TED2009
Bonnie Bassler: How bacteria "talk"
Bonnie Bassler sur la manière de communiquer des bactéries
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Bonnie Bassler a découvert que les bactéries "se parlent" entre elles, en utilisant un langage chimique qui leur permet de coordonner leur défense et de monter des attaques. Cette découverte a d'incroyables implications en médecine, dans l'industrie -- et dans notre compréhension de nous-même.
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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3000
Les bactéries sont les plus vieux organismes vivants sur Terre.
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They've been here for billions of years,
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3000
2000
Elles sont ici depuis des milliards d'années,
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and what they are are single-celled microscopic organisms.
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5000
4000
et sont des organismes microscopiques unicellulaires.
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So they are one cell and they have this special property
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9000
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Donc elles sont une cellule et possèdent cette propriété particulière
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that they only have one piece of DNA.
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de ne contenir qu'un seul morceau d'ADN.
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They have very few genes,
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14000
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Elles ont très peu de gènes,
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and genetic information to encode all of the traits that they carry out.
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16000
4000
et d'information génétique pour encoder tous les caractéristiques qu'elles transportent.
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And the way bacteria make a living
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20000
2000
La façon de vivre des bactéries
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is that they consume nutrients from the environment,
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22000
3000
consiste à consommer les nutriments présents dans l'environnement,
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they grow to twice their size, they cut themselves down in the middle,
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25000
3000
jusqu'à atteindre le double de leur taille d'origine, elles se coupent alors en deux,
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and one cell becomes two, and so on and so on.
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28000
3000
et une cellule devient deux cellules, et ainsi de suite.
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They just grow and divide, and grow and divide -- so a kind of boring life,
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31000
4000
Elles se contentent de grandir et de se diviser, grandir et se diviser -- donc une vie plutôt ennuyeuse,
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except that what I would argue is that you have
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35000
2000
cependant, j'argumenterais qu'il existe
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an amazing interaction with these critters.
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37000
3000
une stupéfiante interaction entre ces créatures.
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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
3000
Je sais que vous vous pensez humains, et je pense à peu près la même chose de vous.
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This man is supposed to represent
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2000
Cet homme est censé représenter
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a generic human being,
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45000
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un être humain générique.
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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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47000
4000
et tous les cercles dans cet homme sont toutes les cellules qui constituent votre corps.
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There is about a trillion human cells that make each one of us
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51000
3000
Il y a environ un trilliard de cellules humaines qui font que chacun d'entre nous
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who we are and able to do all the things that we do,
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54000
3000
est ce qu'il est et nous donnent la possibilité de faire toutes les choses que nous faisons,
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but you have 10 trillion bacterial cells
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57000
3000
mais vous avez 10 trillions de cellules bactériennes
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in you or on you at any moment in your life.
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60000
2000
en vous ou sur vous à chaque instant de votre vie.
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So, 10 times more bacterial cells
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62000
2000
Donc, 10 fois plus de cellules bactériennes.
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than human cells on a human being.
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64000
3000
que de cellules humaines sur un être humain.
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And of course it's the DNA that counts,
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67000
2000
Et bien sûr c'est l'ADN qui compte,
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so here's all the A, T, Gs and Cs
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69000
2000
donc voici tous les A, T, G et C
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that make up your genetic code, and give you all your charming characteristics.
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71000
3000
qui constituent votre code génétique, et vous donnent toutes vos charmantes caractéristiques.
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You have about 30,000 genes.
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74000
2000
Vous avez environ 30 000 gènes.
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Well it turns out you have 100 times more bacterial genes
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76000
3000
Cependant, il se trouve que vous avez 100 fois plus de gènes bactériens
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playing a role in you or on you all of your life.
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79000
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qui jouent un rôle en vous ou sur vous tout au long de votre vie.
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At the best, you're 10 percent human,
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83000
3000
Au mieux, vous êtes 10 pour cent humain,
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but more likely about one percent human,
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86000
2000
mais vous êtes plus vraisemblablement environ un pour cent humain,
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depending on which of these metrics you like.
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88000
2000
selon lequel parmi ces métriques vous préférez.
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I know you think of yourself as human beings,
33
90000
2000
Je sais que vous pensez de vous même comme des être humains,
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but I think of you as 90 or 99 percent bacterial.
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92000
4000
mais je pense que vous êtes 90 ou 99 pour cent bactériens.
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(Laughter)
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96000
1000
(Rires)
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These bacteria are not passive riders,
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97000
3000
Ces bactéries sont nos cavaliers passifs,
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these are incredibly important, they keep us alive.
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100000
3000
elles sont extrêmement importantes, elles nous gardent en vie.
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They cover us in an invisible body armor
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3000
Elles nous protègent dans une armure invisible
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that keeps environmental insults out
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qui tient à l'écart les risques de notre environnement
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so that we stay healthy.
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108000
2000
pour nous maintenir en bonne santé.
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They digest our food, they make our vitamins,
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110000
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Elles digèrent notre nourriture, elles fabriquent nos vitamines,
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they actually educate your immune system
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112000
2000
en fait, elles enseignent à votre système immunitaire
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to keep bad microbes out.
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comment se protéger des microbes nocifs.
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So they do all these amazing things
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Donc elles font toutes ces choses incroyables
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that help us and are vital for keeping us alive,
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118000
4000
qui nous aident et sont vitales pour nous maintenir en vie,
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and they never get any press for that.
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2000
et on ne leur accorde aucun crédit pour ça.
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But they get a lot of press because they do a lot of
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2000
Mais elles reçoivent beaucoup d'attention pour toutes
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terrible things as well.
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126000
2000
les choses terribles qu'elles font.
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So, there's all kinds of bacteria on the Earth
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Donc, il existe tout un tas de bactéries sur Terre
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that have no business being in you or on you at any time,
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131000
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qui n'ont rien à faire en vous ou sur vous à aucun instant,
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and if they are, they make you incredibly sick.
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134000
4000
et si elles y sont, elles vous rendent incroyablement malades.
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And so, the question for my lab is whether you want to think about all the
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138000
3000
Et donc, la question pour mon laboratoire n'est pas de penser à toutes les
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good things that bacteria do, or all the bad things that bacteria do.
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141000
4000
bonnes choses que les bactéries font, ou toutes les mauvaises choses qu'elles font.
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The question we had is how could they do anything at all?
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145000
2000
La question que nous nous sommes posée est : comment pourraient-elles faire quoi que ce soit ?
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I mean they're incredibly small,
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147000
2000
Je veux dire, elles sont incroyablement petites,
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you have to have a microscope to see one.
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149000
2000
un microscope est nécessaire pour en voir une.
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They live this sort of boring life where they grow and divide,
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151000
3000
Elles vivent cette espèce de vie ennuyeuse où elles grandissent et se divisent,
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and they've always been considered to be these asocial reclusive organisms.
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154000
5000
et elles ont toujours été considérées comme des organismes solitaires asociaux.
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And so it seemed to us that they are just too small to have an impact
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159000
3000
Et donc il nous semblait qu'elles sont tout simplement trop petites pour avoir
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on the environment
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162000
2000
un impact sur l'environnement
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if they simply act as individuals.
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164000
2000
si elles agissent simplement en tant qu'individus.
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And so we wanted to think if there couldn't be a different
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166000
2000
Et donc nous avons chercher à savoir s'il ne pouvait exister
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way that bacteria live.
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168000
2000
pour les bactéries une autre manière de vivre.
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The clue to this came from another marine bacterium,
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170000
4000
L'indice est venu d'une autre bactérie marine
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and it's a bacterium called Vibrio fischeri.
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174000
3000
une bactérie appelée 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
Ce que vous voyez sur ce transparent est une personne de mon laboratoire
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holding a flask of a liquid culture of a bacterium,
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180000
3000
tenant dans un flacon une culture liquide d'une bactérie,
03:21
a harmless beautiful bacterium that comes from the ocean,
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183000
3000
une bactérie inoffensive et belle venant de l'océan,
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named Vibrio fischeri.
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186000
2000
appelée Vibrio fischeri.
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This bacterium has the special property that it makes light,
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188000
3000
Cette bactérie a la propriété particulière d'émettre de la lumière,
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so it makes bioluminescence,
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191000
2000
donc elle produit de la bioluminescence,
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like fireflies make light.
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193000
2000
comme les lucioles produisent de la lumière.
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We're not doing anything to the cells here.
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195000
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Nous ne faisons rien aux cellules ici.
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We just took the picture by turning the lights off in the room,
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197000
2000
Nous avons seulement pris la photographie en éteignant les lumières dans la pièce,
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and this is what we see.
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199000
2000
et ceci est ce que nous voyons.
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What was actually interesting to us
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201000
2000
Ce qui nous intéressait réellement
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was not that the bacteria made light,
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203000
2000
n'était pas que les bactéries émettaient de la lumière,
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but when the bacteria made light.
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205000
2000
mais quand les bactéries émettaient la lumière.
03:45
What we noticed is when the bacteria were alone,
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207000
3000
Nous avons remarqué que lorsque les bactéries étaient seules,
03:48
so when they were in dilute suspension, they made no light.
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210000
3000
c'est-à-dire en suspension diluée, elles n'émettaient pas de lumière.
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But when they grew to a certain cell number
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213000
2000
Mais dès que le nombre de cellules atteignait un certain seuil
03:53
all the bacteria turned on light simultaneously.
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215000
4000
toutes les bactéries allumaient leur lumière simultanément.
03:57
The question that we had is how can bacteria, these primitive organisms,
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219000
4000
La question que nous avions est comment des bactéries, ces organismes primitifs,
04:01
tell the difference from times when they're alone,
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223000
2000
peuvent-elles faire la différence entre les moments où elles sont seules,
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and times when they're in a community,
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225000
2000
et les moments où elles sont en communauté,
04:05
and then all do something together.
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227000
3000
et font alors toutes quelque chose ensemble ?
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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
Ce que nous nous sommes rendus compte c'est qu'elles se parlent entre elles,
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and they talk with a chemical language.
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234000
2000
et elles parlent avec un langage chimique.
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This is now supposed to be my bacterial cell.
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236000
3000
Ceci est supposé être la cellule de ma bactérie.
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When it's alone it doesn't make any light.
90
239000
3000
Lorsqu'elle est seule, elle n'émet pas de lumière.
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But what it does do is to make and secrete small molecules
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242000
4000
Mais elle produit et sécrète de petites molécules
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that you can think of like hormones,
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246000
2000
que vous vous pouvez considérer être des hormones,
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and these are the red triangles, and when the bacteria is alone
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248000
3000
représentées par ces triangles rouges, et lorsque les bactéries sont seules
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the molecules just float away and so no light.
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251000
3000
les molécules s'échappent et aucune lumière n'est émise.
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But when the bacteria grow and double
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254000
2000
Mais lorsque les bactéries grandissent et se dédoublent
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and they're all participating in making these molecules,
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256000
3000
et qu'elles participent à la production de ces molécules,
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the molecule -- the extracellular amount of that molecule
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259000
4000
la molécule -- la quantité extracellulaire de cette molécule
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increases in proportion to cell number.
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263000
3000
croît proportionnellement au nombre de cellules.
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And when the molecule hits a certain amount
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266000
2000
Dès que la molécule atteint une certaine quantité
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that tells the bacteria how many neighbors there are,
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268000
3000
cela indique aux bactéries combien de voisins il y a,
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they recognize that molecule
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271000
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elles reconnaissent cette molécule
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and all of the bacteria turn on light in synchrony.
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273000
3000
et toutes les bactéries allument la lumière en simultané.
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That's how bioluminescence works --
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276000
2000
C'est ainsi que la bioluminescence fonctionne --
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they're talking with these chemical words.
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278000
2000
elles parlent avec ces mots chimiques.
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The reason that Vibrio fischeri is doing that comes from the biology.
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280000
4000
La raison pour laquelle Vibrio fischeri fait cela provient de la biologie.
05:02
Again, another plug for the animals in the ocean,
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284000
3000
Encore un coup de pub pour les animaux de l'océan,
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Vibrio fischeri lives in this squid.
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287000
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Vibrio fischeri vit dans ce calamar.
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What you are looking at is the Hawaiian Bobtail Squid,
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290000
2000
Ce que vous voyez est un calamar bobtail hawaïen,
05:10
and it's been turned on its back,
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292000
2000
qui a été retourné sur son dos,
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and what I hope you can see are these two glowing lobes
110
294000
3000
et ce que j'espère vous pouvez voir, sont ces deux lobes luisants
05:15
and these house the Vibrio fischeri cells,
111
297000
3000
qui abritent les cellules Vibrio fischeri,
05:18
they live in there, at high cell number
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300000
2000
elles vivent là dedans en grand nombre de cellules
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that molecule is there, and they're making light.
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302000
2000
cette molécule est là, et elles émettent de la lumière.
05:22
The reason the squid is willing to put up with these shenanigans
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304000
3000
La raison pour laquelle le calamar est prêt à supporter ces petites pestes
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is because it wants that light.
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307000
2000
est parce qu'il veut cette lumière.
05:27
The way that this symbiosis works
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309000
2000
Si cette symbiose fonctionne
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is that this little squid lives just off the coast of Hawaii,
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311000
4000
c'est parce que ce petit calamar vit juste au large des côtes d'Hawaï,
05:33
just in sort of shallow knee-deep water.
118
315000
2000
dans une eau peu profonde.
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The squid is nocturnal, so during the day
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317000
3000
Le calamar est nocturne, donc pendant la journée
05:38
it buries itself in the sand and sleeps,
120
320000
2000
il s'enterre dans le sable et dort,
05:40
but then at night it has to come out to hunt.
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322000
3000
mais la nuit il doit sortir pour aller chasser.
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On bright nights when there is lots of starlight or moonlight
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325000
2000
Les nuits brillantes, lorsqu'il y a beaucoup de lumière de la lune ou des étoiles
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that light can penetrate the depth of the water
123
327000
3000
cette lumière peut pénétrer la profondeur de l'eau
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the squid lives in, since it's just in those couple feet of water.
124
330000
3000
où vit le calamar, puisqu'il s'agit seulement de quelques pieds de profondeur.
05:51
What the squid has developed is a shutter
125
333000
3000
Ce que le calamar a développé est un obturateur
05:54
that can open and close over this specialized light organ housing the bacteria.
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336000
4000
et il peut ouvrir ou fermer cet organe spécialisé dans la lumière où vivent les bactéries.
05:58
Then it has detectors on its back
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340000
2000
Il a également des détecteurs sur son dos
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so it can sense how much starlight or moonlight is hitting its back.
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342000
4000
pour mesurer la quantité de lumière des étoiles ou de la lune qui le frappe dans le dos.
06:04
And it opens and closes the shutter
129
346000
2000
Et il ouvre et ferme l'obturateur
06:06
so the amount of light coming out of the bottom --
130
348000
2000
de façon à ce que la quantité de lumière quittant la partie inférieure --
06:08
which is made by the bacterium --
131
350000
2000
produite par la bactérie --
06:10
exactly matches how much light hits the squid's back,
132
352000
2000
corresponde exactement à la quantité de lumière qui frappe le dos du calamar,
06:12
so the squid doesn't make a shadow.
133
354000
2000
pour que le calamar ne produise pas d'ombre.
06:14
It actually uses the light from the bacteria
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356000
3000
En fait, il utilise la lumière venant des bactéries
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to counter-illuminate itself in an anti-predation device
135
359000
3000
pour se contre-illuminer dans un mécanisme anti-prédateur
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so predators can't see its shadow,
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362000
2000
de façon à ce que les prédateurs ne puissent pas voir son ombre,
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calculate its trajectory, and eat it.
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364000
2000
calculer sa trajectoire, et le manger.
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This is like the stealth bomber of the ocean.
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366000
3000
C'est une sorte de bombardier furtif des océans.
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(Laughter)
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369000
1000
(Rires)
06:28
But then if you think about it, the squid has this terrible problem
140
370000
3000
Mais alors vous vous dites, le calamar a un problème terrible
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because it's got this dying, thick culture of bacteria
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373000
3000
parce qu'il a cette culture malsaine de bactéries
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and it can't sustain that.
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qu'il ne peut pas conserver.
06:36
And so what happens is every morning when the sun comes up
143
378000
2000
Ainsi, ce qui se passe est que chaque matin lorsque le soleil se lève
06:38
the squid goes back to sleep, it buries itself in the sand,
144
380000
3000
le calamar retourne se coucher, il s'enterre dans le sable,
06:41
and it's got a pump that's attached to its circadian rhythm,
145
383000
3000
et il a une pompe attachée à son rythme circadien,
06:44
and when the sun comes up it pumps out like 95 percent of the bacteria.
146
386000
5000
et lorsque le soleil se lève, il expulse environ 95 pour cent des bactéries.
06:49
Now the bacteria are dilute, that little hormone molecule is gone,
147
391000
3000
Maintenant les bactéries sont diluées, cette petite molécule hormonale est partie,
06:52
so they're not making light --
148
394000
2000
donc elles n'émettent plus de lumière --
06:54
but of course the squid doesn't care. It's asleep in the sand.
149
396000
2000
mais bien sûr le calamar s'en moque. Il dort dans le sable.
06:56
And as the day goes by the bacteria double,
150
398000
2000
Et alors que la journée suit son cours les bactéries se dédoublent,
06:58
they release the molecule, and then light comes on
151
400000
3000
elles libèrent la molécule, et la lumière s'allume
07:01
at night, exactly when the squid wants it.
152
403000
3000
la nuit, exactement comme le calamar le veut.
07:04
First we figured out how this bacterium does this,
153
406000
3000
Tout d'abord nous avons montré comment cette bactérie fait ceci,
07:07
but then we brought the tools of molecular biology to this
154
409000
3000
mais ensuite nous avons emprunté les outils de biologie moléculaire
07:10
to figure out really what's the mechanism.
155
412000
2000
pour comprendre exactement quel est ce mécanisme.
07:12
And what we found -- so this is now supposed to be, again, my bacterial cell --
156
414000
4000
Et ce que nous avons trouvé -- il s'agit, à nouveau, de ma cellule bactérienne --
07:16
is that Vibrio fischeri has a protein --
157
418000
2000
est que Vibrio fischeri a une protéine --
07:18
that's the red box -- it's an enzyme that makes
158
420000
3000
représentée par la boîte rouge -- une enzyme qui produit
07:21
that little hormone molecule, the red triangle.
159
423000
3000
cette petite molécule hormonale -- le triangle rouge.
07:24
And then as the cells grow, they're all releasing that molecule
160
426000
2000
Et alors lorsque les cellules grandissent, elles libèrent toutes cette molécule
07:26
into the environment, so there's lots of molecule there.
161
428000
3000
dans l'environnement, donc il y a beaucoup de molécules là.
07:29
And the bacteria also have a receptor on their cell surface
162
431000
4000
Et les bactéries ont également un récepteur sur leur surface cellulaire
07:33
that fits like a lock and key with that molecule.
163
435000
3000
qui a la forme d'une serrure et dont la clé est cette molécule.
07:36
These are just like the receptors on the surfaces of your cells.
164
438000
3000
Ceux-ci sont comme les récepteurs sur la surface de vos cellules.
07:39
When the molecule increases to a certain amount --
165
441000
3000
Dès que le nombre de molécules atteint un certain seuil --
07:42
which says something about the number of cells --
166
444000
2000
et indique quelque chose sur le nombre de cellules --
07:44
it locks down into that receptor
167
446000
2000
cela s'enclenche dans ce récepteur
07:46
and information comes into the cells
168
448000
2000
et une information arrive dans les cellules
07:48
that tells the cells to turn on
169
450000
2000
disant aux cellules d'activer
07:50
this collective behavior of making light.
170
452000
3000
ce comportement collectif d'émission de lumière.
07:53
Why this is interesting is because in the past decade
171
455000
3000
C'est intéressant car dans la décennie précédente
07:56
we have found that this is not just some anomaly
172
458000
2000
nous avons trouvé qu'il ne s'agit pas d'une quelconque anomalie
07:58
of this ridiculous, glow-in-the-dark bacterium that lives in the ocean --
173
460000
3000
de cette bactérie ridicule qui brille dans le noir et vit dans l'océan --
08:01
all bacteria have systems like this.
174
463000
3000
toutes les bactéries ont des systèmes comme celui-ci.
08:04
So now what we understand is that all bacteria can talk to each other.
175
466000
3000
Donc maintenant nous savons que toutes les bactéries peuvent se parler entre elles.
08:07
They make chemical words, they recognize those words,
176
469000
3000
Elles produisent ces mots chimiques, elles reconnaissent ces mots,
08:10
and they turn on group behaviors
177
472000
2000
et elles activent des comportements de groupe
08:12
that are only successful when all of the cells participate in unison.
178
474000
5000
qui ne réussissent que lorsque toutes les cellules participent à l'unisson.
08:17
We have a fancy name for this: we call it quorum sensing.
179
479000
3000
Nous lui avons donné un nom élégant, nous l'appelons la détection du quorum.
08:20
They vote with these chemical votes,
180
482000
2000
Elles votent avec ces votes chimiques,
08:22
the vote gets counted, and then everybody responds to the vote.
181
484000
4000
le vote est compté, et alors tout le monde répond au vote.
08:26
What's important for today's talk
182
488000
2000
Ce qui est important pour la présentation d'aujourd'hui
08:28
is that we know that there are hundreds of behaviors
183
490000
2000
est que nous savons qu'il y a des centaines de comportements
08:30
that bacteria carry out in these collective fashions.
184
492000
3000
que les bactéries exécutent de ces manières collectives.
08:33
But the one that's probably the most important to you is virulence.
185
495000
3000
Mais celui qui est probablement le plus important pour vous est la virulence.
08:36
It's not like a couple bacteria get in you
186
498000
3000
Ce n'est pas comme si un couple de bactéries entrait en vous
08:39
and they start secreting some toxins --
187
501000
2000
et commençait à secréter des toxines --
08:41
you're enormous, that would have no effect on you. You're huge.
188
503000
3000
vous êtes énormes, ça n'aurait aucun effet sur vous. Vous êtes immenses.
08:44
What they do, we now understand,
189
506000
3000
Ce qu'elles font, nous le savons maintenant,
08:47
is they get in you, they wait, they start growing,
190
509000
3000
est qu'elles entrent en vous, elles attendent, elles commencent à grandir,
08:50
they count themselves with these little molecules,
191
512000
2000
elles se comptent mutuellement avec ces petites molécules,
08:52
and they recognize when they have the right cell number
192
514000
2000
et elles reconnaissent quand elles ont le bon nombre de cellules
08:54
that if all of the bacteria launch their virulence attack together,
193
516000
4000
que si toutes les bactéries lancent leur attaque virulente ensemble,
08:58
they are going to be successful at overcoming an enormous host.
194
520000
4000
elles arriveront à vaincre un hôte énorme.
09:02
Bacteria always control pathogenicity with quorum sensing.
195
524000
4000
Les bactéries contrôlent toujours la pathogénicité avec la détection du quorum.
09:06
That's how it works.
196
528000
2000
C'est comme ça que ça marche.
09:08
We also then went to look at what are these molecules --
197
530000
3000
Nous sommes également allé voir ce que sont ces molécules --
09:11
these were the red triangles on my slides before.
198
533000
3000
les triangles rouges sur mes transparents précédents.
09:14
This is the Vibrio fischeri molecule.
199
536000
2000
Ceci est la molécule Vibrio fischeri.
09:16
This is the word that it talks with.
200
538000
2000
Ceci est le mot avec lequel elle parle.
09:18
So then we started to look at other bacteria,
201
540000
2000
Alors, nous avons commencé à nous intéresser à d'autres bactéries,
09:20
and these are just a smattering of the molecules that we've discovered.
202
542000
3000
et celles-ci sont juste une poignée des molécules que nous avons découvertes.
09:23
What I hope you can see
203
545000
2000
Ce que j'espère vous pouvez voir
09:25
is that the molecules are related.
204
547000
2000
est que les molécules sont apparentées.
09:27
The left-hand part of the molecule is identical
205
549000
2000
La partie gauche de la molécule est identique
09:29
in every single species of bacteria.
206
551000
3000
dans chaque espèce de bactéries.
09:32
But the right-hand part of the molecule is a little bit different in every single species.
207
554000
4000
Mais la partie droite de la molécule est un peu différente dans chaque espèce.
09:36
What that does is to confer
208
558000
2000
Celle-ci confère
09:38
exquisite species specificities to these languages.
209
560000
4000
des spécificités particulières aux espèces à ces langages.
09:42
Each molecule fits into its partner receptor and no other.
210
564000
4000
Chaque molécule correspond au récepteur de son partenaire et à aucun autre.
09:46
So these are private, secret conversations.
211
568000
3000
Donc il y a ces conversations secrètes, privées.
09:49
These conversations are for intraspecies communication.
212
571000
4000
Ces conversations sont pour la communication intra espèce.
09:53
Each bacteria uses a particular molecule that's its language
213
575000
4000
Chaque bactérie utilise une molécule particulière qui est son langage,
09:57
that allows it to count its own siblings.
214
579000
4000
qui lui permet de compter ses semblables.
10:01
Once we got that far we thought
215
583000
2000
Arrivé là nous pensions
10:03
we were starting to understand that bacteria have these social behaviors.
216
585000
3000
que nous commencions à comprendre que les bactéries ont des comportements sociaux.
10:06
But what we were really thinking about is that most of the time
217
588000
3000
Mais ce que nous pensions vraiment est que la plupart du temps
10:09
bacteria don't live by themselves, they live in incredible mixtures,
218
591000
3000
les bactéries ne vivent pas par elles-mêmes, elles vivent dans des mixtures incroyables,
10:12
with hundreds or thousands of other species of bacteria.
219
594000
4000
avec des centaines de milliers d'autres espèces de bactéries.
10:16
And that's depicted on this slide. This is your skin.
220
598000
3000
Cela est représenté sur ce transparent. Ceci est votre peau.
10:19
So this is just a picture -- a micrograph of your skin.
221
601000
3000
Il s'agit juste d'une image -- un micrographe de votre peau.
10:22
Anywhere on your body, it looks pretty much like this,
222
604000
2000
Partout sur votre corps, ça ressemble plus ou moins à ça.
10:24
and what I hope you can see is that there's all kinds of bacteria there.
223
606000
4000
et ce que j'espère vous pouvez voir est qu'il y a là toutes sortes de bactéries.
10:28
And so we started to think if this really is about communication in bacteria,
224
610000
4000
Et donc nous nous sommes dit que s'il s'agit vraiment de communication entre les bactéries,
10:32
and it's about counting your neighbors,
225
614000
2000
et s'il s'agit de compter vos voisins,
10:34
it's not enough to be able to only talk within your species.
226
616000
3000
il n'est pas suffisant de ne pouvoir parler qu'au sein de votre espèce.
10:37
There has to be a way to take a census
227
619000
2000
Il doit y avoir un moyen de dénombrer
10:39
of the rest of the bacteria in the population.
228
621000
3000
le reste des bactéries dans la population.
10:42
So we went back to molecular biology
229
624000
2000
Alors nous sommes revenus à la biologie moléculaire
10:44
and started studying different bacteria,
230
626000
2000
et nous avons commencé à étudier différentes bactéries,
10:46
and what we've found now is that
231
628000
2000
et ce que nous avons trouvé est que
10:48
in fact, bacteria are multilingual.
232
630000
2000
en fait, les bactéries sont multilingues.
10:50
They all have a species-specific system --
233
632000
3000
Elles ont toutes un système spécifique à l'espèce --
10:53
they have a molecule that says "me."
234
635000
2000
elles ont une molécule qui dit "moi."
10:55
But then, running in parallel to that is a second system
235
637000
3000
Mais aussi, en parallèle, un second système
10:58
that we've discovered, that's generic.
236
640000
2000
que nous avons découvert, qui est générique.
11:00
So, they have a second enzyme that makes a second signal
237
642000
3000
Donc, elles ont un second enzyme qui produit un second signal
11:03
and it has its own receptor,
238
645000
2000
et qui a son propre récepteur,
11:05
and this molecule is the trade language of bacteria.
239
647000
3000
et cette molécule est le langage d'échange des bactéries.
11:08
It's used by all different bacteria
240
650000
2000
Il est utilisé par toutes les bactéries
11:10
and it's the language of interspecies communication.
241
652000
4000
et il s'agit du langage de la communication inter-espèces.
11:14
What happens is that bacteria are able to count
242
656000
3000
Ce qui se passe est que les bactéries sont capables de compter
11:17
how many of me and how many of you.
243
659000
3000
combien de moi et combien de toi.
11:20
They take that information inside,
244
662000
2000
Elles récupèrent cette information,
11:22
and they decide what tasks to carry out
245
664000
2000
et elles décident quelle tâche elles vont accomplir
11:24
depending on who's in the minority and who's in the majority
246
666000
4000
selon qui est dans la minorité et qui est dans la majorité
11:28
of any given population.
247
670000
2000
d'une population donnée.
11:30
Then again we turn to chemistry,
248
672000
2000
Puis, nous nous sommes à nouveau tournés vers la chimie,
11:32
and we figured out what this generic molecule is --
249
674000
3000
et nous avons découvert ce qu'est la molécule générique --
11:35
that was the pink ovals on my last slide, this is it.
250
677000
3000
les ovales roses sur mon dernier transparent, c'est ça.
11:38
It's a very small, five-carbon molecule.
251
680000
2000
C'est une très petite molécule à cinq carbones.
11:40
What the important thing is that we learned
252
682000
3000
Ce qui est important est que nous avons appris
11:43
is that every bacterium has exactly the same enzyme
253
685000
3000
que chaque bactérie a exactement la même enzyme
11:46
and makes exactly the same molecule.
254
688000
2000
et produit exactement la même molécule.
11:48
So they're all using this molecule
255
690000
2000
Donc elles utilisent toutes cette molécule
11:50
for interspecies communication.
256
692000
2000
pour la communication inter-espèces.
11:52
This is the bacterial Esperanto.
257
694000
3000
C'est l'Esperanto bactérien.
11:55
(Laughter)
258
697000
1000
(Rires)
11:56
Once we got that far, we started to learn
259
698000
2000
Arrivés à ce stade, nous avons appris
11:58
that bacteria can talk to each other with this chemical language.
260
700000
3000
que les bactéries peuvent se parler entre elles avec ce langage chimique.
12:01
But what we started to think is that maybe there is something
261
703000
2000
Mais ce que nous avons commencé à penser est qu'il y a peut-être quelque chose
12:03
practical that we can do here as well.
262
705000
2000
de pratique que nous pouvons également réaliser.
12:05
I've told you that bacteria do have all these social behaviors,
263
707000
3000
Je vous ai dit que les bactéries ont tous ces comportements sociaux,
12:08
they communicate with these molecules.
264
710000
3000
elles communiquent avec ces molécules.
12:11
Of course, I've also told you that one of the important things they do
265
713000
3000
Bien sûr, je vous ai également dit qu'une des choses importantes qu'elles font
12:14
is to initiate pathogenicity using quorum sensing.
266
716000
3000
est d'initier la pathogénicité via la détection du quorum.
12:17
We thought, what if we made these bacteria
267
719000
2000
Nous pensions, et si nous faisions en sorte que ces bactéries
12:19
so they can't talk or they can't hear?
268
721000
3000
ne puissent ni se parler, ni s'entendre ?
12:22
Couldn't these be new kinds of antibiotics?
269
724000
3000
Ne pourrait-ce être de nouvelles formes d'antibiotiques ?
12:25
Of course, you've just heard and you already know
270
727000
2000
Bien sûr, vous avez déjà entendu et vous savez déjà
12:27
that we're running out of antibiotics.
271
729000
2000
que nous n'avons presque plus d'antibiotiques.
12:29
Bacteria are incredibly multi-drug-resistant right now,
272
731000
3000
Les bactéries sont maintenant multirésistantes aux médicaments,
12:32
and that's because all of the antibiotics that we use kill bacteria.
273
734000
4000
la raison est que tous les antibiotiques que nous utilisons tuent les bactéries.
12:36
They either pop the bacterial membrane,
274
738000
2000
Elles expulsent la membrane bactérienne,
12:38
they make the bacterium so it can't replicate its DNA.
275
740000
3000
elles font en sorte que la bactérie ne puisse répliquer sont ADN.
12:41
We kill bacteria with traditional antibiotics
276
743000
3000
Nous tuons les bactéries avec des antibiotiques traditionnels
12:44
and that selects for resistant mutants.
277
746000
2000
et cela sélectionne des mutants résistants.
12:46
And so now of course we have this global problem
278
748000
3000
Et donc maintenant, nous avons évidemment ce problème global
12:49
in infectious diseases.
279
751000
2000
de maladies infectieuses.
12:51
We thought, well what if we could sort of do behavior modifications,
280
753000
3000
Nous pensions, et si nous pouvions faire quelque chose comme des modifications de comportement,
12:54
just make these bacteria so they can't talk, they can't count,
281
756000
3000
simplement pour faire en sorte que ces bactéries ne puissent ni parler, ni compter,
12:57
and they don't know to launch virulence.
282
759000
3000
et ne sachent pas lancer une attaque virulente.
13:00
And so that's exactly what we've done, and we've sort of taken two strategies.
283
762000
3000
Et donc c'est exactement ce que nous avons fait, nous avons choisit deux stratégies.
13:03
The first one is we've targeted
284
765000
2000
La première consiste à cibler
13:05
the intraspecies communication system.
285
767000
3000
le système de communication inter-espèces.
13:08
So we made molecules that look kind of like the real molecules --
286
770000
3000
Nous avons créé des molécules qui ressemblent aux vraies molécules --
13:11
which you saw -- but they're a little bit different.
287
773000
2000
que vous avez vues -- mais elles sont un peu différentes.
13:13
And so they lock into those receptors,
288
775000
2000
Et donc, elles s'attachent à ces récepteurs,
13:15
and they jam recognition of the real thing.
289
777000
3000
et elles empêchent la reconnaissance de la vraie molécule.
13:18
By targeting the red system,
290
780000
2000
En ciblant le système rouge,
13:20
what we are able to do is to make
291
782000
2000
ce que nous sommes capable de faire est de créer
13:22
species-specific, or disease-specific, anti-quorum sensing molecules.
292
784000
5000
des molécules anti-détection du quorum spécifiques à une espèce ou à une maladie.
13:27
We've also done the same thing with the pink system.
293
789000
3000
Nous avons également fait la même chose avec le système rose.
13:30
We've taken that universal molecule and turned it around a little bit
294
792000
3000
Nous avons pris cette molécule universelle et nous l'avons retournée un peu
13:33
so that we've made antagonists
295
795000
2000
pour en faire des antagonistes
13:35
of the interspecies communication system.
296
797000
2000
du système de communication inter-espèces.
13:37
The hope is that these will be used as broad-spectrum antibiotics
297
799000
5000
L'espoir est que celles-ci seront utilisés comme antibiotiques à large spectre.
13:42
that work against all bacteria.
298
804000
2000
qui agiront contre toutes les bactéries.
13:44
To finish I'll just show you the strategy.
299
806000
3000
Pour finir je vais vous montrer la stratégie.
13:47
In this one I'm just using the interspecies molecule,
300
809000
2000
Dans celle-ci j'utilise seulement la molécule inter-espèces.
13:49
but the logic is exactly the same.
301
811000
2000
mais la logique est exactement la même.
13:51
What you know is that when that bacterium gets into the animal,
302
813000
3000
Vous savez que lorsque la bactérie entre dans l'animal,
13:54
in this case, a mouse,
303
816000
2000
dans ce cas, une souris,
13:56
it doesn't initiate virulence right away.
304
818000
2000
Elle n'initialise pas la virulence immédiatement.
13:58
It gets in, it starts growing, it starts secreting
305
820000
3000
Elle entre, elle commence à grandir, elle commence à secréter
14:01
its quorum sensing molecules.
306
823000
2000
ses molécules de la détection du quorum.
14:03
It recognizes when it has enough bacteria
307
825000
2000
Elle se rend compte lorsqu'il y a suffisamment de bactéries
14:05
that now they're going to launch their attack,
308
827000
2000
qu'il est temps de lancer leur attaque,
14:07
and the animal dies.
309
829000
2000
et l'animal meurt.
14:09
What we've been able to do is to give these virulent infections,
310
831000
3000
Nous avons été capables de donner ces infections virulentes,
14:12
but we give them in conjunction with our anti-quorum sensing molecules --
311
834000
4000
mais nous les avons données conjointement avec nos molécules anti-détection du quorum --
14:16
so these are molecules that look kind of like the real thing,
312
838000
2000
ces molécules ressemblent aux vraies molécules,
14:18
but they're a little bit different which I've depicted on this slide.
313
840000
3000
mais elles sont un peu différentes, ce que j'ai montré sur ce transparent.
14:21
What we now know is that if we treat the animal
314
843000
3000
Nous savons maintenant que si nous traitons l'animal
14:24
with a pathogenic bacterium -- a multi-drug-resistant pathogenic bacterium --
315
846000
4000
avec une bactérie pathogène -- une bactérie pathogène multirésistante aux médicaments --
14:28
in the same time we give our anti-quorum sensing molecule,
316
850000
4000
et qu'au même instant nous lui donnons notre molécule anti-détection du quorum
14:32
in fact, the animal lives.
317
854000
2000
l'animal survit.
14:34
We think that this is the next generation of antibiotics
318
856000
4000
Nous pensons qu'il s'agit de la prochaine génération d'antibiotiques
14:38
and it's going to get us around, at least initially,
319
860000
2000
et qu'il devrait nous permettre de contourner, au moins au début,
14:40
this big problem of resistance.
320
862000
2000
ce gros problème de résistance.
14:42
What I hope you think, is that bacteria can talk to each other,
321
864000
3000
Ce que j'espère vous pensez, est que les bactéries peuvent parler entre elles,
14:45
they use chemicals as their words,
322
867000
3000
elles utilisent des éléments chimiques comme mots,
14:48
they have an incredibly complicated chemical lexicon
323
870000
3000
elles ont un lexique chimique incroyablement compliqué,
14:51
that we're just now starting to learn about.
324
873000
2000
que nous commençons tout juste à comprendre.
14:53
Of course what that allows bacteria to do
325
875000
3000
Bien sûr ce que cela permet aux bactéries
14:56
is to be multicellular.
326
878000
2000
c'est d'être multicellulaires.
14:58
So in the spirit of TED they're doing things together
327
880000
3000
Donc dans l'esprit de TED elles font des choses ensemble
15:01
because it makes a difference.
328
883000
2000
car c'est ce qui fait la différence.
15:03
What happens is that bacteria have these collective behaviors,
329
885000
4000
Ce qui se passe c'est que les bactéries ont ces comportements collectifs,
15:07
and they can carry out tasks
330
889000
2000
et elles peuvent effectuer des tâches
15:09
that they could never accomplish
331
891000
2000
qu'elles ne pourraient jamais accomplir
15:11
if they simply acted as individuals.
332
893000
2000
si elles agissaient simplement en tant qu'individus.
15:13
What I would hope that I could further argue to you
333
895000
3000
J'espère pouvoir vous convaincre
15:16
is that this is the invention of multicellularity.
334
898000
3000
qu'il s'agit de l'invention de la multicellularité.
15:19
Bacteria have been on the Earth for billions of years;
335
901000
4000
Les bactéries sont sur Terre depuis des milliards d'années.
15:23
humans, couple hundred thousand.
336
905000
2000
Les humains -- un couple de centaines de milliers.
15:25
We think bacteria made the rules
337
907000
2000
Nous pensons que les bactéries ont établi les règles
15:27
for how multicellular organization works.
338
909000
3000
de comment l'organisation multicellulaire fonctionne.
15:30
We think, by studying bacteria,
339
912000
3000
Nous pensons, qu'en étudiant les bactéries,
15:33
we're going to be able to have insight about multicellularity in the human body.
340
915000
4000
nous serons capables d'avoir une aperçu de la multicellularité dans le corps humain.
15:37
We know that the principles and the rules,
341
919000
2000
Nous savons que les principes et les règles,
15:39
if we can figure them out in these sort of primitive organisms,
342
921000
2000
si nous pouvons les comprendre dans ces sortes d'organismes primitifs,
15:41
the hope is that they will be applied
343
923000
2000
l'espoir est qu'ils seront appliqués
15:43
to other human diseases and human behaviors as well.
344
925000
4000
à d'autres maladies humaines et également des comportements humains.
15:47
I hope that what you've learned
345
929000
2000
J'espère que vous avez compris
15:49
is that bacteria can distinguish self from other.
346
931000
3000
que les bactéries peuvent se distinguer les unes des autres.
15:52
By using these two molecules they can say "me" and they can say "you."
347
934000
3000
En utilisant ces deux molécules elles peuvent dire "moi" et elles peuvent dire "toi".
15:55
Again of course that's what we do,
348
937000
2000
Encore une fois c'est ce que nous faisons,
15:57
both in a molecular way,
349
939000
2000
à la fois de manière moléculaire,
15:59
and also in an outward way,
350
941000
2000
et aussi d'une manière extérieure,
16:01
but I think about the molecular stuff.
351
943000
2000
mais je pense à tous les trucs moléculaires.
16:03
This is exactly what happens in your body.
352
945000
2000
C'est exactement ce qui se passe dans votre corps.
16:05
It's not like your heart cells and your kidney cells get all mixed up every day,
353
947000
3000
Ce n'est pas comme si vos cellules cardiaques et vos cellules rénales se trouvaient mêlées tous les jours,
16:08
and that's because there's all of this chemistry going on,
354
950000
3000
et c'est parce qu'il y a toute cette chimie qui se passe,
16:11
these molecules that say who each of these groups of cells is,
355
953000
3000
ces molécules qui disent qui sont tous ces groupes de cellules,
16:14
and what their tasks should be.
356
956000
2000
et quelle doit être leurs tâches.
16:16
Again, we think that bacteria invented that,
357
958000
3000
A nouveau, nous pensons que ceux sont les bactéries qui ont inventé ça,
16:19
and you've just evolved a few more bells and whistles,
358
961000
3000
et vous avez uniquement évolué quelques caractéristiques supplémentaires,
16:22
but all of the ideas are in these simple systems that we can study.
359
964000
4000
mais toutes les idées sont dans ces systèmes simples que nous pouvons étudier.
16:26
The final thing is, again just to reiterate that there's this practical part,
360
968000
4000
La chose finale est, juste pour encore réitérer qu'il y a cette partie pratique,
16:30
and so we've made these anti-quorum sensing molecules
361
972000
3000
que nous avons donc fait ces molécules anti-détection du quorum
16:33
that are being developed as new kinds of therapeutics.
362
975000
3000
qui sont développées en tant que nouveaux types de thérapeutiques.
16:36
But then, to finish with a plug for all the good and miraculous bacteria
363
978000
3000
Mais alors, pour finir avec un coup de pub envers toutes les bonnes et miraculeuses bactéries
16:39
that live on the Earth,
364
981000
2000
qui vivent sur Terre,
16:41
we've also made pro-quorum sensing molecules.
365
983000
2000
nous avons aussi fait des molécules qui facilitent la détection du quorum.
16:43
So, we've targeted those systems to make the molecules work better.
366
985000
3000
Donc, nous avons ciblé ces systèmes pour faire en sorte que les molécules soient plus efficaces.
16:46
Remember you have these 10 times or more bacterial cells
367
988000
4000
Souvenez-vous, vous avez ces 10 fois ou plus de cellules bactériennes
16:50
in you or on you, keeping you healthy.
368
992000
2000
en vous ou sur vous, qui vous gardent en bonne santé.
16:52
What we're also trying to do is to beef up the conversation
369
994000
3000
Ce que nous essayons également de faire est de renforcer la conversation
16:55
of the bacteria that live as mutualists with you,
370
997000
3000
des bactéries qui vivent comme des mutualistes avec vous,
16:58
in the hopes of making you more healthy,
371
1000000
2000
dans l'espoir de vous rendre plus sain,
17:00
making those conversations better,
372
1002000
2000
en améliorant ces conversations,
17:02
so bacteria can do things that we want them to do
373
1004000
3000
afin que les bactéries puissent faire les choses que nous voulons qu'elles fassent
17:05
better than they would be on their own.
374
1007000
3000
mieux que si elles étaient toutes seules.
17:08
Finally, I wanted to show you
375
1010000
2000
Finalement, je voulais vous montrer
17:10
this is my gang at Princeton, New Jersey.
376
1012000
2000
ceci est mon équipe à Princeton, New Jersey.
17:12
Everything I told you about was discovered by someone in that picture.
377
1014000
4000
Tout ce que je vous ai dit à été découvert par quelqu'un sur cette photo.
17:16
I hope when you learn things,
378
1018000
2000
J'espère que lorsque vous apprenez des choses,
17:18
like about how the natural world works --
379
1020000
2000
par exemple comment le monde naturel fonctionne --
17:20
I just want to say that whenever you read something in the newspaper
380
1022000
3000
Je veux juste dire qu'à chaque fois que vous lisez quelque chose dans le journal
17:23
or you get to hear some talk about something ridiculous in the natural world
381
1025000
3000
ou que vous entendez parler de quelque choses de ridicule dans le monde naturel
17:26
it was done by a child.
382
1028000
2000
il a été fait par un enfant.
17:28
Science is done by that demographic.
383
1030000
2000
La science est faite par ce groupe démographique.
17:30
All of those people are between 20 and 30 years old,
384
1032000
4000
Toutes ces personnes ont entre 20 et 30 ans,
17:34
and they are the engine that drives scientific discovery in this country.
385
1036000
4000
et ils sont le moteur qui fait tourner la découverte scientifique dans ce pays.
17:38
It's a really lucky demographic to work with.
386
1040000
3000
C'est une vraie chance de travailler avec ce groupe démographique.
17:41
I keep getting older and older and they're always the same age,
387
1043000
3000
Je n'arrête pas de vieillir et vieillir et ils ont toujours le même âge,
17:44
and it's just a crazy delightful job.
388
1046000
3000
et c'est juste un travail extrêmement réjouissant.
17:47
I want to thank you for inviting me here.
389
1049000
2000
Je veux vous remercier de m'avoir inviter ici.
17:49
It's a big treat for me to get to come to this conference.
390
1051000
3000
C'est un vrai plaisir pour moi que d'être venue à cette conférence.
17:52
(Applause)
391
1054000
5000
(Applaudissements)
17:57
Thanks.
392
1059000
1000
Merci.
17:58
(Applause)
393
1060000
14000
(Applaudissements)
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