TED in the Field
Craig Venter: Watch me unveil "synthetic life"
קרייג ונטר חושף בפנינו חיים סינטטיים
Filmed:
Readability: 5
1,297,241 views
קרייג ונטר וצוותו נותנים הצהרה היסטורית: הם הצליחו ליצור את התא הראשון המתרבה ומתפקד באופן מלא, הנשלט על-ידי DNA סינטטי. הוא מסביר איך הם עשו זאת, ולמה ההישג מסמן את תחילתו של עידן חדש במדע.
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.
00:16
We're here today to announce
0
1000
2000
הגענו לכאן היום כדי להכריז
00:18
the first synthetic cell,
1
3000
3000
על התא הסינטטי הראשון.
00:21
a cell made by
2
6000
2000
וכך בנינו אותו:
00:23
starting with the digital code in the computer,
3
8000
3000
התחלנו עם קוד דיגיטלי ממוחשב,
00:26
building the chromosome
4
11000
3000
הבונה את הכרומוזום
00:29
from four bottles of chemicals,
5
14000
3000
מארבעה בקבוקי כימיקלים,
00:32
assembling that chromosome in yeast,
6
17000
2000
היוצרים את הכרומוזום הזה בשמרים,
00:34
transplanting it into
7
19000
3000
השתלנו אותו לתוך
00:37
a recipient bacterial cell
8
22000
2000
תא חיידקי מאחסן
00:39
and transforming that cell
9
24000
2000
וכך הפכנו את התא
00:41
into a new bacterial species.
10
26000
2000
למין חדש של חיידק.
00:44
So this is the first self-replicating species
11
29000
3000
אז זהו המין הראשון המשתכפל בעצמו
00:47
that we've had on the planet
12
32000
2000
שיש על פני כדה"א
00:49
whose parent is a computer.
13
34000
3000
שאביו הוא מחשב.
00:52
It also is the first species
14
37000
2000
זהו גם המין הראשון
00:54
to have its own website
15
39000
2000
שיש לו אתר אינטרנט משלו
00:56
encoded in its genetic code.
16
41000
3000
המקודד בתוך הקוד הגנטי שלו.
00:59
But we'll talk more about
17
44000
2000
אבל אנחנו נדבר יותר
01:01
the watermarks in a minute.
18
46000
3000
על סימני המים בעוד דקה.
01:04
This is a project that had its inception
19
49000
2000
הפרוייקט הזה החל
01:06
15 years ago
20
51000
2000
לפני 15 שנה
01:08
when our team then --
21
53000
2000
כשהצוות שלנו אז -
01:10
we called the institute TIGR --
22
55000
2000
קראנו למכון TIGR -
01:12
was involved in sequencing
23
57000
2000
היה מעורב בריצוף
01:14
the first two genomes in history.
24
59000
2000
שני הגנומים הראשונים בהיסטוריה.
01:16
We did Haemophilus influenzae
25
61000
2000
רצפנו את המופילוס אינפלואנזה
01:18
and then the smallest genome of a self-replicating organism,
26
63000
3000
ואח"כ את הגנום הקטן ביותר של יצור המשתכפל עצמאית,
01:21
that of Mycoplasma genitalium.
27
66000
3000
מיקופלזמה ג'ניטליום.
01:24
And as soon as
28
69000
2000
וברגע ששני הרצפים
01:26
we had these two sequences
29
71000
2000
האלה עמדו לרשותנו,
01:28
we thought, if this is supposed to be the smallest genome
30
73000
3000
חשבנו - אם זה אמור להיות הגנום הכי קטן
01:31
of a self-replicating species,
31
76000
2000
של מין המשתכפל בעצמו,
01:33
could there be even a smaller genome?
32
78000
2000
האם יכול להיות גנום עוד יותר קטן?
01:35
Could we understand the basis of cellular life
33
80000
3000
האם אפשר להבין את הבסיס לחיי התא
01:38
at the genetic level?
34
83000
2000
ברמה הגנטית?
01:40
It's been a 15-year quest
35
85000
2000
עברנו מסע של 15 שנה
01:42
just to get to the starting point now
36
87000
2000
רק כדי להגיע עכשיו לנקודת ההתחלה,
01:44
to be able to answer those questions,
37
89000
3000
להתחיל לענות על השאלות האלה.
01:47
because it's very difficult to eliminate
38
92000
2000
כי קשה מאוד לנטרל
01:49
multiple genes from a cell.
39
94000
2000
מספר גנים בתא.
01:51
You can only do them one at a time.
40
96000
3000
אפשר רק לנטרל אחד אחד.
01:54
We decided early on
41
99000
2000
החלטנו מוקדם מאוד
01:56
that we had to take a synthetic route,
42
101000
2000
שאנחנו נלך במסלול הסינטטי,
01:58
even though nobody had been there before,
43
103000
2000
למרות שאף אחד לא הלך בו לפני כן,
02:00
to see if we could synthesize
44
105000
2000
כדי לראות אם נצליח לסנתז
02:02
a bacterial chromosome
45
107000
2000
כרומוזום בקטריאלי,
02:04
so we could actually vary the gene content
46
109000
2000
כך שממש נוכל לשנות את התוכן הגנטי
02:06
to understand the essential genes for life.
47
111000
3000
על מנת להבין את הגנים החיוניים לחיים.
02:09
That started our 15-year quest
48
114000
3000
וכך נפתח מסענו בן 15 השנה
02:12
to get here.
49
117000
2000
להגיע עד הלום.
02:14
But before we did the first experiments,
50
119000
2000
לפני שערכנו את הניסויים הראשונים,
02:16
we actually asked
51
121000
3000
ביקשנו מהצוות של
02:19
Art Caplan's team at the University of Pennsylvania
52
124000
3000
ארט קפלן, שהיה אז באונ' פנסילבניה,
02:22
to undertake a review
53
127000
2000
לבחון עבורנו
02:24
of what the risks, the challenges,
54
129000
3000
מהם הסיכונים, האתגרים,
02:27
the ethics around creating new
55
132000
2000
הנושאים האתיים הכרוכים ביצירת מין
02:29
species in the laboratory were
56
134000
2000
חדש בתנאי מעבדה,
02:31
because it hadn't been done before.
57
136000
2000
כי מעולם לא עשו זאת.
02:33
They spent about two years
58
138000
2000
הם השקיעו בערך שנתיים
02:35
reviewing that independently
59
140000
2000
בסקירה עצמאית,
02:37
and published their results in Science in 1999.
60
142000
3000
ופרסמו את ממצאיהם בכתב העת Science ב1999.
02:40
Ham and I took two years off
61
145000
2000
האם סמית ואני עבדנו שנתיים
02:42
as a side project to sequence the human genome,
62
147000
2000
בפרוייקט צדדי של מיפוי הגנום האנושי,
02:44
but as soon as that was done
63
149000
2000
אבל ברגע שסיימנו עם זה
02:46
we got back to the task at hand.
64
151000
3000
חזרנו למשימה.
02:50
In 2002, we started
65
155000
2000
ב 2002 הקמנו
02:52
a new institute,
66
157000
2000
מכון חדש,
02:54
the Institute for Biological Energy Alternatives,
67
159000
3000
המכון לאלטרנטיבות באנרגיה ביולוגית,
02:57
where we set out two goals:
68
162000
2000
ושם הצבנו שני יעדים.
02:59
One, to understand
69
164000
2000
האחד, להבין
03:01
the impact of our technology on the environment,
70
166000
3000
את השפעת הטכנולוגיה שלנו על הסביבה,
03:04
and how to understand the environment better,
71
169000
2000
והבנה טובה יותר של הסביבה.
03:06
and two, to start down this process
72
171000
2000
והשני, להתחיל בתהליך הזה
03:08
of making synthetic life
73
173000
3000
של יצירת חיים סינטטיים
03:11
to understand basic life.
74
176000
3000
כדי להבין חיים בסיסיים.
03:14
In 2003,
75
179000
2000
ב 2003
03:16
we published our first success.
76
181000
2000
פרסמנו את ההצלחה הראשונה שלנו.
03:18
So Ham Smith and Clyde Hutchison
77
183000
2000
אז האם סמית וקלייד הצ'ינסון
03:20
developed some new methods
78
185000
2000
פיתחו כמה שיטות חדשות
03:22
for making error-free DNA
79
187000
3000
ליצירת DNA ללא טעויות
03:25
at a small level.
80
190000
2000
בקנה מידה קטן.
03:27
Our first task was
81
192000
2000
המשימה הראשונה שלנו היתה
03:29
a 5,000-letter code bacteriophage,
82
194000
3000
בקטריופאג בעל קוד של 5,000 אותיות,
03:32
a virus that attacks only E. coli.
83
197000
3000
וירוס שתוקף רק את אי. קולי.
03:36
So that was
84
201000
2000
אז זה היה
03:38
the phage phi X 174,
85
203000
2000
הפאג phi X 174,
03:40
which was chosen for historical reasons.
86
205000
2000
שנבחר מסיבות היסטוריות.
03:42
It was the first DNA phage,
87
207000
3000
זה היה הDNA הראשון של פאג,
03:45
DNA virus, DNA genome
88
210000
3000
DNA ויראלי, DNA גנומי,
03:48
that was actually sequenced.
89
213000
2000
שבעצם רוצף.
03:50
So once we realized
90
215000
3000
אז ברגע שהבנו
03:53
that we could make 5,000-base pair
91
218000
2000
שאנחנו יכולים לייצר מקטעים בגודל ויראלי
03:55
viral-sized pieces,
92
220000
2000
של 5000 זוגות בסיסים,
03:57
we thought, we at least have the means
93
222000
2000
חשבנו שלפחות יש לנו את האמצעים
03:59
then to try and make serially lots of these pieces
94
224000
3000
לנסות וליצור באופן סדרתי הרבה מקטעים שכאלה,
04:02
to be able to eventually assemble them together
95
227000
3000
כדי להצליח בסופו של דבר לחבר ביניהם
04:05
to make this mega base chromosome.
96
230000
3000
כדי ליצור את הכרומוזום הענק הזה.
04:09
So, substantially larger than
97
234000
2000
שהוא גדול בהרבה ממה
04:11
we even thought we would go initially.
98
236000
3000
שחשבנו שניצור בתחילה.
04:15
There were several steps to this. There were two sides:
99
240000
3000
אז היו כמה שלבים במהלך הזה. היו שני צדדים.
04:18
We had to solve the chemistry
100
243000
2000
היינו צריכים לפתור את הכימיה
04:20
for making large DNA molecules,
101
245000
2000
הנדרשת לייצור מולקולות DNA גדולות,
04:22
and we had to solve the biological side
102
247000
2000
והיינו צריכים לפתור את הצד הביולוגי
04:24
of how, if we had this new chemical entity,
103
249000
3000
של איך, אם תהיה לנו הישות הכימית,
04:27
how would we boot it up, activate it
104
252000
3000
איך נעלה אותה, נפעיל אותה,
04:30
in a recipient cell.
105
255000
3000
בתוך תא מארח.
04:33
We had two teams working in parallel:
106
258000
2000
אז היו לנו שני צוותים שעבדו במקביל,
04:35
one team on the chemistry,
107
260000
2000
צוות אחד על הכימיה,
04:37
and the other on trying to
108
262000
3000
והשני מנסה
04:40
be able to transplant
109
265000
2000
להשתיל
04:42
entire chromosomes
110
267000
2000
כרומוזומים שלמים
04:44
to get new cells.
111
269000
3000
כדי לקבל תאים חדשים.
04:47
When we started this out, we thought the synthesis would be the biggest problem,
112
272000
3000
כשהתחלנו, חשבנו שהבעיה הכי גדולה תהיה הסינתיזה,
04:50
which is why we chose the smallest genome.
113
275000
3000
בגלל זה בחרנו בגנום הכי קטן.
04:53
And some of you have noticed that we switched from the smallest genome
114
278000
3000
ואולי חלקכם שמתם לב שעברנו מהגנום הכי קטן
04:56
to a much larger one.
115
281000
2000
לאחד הרבה יותר גדול.
04:58
And we can walk through the reasons for that,
116
283000
2000
ואפשר לעבור על הסיבות לכך,
05:00
but basically the small cell
117
285000
3000
אבל ביסודו של דבר, התא הקטן
05:03
took on the order of
118
288000
2000
דרש בין חודש לחודשיים
05:05
one to two months to get results from,
119
290000
3000
עד הגעה לתוצאות,
05:08
whereas the larger, faster-growing cell
120
293000
2000
בעוד שהתא הגדול, שגדל מהר יותר,
05:10
takes only two days.
121
295000
2000
דרש רק יומיים.
05:12
So there's only so many cycles we could go through
122
297000
3000
אז אנחנו מוגבלים בכמות המחזורים שניתן לעבור
05:15
in a year at six weeks per cycle.
123
300000
3000
בשנה, בקצב של 6 שבועות למחזור.
05:18
And you should know that basically
124
303000
2000
ואתם צריכים לדעת שלמעשה
05:20
99, probably 99 percent plus
125
305000
3000
בערך 99% או יותר
05:23
of our experiments failed.
126
308000
2000
מהניסויים שלנו נכשלו.
05:25
So this was a debugging,
127
310000
2000
אז היתה כאן עבודת תיקונים,
05:27
problem-solving scenario from the beginning
128
312000
3000
מצב של פתרון בעיות מההתחלה,
05:30
because there was no recipe
129
315000
2000
כי לא היה לנו מתכון
05:32
of how to get there.
130
317000
2000
איך להגיע ליעד.
05:34
So, one of the most important publications we had
131
319000
3000
אז אחד הפרסומים הכי חשובים שלנו
05:37
was in 2007.
132
322000
2000
היה ב 2007.
05:39
Carole Lartigue led the effort
133
324000
3000
קרול לרטיג הובילה את המאמץ
05:42
to actually transplant a bacterial chromosome
134
327000
3000
להשתיל, למעשה, כרומוזום חיידקי
05:45
from one bacteria to another.
135
330000
2000
מחיידק אחד לשני.
05:47
I think philosophically, that was one of the most important papers
136
332000
3000
לדעתי, מבחינה רעיונית, זה היה אחד המאמרים הכי חשובים
05:50
that we've ever done
137
335000
2000
שאי פעם כתבנו,
05:52
because it showed how dynamic life was.
138
337000
3000
כי הוא הראה עד כמה החיים הם דינמיים.
05:55
And we knew, once that worked,
139
340000
2000
וידענו, ברגע שזה הצליח,
05:57
that we actually had a chance
140
342000
2000
שממש יש לנו סיכוי,
05:59
if we could make the synthetic chromosomes
141
344000
2000
אם נצליח לייצר כרומוזומים סינטטיים,
06:01
to do the same with those.
142
346000
3000
להשתיל גם אותם.
06:04
We didn't know that it was going to take us
143
349000
2000
לא ידענו שיקח לנו
06:06
several years more to get there.
144
351000
2000
כמה שנים עד שנגיע לזה.
06:08
In 2008,
145
353000
2000
ב 2008
06:10
we reported the complete synthesis
146
355000
2000
הצגנו את הסינתיזה המלאה
06:12
of the Mycoplasma genitalium genome,
147
357000
3000
של הגנום של המיקופלזמה ג'נטיליום,
06:15
a little over 500,000 letters of genetic code,
148
360000
3000
קצת מעל 500,000 אותיות של קוד גנטי,
06:19
but we have not yet succeeded in booting up that chromosome.
149
364000
3000
אבל עדיין לא הצלחנו להעלות את הכרומוזום הזה.
06:22
We think in part, because of its slow growth
150
367000
3000
אנחנו חושבים שכתוצאה מהגידול האיטי שלו,
06:26
and, in part,
151
371000
2000
וגם כתוצאה מכך
06:28
cells have all kinds of unique defense mechanisms
152
373000
3000
שלתאים יש כל מיני מנגנוני הגנה ייחודיים
06:31
to keep these events from happening.
153
376000
2000
שנועדו למנוע מארועים כאלה להתרחש.
06:33
It turned out the cell that we were trying to transplant into
154
378000
3000
התברר שעל התא שניסינו להשתיל לתוכו
06:36
had a nuclease, an enzyme that chews up DNA on its surface,
155
381000
3000
היה נוקלאז, אנזים שלועס DNA,
06:39
and was happy to eat
156
384000
2000
והוא שמח מאוד לאכול
06:41
the synthetic DNA that we gave it
157
386000
2000
את ה DNA הסינטטי שנתנו לו
06:43
and never got transplantations.
158
388000
3000
ומעולם לא קיבל השתלות.
06:46
But at the time, that was the largest
159
391000
2000
אבל באותו זמן, זאת היתה המולקולה הכי גדולה
06:48
molecule of a defined structure
160
393000
2000
בעלת מבנה מוגדר
06:50
that had been made.
161
395000
2000
שאי פעם נוצרה.
06:52
And so both sides were progressing,
162
397000
2000
אז התקדמנו בשני הצדדים,
06:54
but part of the synthesis
163
399000
2000
אבל החלק של הסינתיזה
06:56
had to be accomplished or was able to be accomplished
164
401000
3000
היה צריך להיעשות בעזרת שמרים,
06:59
using yeast, putting the fragments in yeast
165
404000
3000
להכניס את החלקים לשמרים,
07:02
and yeast would assemble these for us.
166
407000
2000
והשמרים ירכיבו אותם עבורנו.
07:04
It's an amazing step forward,
167
409000
3000
זה צעד מדהים קדימה,
07:07
but we had a problem because now we had
168
412000
2000
אבל היתה לנו בעיה כי עכשיו
07:09
the bacterial chromosomes growing in yeast.
169
414000
3000
הכרומוזומים החיידקיים גדלו בתוך השמרים.
07:12
So in addition to doing the transplant,
170
417000
3000
אז בנוסף להשתלה,
07:15
we had to find out how to get a bacterial chromosome
171
420000
2000
היינו צריכים גם למצוא דרך להוציא את הכרומוזום החיידקי
07:17
out of the eukaryotic yeast
172
422000
2000
מתוך השמרים האאוקריוטיים,
07:19
into a form where we could transplant it
173
424000
2000
למבנה שניתן יהיה להשתיל אותו
07:21
into a recipient cell.
174
426000
3000
לתוך תא מאחסן.
07:25
So our team developed new techniques
175
430000
3000
אז הצוות שלנו פיתח שיטות חדשות,
07:28
for actually growing, cloning
176
433000
2000
למעשה, לגידול, שיבוט
07:30
entire bacterial chromosomes in yeast.
177
435000
2000
של כרומוזומים חיידקיים שלמים בתוך שמרים.
07:32
So we took the same mycoides genome
178
437000
3000
אז לקחנו את אותו גנום מיקואידי
07:35
that Carole had initially transplanted,
179
440000
2000
שקרול השתילה בהתחלה,
07:37
and we grew that in yeast
180
442000
2000
וגידלנו אותו בשמרים
07:39
as an artificial chromosome.
181
444000
3000
ככרומוזום מלאכותי.
07:42
And we thought this would be a great test bed
182
447000
2000
וחשבנו שזה יהיה מצע מבחן מצוין
07:44
for learning how to get chromosomes out of yeast
183
449000
2000
ללמוד עליו איך להוציא כרומוזומים מתוך שמרים,
07:46
and transplant them.
184
451000
2000
ולהשתיל אותם.
07:48
When we did these experiments, though,
185
453000
2000
אבל כשערכנו את המחקרים האלה,
07:50
we could get the chromosome out of yeast
186
455000
2000
הצלחנו להוציא את הכרומוזומים מתוך השמרים,
07:52
but it wouldn't transplant and boot up a cell.
187
457000
3000
אבל לא הצלחנו להשתיל ולהפעיל אותם בתוך התא.
07:56
That little issue took the team two years to solve.
188
461000
3000
לקח לצוות שלנו שנתיים כדי לפתור את הבעיה הקטנה הזו.
07:59
It turns out, the DNA in the bacterial cell
189
464000
3000
מתברר שה DNA בתא החיידקי
08:02
was actually methylated,
190
467000
2000
עבר מתליציה,
08:04
and the methylation protects it from the restriction enzyme,
191
469000
3000
ותהליך זה הגן עליו מפני אנזים הקיטוע,
08:08
from digesting the DNA.
192
473000
3000
ומנע מהאנזים לעכל את ה DNA.
08:11
So what we found is if we took the chromosome
193
476000
2000
אז מה שמצאנו הוא שאם מוציאים את הכרומוזום
08:13
out of yeast and methylated it,
194
478000
2000
מתוך השמרים ומעבירים אותו מטילציה,
08:15
we could then transplant it.
195
480000
2000
אז אפשר להשתיל אותו.
08:17
Further advances came
196
482000
2000
עוד התקדמויות התרחשו
08:19
when the team removed the restriction enzyme genes
197
484000
3000
כאשר הצוות הסיר את הגנים לאנזים הקיטוע
08:22
from the recipient capricolum cell.
198
487000
3000
מתא הקפריקולום המארח.
08:25
And once we had done that, now we can take
199
490000
2000
ומרגע שעשינו זאת, אפשר לקחת
08:27
naked DNA out of yeast and transplant it.
200
492000
3000
DNA נקי מתוך השמרים ולהשתיל אותו.
08:30
So last fall
201
495000
2000
אז בסתיו האחרון,
08:32
when we published the results of that work in Science,
202
497000
3000
כשפרסמנו את הממצאים האלה ב Science,
08:35
we all became overconfident
203
500000
2000
הבטחון העצמי שלנו היה מוגזם,
08:37
and were sure we were only
204
502000
2000
והיינו בטוחים שתוך
08:39
a few weeks away
205
504000
2000
כמה שבועות
08:41
from being able to now boot up
206
506000
2000
נצליח להוציא
08:43
a chromosome out of yeast.
207
508000
3000
כרומוזום מתוך השמרים.
08:46
Because of the problems with
208
511000
2000
בגלל הבעיות שהיו לנו עם
08:48
Mycoplasma genitalium and its slow growth
209
513000
3000
מיקופלזמה ג'נטיליום וקצב הגידול האיטי שלו,
08:51
about a year and a half ago,
210
516000
3000
לפני כשנה וחצי
08:54
we decided to synthesize
211
519000
3000
החלטנו לסנטז
08:57
the much larger chromosome, the mycoides chromosome,
212
522000
3000
את הכרומוזום הגדול יותר, המיקואידי,
09:00
knowing that we had the biology worked out on that
213
525000
3000
בידיעה שיש לנו את היכולת הביולוגית
09:03
for transplantation.
214
528000
2000
להשתיל אותו.
09:05
And Dan led the team for the synthesis
215
530000
2000
ודן הוביל את הצוות שעסק בסינטיזה
09:07
of this over one-million-base pair chromosome.
216
532000
3000
של הכרומוזום הזה על כל מיליון זוגות בסיסיו.
09:12
But it turned out it wasn't going to be as simple in the end,
217
537000
3000
אבל התברר שזה לא יהיה כ"כ פשוט.
09:15
and it set us back three months
218
540000
2000
וזה החזיר אותנו 3 חודשים לאחור
09:17
because we had one error
219
542000
2000
כי היתה לנו טעות אחת
09:19
out of over a million base pairs in that sequence.
220
544000
3000
מתוך מיליון זוגות הבסיסים הקיימים בכרומוזום הזה.
09:22
So the team developed new debugging software,
221
547000
3000
אז הצוות פיתח תוכנה חדשה לתיקון הטעויות,
09:25
where we could test each synthetic fragment
222
550000
3000
ובאמצעותה יכולנו לבדוק כל מקטע סינטטי
09:28
to see if it would grow in a background
223
553000
2000
כדי לראות אם הוא יגדל על הרקע
09:30
of wild type DNA.
224
555000
3000
של DNA טבעי.
09:33
And we found that 10 out of the 11
225
558000
3000
ומצאנו ש10 מתוך 11 המקטעים שסינטזנו
09:36
100,000-base pair pieces we synthesized
226
561000
3000
שהכילו 100,000 זוגות בסיסים,
09:39
were completely accurate
227
564000
2000
היו מדוייקים לחלוטין
09:41
and compatible with
228
566000
2000
ומותאמים
09:43
a life-forming sequence.
229
568000
3000
לרצף היוצר חיים.
09:47
We narrowed it down to one fragment;
230
572000
2000
מיקדנו את הבעיה במקטע אחד.
09:49
we sequenced it
231
574000
2000
ריצפנו אותו
09:51
and found just one base pair had been deleted
232
576000
2000
ומצאנו שזוג בסיסים אחד נעדר
09:53
in an essential gene.
233
578000
2000
מגן חיוני.
09:55
So accuracy is essential.
234
580000
3000
אז הדיוק הוא הכרחי.
09:58
There's parts of the genome
235
583000
2000
ישנם חלקים בגנום
10:00
where it cannot tolerate even a single error,
236
585000
3000
בהם אי אפשר לסבול ולו טעות אחת,
10:03
and then there's parts of the genome
237
588000
2000
וישנם חלקים אחרים בגנום
10:05
where we can put in large blocks of DNA,
238
590000
2000
בהם אפשר להכניס גושים גדולים של DNA,
10:07
as we did with the watermarks,
239
592000
2000
כפי שעשינו עם סימני המים,
10:09
and it can tolerate all kinds of errors.
240
594000
3000
והוא יכול לסבול כל מיני סוגים של טעויות.
10:12
So it took about three months to find that error
241
597000
3000
אז לקח לנו בערך 3 חודשים לאתר את הטעות הזאת
10:15
and repair it.
242
600000
2000
ולתקן אותה.
10:17
And then early one morning, at 6 a.m.
243
602000
3000
ואז, בוקר אחד מוקדם בשעה 0600,
10:20
we got a text from Dan
244
605000
3000
קיבלתי SMS מדן
10:23
saying that, now, the first blue colonies existed.
245
608000
3000
שאמר שהמושבות הכחולות הראשונות הופיעו.
10:26
So, it's been a long route to get here:
246
611000
3000
אז זה היה מסע ארוך,
10:29
15 years from the beginning.
247
614000
3000
שארך 15 שנה מתחילתו.
10:32
We felt
248
617000
2000
הרגשנו
10:34
one of the tenets of this field
249
619000
2000
שאחד העקרונות בתחום הזה
10:36
was to make absolutely certain
250
621000
3000
הוא לוודא שאנו יכולים
10:39
we could distinguish synthetic DNA
251
624000
3000
להבחין בין DNA סינטטי
10:42
from natural DNA.
252
627000
2000
לבין DNA טבעי.
10:44
Early on, when you're working in a new area of science,
253
629000
3000
כשאתה עובד בתחום חדש במדע, מוקדם מאוד
10:47
you have to think about all the pitfalls
254
632000
3000
אתה כבר צריך לחשוב על כל המהמורות
10:50
and things that could lead you
255
635000
2000
והדברים שיכולים לגרום לך
10:52
to believe that you had done something when you hadn't,
256
637000
3000
להאמין שעשית משהו, בעוד שלא עשית זאת,
10:55
and, even worse, leading others to believe it.
257
640000
3000
או חמור מכך, לגרום לאחרים להאמין בכך.
10:58
So, we thought the worst problem would be
258
643000
2000
אז חשבנו שהבעיה החמורה ביותר תהיה
11:00
a single molecule contamination
259
645000
3000
שמולוקולה בודדה תזהם
11:03
of the native chromosome,
260
648000
2000
את הכרומוזום הטבעי, המקורי,
11:05
leading us to believe that we actually had
261
650000
3000
ותגרום לנו להאמין שבאמת הצלחנו
11:08
created a synthetic cell,
262
653000
2000
לייצר תא סינטטי,
11:10
when it would have been just a contaminant.
263
655000
2000
כשלמעשה זה היה רק זיהום.
11:12
So early on, we developed the notion
264
657000
2000
אז מוקדם מאוד פיתחנו את הרעיון
11:14
of putting in watermarks in the DNA
265
659000
2000
של הכנסת סימני מים לתוך ה DNA
11:16
to absolutely make clear
266
661000
2000
כדי להבטיח
11:18
that the DNA was synthetic.
267
663000
3000
שה DNA הוא אכן סינטטי.
11:21
And the first chromosome we built
268
666000
3000
ובכרומוזום הראשון שיצרנו,
11:24
in 2008 --
269
669000
2000
ב 2008,
11:26
the 500,000-base pair one --
270
671000
2000
זה עם 500,000 זוגות הבסיסים,
11:28
we simply assigned
271
673000
3000
הכנסנו את
11:31
the names of the authors of the chromosome
272
676000
3000
שמות המחברים של הכרומוזום
11:34
into the genetic code,
273
679000
3000
לתוך הקוד הגנטי.
11:37
but it was using just amino acid
274
682000
2000
וזה נעשה באמצעות תרגום
11:39
single letter translations,
275
684000
2000
של אותיות בודדות עם חומצות אמינו,
11:41
which leaves out certain letters of the alphabet.
276
686000
3000
כך שחלק מהאותיות באלף-בית נותרו בחוץ.
11:45
So the team actually developed a new code
277
690000
3000
אז בעצם הצוות יצר קוד חדש
11:48
within the code within the code.
278
693000
3000
בתוך הקוד שבתוך הקוד.
11:51
So it's a new code
279
696000
2000
אז זה קוד חדש
11:53
for interpreting and writing messages in DNA.
280
698000
3000
לפירוש וכתיבת מסרים בתוך DNA.
11:56
Now, mathematicians have been hiding and writing
281
701000
3000
עכשיו, מתמטיקאים מחביאים וכותבים
11:59
messages in the genetic code for a long time,
282
704000
3000
מסרים בתוך הקוד הגנטי כבר הרבה זמן,
12:02
but it's clear they were mathematicians and not biologists
283
707000
3000
אבל זה היה ברור שהם מתמטיקאים ולא ביולוגים,
12:05
because, if you write long messages
284
710000
3000
כי אם אתה כותב מסרים ארוכים
12:08
with the code that the mathematicians developed,
285
713000
3000
באמצעות הקוד שפיתחו מתמטיקאים,
12:11
it would more than likely lead to
286
716000
2000
סביר מאוד שתקבל
12:13
new proteins being synthesized
287
718000
3000
חלבונים חדשים שיסונטזו
12:16
with unknown functions.
288
721000
3000
בעלי תיפקודים לא ידועים.
12:19
So the code that Mike Montague and the team developed
289
724000
3000
אז הקוד שפיתח מייק מונגיו והצוות שלו
12:22
actually puts frequent stop codons,
290
727000
2000
בעצם מחדיר קודונים רבים המסמנים עצירה.
12:24
so it's a different alphabet
291
729000
3000
אז זאת אלפבית אחרת,
12:27
but allows us to use
292
732000
2000
המאפשרת לנו להשתמש
12:29
the entire English alphabet
293
734000
3000
בכל האותיות האנגלית
12:32
with punctuation and numbers.
294
737000
2000
כולל סימני ניקוד ומספרים.
12:34
So, there are four major watermarks
295
739000
2000
אז יש לנו 4 סימני מים עיקריים
12:36
all over 1,000 base pairs of genetic code.
296
741000
3000
שנמצאים ב1000 זוגות בסיסים בקוד הגנטי.
12:39
The first one actually contains within it
297
744000
3000
הראשון כולל בתוכו
12:42
this code for interpreting
298
747000
3000
את הקוד הזה לפירוש
12:45
the rest of the genetic code.
299
750000
2000
שאר הקוד הגנטי.
12:49
So in the remaining information,
300
754000
2000
ובמידע הנותר
12:51
in the watermarks,
301
756000
2000
הנמצא בסימני המים,
12:53
contain the names of, I think it's
302
758000
3000
נמצאים השמות של, אני חושב,
12:56
46 different authors
303
761000
2000
46 מחברים שונים
12:58
and key contributors
304
763000
2000
ותורמים מרכזיים
13:00
to getting the project to this stage.
305
765000
3000
שהביאו את הפרוייקט לשלב בו הוא נמצא.
13:04
And we also built in
306
769000
2000
והצלחנו לבנות בתוכו
13:06
a website address
307
771000
3000
גם כתובת אינטרנט,
13:09
so that if somebody decodes the code
308
774000
2000
כך שאם מישהו מפענח את הקוד
13:11
within the code within the code,
309
776000
2000
בתוך הקוד, בתוך הקוד,
13:13
they can send an email to that address.
310
778000
2000
הם יכולים לשלוח מייל לכתובת הזאת.
13:15
So it's clearly distinguishable
311
780000
3000
אז ניתן להבחין בוודאות
13:18
from any other species,
312
783000
2000
בינו לבין יצורים אחרים,
13:20
having 46 names in it,
313
785000
3000
מכיוון שיש בתוכו 46 שמות,
13:23
its own web address.
314
788000
3000
וכתובת אינטרנט משלו.
13:27
And we added three quotations,
315
792000
3000
והוספנו גם 3 ציטטות
13:30
because with the first genome
316
795000
2000
מכיוון שבגנום הראשון,
13:32
we were criticized for not trying to say something more profound
317
797000
3000
ביקרו אותנו על כך שלא ניסינו לומר משהו עמוק יותר
13:35
than just signing the work.
318
800000
2000
ורק חתמנו על העבודה.
13:37
So we won't give the rest of the code,
319
802000
2000
אז לא ניתן את שאר הקוד,
13:39
but we will give the three quotations.
320
804000
2000
אבל כן ניתן את 3 הציטטות.
13:41
The first is,
321
806000
2000
הראשונה היא,
13:43
"To live, to err,
322
808000
2000
"לחיות, לטעות,
13:45
to fall, to triumph
323
810000
2000
ליפול, לנצח,
13:47
and to recreate life out of life."
324
812000
2000
וליצור מחדש חיים מתוך חיים."
13:49
It's a James Joyce quote.
325
814000
2000
זאת ציטטה של ג'יימס ג'ויס.
13:53
The second quotation is, "See things not as they are,
326
818000
3000
הציטטה השנייה היא: "הסתכלו על דברים לא כפי שהם,
13:56
but as they might be."
327
821000
2000
אלא כפי שהם יכולים להיות."
13:58
It's a quote from the "American Prometheus"
328
823000
3000
זו ציטטה מתוך הספר "American Prometheus"
14:01
book on Robert Oppenheimer.
329
826000
2000
על רוברט אופנהיימר.
14:03
And the last one is a Richard Feynman quote:
330
828000
3000
והאחרונה היא ציטטה של ריצ'רד פיינמן.
14:06
"What I cannot build,
331
831000
2000
"מה שאני לא יכול לבנות,
14:08
I cannot understand."
332
833000
2000
אני לא יכול להבין."
14:13
So, because this is as much a philosophical advance
333
838000
3000
אז, מכיוון שזאת התקדמות פילוסופית,
14:16
as a technical advance in science,
334
841000
3000
בנוסף להתקדמות הטכנית במדע,
14:19
we tried to deal with both the philosophical
335
844000
3000
ניסינו להתמודד עם הצד הפילוסופי
14:22
and the technical side.
336
847000
2000
ועם הצד הטכני.
14:24
The last thing I want to say before turning it over to questions
337
849000
2000
הדבר האחרון שאני רוצה לומר לפני שנעבור לשאלות
14:26
is that the extensive work
338
851000
3000
הוא שהעבודה המקיפה
14:29
that we've done --
339
854000
2000
שעשינו,
14:31
asking for ethical review,
340
856000
2000
כשביקשנו ביקורת אתית,
14:33
pushing the envelope
341
858000
2000
וקידמנו את הנושא הזה
14:35
on that side as well as the technical side --
342
860000
3000
בנוסף לנושא הטכני,
14:38
this has been broadly discussed in the scientific community,
343
863000
3000
דובר על כך רבות בקהילה המדעית,
14:41
in the policy community
344
866000
2000
בקהילה העוסקת במדיניות,
14:43
and at the highest levels of the federal government.
345
868000
3000
ואפילו ברמות הגבוהות ביותר של הממשל הפדרלי.
14:46
Even with this announcement,
346
871000
3000
אפילו בהצהרה הזאת,
14:49
as we did in 2003 --
347
874000
2000
כפי שעשינו ב 2003 -
14:51
that work was funded by the Department of Energy,
348
876000
3000
כשהעבודה אז מומנה ע"י משרד האנרגיה -
14:54
so the work was reviewed
349
879000
2000
אז העבודה נבדקה
14:56
at the level of the White House,
350
881000
2000
ברמה של הבית הלבן,
14:58
trying to decide whether to classify the work or publish it.
351
883000
3000
בנסיון להחליט אם לסווג אותה או לפרסם אותה.
15:01
And they came down on the side of open publication,
352
886000
3000
והם החליטו לפרסם אותה,
15:04
which is the right approach --
353
889000
3000
וזאת הגישה הנכונה.
15:07
we've briefed the White House,
354
892000
2000
אנחנו עדכננו את הבית הלבן.
15:09
we've briefed members of Congress,
355
894000
3000
אנחנו עדכננו חברים בקונגרס.
15:12
we've tried to take and push
356
897000
2000
ניסינו לדחוף ולקדם
15:14
the policy issues
357
899000
2000
את סוגיות המדיניות
15:16
in parallel with the scientific advances.
358
901000
3000
במקביל להתפתחויות המדעיות.
15:20
So with that, I would like
359
905000
2000
אז בנקודה הזאת אני רוצה
15:22
to open it first to the floor for questions.
360
907000
3000
לפתוח את הבמה לשאלות.
15:25
Yes, in the back.
361
910000
2000
כן. מאחור.
15:27
Reporter: Could you explain, in layman's terms,
362
912000
2000
כתבת: האם תוכל להסביר לאדם הפשוט
15:29
how significant a breakthrough this is please?
363
914000
3000
עד כמה פריצת הדרך הזאת משמעותית?
15:33
Craig Venter: Can we explain how significant this is?
364
918000
2000
וונטר: האם אנחנו יכולים להסביר עד כמה היא משמעותית?
15:35
I'm not sure we're the ones that should be explaining how significant it is.
365
920000
3000
אני לא בטוח שאנחנו אלה שצריכים להסביר את זה.
15:38
It's significant to us.
366
923000
2000
זה משמעותי לנו.
15:41
Perhaps it's a giant philosophical change
367
926000
3000
זה אולי שינוי פילוסופי ענק
15:44
in how we view life.
368
929000
2000
בדרך בה אנו תופסים חיים.
15:46
We actually view it as a baby step in terms of,
369
931000
3000
למעשה אנו רואים את זה כצעד קטן,
15:49
it's taken us 15 years to be able
370
934000
2000
זה לקח לנו 15 שנה כדי להצליח
15:51
to do the experiment
371
936000
2000
לבצע את הניסוי
15:53
we wanted to do 15 years ago
372
938000
2000
שרצינו לעשות לפני 15 שנה
15:55
on understanding life at its basic level.
373
940000
3000
ולהבין את החיים ברמה הבסיסית.
15:58
But we actually believe
374
943000
2000
אבל למעשה אנו מאמינים
16:00
this is going to be a very powerful set of tools
375
945000
3000
שזה יהווה מערכת כלים רבת-עוצמה.
16:04
and we're already starting
376
949000
2000
ואנחנו כבר התחלנו
16:06
in numerous avenues
377
951000
2000
להשתמש בה
16:08
to use this tool.
378
953000
2000
במספר ערוצים.
16:10
We have, at the Institute,
379
955000
2000
במכון אנו מקבלים
16:12
ongoing funding now from NIH
380
957000
3000
מימון מתמשך, כעת מה NIH
16:15
in a program with Novartis
381
960000
2000
בתכנית עם Novartis
16:17
to try and use these new
382
962000
2000
לנסות ולהשתמש בכלי
16:19
synthetic DNA tools
383
964000
2000
ה DNA הסינטטיים החדשים האלה,
16:21
to perhaps make the flu vaccine
384
966000
3000
אולי כדי לייצר חיסון לשפעת
16:24
that you might get next year.
385
969000
3000
שיתכן שתקבלו בשנה הבאה.
16:27
Because instead of taking weeks to months to make these,
386
972000
3000
כי, במקום לחכות שבועות עד חודשים כדי לייצר אותם,
16:30
Dan's team can now make these
387
975000
3000
הצוות של דן יכול לייצר אותם
16:33
in less than 24 hours.
388
978000
3000
בפחות מ 24 שעות.
16:36
So when you see how long it took to get an H1N1 vaccine out,
389
981000
3000
אז כשנזכרים כמה זמן לקח להוציא את החיסון H1N1 (שפעת החזירים),
16:39
we think we can shorten that process
390
984000
2000
אנחנו חושבים שנוכל לקצר את התהליך
16:41
quite substantially.
391
986000
2000
באופן ניכר.
16:43
In the vaccine area,
392
988000
2000
בתחום החיסונים,
16:45
Synthetic Genomics and the Institute
393
990000
2000
"סינטטיק ג'נומיקס" והמכון
16:47
are forming a new vaccine company
394
992000
2000
מקימים חברת חיסונים חדשה
16:49
because we think these tools can affect vaccines
395
994000
3000
כי אנו חושבים שהכלים האלה יכולים ליצור חיסונים
16:52
to diseases that haven't been possible to date,
396
997000
3000
למחלות שלא ניתן היה לייצר עבורן חיסונים עד היום,
16:55
things where the viruses rapidly evolve,
397
1000000
3000
מחלות בהן הוירוסים משתנים במהירות,
16:58
such with rhinovirus.
398
1003000
2000
כמו rhinovirus (וירוס הצינון).
17:00
Wouldn't it be nice to have something that actually blocked common colds?
399
1005000
3000
יהיה מאוד נחמד אם יהיה לנו משהו שממש חוסם את ההצטננויות?
17:03
Or, more importantly, HIV,
400
1008000
3000
או, יותר חשוב, HIV,
17:06
where the virus evolves so quickly
401
1011000
2000
שם הוירוס משתנה כל כך מהר,
17:08
the vaccines that are made today
402
1013000
2000
שהחיסונים שמייצרים היום
17:10
can't keep up
403
1015000
2000
לא יכולים לעמוד בקצב
17:12
with those evolutionary changes.
404
1017000
3000
עם השינויים האבולוציוניים האלה.
17:15
Also, at Synthetic Genomics,
405
1020000
2000
ב"סינטטיק ג'נומיקס"
17:17
we've been working
406
1022000
2000
אנחנו עובדים גם
17:19
on major environmental issues.
407
1024000
2000
על נושאים סביבתיים מרכזיים.
17:21
I think this latest oil spill in the Gulf
408
1026000
2000
אני חושב שדליפת הנפט האחרונה במפרץ
17:23
is a reminder.
409
1028000
2000
היא תזכורת לכך.
17:25
We can't see CO2 --
410
1030000
2000
אנחנו לא יכולים לראות דו-תחמוצת הפחמן CO2
17:27
we depend on scientific measurements for it
411
1032000
2000
אנחנו תלויים במדידות מדעיות לשם כך,
17:29
and we see the beginning results
412
1034000
2000
ואנחנו מתחילים לראות את ההשלכות
17:31
of having too much of it --
413
1036000
2000
של עודף ממנו.
17:33
but we can see pre-CO2 now
414
1038000
2000
אבל אנחנו כן יכולים לראות קדם CO2
17:35
floating on the waters
415
1040000
2000
צף עכשיו על המים
17:37
and contaminating the beaches in the Gulf.
416
1042000
3000
ומזהם את חופי המפרץ.
17:40
We need some alternatives
417
1045000
3000
אנחנו זקוקים לאלטרנטיבות
17:43
for oil.
418
1048000
2000
לנפט.
17:45
We have a program with Exxon Mobile
419
1050000
2000
יש לנו תכנית עם Exxon Mobil
17:47
to try and develop new strains of algae
420
1052000
3000
לנסות ולפתח זנים חדשים של אצות
17:50
that can efficiently capture carbon dioxide
421
1055000
3000
שיוכלו ללכוד CO2 ביעילות
17:53
from the atmosphere or from concentrated sources,
422
1058000
3000
מהאטמוספירה או ממקורות מרוכזים,
17:56
make new hydrocarbons that can go into their refineries
423
1061000
3000
וליצור פחמימנים שיכולו להיכנס למזקקות
17:59
to make normal gasoline
424
1064000
2000
וליצור בנזין רגיל
18:01
and diesel fuel out of CO2.
425
1066000
2000
וסולר מה CO2.
18:03
Those are just a couple of the approaches
426
1068000
2000
אלה רק כמה מהגישות
18:05
and directions that we're taking.
427
1070000
3000
והכיוונים שאנחנו הולכים בהם.
18:08
(Applause)
428
1073000
3000
(מחיאות כפיים)
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