ABOUT THE SPEAKER

Floyd E. Romesberg - Chemist, synthetic biologist
Floyd E. Romesberg uses chemistry, biology and physics to study how biomolecules work and to create biomolecules with new forms and functions.

Why you should listen

Floyd E. Romesberg is the director of a talented team of researchers at The Scripps Research Institute who are working to understand how evolution tailors protein function, to develop novel antibiotics and aptamers and to expand on the potential of evolution through the expansion of the genetic alphabet. A chemist by training, Romesberg works beyond the traditional divides between scientific disciplines.

Since the last common ancestor of all life on earth, biological information has been stored in a four-letter alphabet consisting of G, A, T and C. In 1998, Romesberg wondered: Is DNA limited to four letters? The answer is a resounding "No!" Romesberg and his research group have designed, tested and optimized hundreds of unnatural DNA letters, and they have achieved impressive milestones including replication and amplification of six-letter DNA in a test tube; the use of six-letter DNA to produce novel materials; and most recently the creation of semi-synthetic life that stores and retrieves the increased information. The advances led to Romesberg founding Synthorx, Inc., a biotechnology company that uses the expanded genetic alphabet to develop novel protein therapeutics.

More profile about the speaker
Floyd E. Romesberg | Speaker | TED.com

TED2018

Floyd E. Romesberg: The radical possibilities of man-made DNA

플로이드 롬스버그(Floyd E. Romesberg): 인공 DNA의 놀라운 가능성

Filmed: 2018-04-10

Readability: 4.4

1,631,507 views

살아있는 모든 세포들은 DNA의 기본 단위인 A,T,C 그리고 G의 네 가지 유전자 글자의 결과물이었습니다. 그러나 이제는 그 사실도 바뀌었습니다. 합성생물학자인 플로이드 롬스버그는 이 놀라운 강연에서 기존의 네 글자에 인간이 만든 X와 Y를 더하여 여섯 글자로 이루어진 DNA와 그것으로 만든 최초의 생명체를 소개합니다. 그리고 이 획기적인 발전이 자연계의 설계에 대한 우리의 생각을 어떻게 바꿀지 이야기합니다.

Floyd E. Romesberg - Chemist, synthetic biologist
Floyd E. Romesberg uses chemistry, biology and physics to study how biomolecules work and to create biomolecules with new forms and functions. Full bio

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00:12

All life,

0

760

1336

모든 생명체

00:14

every...마다 living생활 thing ever,

1

2120

1736

살아있는 모든 것들은

00:15

has been built세워짐 according~에 따라
to the information정보 in DNADNA.

2

3880

2936

DNA 안의 정보에 따라 만들어집니다.

00:18

What does that mean?

3

6840

1376

그게 무슨 의미일까요?

00:20

Well, it means방법 that just
as the English영어 language언어

4

8240

2496

말하자면 영어 단어와 같습니다.

00:22

is made만든 up of alphabetic알파벳 letters편지
that, when combined결합 된 into words말,

5

10760

3216

알파벳 철자들이 모여서
단어를 이루는 것과 같죠.

00:26

allow허용하다 me to tell you the story이야기
I'm going to tell you today오늘,

6

14000

2816

그런 단어들 덕분에 저도 오늘
이렇게 말할 수 있는 것입니다.

00:28

DNADNA is made만든 up of genetic유전적인 letters편지
that, when combined결합 된 into genes유전자,

7

16840

4096

DNA는 유전정보를 가진
문자로 구성되고

그것들이 유전자를 구성함으로써
세포가 단백질을 만들 수 있게 됩니다.

00:32

allow허용하다 cells세포들 to produce생기게 하다 proteins단백질,

8

20960

1736

00:34

strings현 of amino아미노 acids산
that fold겹 up into complex복잡한 structures구조

9

22720

3056

단백질은 실과 같은 아미노산이
복잡하게 얽혀 있는 구조로서

00:37

that perform행하다 the functions기능들
that allow허용하다 a cell세포 to do what it does,

10

25800

3016

단백질을 통해서 세포가
자기 기능을 할 수 있습니다.

00:40

to tell its stories이야기.

11

28840

1736

이에 대한 이야기를
들려드릴까 합니다.

00:42

The English영어 alphabet알파벳 has 26 letters편지,
and the genetic유전적인 alphabet알파벳 has four사.

12

30600

3936

영어 알파벳은 26개 글자이지만,
유전자 알파벳은 4개입니다.

00:46

They're pretty예쁜 famous유명한.
Maybe you've heard들었던 of them.

13

34560

2376

이미 잘 알려져 있죠.
다들 들어보셨을 겁니다.

주로 G, C, A, 그리고 T로 표현되죠.

00:48

They are often자주 just
referred언급 된 to as G, C, A and T.

14

36960

2320

00:52

But it's remarkable주목할 만한
that all the diversity상이 of life

15

40520

3416

그런데 정말 놀라운 점은

모든 생명체의 다양성이
이 네 글자의 산물이라는 것입니다.

00:55

is the result결과 of four사 genetic유전적인 letters편지.

16

43960

2080

00:59

Imagine상상해 보라. what it would be like
if the English영어 alphabet알파벳 had four사 letters편지.

17

47240

4016

만약 영어 알파벳 글자가 네 개라면
무엇을 할 수 있을지 상상해보세요.

01:03

What sort종류 of stories이야기
would you be able할 수 있는 to tell?

18

51280

2280

어떤 이야기들을 할 수 있을까요?

01:07

What if the genetic유전적인 alphabet알파벳
had more letters편지?

19

55280

2160

만약에 유전자 글자가
더 많았다면 어땠을까요?

01:11

Would life with more letters편지
be able할 수 있는 to tell different다른 stories이야기,

20

59440

2976

더 많은 글자들로 만들어진 생명체는
어떤 다른 이야기를 만들어 냈을까요.

01:14

maybe even more interesting재미있는 ones그들?

21

62440

2000

아마 더 흥미로운 이야기겠죠?

01:18

In 1999, my lab랩 at the Scripps스크립스
Research연구 Institute학회 in La라 JollaJolla, California캘리포니아

22

66480

3816

1999년에 캘리포니아 라호야에 있는
스크립스 연구소의 저희 연구진은

01:22

started시작한 working일 on this question문제
with the goal골 of creating창조 living생활 organisms유기체

23

70320

3696

이 질문에 대한 연구를 시작했습니다.

6개의 유전자 글자로 구성된 DNA로
살아있는 유기체를 만들고자 했죠.

01:26

with DNADNA made만든 up
of a six-letter여섯 글자 genetic유전적인 alphabet알파벳,

24

74040

3016

01:29

the four사 natural자연스러운 letters편지
plus...을 더한 two additional추가의 new새로운 man-made인공의 letters편지.

25

77080

4480

기존의 네 글자에 인간이 만든
두 글자를 추가하는 것입니다.

01:35

Such이러한 an organism유기체 would be

26

83120

1256

그런 유기체는 최초로 지금까지와는
전혀 다른 형태의 생명체일 것입니다.

01:36

the first radically본래 altered변경된
form형태 of life ever created만들어진.

27

84400

2856

01:39

It would be a semisynthetic반 합성 form형태 of life

28

87280

1936

반(半) 합성 생명체로서

01:41

that stores백화점 more information정보
than life ever has before.

29

89240

3880

지금까지의 생명체보다
더 많은 유전 정보를 갖게 되죠.

01:46

It would be able할 수 있는 to make new새로운 proteins단백질,

30

94120

1856

그러면 새로운 단백질을
만들 수 있습니다.

01:48

proteins단백질 built세워짐 from more
than the 20 normal표준 amino아미노 acids산

31

96000

2736

단백질 생성에 쓰이는 아미노산이
20종이 늘어나게 되어

01:50

that are usually보통 used to build짓다 proteins단백질.

32

98760

1920

새로운 단백질을 생성할 수 있게 되죠.

01:53

What sort종류 of stories이야기 could that life tell?

33

101560

2080

그런 생명체는 어떤 이야기를
전할 수 있을까요?

01:57

With the power힘 of synthetic인조 chemistry화학
and molecular분자 biology생물학

34

105400

2816

합성화학과 분자생물학을 무기로
20년 가까이 연구한 결과,

02:00

and just under아래에 20 years연령 of work,

35

108240

1576

02:01

we created만들어진 bacteria박테리아 with six-letter여섯 글자 DNADNA.

36

109840

2536

우리는 여섯 글자의 DNA를 가진
박테리아를 만들었습니다.

그 과정을 말씀드리죠.

02:04

Let me tell you how we did it.

37

112400

1429

02:06

All you have to remember생각해 내다
from your high높은 school학교 biology생물학

38

114640

2536

고등학교 생물 시간에
배웠던 것을 떠올려보면

네 개의 유전자 글자는 기본적으로
두 개의 쌍을 이룹니다.

02:09

is that the four사 natural자연스러운 letters편지
pair쌍 together함께 to form형태 two base베이스 pairs한 쌍.

39

117200

3496

G는 C와, A는 T와 쌍을 이루죠.

02:12

G pairs한 쌍 with C and A pairs한 쌍 with T,

40

120720

2256

02:15

so to create몹시 떠들어 대다 our new새로운 letters편지,

41

123000

1816

우리는 여기에
새로운 글자를 더하기 위해

02:16

we synthesized합성 된 hundreds수백 of new새로운 candidates후보자,
new새로운 candidate후보자 letters편지,

42

124840

3536

수백 가지의 새로운 유전 글자
후보군들을 합성하고

02:20

and examined조사한 their그들의 abilities능력
to selectively선택적으로 pair쌍 with each마다 other.

43

128400

3048

어떤 것들이 서로 쌍을
이룰 수 있는지 평가했습니다.

그리고 연구 15년 만에

02:23

And after about 15 years연령 of work,

44

131472

1704

02:25

we found녹이다 two that paired쌍을 이루는
together함께 really well,

45

133200

2576

매우 잘 맞는 쌍을 이루는
두 개의 글자를 찾았습니다.

02:27

at least가장 작은 in a test테스트 tube튜브.

46

135800

1696

최소한 시험관 안에서는 말이죠.

02:29

They have complicated복잡한 names이름,

47

137520

1696

그 글자들은 사실 복잡한 이름이지만
쉽게 X와 Y로 부르기로 했습니다.

02:31

but let's just call them X and Y.

48

139240

1620

02:33

The next다음 것 thing we needed필요한 to do
was find a way to get X and Y into cells세포들,

49

141960

3416

다음으로 할 일은 X와 Y를 세포 안에
넣는 방법을 찾는 것이었습니다.

결국 유사한 기능을 하는
단백질을 해조류에서 찾아냈고

02:37

and eventually결국 we found녹이다 that a protein단백질
that does something similar비슷한 in algae조류

50

145400

3536

우리 박테리아에 적용했죠.

02:40

worked일한 in our bacteria박테리아.

51

148960

1376

이제 마지막으로 할 일은

02:42

So the final결정적인 thing that we needed필요한 to do
was to show보여 주다 that with X and Y provided제공된,

52

150360

4496

X, Y가 투입되었음을
증명하는 것이었습니다.

02:46

cells세포들 could grow자라다 and divide분할
and hold보류 on to X and Y in their그들의 DNADNA.

53

154880

3520

세포가 자라고, 분열하면서 X와 Y를
DNA에 가지고 있어야 했죠.

02:51

Everything we had done끝난 up to then
took~했다 longer더 길게 than I had hoped희망을 품은 --

54

159880

3096

여기에 이르기까지 제 예상보다
시간이 꽤 오래 걸렸습니다.

사실 저는 매우 인내심이
없는 사람이거든요.

02:55

I am actually사실은 a really impatient참을성없는 person사람 --

55

163000

2016

그러나 가장 중요한 단계에서는
생각보다 빠르게 진행되었습니다.

02:57

but this, the most가장 important중대한 step단계,
worked일한 faster더 빠른 than I dreamed꿈꾸는,

56

165040

3800

03:01

basically원래 immediately바로.

57

169840

1200

정말 빨랐죠.

03:04

On a weekend주말 in 2014,

58

172640

2216

2014년의 어느 주말에

03:06

a graduate졸업하다 student학생 in my lab랩
grew자랐다 bacteria박테리아 with six-letter여섯 글자 DNADNA.

59

174880

3080

제 연구실의 한 대학원생이 여섯 글자
DNA로 박테리아를 만들었습니다.

03:10

Let me take the opportunity기회
to introduce끼워 넣다 you to them right now.

60

178800

2976

이 자리에서 그걸 보여드리려고 합니다.

이것은 그 박테리아의 실제 사진인데요.

03:13

This is an actual실제의 picture그림 of them.

61

181800

1640

03:16

These are the first
semisynthetic반 합성 organisms유기체.

62

184880

2440

최초의 반합성 유기체입니다.

여섯 글자 DNA를 가진 박테리아죠.
정말 멋지지 않습니까?

03:21

So bacteria박테리아 with six-letter여섯 글자 DNADNA,
that's really cool시원한, right?

63

189480

2776

03:24

Well, maybe some of you
are still wondering궁금해하는 why.

64

192280

2440

음, 아마도 몇몇 분들은
여전히 궁금하실 텐데요.

03:27

So let me tell you a little bit비트 more
about some of our motivations동기,

65

195680

3176

저희가 왜 이것을 만들었는지
좀 더 말씀드리겠습니다.

개념과 실용성
두 가지 측면에서요.

03:30

both양자 모두 conceptual개념적 and practical실용적인.

66

198880

1936

03:32

Conceptually개념적, people have
thought about life, what it is,

67

200840

2696

개념 측면에서, 사람들은
생명에 대해 생각해왔습니다.

생명이란 무엇이며,
죽어있는 것과 어떻게 다른지

03:35

what makes~을 만든다 it different다른
from things that are not alive살아 있는,

68

203560

2616

사람들은 늘 생각해왔죠.

03:38

since이후 people have had thoughts생각들.

69

206200

1656

03:39

Many많은 have interpreted해석 된
life as being존재 perfect완전한,

70

207880

2296

많은 사람들은 생명체를
완벽한 존재라 생각하고

이를 창조주가 있다는
증거로 여겼습니다.

03:42

and this was taken취한
as evidence증거 of a creator창조자.

71

210200

2496

03:44

Living생활 things are different다른
because a god breathed호흡 한 life into them.

72

212720

3656

살아있는 이유는 신이 생기를
불어넣었기 때문이라는 거죠.

03:48

Others기타 have sought찾은
a more scientific과학적 explanation설명,

73

216400

2336

과학적인 설명을 원하는
사람들도 있었지만

03:50

but I think it's fair공정한 to say

74

218760

1376

그들 또한 생명체를 이루는 분자를
특별하게 여겼다고 할 수 있습니다.

03:52

that they still consider중히 여기다
the molecules분자 of life to be special특별한.

75

220160

2896

말하자면, 수십억 년 동안
진화를 거쳐 최적화되었으니까요.

03:55

I mean, evolution진화 has been optimizing최적화 them
for billions수십억 of years연령, right?

76

223080

3416

여러분의 관점이 무엇이든

03:58

Whatever도대체 무엇이 perspective원근법 you take,
it would seem보다 pretty예쁜 impossible불가능한

77

226520

2936

화학자들이 가담해서 새로운 부분을
만드는 건 불가능해 보일 것입니다.

04:01

for chemists화학자 to come in
and build짓다 new새로운 parts부분품

78

229480

2016

자연적인 생명체 분자 내에서
어울려 기능하면서도

04:03

that function기능 within이내에 and alongside나란히
the natural자연스러운 molecules분자 of life

79

231520

3016

다른 것에 전혀 피해를
주지 않는 건 불가능해보였죠.

04:06

without없이 somehow어쩐지
really screwing나사못으로 죄다 everything up.

80

234560

2360

04:10

But just how perfectly아주
created만들어진 or evolved진화 된 are we?

81

238400

3056

그럼 우리는 어떻게 완벽하게
창조되고 진화되었을까요?

04:13

Just how special특별한
are the molecules분자 of life?

82

241480

2240

생물 분자는 대체
얼마나 중요힌 걸까요?

지금까지는 심지어 이런 질문
자체가 불가능했습니다.

04:16

These questions질문들 have been
impossible불가능한 to even ask청하다,

83

244640

2336

비교할 다른 생물이 없었기 때문이죠.

04:19

because we've우리는 had nothing
to compare비교 life to.

84

247000

2120

04:22

Now for the first time, our work suggests제안

85

250000

1976

그런데 이제 처음으로
저희 연구는 이렇게 말합니다.

어쩌면 생명체의 분자가 그리
특별한 게 아닐 거라고 말이죠.

04:24

that maybe the molecules분자 of life
aren't있지 않다. that special특별한.

86

252000

2696

04:26

Maybe life as we know it
isn't the only way it could be.

87

254720

3040

어쩌면 우리가 아는 생명체는
유일무이한 것이 아닐지도 모릅니다.

04:30

Maybe we're not the only solution해결책,
maybe not even the best베스트 solution해결책,

88

258920

3216

우리가 유일한 답이 아닐지도 모르고
최선책은 더욱 아닐지 모릅니다.

그저 여러 해결책들 중 하나일 뿐이죠.

04:34

just a solution해결책.

89

262160

1440

04:37

These questions질문들 address주소
fundamental기본적인 issues문제 about life,

90

265600

2576

이러한 질문들은 생명체에 대한
기본적인 문제를 다룹니다.

하지만 다소 난해할지도 모르죠.

04:40

but maybe they seem보다 a little esoteric비전의.

91

268200

1856

그럼 실질적 측면의 동기는 무엇일까요?

04:42

So what about practical실용적인 motivations동기?

92

270080

1736

음, 우리는 새로운 이야기를
찾고 싶었습니다.

04:43

Well, we want to explore탐험하다
what sort종류 of new새로운 stories이야기

93

271840

2776

더 많은 어휘를 구사하는 생명체가
들려줄 이야기 말이죠.

04:46

life with an expanded퍼지는
vocabulary어휘 could tell,

94

274640

2096

04:48

and remember생각해 내다, stories이야기 here
are the proteins단백질 that a cell세포 produces생산하다

95

276760

3216

여기서 말하는 이야기란

세포가 만들어내는 단백질과
그들이 가진 기능을 의미합니다.

04:52

and the functions기능들 they have.

96

280000

1376

뭔가 새로운 기능을 하는
새로운 종류의 단백질을

04:53

So what sort종류 of new새로운 proteins단백질
with new새로운 types유형 of functions기능들

97

281400

3096

반합성 유기체로 만들고
심지어 활용할 수 있을까요?

04:56

could our semisynthetic반 합성 organisms유기체
make and maybe even use?

98

284520

3656

음, 몇 가지 생각해둔 것은 있습니다.

05:00

Well, we have a couple두 of things in mind마음.

99

288200

1960

우선은 우리를 위해 필요로 하는
단백질을 만드는 세포를 얻는 것입니다.

05:03

The first is to get the cells세포들
to make proteins단백질 for us, for our use.

100

291240

4576

05:07

Proteins단백질 are being존재 used today오늘

101

295840

1416

현재 단백질은 다양한 영역에서
활용 범위를 넓히고 있습니다.

05:09

for an increasingly더욱 더 broad넓은
range범위 of different다른 applications응용 프로그램,

102

297280

2736

군인들을 부상으로부터
보호하는 물질에서부터

05:12

from materials기재 that protect보호
soldiers병사들 from injury해

103

300040

2256

05:14

to devices장치들 that detect탐지하다
dangerous위험한 compounds화합물,

104

302320

2216

위험 물질을 탐지하는
장치에까지 사용되고 있죠.

05:16

but at least가장 작은 to me,

105

304560

1336

하지만 적어도 저에게는

05:17

the most가장 exciting흥미 진진한 application신청
is protein단백질 drugs약제.

106

305920

2400

단백질 약제로서의 활용이
가장 흥미로운 부분입니다.

비교적 새로운 것임에도 불구하고

05:21

Despite무례 being존재 relatively상대적으로 new새로운,

107

309160

1416

단백질 의약품은 이미
의학계의 혁신을 불러왔습니다.

05:22

protein단백질 drugs약제 have already이미
revolutionized혁명적 인 medicine의학,

108

310600

2416

예를 들어, 인슐린도 단백질이죠.

05:25

and, for example예, insulin인슐린 is a protein단백질.

109

313040

2696

여러분이 아마 들어보셨을텐데요.

05:27

You've probably아마 heard들었던 of it,
and it's manufactured제조 한 as a drug약

110

315760

2856

약품으로 개발된 인슐린 덕분에
당뇨병 치료법이 완전히 바뀌었습니다.

05:30

that has completely완전히 changed변경된
how we treat턱 diabetes당뇨병.

111

318640

2656

05:33

But the problem문제 is that proteins단백질
are really hard단단한 to make

112

321320

2976

그런데 문제는 단백질 합성이
굉장히 어렵다는 점입니다.

05:36

and the only practical실용적인 way to get them
is to get cells세포들 to make them for you.

113

324320

3600

단백질을 합성하는 가장 확실한 방법은
몸 안의 세포가 직접 만드는 것입니다.

05:40

So of course코스, with natural자연스러운 cells세포들,

114

328880

1696

물론, 자연적인 세포는

05:42

you can only get them to make
proteins단백질 with the natural자연스러운 amino아미노 acids산,

115

330600

3496

자연적인 아미노산으로
단백질을 만들 수 있습니다.

05:46

and so the properties속성들
those proteins단백질 can have,

116

334120

2216

그렇게 만들어진 단백질의 특성과

05:48

the applications응용 프로그램
they could be developed개발 된 for,

117

336360

2496

그것이 어떻게 쓰일지는

그 단백질을 구성하는
아미노산에 의해 결정됩니다.

05:50

must절대로 필요한 것 be limited제한된 by the nature자연
of those amino아미노 acids산

118

338880

2496

05:53

that the protein's단백질의 built세워짐 from.

119

341400

1496

자 이걸 한번 보세요.

05:54

So here they are,

120

342920

1216

05:56

the 20 normal표준 amino아미노 acids산 that are
strung중독 된 together함께 to make a protein단백질,

121

344160

3256

단백질을 구성하는 20 종의
정상 아미노산들입니다.

생긴 모양이 서로 그리 다르지 않죠.

05:59

and I think you can see,
they're not that different-looking다르게 보이는.

122

347440

2856

기능도 서로 크게 다르지 않습니다.

06:02

They don't bring가져오다
that many많은 different다른 functions기능들.

123

350320

2216

각각의 역할이 크게 다르지 않죠.

06:04

They don't make that many많은
different다른 functions기능들 available유효한.

124

352560

2656

화학자들이 약제 합성에 쓰는
작은 분자들과 비교해볼까요.

06:07

Compare비교 that with the small작은 molecules분자
that synthetic인조 chemists화학자 make as drugs약제.

125

355240

3576

자, 단백질보다 훨씬 단순하죠?

06:10

Now, they're much simpler더 단순한 than proteins단백질,

126

358840

1936

하지만 훨씬 더 다양한 것들로부터
반복적으로 만들어집니다.

06:12

but they're routinely일상적으로 built세워짐 from
a much broader더 넓은 range범위 of diverse다양한 things.

127

360800

3416

분자의 세부 구조는 신경쓰지 마세요.

06:16

Don't worry걱정 about the molecular분자 details세부,

128

364240

1936

분자들이 서로 얼마나
다른지만 보시면 됩니다.

06:18

but I think you can see
how different다른 they are.

129

366200

2216

사실, 그 분자들의 차이점은

06:20

And in fact것, it's their그들의 differences차이점들
that make them great drugs약제

130

368440

2936

다양한 질병들을 다룰 수 있는
좋은 약을 만들 수 있다는 것입니다.

06:23

to treat턱 different다른 diseases질병.

131

371400

1376

06:24

So it's really provocative성나게 하는 to wonder경이
what sort종류 of new새로운 protein단백질 drugs약제

132

372800

4176

이 점이 정말 호기심을 자극합니다.

어떤 새로운 종류의 단백질 약제를
만들 수 있을지 궁금해지는 거죠.

06:29

you could develop나타나게 하다 if you could build짓다
proteins단백질 from more diverse다양한 things.

133

377000

3360

더 다양한 분자들로 단백질을
구성할 수 있게 된다면요.

그럼 우리의 반합성 유기체를 통해서

06:33

So can we get our semisynthetic반 합성 organism유기체

134

381840

1936

전과 다른 새로운 아미노산으로
단백질을 합성할 수 있다면

06:35

to make proteins단백질 that include포함
new새로운 and different다른 amino아미노 acids산,

135

383800

3216

06:39

maybe amino아미노 acids산
selected선택된 to confer봉하다 the protein단백질

136

387040

2256

단백질의 아미노산을 선별해서

06:41

with some desired원한 property재산 or function기능?

137

389320

2080

원하는 특징이나 기능을
부여할 수 있겠죠?

06:44

For example예,

138

392640

1256

예를 들어보죠.

06:45

many많은 proteins단백질 just aren't있지 않다. stable안정된
when you inject주입하다 them into people.

139

393920

3136

많은 단백질은 사람한테
안정적으로 주입되지 않고

빠르게 분해되거나 사라집니다.

06:49

They are rapidly빠르게 degraded타락한 or eliminated제거 된,

140

397080

2176

06:51

and this stops정지 them from being존재 drugs약제.

141

399280

1800

그리고 약품으로서 기능하는 것을 막죠.

06:54

What if we could make proteins단백질
with new새로운 amino아미노 acids산

142

402080

2416

만약에 새로운 아미노산으로
단백질을 만들어서

사람들에게 주입할 수 있고

06:56

with things attached붙여진 to them

143

404520

1816

06:58

that protect보호 them from their그들의 environment환경,

144

406360

1976

그런 상황을 막을 수 있다면

07:00

that protect보호 them
from being존재 degraded타락한 or eliminated제거 된,

145

408360

3176

다시 말해, 분해되거나
사라지는 것을 막을 수 있다면

07:03

so that they could be better drugs약제?

146

411560

1680

단백질이 더 좋은 약이
될 수 있을까요?

07:07

Could we make proteins단백질
with little fingers손가락 attached붙여진

147

415560

2416

아니면 단백질에 작은 손가락을 달아서

다른 분자들을 붙잡게 하면 어떨까요?

07:10

that specifically구체적으로
grab그랩 on to other molecules분자?

148

418000

2480

07:13

Many많은 small작은 molecules분자
failed실패한 during...동안 development개발 as drugs약제

149

421480

2736

많은 작은 분자들을 약품으로
개발되는 데 실패했습니다.

07:16

because they just weren't하지 않았다
specific특유한 enough충분히 to find their그들의 target목표

150

424240

2936

왜냐하면 충분치 않은 양으로

인간의 복잡한 몸 속에서
목표물을 찾기 어렵기 때문이죠.

07:19

in the complex복잡한 environment환경
of the human인간의 body신체.

151

427200

2136

그렇다면 이런 분자들로
새로운 아미노산에 포함시키고

07:21

So could we take those molecules분자
and make them parts부분품 of new새로운 amino아미노 acids산

152

429360

3616

그것이 단백질로 바뀌게 되면

07:25

that, when incorporated통합 된 into a protein단백질,

153

433000

2776

07:27

are guided안내받은 by that protein단백질
to their그들의 target목표?

154

435800

2360

단백질이 치료 목표까지
유도할 수 있지 않을까요?

저는 Synthorx라고 불리는
생명공학 회사를 차렸습니다.

07:32

I started시작한 a biotech생명 공학 company회사
called전화 한 SynthorxSynthorx.

155

440040

2176

07:34

SynthorxSynthorx stands스탠드 for synthetic인조 organism유기체

156

442240

2616

Synthorx는 끝에 X를 더한
반합성 유기체를 의미합니다.

07:36

with an X added추가 된 at the end종료 because
that's what you do with biotech생명 공학 companies회사들.

157

444880

3656

그게 그 생명공학 회사가
하는 일이거든요.

(웃음)

07:40

(Laughter웃음)

158

448560

1416

Synthorx는 제 연구실과
긴밀하게 협업했습니다.

07:42

SynthorxSynthorx is working일 closely면밀히 with my lab랩,

159

450000

2016

07:44

and they're interested관심있는 in a protein단백질
that recognizes인정하다 a certain어떤 receptor수용체

160

452040

4336

인간 세포의 표면에서
특정 수용기를 인식하는

07:48

on the surface표면 of human인간의 cells세포들.

161

456400

1696

단백질에 흥미를 보였습니다.

07:50

But the problem문제 is that it also또한 recognizes인정하다

162

458120

2456

하지만 문제가 있었어요.

그 단백질이 세포면의
다른 수용기와 결합하면

07:52

another다른 receptor수용체 on the surface표면
of those same같은 cells세포들,

163

460600

2696

독성을 보인다는 것이었습니다.

07:55

and that makes~을 만든다 it toxic유독 한.

164

463320

1640

그래서 우리는 변형된 단백질을
만들어야 했습니다.

07:57

So could we produce생기게 하다
a variant다른 of that protein단백질

165

465800

2136

두 번째의 나쁜 수용기에
반응하는 부분을 보호하기 위해

07:59

where the part부품 that interacts상호 작용하다
with that second둘째 bad나쁜 receptor수용체 is shielded차폐 된,

166

467960

4336

커다란 우산 같은
무언가로 막아야 했죠.

08:04

blocked막힌 by something like a big큰 umbrella우산

167

472320

1936

08:06

so that the protein단백질 only interacts상호 작용하다
with that first good receptor수용체?

168

474280

3080

그래야 단백질이 첫 번째의
좋은 수용기에만 반응할 테니까요.

08:10

Doing that would be really difficult어려운

169

478520

1736

그건 매우 어려운 일이고

정상적인 아미노산으로는
불가능한 일입니다.

08:12

or impossible불가능한 to do
with the normal표준 amino아미노 acids산,

170

480280

2256

하지만 그런 목적으로 설계된
아미노산은 얘기가 다르죠.

08:14

but not with amino아미노 acids산 that are
specifically구체적으로 designed디자인 된 for that purpose목적.

171

482560

3440

08:20

So getting점점 our semisynthetic반 합성 cells세포들
to act행위 as little factories공장

172

488520

3176

그래서 우리는 반합성 세포를 이용해

더 나은 단백질 약물을 생산하는
작은 공장으로 삼았습니다.

08:23

to produce생기게 하다 better protein단백질 drugs약제

173

491720

1496

08:25

isn't the only potentially잠재적으로
really interesting재미있는 application신청,

174

493240

2736

흥미로운 활용법은 이뿐만 아닙니다.

왜나하면, 단백질은 세포가
자기 일을 하도록 하기 때문이죠.

08:28

because remember생각해 내다, it's the proteins단백질
that allow허용하다 cells세포들 to do what they do.

175

496000

3400

08:32

So if we have cells세포들 that make
new새로운 proteins단백질 with new새로운 functions기능들,

176

500320

3296

만약 새로운 기능의 단백질을
만드는 세포가 있다면

08:35

could we get them to do things
that natural자연스러운 cells세포들 can't do?

177

503640

3576

자연적인 세포가 할 수 없는 일을
하도록 만들 수 있지 않을까요?

08:39

For example예, could we develop나타나게 하다
semisynthetic반 합성 organisms유기체

178

507240

2776

예를 들어, 우리가 개발한
반합성 유기체가

08:42

that when injected주입 된 into a person사람,
seek목표물 탐색 out cancer암 cells세포들

179

510040

4136

사람 몸 속에 주입되어
암세포를 찾도록 하면 어떨까요?

08:46

and only when they find them,
secrete분비하다 a toxic유독 한 protein단백질 that kills살인 them?

180

514200

3320

그리고 암세포를 찾았을 때만

숨겨진 독소로 암세포를
죽일 수 있지 않을까요?

08:50

Could we create몹시 떠들어 대다 bacteria박테리아
that eat먹다 different다른 kinds종류 of oil기름,

181

518400

2936

여러 종류의 기름을 먹는
박테리아를 만들면 어떨까요?

그러면 유출된 기름을
청소할 수 있지 않을까요?

08:53

maybe to clean깨끗한 up an oil기름 spill엎지르다?

182

521360

1896

08:55

These are just a couple두
of the types유형 of stories이야기

183

523280

2216

이 이야기들은 단지
몇 가지 사례일 뿐입니다.

생명체가 더 많은 어휘를 갖게 되면
우리에게 들려줄 이야기들이죠.

08:57

that we're going to see if life
with an expanded퍼지는 vocabulary어휘 can tell.

184

525520

3256

어떤가요. 멋지지 않나요?

09:00

So, sounds소리 great, right?

185

528800

1496

09:02

Injecting주입 semisynthetic반 합성
organisms유기체 into people,

186

530320

2896

반합성 유기체를
사람 몸 속에 주입하거나

박테리아 수백만 리터를 바다나
좋아하는 해변에 쏟아버린다고요?

09:05

dumping덤핑 millions수백만 and millions수백만 of gallons갤런
of our bacteria박테리아 into the ocean대양

187

533240

3376

09:08

or out on your favorite특히 잘하는 beach바닷가?

188

536640

1496

09:10

Oh, wait a minute분,
actually사실은 it sounds소리 really scary무서운.

189

538160

2456

이런, 잠깐만요.
사실 좀 무서운데요.

09:12

This dinosaur공룡 is really scary무서운.

190

540640

2000

이 공룡은 매우 무섭습니다.

09:16

But here's여기에 the catch잡기:

191

544480

1776

그런데 문제가 있습니다.

09:18

our semisynthetic반 합성 organisms유기체
in order주문 to survive생존하다,

192

546280

3576

우리의 반합성 유기체가
생존할 수 있으려면

09:21

need to be fed먹이는 the chemical화학 물질
precursors전구 물질 of X and Y.

193

549880

2920

X와 Y에게 화학적 전구체가
먹이로 공급되어야 합니다.

09:25

X and Y are completely완전히 different다른
than anything that exists존재하다 in nature자연.

194

553800

3480

X와 Y는 자연에 존재하는
그 어떤 것과도 완전히 다릅니다.

09:30

Cells셀 just don't have them
or the ability능력 to make them.

195

558160

2600

세포는 그런 걸 갖고 있지도 않고
만들 능력도 없습니다.

09:33

So when we prepare준비하다 them,

196

561600

1256

우리가 그 유기체를 만들고
통제된 실험실 환경에서 키울 때는

09:34

when we grow자라다 them up
in the controlled통제 된 environment환경 of the lab랩,

197

562880

2936

인공적인 먹이를
실컷 먹일 수 있습니다.

09:37

we can feed먹이 them
lots of the unnatural부 자연스러운 food식품.

198

565840

2096

그런데 사람이나 해변에
그 박테리아를 투입할 때는

09:39

Then, when we deploy전개하다 them
in a person사람 or out on a beach바닷가

199

567960

3336

그런 특별한 먹이를
더는 구할 수 없습니다.

09:43

where they no longer더 길게
have access접속하다 that special특별한 food식품,

200

571320

2696

그들은 잠시 동안만 성장하고,
짧은 시간만 생존할 수 있죠.

09:46

they can grow자라다 for a little bit비트,
they can survive생존하다 for a little,

201

574040

3096

09:49

maybe just long enough충분히
to perform행하다 some intended예정된 function기능,

202

577160

3496

의도된 기능을 수행하기에는
충분히 긴 시간이겠지만요.

09:52

but then they start스타트
to run운영 out of the food식품.

203

580680

2136

하지만 먹이가 떨어지기 시작하면

그들은 굶기 시작합니다.

09:54

They start스타트 to starve굶어 죽다.

204

582840

1336

09:56

They starve굶어 죽다 to death죽음
and they just disappear사라지다.

205

584200

2120

굶어 죽고, 사라질 것입니다.

09:59

So not only could we get life
to tell new새로운 stories이야기,

206

587480

2416

이제 새로운 이야기를 들려줄
생명체를 만드는 일뿐만 아니라

10:01

we get to tell life when and where
to tell those stories이야기.

207

589920

3000

그 이야기를 언제 어디애서
해야 할지도 알려줄 수 있는 것이죠.

10:07

At the beginning처음 of this talk
I told you that we reported보고 된 in 2014

208

595080

3536

강연을 시작할 때, 저희 연구 결과를
2014년에 발표했다고 말씀드렸는데요.

10:10

the creation창조 of semisynthetic반 합성 organisms유기체
that store저장 more information정보,

209

598640

3216

반합성 유기체의 생성과
더 많은 정보를 저장하는

10:13

X and Y, in their그들의 DNADNA.

210

601880

2096

X와 Y, 그 DNA에 대해서 말이죠.

하지만 말씀드렸듯이 연구 동기는

10:16

But all the motivations동기
that we just talked말한 about

211

604000

2456

10:18

require요구하다 cells세포들 to use X and Y
to make proteins단백질,

212

606480

2456

X와 Y로 단백질을 만들
세포가 필요했기 때문입니다.

10:20

so we started시작한 working일 on that.

213

608960

1680

그래서 연구를 시작했던 것이죠.

몇 년 뒤에 저희는 X와 Y가 포함된
DNA를 가진 세포를 공개했고

10:23

Within이내에 a couple두 years연령, we showed보여 주었다
that the cells세포들 could take DNADNA with X and Y

214

611600

3696

10:27

and copy부 it into RNARNA,
the working일 copy부 of DNADNA.

215

615320

2840

RNA로 그 DNA를
복제하기도 했습니다.

10:31

And late늦은 last year년,

216

619560

1816

그리고 작년 말에는

10:33

we showed보여 주었다 that they could then
use X and Y to make proteins단백질.

217

621400

3136

그 세포가 X와 Y를 이용해
단백질을 만들었음을 공개했습니다.

10:36

Here they are, the stars별 of the show보여 주다,

218

624560

2656

이제, 이 강연의 주인공을 소개합니다.

10:39

the first fully-functional완전 한 기능
semisynthetic반 합성 organisms유기체.

219

627240

3480

완전한 기능을 하는
최초의 반합성 유기체입니다.

10:43

(Applause박수 갈채)

220

631560

4640

(박수)

10:50

These cells세포들 are green녹색 because
they're making만들기 a protein단백질 that glows빛나다 green녹색.

221

638040

3496

이 세포들이 초록색인 이유는
초록색의 단백질을 만들기 때문입니다.

사실 해파리에게서 얻을 수 있는
이미 잘 알려진 단백질인데요.

10:53

It's a pretty예쁜 famous유명한 protein단백질,
actually사실은, from jellyfish해파리

222

641560

2536

많은 사람들이 자연적인 형태로
사용하고 있습니다.

10:56

that a lot of people use
in its natural자연스러운 form형태

223

644120

2096

왜냐하면 합성된 단백질을
확인하기 쉽기 때문입니다.

10:58

because it's easy쉬운 to see that you made만든 it.

224

646240

2040

11:01

But within이내에 every...마다 one of these proteins단백질,

225

649280

1896

하지만 이 단백질 안에는

자연계의 단백질에는 없는
새로운 아미노산이 들어있습니다.

11:03

there's a new새로운 amino아미노 acid산 that
natural자연스러운 life can't build짓다 proteins단백질 with.

226

651200

3760

11:09

Every마다 living생활 cell세포, every...마다 living생활 cell세포 ever,

227

657160

3840

모든 살아있는 세포들,
지금까지의 모든 세포들은

11:14

has made만든 every...마다 one of its proteins단백질

228

662160

2376

4개의 유전자 철자를 사용하여
단백질을 만들 수 있었습니다.

11:16

using~을 사용하여 a four-letter네 글자 genetic유전적인 alphabet알파벳.

229

664560

2040

11:19

These cells세포들 are living생활 and growing성장하는
and making만들기 protein단백질

230

667720

4136

이 세포들은 살아서 성장하고,
6개의 철자로 단백질을 만듭니다.

11:23

with a six-letter여섯 글자 alphabet알파벳.

231

671880

1896

이것은 새로운 형태의 생명체입니다.

11:25

These are a new새로운 form형태 of life.

232

673800

1400

11:28

This is a semisynthetic반 합성 form형태 of life.

233

676360

2160

반합성 형태의 생명체죠.

11:31

So what about the future미래?

234

679840

1776

그럼 미래에는 어떻게 될까요?

11:33

My lab랩 is already이미 working일 on expanding팽창하는
the genetic유전적인 alphabet알파벳 of other cells세포들,

235

681640

3576

저희는 다른 세포의 유전자 철자를
확장하는 연구를 이미 시작했습니다.

인간 세포를 포함해서 말이죠.

11:37

including포함 human인간의 cells세포들,

236

685240

1216

그리고 더 복잡한 유기체에 대한
연구를 준비하고 있습니다.

11:38

and we're getting점점 ready준비된 to start스타트 working일
on more complex복잡한 organisms유기체.

237

686480

3656

11:42

Think semisynthetic반 합성 worms회충.

238

690160

1800

반합성 기생충 같은 것 말이죠.

11:45

The last thing I want to say to you,

239

693360

1736

끝으로 드릴 말씀은

가장 중요한 것이기도 한데요.

11:47

the most가장 important중대한 thing
that I want to say to you,

240

695120

2416

11:49

is that the time
of semisynthetic반 합성 life is here.

241

697560

2360

바로 반합성 생명체의 시대가
찾아왔다는 것입니다.

감사합니다.

11:52

Thank you.

242

700760

1256

(박수)

11:54

(Applause박수 갈채)

243

702040

4680

12:05

Chris크리스 Anderson앤더슨: I mean,
Floyd플로이드, this is so remarkable주목할 만한.

244

713480

2496

크리스 앤더슨(CA) :
정말 놀라운 일이네요.

여쭤볼 것이 있는데요.

12:08

I just wanted to ask청하다 you,

245

716000

2736

12:10

what are the implications의미 of your work

246

718760

2496

당신의 연구 결과가
어떤 영향을 미치게 될까요/.

12:13

for how we should think
about the possibilities가능성 for life,

247

721280

3856

생명체의 가능성에 대한
우리의 상상력에 대해서요.

12:17

like, in the universe우주, elsewhere다른 곳에?

248

725160

2256

우주에서든지, 어디서든지요.

대부분의 생명체의 바탕에는

12:19

It just seems~ 같다 like so much of life,
or so much of our assumptions가정 are based기반

249

727440

4136

생명체는 DNA에서 비롯된다는
가정이 깔려 있다고 생각되는데요.

12:23

on the fact것 that of course코스,
it's got to be DNADNA,

250

731600

2856

자가복제하는 분자의 확률 공간이
DNA 보다 훨씬 클 수가 있나요?

12:26

but is the possibility가능성 space공간
of self-replicating자기 복제 molecules분자

251

734480

4256

12:30

much bigger더 큰 than DNADNA,
even just DNADNA with six육 letters편지?

252

738760

3096

6 글자로 된 DNA라고 하더라도요.

12:33

Floyd플로이드 RomesbergRomesberg:
Absolutely전혀, I think that's right,

253

741880

2376

플로이드 롬스버그(FR) :
물론, 맞는 말씀입니다.

저희 연구로 알 수 있는 것은,
제가 말씀드린대로

12:36

and I think what our work has shown표시된,

254

744280

1736

12:38

as I mentioned말하는, is that
there's been always this prejudice편견

255

746040

3696

일종의 선입견이 있다고 생각합니다.

12:41

that sort종류 of we're perfect완전한,

256

749760

1376

우리는 완벽하고,
최적의 상태라는 거죠.

12:43

we're optimal최적의, God created만들어진 us this way,

257

751160

2576

신이 우리를 창조했고,
진화를 통해 완성됐다고 말이죠.

12:45

evolution진화 perfected완성 된 us this way.

258

753760

2096

12:47

We've우리는 made만든 molecules분자 that work
right alongside나란히 the natural자연스러운 ones그들,

259

755880

3280

저희는 자연적인 것과 함께
작용하는 분자를 만들었습니다.

12:52

and I think that suggests제안
that any molecules분자

260

760440

3216

화학과 물리학의 기본 법칙을
따르는 분자를 만들었고

12:55

that obey복종하다 the fundamental기본적인 laws법률
of chemistry화학 and physics물리학

261

763680

2656

12:58

and you can optimize최적화하다 them

262

766360

1256

그것을 최적화함으로써

12:59

could do the things that
the natural자연스러운 molecules분자 of life do.

263

767640

2736

자연적인 분자처럼
활용할 수 있습니다.

여기에는 마법 같은 일은
일어나지 않습니다.

13:02

There's nothing magic마법 there.

264

770400

1736

13:04

And I think that it suggests제안

265

772160

1376

저는 생명체가 다양한 방식으로
진화할 거라고 생각해요.

13:05

that life could evolve진화하다
many많은 different다른 ways길,

266

773560

2056

어쩌면 다른 형태의 DNA로
우리 같은 생명체도 나올 수 있고

13:07

maybe similar비슷한 to us
with other types유형 of DNADNA,

267

775640

2856

13:10

maybe things without없이 DNADNA at all.

268

778520

1720

DNA가 없는 것도 있을 수 있겠죠.

13:13

CA캘리포니아 주: I mean, in your mind마음,

269

781120

1256

CA: 그렇다면 생각하시기에..

13:14

how big큰 might힘 that possibility가능성 space공간 be?

270

782400

3336

그 가능성을 얼마나 넗힐 수 있을까요?
우리가 알아낼 수는 있을까요?

13:17

Do we even know? Are most가장 things going
to look something like a DNADNA molecule분자,

271

785760

3656

대부분이 DNA 분자와
비슷한 형태를 띄게 될까요?

아니면 자가 증식하는
전혀 다른 무언가가 있어서

13:21

or something radically본래 different다른
that can still self-reproduce자기 복제하다

272

789440

2936

13:24

and potentially잠재적으로 create몹시 떠들어 대다 living생활 organisms유기체?

273

792400

1936

그것이 생명체를 만들 수 있을까요?

FR: 제 의견은 이렇습니다.

13:26

FRFr: My personal개인적인 opinion의견
is that if we found녹이다 new새로운 life,

274

794360

2496

만약 새로운 생명체를 찾더라도
우리는 그걸 인식하지 못할지도 모릅니다.

13:28

we might힘 not even recognize인정하다 it.

275

796880

2216

CA: 생명체가 살만한 행성을 찾고

13:31

CA캘리포니아 주: So this obsession강박 관념
with the search수색 for Goldilocks미역취 속의 일종 planets행성

276

799120

2936

행성이 최적의 위치에 있고
물이 있어야 한다는 강박관념은

13:34

in exactly정확하게 the right place장소
with water물 and whatever도대체 무엇이,

277

802080

2416

13:36

that's a very parochial좁은
assumption인수, perhaps혹시.

278

804520

2296

아마도 매우 편협한 가정이겠군요.

FR: 의사소통이 되는 대상을
찾는 건 불가능할지도 모르죠.

13:38

FRFr: Well, if you want to find someone어떤 사람
you can talk to, then maybe not,

279

806840

3416

하지만 어떤 생명체든 찾고 싶다면
그것도 좋은 방법이라고 봅니다.

13:42

but I think that if you're just
looking for any form형태 of life,

280

810280

2896

13:45

I think that's right, I think that you're
looking for life under아래에 the light빛 post게시하다.

281

813200

3896

찾기 쉬운 곳에서
찾고 있는 것이니까요.

13:49

CA캘리포니아 주: Thank you for bogglingBoggling all our minds마음.
Thank so much, Floyd플로이드.

282

817120

3336

CA: 놀라운 내용을
전해주셔서 감사합니다.

감사합니다. 플로이드 씨.

13:52

(Applause박수 갈채)

283

820480

2640

(박수)

Translated by Songbin Kim
Reviewed by JY Kang

ABOUT THE SPEAKER

Floyd E. Romesberg - Chemist, synthetic biologist
Floyd E. Romesberg uses chemistry, biology and physics to study how biomolecules work and to create biomolecules with new forms and functions.

Why you should listen

Floyd E. Romesberg is the director of a talented team of researchers at The Scripps Research Institute who are working to understand how evolution tailors protein function, to develop novel antibiotics and aptamers and to expand on the potential of evolution through the expansion of the genetic alphabet. A chemist by training, Romesberg works beyond the traditional divides between scientific disciplines.

Since the last common ancestor of all life on earth, biological information has been stored in a four-letter alphabet consisting of G, A, T and C. In 1998, Romesberg wondered: Is DNA limited to four letters? The answer is a resounding "No!" Romesberg and his research group have designed, tested and optimized hundreds of unnatural DNA letters, and they have achieved impressive milestones including replication and amplification of six-letter DNA in a test tube; the use of six-letter DNA to produce novel materials; and most recently the creation of semi-synthetic life that stores and retrieves the increased information. The advances led to Romesberg founding Synthorx, Inc., a biotechnology company that uses the expanded genetic alphabet to develop novel protein therapeutics.

More profile about the speaker
Floyd E. Romesberg | Speaker | TED.com

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플로이드 롬스버그(Floyd E. Romesberg): 인공 DNA의 놀라운 가능성 | TED Talk | TED.com