I like to think of these as the design components of the future.
250
691000
4000
ja minusta on hauska ajatella niitä tulevaisuuden suunnittelukomponentteina.
11:53
The electronics industry only had a dozen or so components,
251
695000
3000
Elektroniikkateollisuudella oli käytettävissään tusinan verran komponentteja,
11:56
and look at the diversity that came out of that.
252
698000
4000
ja millainen monimuotoisuus niistä onkaan lähtöisin.
12:00
We're limited here primarily
253
702000
2000
Meitä rajoittavat pääasiassa
12:02
by a biological reality
254
704000
2000
biologiset reunaehdot
12:04
and our imagination.
255
706000
2000
ja oma mielikuvituksemme.
12:07
We now have techniques,
256
709000
2000
Käytettävissämme on nykyään tekniikoita,
12:09
because of these rapid methods of synthesis,
257
711000
3000
näiden nopeiden synteesimenetelmien ansiosta,
12:12
to do what we're calling combinatorial genomics.
258
714000
4000
tehdä jotain, mitä kutsumme kombinatoriseksi genomiikaksi.
12:16
We have the ability now to build a large robot
259
718000
3000
Meillä on nyt kyky rakentaa iso robotti,
12:19
that can make a million chromosomes a day.
260
721000
3000
joka pystyy valmistamaan miljoona kromosomia päivässä.
12:23
When you think of processing these 20 million different genes
261
725000
3000
Kun ajattelette näiden 20 miljoonan geenin jalostamista,
12:26
or trying to optimize processes
262
728000
2000
prosessien optimointia
12:28
to produce octane or to produce pharmaceuticals,
263
730000
3000
oktaanin tuottamiseksi, tai lääkkeiden tuottamiseksi,
12:31
new vaccines,
264
733000
3000
uusien rokotteiden,
12:34
we can just with a small team,
265
736000
3000
voimme pienenkin tutkimusryhmän kanssa
12:37
do more molecular biology
266
739000
2000
tuottaa enemmän molekyylibiologiaa
12:39
than the last 20 years of all science.
267
741000
3000
kuin koko tiedeyhteisö viimeisen 20 vuoden aikana.
12:42
And it's just standard selection:
268
744000
2000
Kyse on vain valinnoista.
12:44
we can select for viability,
269
746000
2000
Voimme valita toteutettavuuden perusteella,
12:46
chemical or fuel production,
270
748000
2000
kemikaalien tai polttoaineiden tuotannon,
12:48
vaccine production, etc.
271
750000
2000
rokotteiden tuotannon, ja niin edelleen.
12:50
This is a screen snapshot
272
752000
3000
Tässä on ruutukaappaus
12:53
of some true design software
273
755000
3000
todellisesta suunnitteluohjelmistosta,
12:56
that we're working on to actually be able to sit down
274
758000
3000
jonka parissa työskentelemme ja joka sallisisi istua alas
12:59
and design species in the computer.
275
761000
3000
ja suunnitella uusia eliölajeja tietokoneella.
13:03
You know, we don't know necessarily what it'll look like:
276
765000
3000
Emme välttämättä tiedä, miltä kaikki tulee näyttämään.
13:06
we know exactly what their genetic code looks like.
277
768000
3000
Tiedämme täsmälleen, miltä niiden geneettinen koodi näyttää.
13:09
We're focusing on now fourth-generation fuels.
278
771000
5000
Nykyään keskitymme neljännen sukupolven polttoaineisiin.
13:15
You've seen recently, corn to ethanol
279
777000
2000
Äskettäin esiteltiin maissietanoli,
13:17
is just a bad experiment.
280
779000
2000
se on pelkkä kehno kokeilu.
13:19
We have second- and third-generation fuels
281
781000
2000
On olemassa toisen ja kolmannen sukupolven biopolttoaineita,
13:21
that will be coming out relatively soon
282
783000
3000
jotka tulevat saataville varsin pian,
13:24
that are sugar, to much higher-value fuels
283
786000
3000
lähtien sokerista, päätyen arvokkaampiin polttoaineisiin,
13:27
like octane or different types of butanol.
284
789000
3000
kuten oktaaniin ja erilaisiin butanoleihin.
13:30
But the only way we think that biology
285
792000
3000
Mutta ainoa tapa, jolla voimme kuvitella biologialla
13:33
can have a major impact without
286
795000
2000
olevan suurta vaikutusta ilman että
13:36
further increasing the cost of food and limiting its availability
287
798000
3000
se nostaa ruoan hintaa ja rajoittaa saatavuutta
13:39
is if we start with CO2 as its feedstock,
288
801000
3000
on, että käytämme CO2:ta lähtöaineena,
13:42
and so we're working with designing cells to go down this road.
289
804000
4000
ja olemmekin suunnittelemassa kennoja, jotka toimivat siihen tapaan,
13:47
And we think we'll have the first fourth-generation fuels
290
809000
3000
ja uskomme saavamme ensimmäiset neljännen sukupolven polttoaineet
13:50
in about 18 months.
291
812000
2000
käyttöön noin 18 kuukaudessa.
13:52
Sunlight and CO2 is one method ...
292
814000
2000
Auringonvalo ja CO2 on yksi lähestymistapa --
13:54
(Applause)
293
816000
5000
(Aplodeja)
13:59
but in our discovery around the world,
294
821000
2000
-- mutta löytöretkillämme eri puolilla maailmaa
14:01
we have all kinds of other methods.
295
823000
2000
olemme kohdanneet muunkinlaisia mahdollisuuksia.
14:03
This is an organism we described in 1996.
296
825000
4000
Tässä on organismi, jonka kuvailimme vuonna 1996.
14:07
It lives in the deep ocean,
297
829000
2000
Se on syvänmeren eläjä,
14:09
about a mile and a half deep,
298
831000
2000
esiintyy noin 2,5 km syvyydessä,
14:11
almost at boiling-water temperatures.
299
833000
2000
lähes kiehuvan veden lämpötilassa.
14:13
It takes CO2 to methane
300
835000
3000
Se muuttaa CO2:ta metaaniksi
14:16
using molecular hydrogen as its energy source.
301
838000
3000
käyttäen vetyä energianlähteenään.
14:19
We're looking to see if we can take
302
841000
2000
Kokeilemme pystymmekö käyttämään
14:21
captured CO2,
303
843000
2000
talteenotettua CO2:ta,
14:23
which can easily be piped to sites,
304
845000
2000
jota voi helposti siirtää putkistoissa prosessointilaitoksiin,
14:25
convert that CO2 back into fuel
305
847000
3000
muuntaa tämän CO2:n takaisin polttoaineeksi
14:28
to drive this process.
306
850000
3000
ajamaan prosessia.
14:31
So, in a short period of time,
307
853000
2000
Niinpä varsin pian,
14:33
we think that we might be able to increase
308
855000
4000
uskomme pystyvämme nostamaan panoksia
14:37
what the basic question is of "What is life?"
309
859000
3000
peruskysymyksestä "Mitä on elämä?"
14:40
We truly, you know,
310
862000
2000
Meillä on todellakin
14:42
have modest goals
311
864000
2000
vaatimattomana tavoiteenamme
14:44
of replacing the whole petrol-chemical industry --
312
866000
3000
syrjäyttää koko petrokemiallinen teollisuus.
14:47
(Laughter) (Applause)
313
869000
3000
(Naurua) (Aplodeja)
14:50
Yeah. If you can't do that at TED, where can you? --
314
872000
3000
Jos sitä ei voi tehdä TEDissä niin missä sitten?
14:53
(Laughter)
315
875000
2000
(Naurua)
14:55
become a major source of energy ...
316
877000
2000
Saadaan merkittävä energianlähde.
14:57
But also, we're now working on using these same tools
317
879000
3000
Lisäksi työskentelemme päästäksemme käyttämään samoja työkaluja
15:00
to come up with instant sets of vaccines.
318
882000
3000
uusien pikarokotteiden aikaansaamiseen.
15:03
You've seen this year with flu;
319
885000
2000
Olette kohdanneet tämänvuotisen kausi-influenssan.
15:05
we're always a year behind and a dollar short
320
887000
3000
Aina puuttuu aikaa ja rahaa
15:08
when it comes to the right vaccine.
321
890000
2000
kehittää oikeanlainen rokote.
15:10
I think that can be changed
322
892000
2000
Arvelen, että tämä tulee muuttumaan,
15:12
by building combinatorial vaccines in advance.
323
894000
3000
kun valmistetaan kombinatorisia rokotteita etukäteen.
15:16
Here's what the future may begin to look like
324
898000
3000
Tässä on miltä tulevaisuus alkaa näyttää,
15:19
with changing, now, the evolutionary tree,
325
901000
4000
kun muokkaamme evoluution puuta,
15:23
speeding up evolution
326
905000
2000
nopeutamme evoluutiota
15:25
with synthetic bacteria, Archaea
327
907000
3000
synteettisillä bakteereilla ja arkkieliöillä
15:28
and, eventually, eukaryotes.
328
910000
3000
ja loppujen lopuksi aitotumallisilla.
15:32
We're a ways away from improving people:
329
914000
2000
Olemme vielä pitkän matkan päässä ihmisten parantelemisesta.
15:34
our goal is just to make sure that we have a chance
330
916000
3000
Päämäärämme on vain varmistaa, että meillä on mahdollisuus
15:37
to survive long enough to maybe do that. Thank you very much.
331
919000
3000
selvitä hengissä tarpeeksi pitkään ja ehkä tehdä sekin. Kiitos paljon.
15:40
(Applause)
332
922000
7000
(Aplodeja)
ABOUT THE SPEAKER
Craig Venter - Biologist, genetics pioneerIn 2001, Craig Venter made headlines for sequencing the human genome. In 2003, he started mapping the ocean's biodiversity. And now he's created the first synthetic lifeforms -- microorganisms that can produce alternative fuels.
Why you should listen
Craig Venter, the man who led the private effort to sequence the human genome, is hard at work now on even more potentially world-changing projects.
First, there's his mission aboard the Sorcerer II, a 92-foot yacht, which, in 2006, finished its voyage around the globe to sample, catalouge and decode the genes of the ocean's unknown microorganisms. Quite a task, when you consider that there are tens of millions of microbes in a single drop of sea water. Then there's the J. Craig Venter Institute, a nonprofit dedicated to researching genomics and exploring its societal implications.
In 2005, Venter founded Synthetic Genomics, a private company with a provocative mission: to engineer new life forms. Its goal is to design, synthesize and assemble synthetic microorganisms that will produce alternative fuels, such as ethanol or hydrogen. He was on Time magzine's 2007 list of the 100 Most Influential People in the World.
In early 2008, scientists at the J. Craig Venter Institute announced that they had manufactured the entire genome of a bacterium by painstakingly stitching together its chemical components. By sequencing a genome, scientists can begin to custom-design bootable organisms, creating biological robots that can produce from scratch chemicals humans can use, such as biofuel. And in 2010, they announced, they had created "synthetic life" -- DNA created digitally, inserted into a living bacterium, and remaining alive.
Craig Venter | Speaker | TED.com