TEDGlobal 2011
Lee Cronin: Making matter come alive
Lee Cronin: Dare vita alla materia
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Prima che la vita esistesse sulla Terra, c'era solo materia, "cose" inorganiche morte. Quanto è improbabile che sia nata la vita? E -- potrebbe usare una chimica diversa? Servendosi di una definizione di vita elegante (qualunque cosa possa evolvere), il chimico Lee Cronin esplora la questione cercando di creare una cellula completamente inorganica attraverso un "kit Lego" di molecole inorganiche -- niente carbonio -- che si può assemblare, replicare e può competere.
Lee Cronin - Chemist
A professor of chemistry, nanoscience and chemical complexity, Lee Cronin and his research group investigate how chemistry can revolutionize modern technology and even create life. Full bio
A professor of chemistry, nanoscience and chemical complexity, Lee Cronin and his research group investigate how chemistry can revolutionize modern technology and even create life. Full bio
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What I'm going to try and do in the next 15 minutes or so
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3000
Quello che cercherò di fare nei prossimi 15 minuti
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is tell you about an idea
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2000
è parlarvi di un'idea,
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of how we're going to make matter come alive.
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di come daremo vita alla materia.
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Now this may seem a bit ambitious,
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Può sembrare un po' ambizioso,
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but when you look at yourself, you look at your hands,
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ma se vi guardate, guardate le vostre mani,
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you realize that you're alive.
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vi rendete conto di essere vivi.
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So this is a start.
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È un inizio.
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Now this quest started four billion years ago on planet Earth.
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Questa sfida è iniziata 4 miliardi di anni fa sul pianeta Terra.
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There's been four billion years
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19000
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Sono trascorsi 4 miliardi di anni
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of organic, biological life.
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2000
di vita organica, biologica.
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And as an inorganic chemist,
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23000
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In quanto studioso di chimica inorganica,
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my friends and colleagues make this distinction
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25000
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i miei amici e i miei colleghi fanno questa distinzione,
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between the organic, living world
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27000
3000
tra il mondo organico, vivente
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and the inorganic, dead world.
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e il mondo inorganico, morto.
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And what I'm going to try and do is plant some ideas
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Quello che cercherò di fare è seminare qualche idea
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about how we can transform inorganic, dead matter
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4000
su come trasformare la materia inorganica, morta,
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into living matter, into inorganic biology.
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39000
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in materia vivente, in biologia inorganica.
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Before we do that,
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Prima di farlo,
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I want to kind of put biology in its place.
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vorrei dare alla biologia il valore che merita.
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And I'm absolutely enthralled by biology.
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La biologia mi affascina.
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I love to do synthetic biology.
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Adoro fare biologia sintetica.
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I love things that are alive.
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Adoro tutto ciò che è vivo.
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I love manipulating the infrastructure of biology.
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Adoro manipolare le infrastrutture della biologia.
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But within that infrastructure,
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2000
Ma all'interno di quell'infrastruttura,
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we have to remember
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57000
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dobbiamo ricordarci
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that the driving force of biology
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59000
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che la forza motrice della biologia
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is really coming from evolution.
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2000
viene in realtà dall'evoluzione.
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And evolution,
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63000
2000
E l'evoluzione,
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although it was established well over 100 years ago by Charles Darwin
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65000
3000
nonostante sia stata stabilita più di 100 anni fa da Charles Darwin
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and a vast number of other people,
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68000
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e da un ampio numero di persone,
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evolution still is a little bit intangible.
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70000
3000
è ancora in qualche modo impalpabile.
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And when I talk about Darwinian evolution,
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73000
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Quando parlo di evoluzione darwiniana,
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I mean one thing and one thing only,
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75000
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intendo una ed una sola cosa,
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and that is survival of the fittest.
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77000
2000
vale a dire la selezione naturale.
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And so forget about evolution
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79000
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Dimenticatevi quindi dell'evoluzione
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in a kind of metaphysical way.
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81000
2000
in termini metafisici.
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Think about evolution
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83000
2000
Pensate all'evoluzione
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in terms of offspring competing,
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85000
2000
in termini di specie in competizione,
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and some winning.
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87000
2000
in cui alcune prevalgono.
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So bearing that in mind,
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89000
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Tenendo questo in mente,
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as a chemist, I wanted to ask myself
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91000
2000
da chimico, mi sono posto
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the question frustrated by biology:
41
93000
2000
la domanda vanificata dalla biologia:
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What is the minimal unit of matter
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95000
3000
qual è l'unità minima di materia
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that can undergo Darwinian evolution?
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98000
3000
che rientra sotto il cappello dell'evoluzione darwiniana?
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And this seems quite a profound question.
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101000
2000
Sembra una domanda piuttosto profonda.
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And as a chemist,
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103000
2000
E, da chimico,
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we're not used to profound questions every day.
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105000
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non mi trovo ogni giorno davanti a domande profonde.
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So when I thought about it,
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107000
2000
Poi pensandoci,
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then suddenly I realized
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109000
2000
improvvisamente mi sono reso conto
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that biology gave us the answer.
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111000
2000
che la biologia ci offriva la risposta.
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And in fact, the smallest unit of matter
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113000
2000
E infatti, la più piccola unità di materia
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that can evolve independently
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115000
2000
che può evolvere in maniera indipendente
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is, in fact, a single cell --
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117000
2000
è, di fatto, una singola cellula --
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a bacteria.
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119000
2000
un batterio.
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So this raises three really important questions:
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3000
Quindi questo fa sorgere tre domandi importanti:
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What is life?
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124000
2000
Cos'è la vita?
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Is biology special?
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La biologia è speciale?
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Biologists seem to think so.
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I biologi pensano che lo sia.
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Is matter evolvable?
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2000
La materia è in grado di evolversi?
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Now if we answer those questions in reverse order,
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132000
3000
Se rispondiamo a queste domande in ordine inverso,
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the third question -- is matter evolvable? --
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135000
2000
la terza domanda -- la materia è in grado di evolversi? --
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if we can answer that,
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2000
se possiamo rispondere a questa,
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then we're going to know how special biology is,
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139000
2000
allora sapremo quanto è speciale la biologia,
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and maybe, just maybe,
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141000
2000
e forse, dico forse,
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we'll have some idea of what life really is.
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143000
3000
avremo un'idea di quello che è realmente la vita.
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So here's some inorganic life.
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Ecco qui della vita inorganica.
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This is a dead crystal,
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148000
2000
Questo è un cristallo morto,
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and I'm going to do something to it,
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150000
2000
ora gli farò qualcosa
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and it's going to become alive.
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152000
2000
per fargli prendere vita.
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And you can see,
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154000
2000
E potete vedere,
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it's kind of pollinating, germinating, growing.
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156000
3000
in qualche modo viene impollinato, germina, cresce.
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This is an inorganic tube.
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159000
2000
Questo è un tubo inorganico.
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And all these crystals here under the microscope
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161000
2000
E tutti questi cristalli al microscopio
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were dead a few minutes ago, and they look alive.
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163000
2000
erano morti qualche minuto fa, e ora sembrano vivi.
03:00
Of course, they're not alive.
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165000
2000
Certo, non sono vivi.
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It's a chemistry experiment where I've made a crystal garden.
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167000
3000
È un esperimento chimico in cui ho fatto un giardino di cristalli.
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But when I saw this, I was really fascinated,
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170000
3000
Ma quando l'ho visto, sono rimasto affascinato,
03:08
because it seemed lifelike.
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173000
2000
perché sembrava vivo.
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And as I pause for a few seconds, have a look at the screen.
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175000
3000
E mentre lo metto in pausa per qualche secondo, date un'occhiata allo schermo.
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You can see there's architecture growing, filling the void.
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180000
3000
Vedete che c'è un'infrastruttura che cresce, che colma il vuoto.
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And this is dead.
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183000
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E questo è morto.
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So I was positive that,
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185000
2000
Quindi ero certo che,
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if somehow we can make things mimic life,
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187000
2000
se riusciamo a far simulare la vita alle cose,
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let's go one step further.
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189000
2000
allora facciamo un passo avanti.
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Let's see if we can actually make life.
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191000
2000
Vediamo se riusciamo davvero a creare della vita.
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But there's a problem,
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193000
2000
Ma c'è un problema,
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because up until maybe a decade ago,
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195000
2000
perché fino a un decennio fa,
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we were told that life was impossible
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197000
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ci dicevano che le vita era impossibile
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and that we were the most incredible miracle in the universe.
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199000
3000
e che noi eravamo il miracolo più incredibile dell'universo.
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In fact, we were the only people
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202000
2000
In effetti, eravamo le uniche persone
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in the universe.
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204000
2000
nell'universo.
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Now, that's a bit boring.
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206000
2000
Bene, tutto ciò è abbastanza noioso.
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So as a chemist,
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208000
2000
Quindi in quanto chimico,
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I wanted to say, "Hang on. What is going on here?
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210000
2000
voglio dire: "Aspetta un attimo. Cosa sta succedendo?
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Is life that improbable?"
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212000
2000
La vita è così improbabile?"
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And this is really the question.
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214000
3000
E questa è la vera domanda.
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I think that perhaps the emergence of the first cells
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217000
3000
Credo che forse la nascita delle prime cellule
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was as probable as the emergence of the stars.
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220000
3000
fosse probabile tanto quanto la nascita delle stelle.
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And in fact, let's take that one step further.
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223000
3000
Anzi, facciamo un passo avanti.
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Let's say
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226000
2000
Diciamo
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that if the physics of fusion
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228000
2000
che se la fisica della fusione
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is encoded into the universe,
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230000
2000
è codificata nell'universo,
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maybe the physics of life is as well.
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232000
2000
forse lo è anche la fisica della vita.
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And so the problem with chemists --
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234000
2000
Quindi il problema di noi chimici --
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and this is a massive advantage as well --
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236000
2000
che è anche un enorme vantaggio --
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is we like to focus on our elements.
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238000
2000
è che amiamo concentrarci sui nostri elementi.
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In biology, carbon takes center stage.
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240000
3000
In biologia, il carbonio è al centro dell'attenzione.
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And in a universe where carbon exists
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243000
2000
E in un universo dove esistono il carbonio
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and organic biology,
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245000
2000
e la biologia organica,
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then we have all this wonderful diversity of life.
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247000
3000
c'è questa meravigliosa diversità di vita.
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In fact, we have such amazing lifeforms that we can manipulate.
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250000
4000
In effetti, esistono queste straordinarie forme di vita che possiamo manipolare.
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We're awfully careful in the lab
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254000
2000
Siamo terribilmente attenti in laboratorio
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to try and avoid various biohazards.
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256000
2000
per cercare di evitare rischi biologici.
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Well what about matter?
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258000
2000
E per quanto riguarda la materia?
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If we can make matter alive, would we have a matterhazard?
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260000
3000
Se possiamo dare vita alla materia, creiamo rischi derivanti dalla materia?
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So think, this is a serious question.
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263000
2000
Pensateci, è una domanda importante.
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If your pen could replicate,
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265000
3000
Se la vostra penna potesse replicarsi,
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that would be a bit of a problem.
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268000
2000
sarebbe un po' un problema.
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So we have to think differently
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270000
2000
Dobbiamo quindi pensare diversamente
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if we're going to make stuff come alive.
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272000
2000
se vogliamo dare vita alle cose.
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And we also have to be aware of the issues.
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274000
2000
E dobbiamo anche essere consapevoli delle difficoltà.
04:51
But before we can make life,
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276000
2000
Ma prima di creare la vita,
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let's think for a second
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278000
2000
pensiamo un attimo
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what life really is characterized by.
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280000
2000
a che cosa caratterizza realmente la vita.
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And forgive the complicated diagram.
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282000
2000
E dimenticatevi i diagrammi complicati.
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This is just a collection of pathways in the cell.
125
284000
3000
Questa è solo una collezione di cicli nella cellula.
05:02
And the cell is obviously for us
126
287000
2000
E ovviamente la cellula
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a fascinating thing.
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289000
2000
per noi è affascinante.
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Synthetic biologists are manipulating it.
128
291000
3000
La biologia sintetica la sta manipolando.
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Chemists are trying to study the molecules to look at disease.
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294000
3000
I chimici stanno cercando di studiare le molecole per studiare le malattie.
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And you have all these pathways going on at the same time.
130
297000
2000
E vedete tutti questi cicli tutti nello stesso momento.
05:14
You have regulation;
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299000
2000
Ci sono delle regole,
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information is transcribed;
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301000
2000
l'informazione viene trascritta,
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catalysts are made; stuff is happening.
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303000
2000
vengono creati i catalizzatori: sta succedendo qualcosa.
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But what does a cell do?
134
305000
2000
Ma cosa fa una cellula?
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Well it divides, it competes,
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307000
2000
Si divide, compete,
05:24
it survives.
136
309000
2000
sopravvive.
05:26
And I think that is where we have to start
137
311000
2000
E credo che da qui dobbiamo iniziare
05:28
in terms of thinking about
138
313000
2000
quando vogliamo pensare a
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building from our ideas in life.
139
315000
2000
costruire partendo dalle nostre idee nella vita.
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But what else is life characterized by?
140
317000
2000
Ma cos'altro caratterizza la vita?
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Well, I like think of it
141
319000
2000
Mi piace pensare alla vita
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as a flame in a bottle.
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321000
2000
come a una fiamma in una bottiglia.
05:38
And so what we have here
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323000
2000
E quindi quello che abbiamo qui
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is a description of single cells
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325000
2000
è una descrizione di singole cellule
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replicating, metabolizing,
145
327000
2000
che si replicano, metabolizzano,
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burning through chemistries.
146
329000
2000
bruciano attraverso la chimica.
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And so we have to understand
147
331000
2000
Dobbiamo quindi capire
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that if we're going to make artificial life or understand the origin of life,
148
333000
3000
che se vogliamo creare la vita artificiale o capire l'origine della vita,
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we need to power it somehow.
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336000
2000
dobbiamo darle energia in qualche modo.
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So before we can really start to make life,
150
338000
3000
Quindi prima ancora di cominciare a creare vita,
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we have to really think about where it came from.
151
341000
2000
dobbiamo riflettere sulla sua origine.
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And Darwin himself mused in a letter to a colleague
152
343000
2000
E Darwin stesso affermava, in una lettera a un collega,
06:00
that he thought that life probably emerged
153
345000
2000
di essere convinto che la vita avesse avuto origine
06:02
in some warm little pond somewhere --
154
347000
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in un qualche stagno tiepido da qualche parte --
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maybe not in Scotland, maybe in Africa,
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350000
2000
forse non in Scozia, forse in Africa,
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maybe somewhere else.
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352000
2000
forse da qualche altra parte.
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But the real honest answer is, we just don't know,
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Ma la risposta più sincera, è semplicemente che non lo sappiamo,
06:12
because there is a problem with the origin.
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357000
3000
perché c'è un problema di origine.
06:15
Imagine way back, four and a half billion years ago,
159
360000
3000
Immaginate di tornare indietro di 4 miliardi e mezzo di anni,
06:18
there is a vast chemical soup of stuff.
160
363000
2000
in un enorme brodo di roba chimica.
06:20
And from this stuff we came.
161
365000
2000
E da quella roba abbiamo avuto origine.
06:22
So when you think about the improbable nature
162
367000
3000
Quindi quando pensate alla natura improbabile
06:25
of what I'm going to tell you in the next few minutes,
163
370000
2000
di quello che vi racconterò nei prossimi cinque minuti,
06:27
just remember,
164
372000
2000
ricordate
06:29
we came from stuff on planet Earth.
165
374000
2000
che noi siamo venuti da quella roba sul pianeta Terra.
06:31
And we went through a variety of worlds.
166
376000
3000
E abbiamo attraversato una varietà di mondi.
06:34
The RNA people would talk about the RNA world.
167
379000
3000
La gente dell'RNA parlerebbe del mondo dell'RNA.
06:37
We somehow got to proteins and DNA.
168
382000
2000
Noi siamo arrivati in qualche modo alle proteine e al DNA.
06:39
We then got to the last ancestor.
169
384000
2000
Poi siamo arrivati all'ultimo antenato.
06:41
Evolution kicked in -- and that's the cool bit.
170
386000
3000
L'evoluzione è cominciata -- e questa è la parte bella.
06:44
And here we are.
171
389000
2000
Ed eccoci qui.
06:46
But there's a roadblock that you can't get past.
172
391000
3000
Ma c'è un ostacolo che non si riesce a superare.
06:49
You can decode the genome, you can look back,
173
394000
3000
Si può decodificare il genoma, si può guardare indietro,
06:52
you can link us all together by a mitochondrial DNA,
174
397000
3000
e collegare tutti noi attraverso un DNA mitocondriale,
06:55
but we can't get further than the last ancestor,
175
400000
3000
ma non si può andare più indietro dell'ultimo antenato,
06:58
the last visible cell
176
403000
2000
dell'ultima cellula visibile
07:00
that we could sequence or think back in history.
177
405000
3000
che possiamo sequenziare o a cui possiamo risalire.
07:03
So we don't know how we got here.
178
408000
3000
Quindi non sappiamo come siamo arrivati qui.
07:06
So there are two options:
179
411000
2000
Ci sono due opzioni:
07:08
intelligent design, direct and indirect --
180
413000
2000
design intelligente, diretto e indiretto --
07:10
so God,
181
415000
2000
quindi Dio,
07:12
or my friend.
182
417000
3000
o il mio amico.
07:15
Now talking about E.T. putting us there, or some other life,
183
420000
3000
Ora, parlare di ET che ci ha messo qui, o di qualche altra forma di vita,
07:18
just pushes the problem further on.
184
423000
3000
spinge solo il problema oltre.
07:21
I'm not a politician, I'm a scientist.
185
426000
3000
Non sono un politico, sono uno scienziato.
07:24
The other thing we need to think about
186
429000
2000
L'altra cosa a cui dobbiamo pensare
07:26
is the emergence of chemical complexity.
187
431000
2000
è l'emergere della complessità chimica.
07:28
This seems most likely.
188
433000
2000
Questo sembra molto probabile.
07:30
So we have some kind of primordial soup.
189
435000
2000
Quindi c'è questa specie di brodo primordiale,
07:32
And this one happens to be
190
437000
2000
che si rivela
07:34
a good source of all 20 amino acids.
191
439000
2000
una buona fonte di tutti e 20 gli aminoacidi.
07:36
And somehow
192
441000
2000
E in qualche modo
07:38
these amino acids are combined,
193
443000
2000
questi aminoacidi si combinano,
07:40
and life begins.
194
445000
2000
e nasce la vita.
07:42
But life begins, what does that mean?
195
447000
2000
Ma cosa vuol dire che nasce la vita?
07:44
What is life? What is this stuff of life?
196
449000
3000
Cos'è la vita? Di cosa è fatta la vita?
07:47
So in the 1950s,
197
452000
2000
Negli anni 50,
07:49
Miller-Urey did their fantastic chemical Frankenstein experiment,
198
454000
5000
Miller-Urey realizzò un fantastico esperimento chimico alla Frankenstein,
07:54
where they did the equivalent in the chemical world.
199
459000
2000
esattamente il suo equivalente nel mondo chimico.
07:56
They took the basic ingredients, put them in a single jar
200
461000
3000
Gli ingredienti base furono messi un unico recipiente,
07:59
and ignited them
201
464000
2000
gli venne dato fuoco,
08:01
and put a lot of voltage through.
202
466000
2000
e furono sottoposti all'alta tensione.
08:03
And they had a look at what was in the soup,
203
468000
2000
Osservando quello che c'era nel brodo,
08:05
and they found amino acids,
204
470000
3000
vennero trovati degli aminoacidi,
08:08
but nothing came out, there was no cell.
205
473000
2000
ma non ne venne fuori niente, non c'erano cellule.
08:10
So the whole area's been stuck for a while,
206
475000
3000
Quindi tutta l'area rimase ferma per un po',
08:13
and it got reignited in the '80s
207
478000
3000
e ci fu una ripresa negli anni 80
08:16
when analytical technologies and computer technologies were coming on.
208
481000
3000
quando sono nate le tecnologie analitiche e le tecnologie informatiche.
08:19
In my own laboratory,
209
484000
2000
Nel mio laboratorio,
08:21
the way we're trying to create inorganic life
210
486000
3000
cerchiamo di creare vita inorganica
08:24
is by using many different reaction formats.
211
489000
2000
utilizzando diversi formati di reazione.
08:26
So what we're trying to do is do reactions --
212
491000
2000
Quello che cerchiamo di fare è creare reazioni --
08:28
not in one flask, but in tens of flasks,
213
493000
2000
non in una provetta, ma in decine di provette,
08:30
and connect them together,
214
495000
2000
e connetterle tra loro,
08:32
as you can see with this flow system, all these pipes.
215
497000
2000
come potete vedere da questo flusso, tutti questi tubi.
08:34
We can do it microfluidically, we can do it lithographically,
216
499000
3000
Lo possiamo fare a livello di microfluidi, lo possiamo fare a livello litografico,
08:37
we can do it in a 3D printer,
217
502000
2000
lo possiamo fare con una stampante 3D,
08:39
we can do it in droplets for colleagues.
218
504000
2000
lo possiamo fare in goccioline per i colleghi.
08:41
And the key thing is to have lots of complex chemistry
219
506000
3000
E l'elemento chiave è avere parecchia chimica complessa
08:44
just bubbling away.
220
509000
2000
che ribolle.
08:46
But that's probably going to end in failure,
221
511000
4000
Ma finirà probabilmente in un fallimento,
08:50
so we need to be a bit more focused.
222
515000
2000
dobbiamo quindi concentrarci un po' di più.
08:52
And the answer, of course, lies with mice.
223
517000
2000
E la risposta, ovviamente, la si vede nelle cavie.
08:54
This is how I remember what I need as a chemist.
224
519000
3000
Ecco come mi ricordo di quello di cui ho bisogno in quanto chimico.
08:57
I say, "Well I want molecules."
225
522000
2000
Mi dico: "Voglio delle molecole."
08:59
But I need a metabolism, I need some energy.
226
524000
3000
Ma ho bisogno di un metabolismo, di energia.
09:02
I need some information, and I need a container.
227
527000
3000
Ho bisogno di informazioni, e mi serve un contenitore.
09:05
Because if I want evolution,
228
530000
2000
Perché se voglio avere un'evoluzione,
09:07
I need containers to compete.
229
532000
2000
mi servono contenitori che competano.
09:09
So if you have a container,
230
534000
2000
Avere un contenitore
09:11
it's like getting in your car.
231
536000
2000
è come salire in macchina.
09:13
"This is my car,
232
538000
2000
"Questa è la mia macchina,
09:15
and I'm going to drive around and show off my car."
233
540000
2000
e vado a fare un giro per far vedere la mia macchina."
09:17
And I imagine you have a similar thing
234
542000
2000
E immagino che ci sia una cosa simile
09:19
in cellular biology
235
544000
2000
nella biologia cellulare
09:21
with the emergence of life.
236
546000
2000
con l'emergere della vita.
09:23
So these things together give us evolution, perhaps.
237
548000
3000
Quindi tutte queste cose messe insieme danno l'evoluzione, forse.
09:26
And the way to test it in the laboratory
238
551000
2000
E il modo di testarla in laboratorio
09:28
is to make it minimal.
239
553000
2000
è quello di renderla minimale.
09:30
So what we're going to try and do
240
555000
2000
Quindi quello che cercheremo di fare
09:32
is come up with an inorganic Lego kit of molecules.
241
557000
3000
è creare un kit molecolare di Lego inorganico.
09:35
And so forgive the molecules on the screen,
242
560000
2000
Dimenticatevi le molecole sullo schermo,
09:37
but these are a very simple kit.
243
562000
2000
questo è un kit molto semplice.
09:39
There's only maybe three or four different types of building blocks present.
244
564000
2000
Ci sono solo tre o quattro tipi diversi di blocchi da costruzione.
09:41
And we can aggregate them together
245
566000
2000
E li possiamo mettere insieme
09:43
and make literally thousands and thousands
246
568000
2000
e creare letteralmente migliaia
09:45
of really big nano-molecular molecules
247
570000
3000
di grandi molecole nano-molecolari
09:48
the same size of DNA and proteins,
248
573000
2000
della stessa dimensione del DNA e delle proteine,
09:50
but there's no carbon in sight.
249
575000
2000
ma niente carbonio in vista.
09:52
Carbon is banned.
250
577000
2000
Il carbonio non va bene.
09:54
And so with this Lego kit,
251
579000
2000
Quindi con questo kit di Lego,
09:56
we have the diversity required
252
581000
2000
abbiamo la diversità richiesta
09:58
for complex information storage
253
583000
3000
per la memorizzazione di informazioni complesse
10:01
without DNA.
254
586000
2000
senza DNA.
10:03
But we need to make some containers.
255
588000
2000
Ma dobbiamo fare più contenitori.
10:05
And just a few months ago in my lab,
256
590000
2000
E solo qualche mese fa nel mio laboratorio,
10:07
we were able to take these very same molecules and make cells with them.
257
592000
3000
siamo stati in grado di prendere queste stesse molecole e crearci delle cellule.
10:10
And you can see on the screen a cell being made.
258
595000
3000
E potete vedere sullo schermo una cellula che si crea.
10:13
And we're now going to put some chemistry inside and do some chemistry in this cell.
259
598000
3000
E ci metteremo adesso un po' di chimica e faremo un po' di chimica in questa cellula.
10:16
And all I wanted to show you
260
601000
2000
Quello che volevo mostrarvi
10:18
is we can set up molecules
261
603000
2000
è che si possono realizzare molecole
10:20
in membranes, in real cells,
262
605000
2000
in membrane, in cellule reali,
10:22
and then it sets up a kind of molecular Darwinism,
263
607000
4000
e poi si crea una specie di Darwinismo molecolare,
10:26
a molecular survival of the fittest.
264
611000
2000
una sopravvivenza molecolare del più forte.
10:28
And this movie here
265
613000
2000
E questo filmato
10:30
shows this competition between molecules.
266
615000
2000
mostra la competizione tra molecole.
10:32
Molecules are competing for stuff.
267
617000
2000
Le molecole competono per la roba.
10:34
They're all made of the same stuff,
268
619000
2000
Sono tutte fatte della stessa roba,
10:36
but they want their shape to win.
269
621000
2000
ma vogliono che la loro forma vinca.
10:38
They want their shape to persist.
270
623000
2000
Vogliono che la loro forma persista.
10:40
And that is the key.
271
625000
2000
E questa è la chiave.
10:42
If we can somehow encourage these molecules
272
627000
2000
Se possiamo in qualche modo incoraggiare queste molecole
10:44
to talk to each other and make the right shapes and compete,
273
629000
3000
a parlarsi tra loro e assumere le forme giuste e competere,
10:47
they will start to form cells
274
632000
2000
cominceranno a formare cellule
10:49
that will replicate and compete.
275
634000
2000
che si replicheranno e competeranno.
10:51
If we manage to do that,
276
636000
2000
Se riusciamo a fare questo,
10:53
forget the molecular detail.
277
638000
3000
dimenticate i dettagli molecolari.
10:56
Let's zoom out to what that could mean.
278
641000
2000
Proviamo a ingrandire per vedere cosa significa.
10:58
So we have this special theory of evolution
279
643000
2000
C'è questa particolare teoria dell'evoluzione
11:00
that applies only to organic biology, to us.
280
645000
3000
che si applica solo alla vita organica, a noi.
11:03
If we could get evolution into the material world,
281
648000
3000
Se potessimo portare l'evoluzione nel mondo materiale,
11:06
then I propose we should have a general theory of evolution.
282
651000
3000
allora credo dovremmo avere una teoria generale dell'evoluzione.
11:09
And that's really worth thinking about.
283
654000
3000
E vale veramente la pena rifletterci.
11:12
Does evolution control
284
657000
2000
L'evoluzione controlla
11:14
the sophistication of matter in the universe?
285
659000
3000
la sofisticazione della materia nell'universo?
11:17
Is there some driving force through evolution
286
662000
3000
C'è una forza motrice attraverso l'evoluzione
11:20
that allows matter to compete?
287
665000
2000
che permette alla materia di competere?
11:22
So that means we could then start
288
667000
2000
Questo allora significa che potremmo cominciare
11:24
to develop different platforms
289
669000
3000
a sviluppare diverse piattaforme
11:27
for exploring this evolution.
290
672000
2000
per esplorare l'evoluzione.
11:29
So you imagine,
291
674000
2000
Immaginate quindi,
11:31
if we're able to create a self-sustaining artificial life form,
292
676000
3000
se fossimo in grado di creare una forma di vita artificiale auto-sostenibile,
11:34
not only will this tell us about the origin of life --
293
679000
3000
non solo essa ci spiegherà l'origine della vita --
11:37
that it's possible that the universe doesn't need carbon to be alive;
294
682000
3000
che è possibile che l'universo non abbia bisogno di carbonio per vivere,
11:40
it can use anything --
295
685000
2000
ma può usare qualunque cosa --
11:42
we can then take [it] one step further and develop new technologies,
296
687000
3000
possiamo fare un passo avanti e sviluppare nuove tecnologie,
11:45
because we can then use software control
297
690000
2000
perché possiamo usare il controllo via software
11:47
for evolution to code in.
298
692000
2000
per codificare l'evoluzione.
11:49
So imagine we make a little cell.
299
694000
2000
Immaginate quindi di poter fare una piccola cellula.
11:51
We want to put it out in the environment,
300
696000
2000
Vogliamo inserirla nell'ambiente,
11:53
and we want it to be powered by the Sun.
301
698000
2000
e vogliamo che prenda l'energia dal sole.
11:55
What we do is we evolve it in a box with a light on.
302
700000
3000
Quello che facciamo è inserirla in una scatola con una luce accesa.
11:58
And we don't use design anymore. We find what works.
303
703000
3000
E non usiamo più il design. Scopriamo cosa funziona.
12:01
We should take our inspiration from biology.
304
706000
2000
Dovremmo trarre ispirazione dalla biologia.
12:03
Biology doesn't care about the design
305
708000
2000
Alla biologia non interessa il design
12:05
unless it works.
306
710000
2000
a meno che funzioni.
12:07
So this will reorganize
307
712000
2000
Allora riconoscerà
12:09
the way we design things.
308
714000
2000
il modo in cui progettiamo le cose.
12:11
But not only just that,
309
716000
2000
Ma non solo questo,
12:13
we will start to think about
310
718000
2000
cominceremo a pensare
12:15
how we can start to develop a symbiotic relationship with biology.
311
720000
3000
a come sviluppare una relazione simbiotica con la biologia.
12:18
Wouldn't it be great
312
723000
2000
Non sarebbe fantastico
12:20
if you could take these artificial biological cells
313
725000
2000
se potessimo prendere queste cellule biologiche artificiali
12:22
and fuse them with biological ones
314
727000
2000
e fonderle con quelle biologiche
12:24
to correct problems that we couldn't really deal with?
315
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3000
per correggere i problemi che non riusciamo a risolvere?
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The real issue in cellular biology
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2000
Il vero problema della biologia cellulare
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is we are never going to understand everything,
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3000
è che non capiremo mai tutto,
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because it's a multidimensional problem put there by evolution.
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3000
perché è un problema multidimensionale messo lì dall'evoluzione.
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Evolution cannot be cut apart.
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3000
L'evoluzione non può essere messa da parte.
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You need to somehow find the fitness function.
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3000
In qualche modo bisogna trovare la funzione adatta.
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And the profound realization for me
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2000
E la scoperta più importante per me
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is that, if this works,
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è che, se funziona,
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the concept of the selfish gene gets kicked up a level,
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il concetto di gene egoista avanza di un livello,
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and we really start talking about selfish matter.
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e cominciamo veramente a parlare di materia egoista.
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And what does that mean in a universe
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E questo cosa significa in un universo
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where we are right now the highest form of stuff?
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dove ora siamo la forma di materia più elevata?
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You're sitting on chairs.
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Siete seduti su sedie.
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They're inanimate, they're not alive.
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Sono inanimate, non sono vive.
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But you are made of stuff, and you are using stuff,
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Ma siete fatti di materia, e state usando delle cose,
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and you enslave stuff.
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e assoggettate le cose.
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So using evolution
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2000
Usare l'evoluzione
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in biology,
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2000
nella biologia,
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and in inorganic biology,
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2000
e in biologia inorganica,
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for me is quite appealing, quite exciting.
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secondo me è molto interessante, emozionante.
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And we're really becoming very close
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E ci stiamo veramente avvicinando
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to understanding the key steps
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alla comprensione dei passi chiave
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that makes dead stuff come alive.
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che fanno prendere vita alla materia.
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And again, when you're thinking about how improbable this is,
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E ancora una volta, quando pensate a quanto improbabile possa essere,
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remember, five billion years ago,
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ricordate, cinque miliardi di anni fa,
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we were not here, and there was no life.
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non c'eravamo, e non c'era vita.
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So what will that tell us
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2000
Quindi questo cosa ci dirà
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about the origin of life and the meaning of life?
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sull'origine della vita e sul significato della vita?
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But perhaps, for me as a chemist,
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Forse, in quanto chimico,
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I want to keep away from general terms;
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voglio stare lontano dai termini generali,
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I want to think about specifics.
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voglio pensare ai dettagli.
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So what does it mean about defining life?
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Cosa significa definire la vita?
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We really struggle to do this.
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2000
È veramente difficile.
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And I think, if we can make inorganic biology,
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2000
E credo che se possiamo fare biologia inorganica
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and we can make matter become evolvable,
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e possiamo far evolvere la materia,
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that will in fact define life.
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2000
di fatto definiremo la vita.
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I propose to you
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2000
Credo di potervi dire
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that matter that can evolve is alive,
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che la materia che evolve è viva,
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and this gives us the idea of making evolvable matter.
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820000
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e questo ci dà l'idea di far evolvere la materia.
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Thank you very much.
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823000
2000
Grazie infinite.
14:00
(Applause)
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825000
7000
(Applausi)
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Chris Anderson: Just a quick question on timeline.
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4000
Chris Anderson: Solo una domanda veloce sui tempi.
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You believe you're going to be successful in this project?
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836000
2000
Crede di poter aver successo in questo progetto?
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When?
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838000
2000
Quando?
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Lee Cronin: So many people think
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2000
Lee Cronin: Molti pensano
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that life took millions of years to kick in.
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2000
che ci siano voluti milioni di anni perché la vita cominciasse.
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We're proposing to do it in just a few hours,
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3000
Noi proponiamo di farlo in qualche ora,
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once we've set up
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2000
una volta messa in piedi
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the right chemistry.
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la chimica giusta.
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CA: And when do you think that will happen?
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2000
CA: E quando crede che potrà succedere?
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LC: Hopefully within the next two years.
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3000
LC: Se tutto va bene nei prossimi due anni.
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CA: That would be a big story.
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2000
CA: Questa sarebbe una grande storia.
14:33
(Laughter)
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2000
(Risate)
14:35
In your own mind, what do you believe the chances are
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2000
Nella sua mente, quali sono le possibilità
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that walking around on some other planet
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2000
di camminare su un altro pianeta
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is non-carbon-based life,
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dove ci sia vita non a base di carbonio
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walking or oozing or something?
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2000
che cammini, strisci o altro?
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LC: I think it's 100 percent.
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2000
LC: Credo che siano il 100%
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Because the thing is, we are so chauvinistic to biology,
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3000
Il fatto è che siamo fanatici di biologia,
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if you take away carbon, there's other things that can happen.
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2000
ma se togliete il carbonio, possono accadere altre cose.
14:50
So the other thing
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2000
L'altra cosa,
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that if we were able to create life that's not based on carbon,
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2000
se siamo in grado di creare vita non basata sul carbonio,
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maybe we can tell NASA what really to look for.
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forse possiamo dire alla NASA quello che devono cercare veramente.
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Don't go and look for carbon, go and look for evolvable stuff.
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3000
Non andate a cercare il carbonio, andate a cercare materia che si evolve.
15:00
CA: Lee Cronin, good luck. (LC: Thank you very much.)
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2000
CA: Lee Cronin, buona fortuna. (LC: Molte grazie.)
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(Applause)
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(Applausi)
ABOUT THE SPEAKER
Lee Cronin - ChemistA professor of chemistry, nanoscience and chemical complexity, Lee Cronin and his research group investigate how chemistry can revolutionize modern technology and even create life.
Why you should listen
Lee Cronin's lab at the University of Glasgow does cutting-edge research into how complex chemical systems, created from non-biological building blocks, can have real-world applications with wide impact. At TEDGlobal 2012, Cronin shared some of the lab's latest work: creating a 3D printer for molecules. This device -- which has been prototyped -- can download plans for molecules and print them, in the same way that a 3D printer creates objects. In the future, Cronin says this technology could potentially be used to print medicine -- cheaply and wherever it is needed. As Cronin says: "What Apple did for music, I'd like to do for the discovery and distribution of prescription drugs."
At TEDGlobal 2011, Cronin shared his lab's bold plan to create life. At the moment, bacteria is the minimum unit of life -- the smallest chemical unit that can undergo evolution. But in Cronin's emerging field, he's thinking about forms of life that won't be biological. To explore this, and to try to understand how life itself originated from chemicals, Cronin and others are attempting to create truly artificial life from completely non-biological chemistries that mimic the behavior of natural cells. They call these chemical cells, or Chells.
Cronin's research interests also encompass self-assembly and self-growing structures -- the better to assemble life at nanoscale. At the University of Glasgow, this work on crystal structures is producing a raft of papers from his research group. He says: "Basically one of my longstanding research goals is to understand how life emerged on planet Earth and re-create the process."
Read the papers referenced in his TEDGlobal 2102 talk:
Integrated 3D-printed reactionware for chemical synthesis and analysis, Nature Chemistry
Configurable 3D-Printed millifluidic and microfluidic ‘lab on a chip’ reactionware devices, Lab on a Chip
Lee Cronin | Speaker | TED.com