TED2015
Tal Danino: Programming bacteria to detect cancer (and maybe treat it)
タル・ダニノ: 細菌を使ってガンの早期発見と治療を
Filmed:
Readability: 6.6
1,329,748 views
合成生物学者のタル・ダニノは、最も発見が難しいガンの１つ肝臓ガンに関して、主流から離れた考えを持っています。それは、プログラムされた細菌の内服で肝臓ガンを検出できるようにする、というものです。
彼は、細菌に関して私たちがやっと理解し始めた事を用いています：クオラムセンシングでの細菌の効力、また、一旦、細菌濃度が臨界値に達すると細菌が協働し合う性質を利用することです。TEDフェローのダニノは、クオラムセンシングがどのように働くのかを説明し、細菌が巧妙に相互作用する性質を利用する事で、ガン治療を変える日が来るだろうと語ります。
Tal Danino - Synthetic biologist
Tal Danino explores the emerging frontier of combining biology and engineering (and art). He is a 2015 TED Fellow. Full bio
Tal Danino explores the emerging frontier of combining biology and engineering (and art). He is a 2015 TED Fellow. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:12
You may not realize this,
0
788
1745
ご存知でないかもしれませんが
00:14
but there are more bacteria in your body
than stars in our entire galaxy.
than stars in our entire galaxy.
1
2533
4880
我々の体内にいるバクテリアは
天の川銀河にある星の数より多いのです
天の川銀河にある星の数より多いのです
00:20
This fascinating universe
of bacteria inside of us
of bacteria inside of us
2
8040
3127
この興味深い体内のバクテリア環境は
00:23
is an integral part of our health,
3
11167
2276
我々の健康に不可欠なものです
00:25
and our technology is evolving so rapidly
4
13443
2089
テクノロジーの急速な進化のお陰で
00:27
that today we can program these bacteria
like we program computers.
like we program computers.
5
15532
4759
今や コンピューターをプログラムするように
バクテリアにプログラムを書き込みできます
バクテリアにプログラムを書き込みできます
00:33
Now, the diagram that you see here,
6
21060
1879
この略図をご覧下さい
00:34
I know it looks like
some kind of sports play,
some kind of sports play,
7
22939
2531
何かスポーツゲームの様ですが
00:37
but it is actually a blueprint of
the first bacterial program I developed.
the first bacterial program I developed.
8
25470
4156
私が開発した最初の
バクテリア・プログラムの設計図です
バクテリア・プログラムの設計図です
00:41
And like writing software,
we can print and write DNA
we can print and write DNA
9
29626
3321
ソフトウェアを作成するように
DNAを微生物の中に
DNAを微生物の中に
00:44
into different algorithms
and programs inside of bacteria.
and programs inside of bacteria.
10
32947
3227
様々なアルゴリズムやブログラムとして
複写したり書き込んだりできます
複写したり書き込んだりできます
00:48
What this program does
is produces fluorescent proteins
is produces fluorescent proteins
11
36824
2695
このプログラムでは蛍光蛋白質が
00:51
in a rhythmic fashion
12
39519
1438
規則的に作られ
00:52
and generates a small molecule
13
40957
1602
細菌同士を交信させ同期させる
00:54
that allows bacteria
to communicate and synchronize,
to communicate and synchronize,
14
42559
2578
小さな分子が生まれます
00:57
as you're seeing in this movie.
15
45137
1838
それがこのビデオで見ているものです
00:59
The growing colony of bacteria
that you see here
that you see here
16
47505
2280
ここに見える増殖している細菌叢は
01:01
is about the width of a human hair.
17
49785
1993
ヒトの頭髪の太さ位の大きさです
01:03
Now, what you can't see
is that our genetic program
is that our genetic program
18
51778
2507
これでは分からないのですが
我々の遺伝子プログラムは
我々の遺伝子プログラムは
01:06
instructs these bacteria
to each produce small molecules,
to each produce small molecules,
19
54285
3483
細菌それぞれに小さな分子を作らせ
01:09
and these molecules travel between
the thousands of individual bacteria
the thousands of individual bacteria
20
57768
3413
その分子が何千もの細菌を
01:13
telling them when to turn on and off.
21
61181
2716
制御しているのです
01:15
And the bacteria synchronize
quite well at this scale,
quite well at this scale,
22
63897
3251
細菌はこのスケールでは良く同期していますが
01:19
but because the molecule that synchronizes
them together can only travel so fast,
them together can only travel so fast,
23
67148
3994
細菌を同期させる分子の
移動速度には限りがあるので
移動速度には限りがあるので
01:23
in larger colonies of bacteria,
this results in traveling waves
this results in traveling waves
24
71142
3576
大きな細菌叢では遠く離れている細菌同士の間を
01:26
between bacteria that are
far away from each other,
far away from each other,
25
74718
2902
分子が繋ぐ波が出来上がります
01:29
and you can see these waves going
from right to left across the screen.
from right to left across the screen.
26
77620
3736
スライドを右から左に横切る波が見えますね
01:33
Now, our genetic program
relies on a natural phenomenon
relies on a natural phenomenon
27
81356
2788
遺伝子プログラムは自然現象に頼り
01:36
called quorum sensing,
28
84144
1173
クオラムセンシングと呼ばれ
01:37
in which bacteria trigger coordinated
and sometimes virulent behaviors
and sometimes virulent behaviors
29
85317
3332
この中で細菌は協働し
時には臨界濃度に達すると
時には臨界濃度に達すると
01:40
once they reach a critical density.
30
88649
2941
毒性を発したりします
01:43
You can observe quorum sensing
in action in this movie,
in action in this movie,
31
91590
2655
これでクオラムセンシングが
起きているのが見られ
起きているのが見られ
01:46
where a growing colony of bacteria
only begins to glow
only begins to glow
32
94245
3642
細菌の増殖で細菌叢の濃度が
高くなったり臨界値に達すると
高くなったり臨界値に達すると
01:49
once it reaches a high
or critical density.
or critical density.
33
97887
2371
光り出しているのが見れますね
01:52
Our genetic program
34
100258
1842
我々の遺伝子プログラムは
01:54
continues producing these
rhythmic patterns of fluorescent proteins
rhythmic patterns of fluorescent proteins
35
102100
3151
細菌叢が外に向かって広がるにつれ
蛍光タンパク質の
蛍光タンパク質の
01:57
as the colony grows outwards.
36
105251
2368
こういう規則的なパターンを
作り続けます
作り続けます
01:59
This particular movie and experiment
we call The Supernova,
we call The Supernova,
37
107619
3691
このビデオと実験を
我々は「超新星」と呼んでいます
我々は「超新星」と呼んでいます
02:03
because it looks like an exploding star.
38
111310
3030
星が爆発しているみたいだからです
02:06
Now, besides programming
these beautiful patterns,
these beautiful patterns,
39
114340
2390
この美しいパターンをプログラムする以外
02:08
I wondered, what else can we get
these bacteria to do?
these bacteria to do?
40
116730
2591
他にバクテリアで何が出来るでしょう？
02:11
And I decided to explore
how we can program bacteria
how we can program bacteria
41
119321
2579
ガンのような病気を検出し治療する為に
02:13
to detect and treat diseases
in our bodies like cancer.
in our bodies like cancer.
42
121900
2789
細菌をプログラムできないか
色々実験してみる事にしました
色々実験してみる事にしました
02:18
One of the surprising facts about bacteria
43
126009
2298
細菌の驚くべき性質の１つは
02:20
is that they can naturally grow
inside of tumors.
inside of tumors.
44
128307
3437
ガン細胞内で自然に増殖するという事です
02:23
This happens because typically tumors
45
131744
1764
通常のガン細胞は
02:25
are areas where the immune system
has no access,
has no access,
46
133508
2415
免疫組織の機能が届かない所にあるので
02:27
and so bacteria find these tumors
47
135923
1997
細菌がガン細胞を見つけ
02:29
and use them as a safe haven
to grow and thrive.
to grow and thrive.
48
137920
3831
ガン細胞内で安穏と
増殖してしまうのです
増殖してしまうのです
02:33
We started using probiotic bacteria
49
141751
1834
我々は健康に良い善玉菌である
02:35
which are safe bacteria
that have a health benefit,
that have a health benefit,
50
143585
2624
共生細菌を使い始め
02:38
and found that
when orally delivered to mice,
when orally delivered to mice,
51
146209
2461
マウスに経口で投与すると
02:40
these probiotics would selectively
grow inside of liver tumors.
grow inside of liver tumors.
52
148670
4156
この共生菌は肝臓ガン細胞内を選んで
増殖することを発見しました
増殖することを発見しました
02:44
We realized that the most convenient way
53
152826
1954
共生細菌を確認して
02:46
to highlight the presence
of the probiotics,
of the probiotics,
54
154780
2081
それでガンを見つける
02:48
and hence, the presence of the tumors,
55
156861
1863
最も便利な方法は
02:50
was to get these bacteria
to produce a signal
to produce a signal
56
158724
2229
細菌に尿で検出されるような
02:52
that would be detectable in the urine,
57
160953
2116
信号を発信させることです
02:55
and so we specifically
programmed these probiotics
programmed these probiotics
58
163069
2412
よって このようなプログラムをし
02:57
to make a molecule that would change
the color of your urine
the color of your urine
59
165481
2879
共生菌に尿の色を変える分子を作らせ
03:00
to indicate the presence of cancer.
60
168360
2810
ガンの検知が出来るようにします
03:03
We went on to show that this technology
61
171170
2010
我々はこのテクノロジーで
03:05
could sensitively and specifically
detect liver cancer,
detect liver cancer,
62
173180
3190
特に発見が遅れがちな肝臓ガンを
03:08
one that is challenging
to detect otherwise.
to detect otherwise.
63
176370
2690
敏感に特定して
検出できる事を示しました
検出できる事を示しました
03:11
Now, since these bacteria
specifically localize to tumors,
specifically localize to tumors,
64
179891
2999
この細菌はガンを的確に見つけ出すので
03:14
we've been programming them
to not only detect cancer
to not only detect cancer
65
182890
2588
ガンの検出の為だけでなく治療にも
03:17
but also to treat cancer
66
185478
1788
細菌をプログラムしています
03:19
by producing therapeutic molecules
from within the tumor environment
from within the tumor environment
67
187266
3227
その方法は ガン環境の中から
ガン細胞を縮小する
ガン細胞を縮小する
03:22
that shrink the existing tumors,
68
190493
2322
治療分子作りを
03:24
and we've been doing this
using quorum sensing programs
using quorum sensing programs
69
192815
2755
ビデオのような
クオラムセンシングのプログラムを使い
クオラムセンシングのプログラムを使い
03:27
like you saw in the previous movies.
70
195570
1843
行っています
03:29
Altogether, imagine in the future
taking a programmed probiotic
taking a programmed probiotic
71
197413
3697
想像してみても下さい
プログラムされた共生細菌の内服により
プログラムされた共生細菌の内服により
03:33
that could detect and treat cancer,
72
201110
2479
ガンやその他の病気も検出し治療できる日が
03:35
or even other diseases.
73
203589
2581
来るという事を
03:38
Our ability to program bacteria
74
206960
1644
細菌をプログラムする事で
03:40
and program life
75
208604
1695
我々の生活も変わり
03:42
opens up new horizons in cancer research,
76
210299
2949
ガン研究の新しい展望が切り開かれて行きます
03:45
and to share this vision,
I worked with artist Vik Muniz
I worked with artist Vik Muniz
77
213248
2735
このビジョンを表現したいと
芸術家ヴィック・ムニーズと
芸術家ヴィック・ムニーズと
03:47
to create the symbol of the universe,
78
215983
1816
細菌またはガン細胞だけで
構成された世界のシンボルを作製しました
構成された世界のシンボルを作製しました
03:49
made entirely out of bacteria
or cancer cells.
or cancer cells.
79
217799
3641
細菌またはガン細胞だけで
構成された世界のシンボルを作製しました
構成された世界のシンボルを作製しました
03:53
Ultimately, my hope is that the beauty
and purpose of this microscopic universe
and purpose of this microscopic universe
80
221443
5202
いずれは このミクロの世界が持つ
役割と素晴らしさが
役割と素晴らしさが
03:58
can inspire new and creative approaches
for the future of cancer research.
for the future of cancer research.
81
226645
4899
これからのガン研究に創造的なアプローチを生む
インスピレーションとなればと願っています
インスピレーションとなればと願っています
04:03
Thank you.
82
231544
2624
ありがとうございました
04:06
(Applause)
83
234168
3766
（拍手）
ABOUT THE SPEAKER
Tal Danino - Synthetic biologistTal Danino explores the emerging frontier of combining biology and engineering (and art). He is a 2015 TED Fellow.
Why you should listen
Tal Danino's research explores the emerging frontier of combining biology, engineering and medicine. His work as a synthetic biologist focuses on reprogramming bacteria to detect and treat diseases in our bodies such as cancer.
Originally from Los Angeles, Danino received B.S. degrees from UCLA in Physics, Chemistry and Math, and received his Ph.D. in Bioengineering from UCSD. He did a postdoctoral fellowship at the Massachusetts Institute of Technology and is currently an assistant professor at Columbia University in New York.
Danino's work has been published in scientific journals and highlighted in several popular press venues. He actively develops "Bio-Art" projects that share perspectives and stories about science with recent projects featured in the New York Times, WIRED, and the Wall Street Journal.
Tal Danino | Speaker | TED.com