Floyd E. Romesberg: The radical possibilities of man-made DNA
פלויד אי. רומסברג: האפשרויות מרחיקות הלכת הגלומות ב-DNA מעשה אדם
Floyd E. Romesberg uses chemistry, biology and physics to study how biomolecules work and to create biomolecules with new forms and functions. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
to the information in DNA.
as the English language
כמו שהשפה האנגלית
that, when combined into words,
אשר, כאשר הן מורכבות למלים,
I'm going to tell you today,
שאני עומד לספר היום,
that, when combined into genes,
אשר, כאשר הן מורכבות לגנים,
that fold up into complex structures
שמתחברות למבנים מורכבים
that allow a cell to do what it does,
שמאפשרים לתא לעשות את מה שהוא עושה,
and the genetic alphabet has four.
ובאלפבית הגנטי יש ארבע.
Maybe you've heard of them.
אולי שמעתם עליהן.
פשוט כ-A, C, G ו-T.
referred to as G, C, A and T.
that all the diversity of life
if the English alphabet had four letters.
אם היו בה רק ארבע אותיות.
would you be able to tell?
had more letters?
be able to tell different stories,
היו יכולים לספר סיפורים אחרים?
Research Institute in La Jolla, California
במוסד למחקר "סקריפס" בלה-הויה, קליפורניה
with the goal of creating living organisms
עם מטרה ליצור אורגניזמים חיים
of a six-letter genetic alphabet,
plus two additional new man-made letters.
מעשה ידי אדם.
form of life ever created.
שנוצרה אי פעם עם שינוי כה קיצוני.
than life ever has before.
מזה שהיה אי פעם לצורת חיים.
than the 20 normal amino acids
חומצות האמינו הנורמליות
צורת חיים זו לספר?
and molecular biology
וביולוגיה מולקולרית
from your high school biology
מלימודי הביולוגיה בבית-הספר התיכון
pair together to form two base pairs.
מצומדות יחד כדי ליצור שני זוגות בסיסיים.
new candidate letters,
אותיות מועמדות חדשות,
to selectively pair with each other.
בצורה בררנית כל אחת עם האחרת.
together really well,
was find a way to get X and Y into cells,
היה למצוא דרך להכנסת X ו-Y לתוך תאים,
that does something similar in algae
שעושה משהו דומה באצות
was to show that with X and Y provided,
היה להראות שלאחר הכנסת X ו-Y לתוכם,
and hold on to X and Y in their DNA.
תוך שימור ה-X וה-Y ב-DNA שלהם.
took longer than I had hoped --
לקח זמן ארוך יותר משקיויתי --
worked faster than I dreamed,
קרה מהר יותר מאשר חלמתי,
grew bacteria with six-letter DNA.
בקטריה בעלת DNA של 6 אותיות.
to introduce you to them right now.
כדי להציג לכם אותם עכשיו.
semisynthetic organisms.
הסינתטיים-למחצה הראשונים.
that's really cool, right?
זה ממש מגניב, נכון?
are still wondering why.
about some of our motivations,
על כמה מהמניעים שלנו,
thought about life, what it is,
על החיים, מה הם,
from things that are not alive,
life as being perfect,
as evidence of a creator.
because a god breathed life into them.
כי אלוהים נשף חיים לתוכם.
a more scientific explanation,
the molecules of life to be special.
את המולקולות מרכיבות החיים כמיוחדות.
for billions of years, right?
במשך מיליארדים של שנים, לא כך?
it would seem pretty impossible
זה עדיין נראה די בלתי-אפשרי
and build new parts
the natural molecules of life
המולקולות הטבעיות של החיים
really screwing everything up.
created or evolved are we?
או התפתחנו להיות מושלמים?
are the molecules of life?
impossible to even ask,
to compare life to.
aren't that special.
isn't the only way it could be.
היא לא היחידה בה הם יכולים להתקיים.
maybe not even the best solution,
אולי אפילו לא הפתרון הטוב ביותר,
fundamental issues about life,
מהותיים לגבי החיים,
what sort of new stories
איזה סוג של סיפורים חדשים
vocabulary could tell,
are the proteins that a cell produces
הם החלבונים שמייצרים התאים
with new types of functions
עם תפקודים חדשים
make and maybe even use?
לייצר ואף להשתמש בהם?
to make proteins for us, for our use.
לייצר חלבונים עבורנו, לשימושנו.
range of different applications,
soldiers from injury
dangerous compounds,
is protein drugs.
revolutionized medicine,
מהפיכה בתעשיית התרופות,
and it's manufactured as a drug
how we treat diabetes.
are really hard to make
is to get cells to make them for you.
שגורמים לתאים שייצרו אותם עבורנו.
proteins with the natural amino acids,
רק עם חומצות האמינו הטבעיות,
those proteins can have,
לחלבונים האלה,
they could be developed for,
of those amino acids
הטבעיות של חומצות האמינו האלה
strung together to make a protein,
שמשורשרות יחדיו כדי ליצור חלבון,
they're not that different-looking.
שהם לא כה שונים במראה זה מזה.
that many different functions.
different functions available.
שמהן מייצרים כימָאֵי-הסינתיזה תרופות.
that synthetic chemists make as drugs.
מתוך מגוון רחב יותר של דברים שונים.
a much broader range of diverse things.
how different they are.
שעושה אותן לתרופות נהדרות
that make them great drugs
what sort of new protein drugs
איזה סוג של תרופות חלבון חדשות
proteins from more diverse things.
מדברים יותר מגוונים.
לאורגניזם הסינתטי למחצה שלנו
new and different amino acids,
חומצות אמינו חדשות ושונות,
selected to confer the protein
כך שיעניקו לחלבון
when you inject them into people.
כאשר מזריקים אותם לאנשים.
with new amino acids
עם חומצות אמינו חדשות
from being degraded or eliminated,
with little fingers attached
שמחוברות אליהן אצבעות קטנות
grab on to other molecules?
failed during development as drugs
נכשלות בזמן פיתוח תרופות
specific enough to find their target
למצוא את המטרה הספציפית שלהן
of the human body.
and make them parts of new amino acids
ולהפוך אותן לחלק מחומצות אמינו חדשות
to their target?
called Synthorx.
שנקראת "סינטוֹרקס".
סינתטי ואורגניזמם
that's what you do with biotech companies.
עם שמות של חברות ביוטכנולוגיה.
that recognizes a certain receptor
of those same cells,
a variant of that protein
with that second bad receptor is shielded,
השני והרע עטוף,
with that first good receptor?
רק עם הקולטן הראשון והטוב?
with the normal amino acids,
במיוחד למטרה זו.
specifically designed for that purpose.
to act as little factories
לעבוד כמו מפעלים קטנים
really interesting application,
that allow cells to do what they do.
שמאפשרים לתאים לעשות את מה שהם עושים.
new proteins with new functions,
חלבונים חדשים עם תפקודים חדשים,
that natural cells can't do?
שתאים טבעיים אינם יכולים?
semisynthetic organisms
אורגניזמים סינתטיים למחצה
seek out cancer cells
יחפשו אחר תאים סרטניים
secrete a toxic protein that kills them?
יפרישו חלבון רעיל שיהרוג אותם?
that eat different kinds of oil,
שאוכלת סוגים שונים של שמנים,
of the types of stories
with an expanded vocabulary can tell.
אם חיים עם מילון מורחב יוכלו לספרם.
organisms into people,
of our bacteria into the ocean
של ליטרים של הבקטריות שלנו באוקיינוסים
actually it sounds really scary.
in order to survive,
הסינתטיים למחצה שלנו
precursors of X and Y.
than anything that exists in nature.
מכל דבר הקיים בטבע.
or the ability to make them.
את היכולת לייצר אותן.
in the controlled environment of the lab,
בסביבה המבוקרת של המעבדה,
בהרבה מזון בלתי-טבעי.
lots of the unnatural food.
בגוף אדם או בחוץ על החוף
in a person or out on a beach
have access that special food,
they can survive for a little,
הם יכולים לשרוד עוד זמן קצר,
to perform some intended function,
to run out of the food.
and they just disappear.
to tell new stories,
לספר סיפורים חדשים,
to tell those stories.
מתי והיכן לספר את הסיפורים האלה.
I told you that we reported in 2014
סיפרתי לכם שבשנת 2014 דיווחנו
that store more information,
שמאחסנים יותר מידע,
that we just talked about
to make proteins,
ב-X ו-Y כדי ליצור חלבונים,
that the cells could take DNA with X and Y
שתאים יכולים לקבל DNA עם X ו-Y
the working copy of DNA.
עותק העבודה של ה-DNA.
use X and Y to make proteins.
ב-X ו-Y כדי לייצר חלבונים.
semisynthetic organisms.
הראשונים בתפקוד מלא.
they're making a protein that glows green.
חלבון שזוהר בירוק.
actually, from jellyfish
in its natural form
natural life can't build proteins with.
שחיים טבעיים לא יכולים לבנות ממנה חלבונים.
and making protein
the genetic alphabet of other cells,
האלפבית הגנטי של תאים אחרים,
on more complex organisms.
על אורגניזמים מורכבים יותר.
that I want to say to you,
of semisynthetic life is here.
Floyd, this is so remarkable.
about the possibilities for life,
על אפשרות קיומם של חיים,
or so much of our assumptions are based
או מהנחותינו
it's got to be DNA,
of self-replicating molecules
של מולקולות שמשכפלות עצמן
even just DNA with six letters?
אפילו DNA בעל 6 אותיות?
Absolutely, I think that's right,
היתה הדעה הקדומה הזאת
there's been always this prejudice
right alongside the natural ones,
ממש לצד אלה הטבעיות,
that any molecules
of chemistry and physics
the natural molecules of life do.
אותן עושות המולקולות של החיים.
many different ways,
בדרכים רבות ושונות,
with other types of DNA,
to look something like a DNA molecule,
היו נראים כמו מולקולת DNA,
that can still self-reproduce
שעדיין יכול להתרבות עצמאית
is that if we found new life,
שאם נמצא חיים חדשים,
with the search for Goldilocks planets
לגבי חיפוש כוכבי לכת עם חיים עליהם
with water and whatever,
assumption, perhaps.
you can talk to, then maybe not,
איתו תוכל לשוחח, אז אולי לא,
looking for any form of life,
אחר צורת חיים כלשהי,
looking for life under the light post.
אחר חיים מתחת לאור הפנס.
Thank so much, Floyd.
תודה רבה מאד, פלויד.
ABOUT THE SPEAKER
Floyd E. Romesberg - Chemist, synthetic biologistFloyd E. Romesberg uses chemistry, biology and physics to study how biomolecules work and to create biomolecules with new forms and functions.
Why you should listen
Floyd E. Romesberg is the director of a talented team of researchers at The Scripps Research Institute who are working to understand how evolution tailors protein function, to develop novel antibiotics and aptamers and to expand on the potential of evolution through the expansion of the genetic alphabet. A chemist by training, Romesberg works beyond the traditional divides between scientific disciplines.
Since the last common ancestor of all life on earth, biological information has been stored in a four-letter alphabet consisting of G, A, T and C. In 1998, Romesberg wondered: Is DNA limited to four letters? The answer is a resounding "No!" Romesberg and his research group have designed, tested and optimized hundreds of unnatural DNA letters, and they have achieved impressive milestones including replication and amplification of six-letter DNA in a test tube; the use of six-letter DNA to produce novel materials; and most recently the creation of semi-synthetic life that stores and retrieves the increased information. The advances led to Romesberg founding Synthorx, Inc., a biotechnology company that uses the expanded genetic alphabet to develop novel protein therapeutics.
Floyd E. Romesberg | Speaker | TED.com