TED2009
Bonnie Bassler: How bacteria "talk"
Bonnie Bassler om hvordan bakterier kommuniserer
Filmed:
Readability: 4
2,683,171 views
Bonnie Bassler oppdaget at bakterier "snakker" med hverandre, de gjør dette ved å bruke et kjemisk språk som gjør det mulig å koordinere forsvar og starte angrep. Dette resultatet har iøynefallende implikasjoner for medisin, industrien -- og vår selvforståelse.
Bonnie Bassler - Molecular biologist
Bonnie Bassler studies how bacteria can communicate with one another, through chemical signals, to act as a unit. Her work could pave the way for new, more potent medicine. Full bio
Bonnie Bassler studies how bacteria can communicate with one another, through chemical signals, to act as a unit. Her work could pave the way for new, more potent medicine. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:18
Bacteria are the oldest living organisms on the earth.
0
0
3000
Bakterier er de eldste levende organismer på jorda.
00:21
They've been here for billions of years,
1
3000
2000
De har vært her for milliarder av år
00:23
and what they are are single-celled microscopic organisms.
2
5000
4000
og de er encellede mikroskopiske organismer.
00:27
So they are one cell and they have this special property
3
9000
3000
De er altså én celle og de har denne spesielle egenskapen
00:30
that they only have one piece of DNA.
4
12000
2000
at de har kun én del med DNA.
00:32
They have very few genes,
5
14000
2000
De har veldig få gener,
00:34
and genetic information to encode all of the traits that they carry out.
6
16000
4000
og lite genetisk informasjon for å kode alle funksjonene som de kan bruke.
00:38
And the way bacteria make a living
7
20000
2000
Bakterier tjener til livets opphold
00:40
is that they consume nutrients from the environment,
8
22000
3000
ved å bruke sine evner til å oppta næringsstoffer fra omgivelsene,
00:43
they grow to twice their size, they cut themselves down in the middle,
9
25000
3000
deretter vokser de til det dobbelte av sin opprinnelig størrelse, så deler de seg i midten,
00:46
and one cell becomes two, and so on and so on.
10
28000
3000
og en celle blir til to, og så videre og så videre.
00:49
They just grow and divide, and grow and divide -- so a kind of boring life,
11
31000
4000
De vokser og deler seg, vokser og deler seg -- altså et slags kjedelig liv,
00:53
except that what I would argue is that you have
12
35000
2000
likevel vil jeg hevde at dere
00:55
an amazing interaction with these critters.
13
37000
3000
er i et forbløffende samspill med disse små krypene.
00:58
I know you guys think of yourself as humans, and this is sort of how I think of you.
14
40000
3000
Jeg vet at dere ser på dere som mennesker, og det er vel omtrent slik jeg ser på dere også.
01:01
This man is supposed to represent
15
43000
2000
Denne personen skal representere
01:03
a generic human being,
16
45000
2000
et generisk menneske,
01:05
and all of the circles in that man are all of the cells that make up your body.
17
47000
4000
og alle sirkler i personen er samtlige cellene som kroppen deres består av.
01:09
There is about a trillion human cells that make each one of us
18
51000
3000
Det er omtrent en billiard menneskeceller som gjør enhver av oss
01:12
who we are and able to do all the things that we do,
19
54000
3000
til den vi er og i stand til å gjøre alt det vi gjør,
01:15
but you have 10 trillion bacterial cells
20
57000
3000
men dere har 10 billiarder bakterie celler
01:18
in you or on you at any moment in your life.
21
60000
2000
inn i dere eller på dere under hele livet deres.
01:20
So, 10 times more bacterial cells
22
62000
2000
Altså, 10 ganger flere bakterieceller
01:22
than human cells on a human being.
23
64000
3000
enn menneskeceller i et menneske.
01:25
And of course it's the DNA that counts,
24
67000
2000
Og selvsagt, siden det er DNA som teller,
01:27
so here's all the A, T, Gs and Cs
25
69000
2000
her er alle A'ene, T'ene, G'ene og C'ene
01:29
that make up your genetic code, and give you all your charming characteristics.
26
71000
3000
som det genetiske materialet består av, som gir dere alle de sjarmerende egenskapene.
01:32
You have about 30,000 genes.
27
74000
2000
Dere har sirka 30.000 gener.
01:34
Well it turns out you have 100 times more bacterial genes
28
76000
3000
Derfor har dere 100 ganger så mange bakterielle gener
01:37
playing a role in you or on you all of your life.
29
79000
4000
som spiller en rolle i dere eller på dere under hele livet.
01:41
At the best, you're 10 percent human,
30
83000
3000
I beste fall er dere derfor 10 prosent menneske,
01:44
but more likely about one percent human,
31
86000
2000
men mer sannsynlig rundt en prosent menneske,
01:46
depending on which of these metrics you like.
32
88000
2000
avhengig av hvilken av disse målestokkene dere foretrekker.
01:48
I know you think of yourself as human beings,
33
90000
2000
Jeg vet at dere ser på dere selv som mennesker,
01:50
but I think of you as 90 or 99 percent bacterial.
34
92000
4000
men jeg anser dere som 90 eller 99 prosent bakterier.
01:54
(Laughter)
35
96000
1000
(Latter)
01:55
These bacteria are not passive riders,
36
97000
3000
Disse bakterier er ikke passive omstreifere,
01:58
these are incredibly important, they keep us alive.
37
100000
3000
de er meget viktige, de holder oss i live.
02:01
They cover us in an invisible body armor
38
103000
3000
De omgir oss med en usynlig skuddsikker vest
02:04
that keeps environmental insults out
39
106000
2000
som beskytter oss fra angrep fra omgivelsene
02:06
so that we stay healthy.
40
108000
2000
slik at vi holder oss i god helse.
02:08
They digest our food, they make our vitamins,
41
110000
2000
De fordøyer maten vår, de lager våre vitaminer,
02:10
they actually educate your immune system
42
112000
2000
faktisk lærer de immunsystemet deres til å
02:12
to keep bad microbes out.
43
114000
2000
stenge dårlige mikrober ute
02:14
So they do all these amazing things
44
116000
2000
De gjør altså alt dette fantastiske
02:16
that help us and are vital for keeping us alive,
45
118000
4000
som hjelper oss og er nødvendig for å holde oss levende,
02:20
and they never get any press for that.
46
122000
2000
og likevel får de aldri noen hederlig omtale.
02:22
But they get a lot of press because they do a lot of
47
124000
2000
Men de får en hel del oppmerksomhet fordi de gjør en masse
02:24
terrible things as well.
48
126000
2000
forferdelige ting også.
02:26
So, there's all kinds of bacteria on the Earth
49
128000
3000
Det vil si, det er en masse bakterier på kloden
02:29
that have no business being in you or on you at any time,
50
131000
3000
som har ingenting å gjøre i dere eller på dere,
02:32
and if they are, they make you incredibly sick.
51
134000
4000
og hvis de skulle være der, vil de gjøre dere veldig syke.
02:36
And so, the question for my lab is whether you want to think about all the
52
138000
3000
Og derfor blir spørsmålet for vår lab om hvorvidt dere helst vil tenke på alle de
02:39
good things that bacteria do, or all the bad things that bacteria do.
53
141000
4000
gode gjerninger til bakterier eller alle de dårlige gjerninger.
02:43
The question we had is how could they do anything at all?
54
145000
2000
Spørsmålet vi stilte oss, var hvordan kunne de egentlig gjøre noe som helst?
02:45
I mean they're incredibly small,
55
147000
2000
De er jo så utrolig små,
02:47
you have to have a microscope to see one.
56
149000
2000
dere trenger et mikroskop for å se en av dem.
02:49
They live this sort of boring life where they grow and divide,
57
151000
3000
De lever dette ensformede livet sitt der de vokser og deler seg,
02:52
and they've always been considered to be these asocial reclusive organisms.
58
154000
5000
og de har alltid blitt sett på som disse usosiale og avsondrete organismer.
02:57
And so it seemed to us that they are just too small to have an impact
59
159000
3000
Derfor trodde vi at de rett og slett var for små til å ha en innvirkning
03:00
on the environment
60
162000
2000
på sine omgivelser
03:02
if they simply act as individuals.
61
164000
2000
i den grad de bare agerte som individer.
03:04
And so we wanted to think if there couldn't be a different
62
166000
2000
Og det var grunnen til at vi ville se om det ikke var en annen
03:06
way that bacteria live.
63
168000
2000
måte bakterier lever på.
03:08
The clue to this came from another marine bacterium,
64
170000
4000
Hintet i denne retning kom fra en annen marin bakterie
03:12
and it's a bacterium called Vibrio fischeri.
65
174000
3000
ved navn Vibrio fischeri.
03:15
What you're looking at on this slide is just a person from my lab
66
177000
3000
Det dere ser på dette lysbilde er ganske enkelt noen fra min lab
03:18
holding a flask of a liquid culture of a bacterium,
67
180000
3000
som holder en beholder med en væskekultur med bakterier,
03:21
a harmless beautiful bacterium that comes from the ocean,
68
183000
3000
en harmløs og flott bakterie som kommer fra havet,
03:24
named Vibrio fischeri.
69
186000
2000
kalt for Vibrio fischeri.
03:26
This bacterium has the special property that it makes light,
70
188000
3000
Denne bakterie har den spesielle egenskap at den lager lys,
03:29
so it makes bioluminescence,
71
191000
2000
eller bioluminescens,
03:31
like fireflies make light.
72
193000
2000
som lysbiller [også kalt "Sankthansormer"] lager lys.
03:33
We're not doing anything to the cells here.
73
195000
2000
Vi gjør ingenting med cellene her.
03:35
We just took the picture by turning the lights off in the room,
74
197000
2000
Vi tok bare dette bildet i det vi slo av lyset i rommet,
03:37
and this is what we see.
75
199000
2000
og det er dette vi kan se.
03:39
What was actually interesting to us
76
201000
2000
Det som faktisk interesserte oss
03:41
was not that the bacteria made light,
77
203000
2000
var ikke at bakterier lager lys,
03:43
but when the bacteria made light.
78
205000
2000
men når bakterier lager lys.
03:45
What we noticed is when the bacteria were alone,
79
207000
3000
Det som slo oss var at når bakteriene var alene,
03:48
so when they were in dilute suspension, they made no light.
80
210000
3000
det vil si når de var i et fortynnet miljø laget de ikke lys,
03:51
But when they grew to a certain cell number
81
213000
2000
Men når de samlet seg og ble et visst antall celler
03:53
all the bacteria turned on light simultaneously.
82
215000
4000
ville alle sammen slå lyset på samtidig.
03:57
The question that we had is how can bacteria, these primitive organisms,
83
219000
4000
Spørsmålet ble hvordan kan bakterier, disse primitive organismer,
04:01
tell the difference from times when they're alone,
84
223000
2000
se forskjell på når de er alene
04:03
and times when they're in a community,
85
225000
2000
og når de er sammen med andre
04:05
and then all do something together.
86
227000
3000
for så å gjøre noe i felleskap.
04:08
What we've figured out is that the way that they do that is that they talk to each other,
87
230000
4000
Det vi har funnet ut er at måten de gjør dette på er ved å snakke sammen,
04:12
and they talk with a chemical language.
88
234000
2000
og de snakker et kjemisk språk.
04:14
This is now supposed to be my bacterial cell.
89
236000
3000
Dette skal nå være min bakterie celle.
04:17
When it's alone it doesn't make any light.
90
239000
3000
Når den er alene lager den ikke noe lys.
04:20
But what it does do is to make and secrete small molecules
91
242000
4000
Men, den produserer og utsondrer små molekyler
04:24
that you can think of like hormones,
92
246000
2000
som dere kan forestiller dere som slags hormoner,
04:26
and these are the red triangles, and when the bacteria is alone
93
248000
3000
og de er disse røde trekantene, og når bakterien er alene
04:29
the molecules just float away and so no light.
94
251000
3000
vil molekylet ganske enkelt flyte bort og dermed blir det ingen lys.
04:32
But when the bacteria grow and double
95
254000
2000
Men når bakterien vokser og dobles
04:34
and they're all participating in making these molecules,
96
256000
3000
og de alle sammen deltar i denne produksjonen av molekylene,
04:37
the molecule -- the extracellular amount of that molecule
97
259000
4000
dette molekyl -- den utenomcellulære andel av dette molekylet
04:41
increases in proportion to cell number.
98
263000
3000
vil øke proporsjonalt med antall celler.
04:44
And when the molecule hits a certain amount
99
266000
2000
Og når molekylet finns i en viss mengde,
04:46
that tells the bacteria how many neighbors there are,
100
268000
3000
og dette så informerer bakteriene om hvor mange naboer det er,
04:49
they recognize that molecule
101
271000
2000
de vil nå gjenkjenne dette molekylet
04:51
and all of the bacteria turn on light in synchrony.
102
273000
3000
og samtlige bakterier vil nå slå på lys synkront.
04:54
That's how bioluminescence works --
103
276000
2000
Det er slik bioluminescens fungerer --
04:56
they're talking with these chemical words.
104
278000
2000
de snakker med disse kjemiske ordene.
04:58
The reason that Vibrio fischeri is doing that comes from the biology.
105
280000
4000
Årsaken til at Vibrio fischeri gjør dette er biologisk.
05:02
Again, another plug for the animals in the ocean,
106
284000
3000
Et nytt poeng for havdyrene,
05:05
Vibrio fischeri lives in this squid.
107
287000
3000
Vibrio fischeri lever i blekkspruten.
05:08
What you are looking at is the Hawaiian Bobtail Squid,
108
290000
2000
Det dere ser her er en korthalet blekksprut fra Hawai,
05:10
and it's been turned on its back,
109
292000
2000
og den er snudd opp ned,
05:12
and what I hope you can see are these two glowing lobes
110
294000
3000
og jeg håper dere kan se de to glødende lappene
05:15
and these house the Vibrio fischeri cells,
111
297000
3000
som huser Vibrio fischeri cellene,
05:18
they live in there, at high cell number
112
300000
2000
de lever inne i disse, i et høyt antall
05:20
that molecule is there, and they're making light.
113
302000
2000
vil molekylet være der, og de lager lys.
05:22
The reason the squid is willing to put up with these shenanigans
114
304000
3000
Grunnen til at blekkspruten tolererer disse småskurkene
05:25
is because it wants that light.
115
307000
2000
er at den ønsker seg dette lyset.
05:27
The way that this symbiosis works
116
309000
2000
Måten denne symbiosen foregår
05:29
is that this little squid lives just off the coast of Hawaii,
117
311000
4000
er at den lille blekkspruten lever rett utenfor kysten til Hawai,
05:33
just in sort of shallow knee-deep water.
118
315000
2000
i grunt knedypt vann.
05:35
The squid is nocturnal, so during the day
119
317000
3000
Blekkspruten er et nattdyr, som på dagtid
05:38
it buries itself in the sand and sleeps,
120
320000
2000
graver seg selv ned i sanden og sover,
05:40
but then at night it has to come out to hunt.
121
322000
3000
men så om natta vil den komme ut for å jakte.
05:43
On bright nights when there is lots of starlight or moonlight
122
325000
2000
På lyse netter med stjerneskinn og månelys
05:45
that light can penetrate the depth of the water
123
327000
3000
vil dette lyset kunne trenge gjennom vannet
05:48
the squid lives in, since it's just in those couple feet of water.
124
330000
3000
der blekkspruten holder til, siden det kun er snakk om sirka en meter dypt vann.
05:51
What the squid has developed is a shutter
125
333000
3000
Det blekkspruten har utviklet er en utløser
05:54
that can open and close over this specialized light organ housing the bacteria.
126
336000
4000
som kan åpnes og lukkes over dette spesialiserte lysorgan som huser bakteriene.
05:58
Then it has detectors on its back
127
340000
2000
Så har det detektorer på bakre del
06:00
so it can sense how much starlight or moonlight is hitting its back.
128
342000
4000
som kan sanse hvor mye stjerne-og månelys treffer dens bakre del.
06:04
And it opens and closes the shutter
129
346000
2000
Og den åpner og lukker utløseren
06:06
so the amount of light coming out of the bottom --
130
348000
2000
slik at mengden lys som kommer nedenfra --
06:08
which is made by the bacterium --
131
350000
2000
produsert av bakteriene --
06:10
exactly matches how much light hits the squid's back,
132
352000
2000
tilsvarer nøyaktig mengden lys som treffer blekksprutens bakre del,
06:12
so the squid doesn't make a shadow.
133
354000
2000
slik at blekkspruten ikke lager skygger.
06:14
It actually uses the light from the bacteria
134
356000
3000
Den bruker faktisk lyset fra bakteriene
06:17
to counter-illuminate itself in an anti-predation device
135
359000
3000
til å mot-belyse seg selv, i et anti-predator system
06:20
so predators can't see its shadow,
136
362000
2000
som fjerner skygger som eventuelle rovdyr kunne ha sett,
06:22
calculate its trajectory, and eat it.
137
364000
2000
den regner ut rovdyrets bane, og spiser den.
06:24
This is like the stealth bomber of the ocean.
138
366000
3000
Dette er som havets 'stealth'-bombefly.
06:27
(Laughter)
139
369000
1000
(Latter)
06:28
But then if you think about it, the squid has this terrible problem
140
370000
3000
Tenk på dette, blekkspruten har dette store problemet
06:31
because it's got this dying, thick culture of bacteria
141
373000
3000
med disse døende, tjukke bakteriekulturer i seg,
06:34
and it can't sustain that.
142
376000
2000
og den klarer seg ikke med dette.
06:36
And so what happens is every morning when the sun comes up
143
378000
2000
Så det som skjer hver morgen ved soloppgang
06:38
the squid goes back to sleep, it buries itself in the sand,
144
380000
3000
er at blekkspruten vil gå til å sove, den graver seg ned i sanden,
06:41
and it's got a pump that's attached to its circadian rhythm,
145
383000
3000
og den har en pumpe som er koblet til dens døgnrytme,
06:44
and when the sun comes up it pumps out like 95 percent of the bacteria.
146
386000
5000
og ved soloppgang vil den pumpe ut så mye som 95 prosent av bakteriene.
06:49
Now the bacteria are dilute, that little hormone molecule is gone,
147
391000
3000
Nå er de resterende bakteriene tynnet ut, de små hormon molekylene er borte,
06:52
so they're not making light --
148
394000
2000
og derfor lager de ikke noe lys lenger -
06:54
but of course the squid doesn't care. It's asleep in the sand.
149
396000
2000
men blekkspruten bryr seg ikke, så klart. Den sover jo i sanden.
06:56
And as the day goes by the bacteria double,
150
398000
2000
I løpet av dagen vil bakteriene dobles i antall,
06:58
they release the molecule, and then light comes on
151
400000
3000
de sender ut molekylet, og igjen vil lys slås på
07:01
at night, exactly when the squid wants it.
152
403000
3000
om natta, akkurat når blekkspruten ønsker det.
07:04
First we figured out how this bacterium does this,
153
406000
3000
Først fant vi ut hvordan bakterien gjør dette,
07:07
but then we brought the tools of molecular biology to this
154
409000
3000
men så benyttet vi verktøy fra molekylærbiologien
07:10
to figure out really what's the mechanism.
155
412000
2000
for å finne den reelle virkemåten.
07:12
And what we found -- so this is now supposed to be, again, my bacterial cell --
156
414000
4000
Og det vi fant -- så dette skal igjen være min bakterie celle --
07:16
is that Vibrio fischeri has a protein --
157
418000
2000
er at Vibrio fischeri har et protein
07:18
that's the red box -- it's an enzyme that makes
158
420000
3000
det er den røde boksen -- et enzym som lager
07:21
that little hormone molecule, the red triangle.
159
423000
3000
dette lille hormon molekylet -- den røde trekanten.
07:24
And then as the cells grow, they're all releasing that molecule
160
426000
2000
Og så, mens cellene vokste, vil alle sammen sende molekylet
07:26
into the environment, so there's lots of molecule there.
161
428000
3000
ut i miljøet rundt, slik at det er massevis av dette molekylet omkring der.
07:29
And the bacteria also have a receptor on their cell surface
162
431000
4000
Og bakterien har også en reseptor på sin celloverflate
07:33
that fits like a lock and key with that molecule.
163
435000
3000
som passer som en nøkkel til en lås med dette molekylet.
07:36
These are just like the receptors on the surfaces of your cells.
164
438000
3000
De er som reseptorene på deres celler.
07:39
When the molecule increases to a certain amount --
165
441000
3000
Når molekylet når en viss mengde --
07:42
which says something about the number of cells --
166
444000
2000
som forteller noe om antall celler --
07:44
it locks down into that receptor
167
446000
2000
vil det låse seg til reseptoren
07:46
and information comes into the cells
168
448000
2000
og informasjonen når cellene
07:48
that tells the cells to turn on
169
450000
2000
som slår på
07:50
this collective behavior of making light.
170
452000
3000
denne kollektive atferden med å lage lys.
07:53
Why this is interesting is because in the past decade
171
455000
3000
Dette er interessant fordi vi i det siste tiåret
07:56
we have found that this is not just some anomaly
172
458000
2000
har funnet ut at dette ikke er et avvik
07:58
of this ridiculous, glow-in-the-dark bacterium that lives in the ocean --
173
460000
3000
hos denne komiske, lys-i-mørke-bakterien som lever i havet --
08:01
all bacteria have systems like this.
174
463000
3000
nei, alle bacterier har slike systemer.
08:04
So now what we understand is that all bacteria can talk to each other.
175
466000
3000
Det vi forstår nå, er at alle bakterier kan snakke med hverandre.
08:07
They make chemical words, they recognize those words,
176
469000
3000
De lager kjemiske ord, de oppfatter slike ord,
08:10
and they turn on group behaviors
177
472000
2000
og de utløser gruppeatferd
08:12
that are only successful when all of the cells participate in unison.
178
474000
5000
som krever at samtlige celler bidrar unisont for å oppnå suksess.
08:17
We have a fancy name for this: we call it quorum sensing.
179
479000
3000
Vi har et 'fancy' navn for dette, quorum sansing.
08:20
They vote with these chemical votes,
180
482000
2000
De avgir stemmer med disse kjemiske stemmesedler,
08:22
the vote gets counted, and then everybody responds to the vote.
181
484000
4000
sedlene blir talt opp, og så vil alle sammen svare i tråd med avstemningen.
08:26
What's important for today's talk
182
488000
2000
Det viktige med dette tema i dag
08:28
is that we know that there are hundreds of behaviors
183
490000
2000
er at vi vet at det dreier seg om hundrevis av forskjellige atferdsmønstre
08:30
that bacteria carry out in these collective fashions.
184
492000
3000
som bakterier utøver i denne kollektive ånden.
08:33
But the one that's probably the most important to you is virulence.
185
495000
3000
Men det som trolig har størst betydning for dere er virulens (giftighet).
08:36
It's not like a couple bacteria get in you
186
498000
3000
Her snakker vi ikke om en liten gjeng med bakterier
08:39
and they start secreting some toxins --
187
501000
2000
som begynner å skille ut giftstoffer i dere --
08:41
you're enormous, that would have no effect on you. You're huge.
188
503000
3000
dere er altfor store til at dette ville gi noen effekt. Dere er kjempestore.
08:44
What they do, we now understand,
189
506000
3000
Vi forstår nå
08:47
is they get in you, they wait, they start growing,
190
509000
3000
at de kommer seg inn, venter, begynner å vokse og blir mange,
08:50
they count themselves with these little molecules,
191
512000
2000
at de teller hvor mange de er gjennom disse molekyler,
08:52
and they recognize when they have the right cell number
192
514000
2000
og vil så forstå tidspunktet der de er mange nok bakterieceller
08:54
that if all of the bacteria launch their virulence attack together,
193
516000
4000
at dersom de angriper som samlet styrke,
08:58
they are going to be successful at overcoming an enormous host.
194
520000
4000
vil de kunne klare å overvinne en aldri så overveldende stor vert.
09:02
Bacteria always control pathogenicity with quorum sensing.
195
524000
4000
Bakterier kontroller alltid sykdomsprosessen med 'quorum sansing'.
09:06
That's how it works.
196
528000
2000
Det er slikt det fungerer.
09:08
We also then went to look at what are these molecules --
197
530000
3000
Vi gikk så over til å se nærmere på disse molekylene --
09:11
these were the red triangles on my slides before.
198
533000
3000
de røde trekantene på mine lysbilder fra i sted.
09:14
This is the Vibrio fischeri molecule.
199
536000
2000
Dette er Vibrio fischeri molekylet.
09:16
This is the word that it talks with.
200
538000
2000
Det er dette ordet som bakterien bruker for å snakke.
09:18
So then we started to look at other bacteria,
201
540000
2000
Når vi deretter så til andre bakterier,
09:20
and these are just a smattering of the molecules that we've discovered.
202
542000
3000
og disse er kun et ørlite utvalg av slike molekyler som vi har oppdaget.
09:23
What I hope you can see
203
545000
2000
Jeg håper det er klart for dere
09:25
is that the molecules are related.
204
547000
2000
at molekylene er av samme type.
09:27
The left-hand part of the molecule is identical
205
549000
2000
Venstre siden av molekylet er identisk
09:29
in every single species of bacteria.
206
551000
3000
i absolutt alle bakteriearter.
09:32
But the right-hand part of the molecule is a little bit different in every single species.
207
554000
4000
Men høyre siden av molekylet er litt forskjellig fra art til art.
09:36
What that does is to confer
208
558000
2000
Gjennom dette blir
09:38
exquisite species specificities to these languages.
209
560000
4000
uallminnelig artsavhengig informasjon en del av dette språket.
09:42
Each molecule fits into its partner receptor and no other.
210
564000
4000
Hvert av molekylene passer nøyaktig til partner reseptoren og ingen andre.
09:46
So these are private, secret conversations.
211
568000
3000
Dette er altså private og konfidensielle konversjoner.
09:49
These conversations are for intraspecies communication.
212
571000
4000
Disse samtalene tjener kommunikasjon mellom arter.
09:53
Each bacteria uses a particular molecule that's its language
213
575000
4000
Forskjellige bakterier bruker egne molekyler til sitt språk,
09:57
that allows it to count its own siblings.
214
579000
4000
for å kunne telle antall av samme arten.
10:01
Once we got that far we thought
215
583000
2000
Nå som vi hadde kommet så langt,
10:03
we were starting to understand that bacteria have these social behaviors.
216
585000
3000
trodde vi å begynne å forstå at bakterier viser sosial atferd.
10:06
But what we were really thinking about is that most of the time
217
588000
3000
Men det vi virkelig funderte på er at bakterier det meste av tiden
10:09
bacteria don't live by themselves, they live in incredible mixtures,
218
591000
3000
ikke lever isolert, men i utrolige blandinger,
10:12
with hundreds or thousands of other species of bacteria.
219
594000
4000
med hundrevis eller tusenvis av andre bakteriestammer.
10:16
And that's depicted on this slide. This is your skin.
220
598000
3000
Dette er avbildet på lysbildet her. Det viser huden deres.
10:19
So this is just a picture -- a micrograph of your skin.
221
601000
3000
Dette er bare et bilde -- et mikroskop-bilde av huden deres.
10:22
Anywhere on your body, it looks pretty much like this,
222
604000
2000
Overalt på kroppen, ser det nok så likt ut som dette,
10:24
and what I hope you can see is that there's all kinds of bacteria there.
223
606000
4000
og jeg håper dere forstår at det vil være all slags typer bakterier her.
10:28
And so we started to think if this really is about communication in bacteria,
224
610000
4000
Vi begynte å tenke at dersom dette faktisk dreier seg om kommunikasjon mellom bakterier,
10:32
and it's about counting your neighbors,
225
614000
2000
og det dreier seg om å telle naboene,
10:34
it's not enough to be able to only talk within your species.
226
616000
3000
vil det ikke være nok å snakke med sine egne.
10:37
There has to be a way to take a census
227
619000
2000
Det må være en måte å finne ut hvor mange det er av
10:39
of the rest of the bacteria in the population.
228
621000
3000
de andre bakterie-stammene i populasjonen.
10:42
So we went back to molecular biology
229
624000
2000
Derfor gikk vi tilbake til molekylærbiologien
10:44
and started studying different bacteria,
230
626000
2000
og studerte flere forskjellige bakterier,
10:46
and what we've found now is that
231
628000
2000
og det vi fant nå var at
10:48
in fact, bacteria are multilingual.
232
630000
2000
bakteriene faktisk er fler-språklige.
10:50
They all have a species-specific system --
233
632000
3000
De har alle et artsspesifikt system --
10:53
they have a molecule that says "me."
234
635000
2000
de har et molekyl som betyr "meg".
10:55
But then, running in parallel to that is a second system
235
637000
3000
Men så, parallelt har vi oppdaget et annet system,
10:58
that we've discovered, that's generic.
236
640000
2000
et generisk system.
11:00
So, they have a second enzyme that makes a second signal
237
642000
3000
De har altså et annet enzym som signaliserer noe annet,
11:03
and it has its own receptor,
238
645000
2000
det har sin egen reseptor,
11:05
and this molecule is the trade language of bacteria.
239
647000
3000
og dette molekylet er handelsspråket for bakteriene.
11:08
It's used by all different bacteria
240
650000
2000
Det brukes av alle forskjellige bakterier
11:10
and it's the language of interspecies communication.
241
652000
4000
og er et art-uspesifikt språk.
11:14
What happens is that bacteria are able to count
242
656000
3000
Bakterier kan på denne måten telle
11:17
how many of me and how many of you.
243
659000
3000
antallet av oss og antallet av dere.
11:20
They take that information inside,
244
662000
2000
De tar informasjonen til seg,
11:22
and they decide what tasks to carry out
245
664000
2000
og bestemmer hva de skal gjøre
11:24
depending on who's in the minority and who's in the majority
246
666000
4000
i forhold til hvem som er i mindretall og hvem som er i flertall
11:28
of any given population.
247
670000
2000
i en gitt populasjon.
11:30
Then again we turn to chemistry,
248
672000
2000
Vi tyr igjen til kjemi,
11:32
and we figured out what this generic molecule is --
249
674000
3000
for å finne ut av dette artsmessige molekylet --
11:35
that was the pink ovals on my last slide, this is it.
250
677000
3000
de rosa ovalene på mitt siste lysbilde, her er det.
11:38
It's a very small, five-carbon molecule.
251
680000
2000
Det er et veldig lite fem karbon molekyl.
11:40
What the important thing is that we learned
252
682000
3000
Det viktige vi lærte her
11:43
is that every bacterium has exactly the same enzyme
253
685000
3000
er at hver bakterie har nøyaktige det samme enzym
11:46
and makes exactly the same molecule.
254
688000
2000
og lager nøyaktig samme molekyl.
11:48
So they're all using this molecule
255
690000
2000
Så alle sammen benytter seg av dette molekylet
11:50
for interspecies communication.
256
692000
2000
for kommunikasjon mellom arter.
11:52
This is the bacterial Esperanto.
257
694000
3000
Dette er den bakterielle esperanto.
11:55
(Laughter)
258
697000
1000
(Latter)
11:56
Once we got that far, we started to learn
259
698000
2000
Når vi hadde vi begynt å lære oss
11:58
that bacteria can talk to each other with this chemical language.
260
700000
3000
at bakterier kan snakke med hverandre med dette kjemiske språket.
12:01
But what we started to think is that maybe there is something
261
703000
2000
Vi begynte nå å spekulere i om det kunne være noe
12:03
practical that we can do here as well.
262
705000
2000
praktisk vi kunne gjøre her i tillegg.
12:05
I've told you that bacteria do have all these social behaviors,
263
707000
3000
Jeg har nevnt for dere at bakterier har alle disse sosiale atferdsmønstre,
12:08
they communicate with these molecules.
264
710000
3000
at de kommuniserer med disse molekyler.
12:11
Of course, I've also told you that one of the important things they do
265
713000
3000
Ikke minst var jeg inne på hvordan de
12:14
is to initiate pathogenicity using quorum sensing.
266
716000
3000
igangsetter sykdomsfremmkallende angrep ved å bruke 'quorum sansing'.
12:17
We thought, what if we made these bacteria
267
719000
2000
Vel, hva om vi kunne lage bakterier
12:19
so they can't talk or they can't hear?
268
721000
3000
som ikke kan snakke eller ikke kan høre?
12:22
Couldn't these be new kinds of antibiotics?
269
724000
3000
Kunne det bli en ny type antibiotika?
12:25
Of course, you've just heard and you already know
270
727000
2000
Som dere sikkert har hørt
12:27
that we're running out of antibiotics.
271
729000
2000
går vi snart "tomme" for antibiotika.
12:29
Bacteria are incredibly multi-drug-resistant right now,
272
731000
3000
Bakterier er blitt veldig mye mer resistent for mange slike medisiner,
12:32
and that's because all of the antibiotics that we use kill bacteria.
273
734000
4000
på grunn av alle disse antibiotika som vi bruker for å drepe bakterier.
12:36
They either pop the bacterial membrane,
274
738000
2000
Antibiotika sprenger bakteriemembranen,
12:38
they make the bacterium so it can't replicate its DNA.
275
740000
3000
eller endrer bakterien slik at den ikke kan replisere DNA'et.
12:41
We kill bacteria with traditional antibiotics
276
743000
3000
Vi dreper bakterier med tradisjonelle antibiotika,
12:44
and that selects for resistant mutants.
277
746000
2000
og det selekterer for de resistente mutantene.
12:46
And so now of course we have this global problem
278
748000
3000
Og derfor har vi nå intet mindre enn dette globale problemet
12:49
in infectious diseases.
279
751000
2000
med smittsomme sykdommer.
12:51
We thought, well what if we could sort of do behavior modifications,
280
753000
3000
Vi tenkte, hva om vi kunne gjøre en slags endring av atferden,
12:54
just make these bacteria so they can't talk, they can't count,
281
756000
3000
gjøre dem til bakterier som kan verken snakke, telle,
12:57
and they don't know to launch virulence.
282
759000
3000
uten evne til å angripe oss.
13:00
And so that's exactly what we've done, and we've sort of taken two strategies.
283
762000
3000
Og det er dette vi gjør, vi forfølger to strategier.
13:03
The first one is we've targeted
284
765000
2000
Den første går ut på å ramme
13:05
the intraspecies communication system.
285
767000
3000
det artsspesifikke kommunikasjonssystemet.
13:08
So we made molecules that look kind of like the real molecules --
286
770000
3000
Vi har laget molekyler som ser omtrent ut som de opprinnelige molekylene --
13:11
which you saw -- but they're a little bit different.
287
773000
2000
som dere har sett -- men med noen små forskjeller.
13:13
And so they lock into those receptors,
288
775000
2000
De låser seg inn i reseptorene,
13:15
and they jam recognition of the real thing.
289
777000
3000
og blokkerer mottakelsen av de ekte.
13:18
By targeting the red system,
290
780000
2000
Ved å ramme det røde systemet,
13:20
what we are able to do is to make
291
782000
2000
kan vi gjøre det
13:22
species-specific, or disease-specific, anti-quorum sensing molecules.
292
784000
5000
artsspesifikk, eller sykdomsspesifikke anti-quorum sansing molekyler.
13:27
We've also done the same thing with the pink system.
293
789000
3000
Vi gjorde det samme med det rosa systemet.
13:30
We've taken that universal molecule and turned it around a little bit
294
792000
3000
Vi tok det universale molekylet, snudde det litt rundt
13:33
so that we've made antagonists
295
795000
2000
og laget dermed motstykker
13:35
of the interspecies communication system.
296
797000
2000
til det artsuavhengige kommunikasjonssystemet.
13:37
The hope is that these will be used as broad-spectrum antibiotics
297
799000
5000
Vi håper dette vil kunne brukes i bredbånds-antibiotika
13:42
that work against all bacteria.
298
804000
2000
mot all slags bakterier.
13:44
To finish I'll just show you the strategy.
299
806000
3000
Avslutningsvis vil jeg vise dere strategien.
13:47
In this one I'm just using the interspecies molecule,
300
809000
2000
I denne her bruker jeg kun arts-uspesifikke molekylet,
13:49
but the logic is exactly the same.
301
811000
2000
men logikken bak er akkurat den samme.
13:51
What you know is that when that bacterium gets into the animal,
302
813000
3000
Dere vet at når bakterien kommer seg inn i dyret,
13:54
in this case, a mouse,
303
816000
2000
i dette tilfelle, en mus,
13:56
it doesn't initiate virulence right away.
304
818000
2000
vil den vente med å angripe verten.
13:58
It gets in, it starts growing, it starts secreting
305
820000
3000
Den kommer seg inn, vokser, utsondrer
14:01
its quorum sensing molecules.
306
823000
2000
sine quorum sensum molekyer.
14:03
It recognizes when it has enough bacteria
307
825000
2000
Den forstår når de er mange nok
14:05
that now they're going to launch their attack,
308
827000
2000
til å kunne gå til angrep,
14:07
and the animal dies.
309
829000
2000
og dyret vil til slutt dø.
14:09
What we've been able to do is to give these virulent infections,
310
831000
3000
Vi kunne gi slike voldsomme infeksjoner,
14:12
but we give them in conjunction with our anti-quorum sensing molecules --
311
834000
4000
men nå skjer de samtidig med vår anti-quorum sansing molekyler --
14:16
so these are molecules that look kind of like the real thing,
312
838000
2000
så dette er er molekyler som ser ut som "ekte vare",
14:18
but they're a little bit different which I've depicted on this slide.
313
840000
3000
bare en smule forskjellig, som jeg har avbildet på lysbildet.
14:21
What we now know is that if we treat the animal
314
843000
3000
Vi vet at når vi infiserer dyret med
14:24
with a pathogenic bacterium -- a multi-drug-resistant pathogenic bacterium --
315
846000
4000
et sykdomsframkallende bakterium -- et multi-resistent bakterium --
14:28
in the same time we give our anti-quorum sensing molecule,
316
850000
4000
samtidig som vi tilfører våre anti-quorum sansing molekyler,
14:32
in fact, the animal lives.
317
854000
2000
vil dyret faktisk klare seg.
14:34
We think that this is the next generation of antibiotics
318
856000
4000
Vi tror at at dette vil kunne bli neste generasjons antibiotikum
14:38
and it's going to get us around, at least initially,
319
860000
2000
og kunne holde oss i gang, i det minste til å begynne med,
14:40
this big problem of resistance.
320
862000
2000
holde dette store resistens problemet i sjakk.
14:42
What I hope you think, is that bacteria can talk to each other,
321
864000
3000
Jeg håper dere nå er enige i at bakterier kan snakke med hverandre,
14:45
they use chemicals as their words,
322
867000
3000
at de bruker kjemiske stoffer som sine ord,
14:48
they have an incredibly complicated chemical lexicon
323
870000
3000
at de har et meget komplisert kjemisk leksikon,
14:51
that we're just now starting to learn about.
324
873000
2000
som vi nettopp har begynt å forstå.
14:53
Of course what that allows bacteria to do
325
875000
3000
Og dette vil gjøre bakterier istand til å
14:56
is to be multicellular.
326
878000
2000
blir flercellet.
14:58
So in the spirit of TED they're doing things together
327
880000
3000
I tråd med med TED's ånd gjør de noe sammen
15:01
because it makes a difference.
328
883000
2000
for å utgjøre en forskjell.
15:03
What happens is that bacteria have these collective behaviors,
329
885000
4000
Bakterier har altså disse kollektive samhandlinger,
15:07
and they can carry out tasks
330
889000
2000
og de kan utføre ting,
15:09
that they could never accomplish
331
891000
2000
som de aldri kunne ha klart å gjøre
15:11
if they simply acted as individuals.
332
893000
2000
om de hadde opptredd som individer.
15:13
What I would hope that I could further argue to you
333
895000
3000
Jeg vil i tillegg forsøke å argumentere for
15:16
is that this is the invention of multicellularity.
334
898000
3000
at dette er også oppfinnelsen av "fler-cellet-liv".
15:19
Bacteria have been on the Earth for billions of years;
335
901000
4000
Bakterier har vært på denne jorden i milliarder av år.
15:23
humans, couple hundred thousand.
336
905000
2000
Mennesker -- noen hundre tusener.
15:25
We think bacteria made the rules
337
907000
2000
Vi tror at bakterier en gang lagde reglene
15:27
for how multicellular organization works.
338
909000
3000
for hvordan flercellete organisasjoner fungerer.
15:30
We think, by studying bacteria,
339
912000
3000
Vi tror at ved å studere bakterier,
15:33
we're going to be able to have insight about multicellularity in the human body.
340
915000
4000
vil vi få innsyn i flercellet liv i vår menneskelige kropp.
15:37
We know that the principles and the rules,
341
919000
2000
Vi vet at prinsippene og reglene,
15:39
if we can figure them out in these sort of primitive organisms,
342
921000
2000
om vi kan finne dem i disse mer eller mindre primitive organismer,
15:41
the hope is that they will be applied
343
923000
2000
og vi håper at dette vil kunne bli benyttet
15:43
to other human diseases and human behaviors as well.
344
925000
4000
i forbindelse med menneskelig sykdom og atferd.
15:47
I hope that what you've learned
345
929000
2000
Jeg håper dere nå kan se
15:49
is that bacteria can distinguish self from other.
346
931000
3000
at bakterier kan skille mellom seg selv og andre.
15:52
By using these two molecules they can say "me" and they can say "you."
347
934000
3000
Ved å bruke disse to molekyler kan de si "meg" og de kan si "deg".
15:55
Again of course that's what we do,
348
937000
2000
Dette er jo selvsagt noe vi også gjør,
15:57
both in a molecular way,
349
939000
2000
både molekylært
15:59
and also in an outward way,
350
941000
2000
men også på en utadvendt måte,
16:01
but I think about the molecular stuff.
351
943000
2000
men altså om molekylære ting.
16:03
This is exactly what happens in your body.
352
945000
2000
Dette er jo dette som skjer i kroppene deres.
16:05
It's not like your heart cells and your kidney cells get all mixed up every day,
353
947000
3000
Det er jo ikke slik at hjerteceller og nyreceller blander seg hver dag,
16:08
and that's because there's all of this chemistry going on,
354
950000
3000
og det er fordi det foregår denne kjemien,
16:11
these molecules that say who each of these groups of cells is,
355
953000
3000
disse molekylene som forteller hvilken av gruppene de tilhører,
16:14
and what their tasks should be.
356
956000
2000
og hvilke oppgaver de har.
16:16
Again, we think that bacteria invented that,
357
958000
3000
Jeg gjentar, vi tror bakterier fant opp dette,
16:19
and you've just evolved a few more bells and whistles,
358
961000
3000
og dere har kun utviklet en par triks på toppen,
16:22
but all of the ideas are in these simple systems that we can study.
359
964000
4000
men alle ideene finnes i disse enklere systemer som vi kan studere.
16:26
The final thing is, again just to reiterate that there's this practical part,
360
968000
4000
En siste ting, for å understreke at det finnes praktiske mulgheter her,
16:30
and so we've made these anti-quorum sensing molecules
361
972000
3000
og derfor har vi jo laget disse anti-quorum sansing molekyler
16:33
that are being developed as new kinds of therapeutics.
362
975000
3000
som er blitt utviklet som nye terapiformer.
16:36
But then, to finish with a plug for all the good and miraculous bacteria
363
978000
3000
Men for å avslutte med litt reklame for alle de gode og mirakuløse bakterier
16:39
that live on the Earth,
364
981000
2000
som lever på jorda,
16:41
we've also made pro-quorum sensing molecules.
365
983000
2000
vi har også konstruert noen pro-quorum sansing molekyler.
16:43
So, we've targeted those systems to make the molecules work better.
366
985000
3000
Vi har målrettet disse systemer slik at molekylene fungerer bedre.
16:46
Remember you have these 10 times or more bacterial cells
367
988000
4000
La oss huske at dere har 10 ganger eller mer bakterielle celler
16:50
in you or on you, keeping you healthy.
368
992000
2000
inn i dere og på dere, for å passe på helsa.
16:52
What we're also trying to do is to beef up the conversation
369
994000
3000
Vi prøver også å forbedre samtaleevnen
16:55
of the bacteria that live as mutualists with you,
370
997000
3000
til de bakterier som lever som mutualister med dere,
16:58
in the hopes of making you more healthy,
371
1000000
2000
på denne måten håper vi å gi dere bedre helse,
17:00
making those conversations better,
372
1002000
2000
ved å forbedre samtalen,
17:02
so bacteria can do things that we want them to do
373
1004000
3000
da vil bakterier kunne gjøre ting vi ønsker dem å gjøre
17:05
better than they would be on their own.
374
1007000
3000
bedre enn de ville ha klart uten hjelp.
17:08
Finally, I wanted to show you
375
1010000
2000
Til slutt vil jeg gjerne vise dere
17:10
this is my gang at Princeton, New Jersey.
376
1012000
2000
gjengen min ved Princeton, New Jersey.
17:12
Everything I told you about was discovered by someone in that picture.
377
1014000
4000
Alt jeg har berettet ble oppdaget av en eller annen på dette bildet.
17:16
I hope when you learn things,
378
1018000
2000
Forhåpentligvis når dere lærer nye ting,
17:18
like about how the natural world works --
379
1020000
2000
som f.eks. om naturen,
17:20
I just want to say that whenever you read something in the newspaper
380
1022000
3000
noe dere leser i avisa
17:23
or you get to hear some talk about something ridiculous in the natural world
381
1025000
3000
eller hører noe merkelig om naturen,
17:26
it was done by a child.
382
1028000
2000
vil dette være verket til et barn.
17:28
Science is done by that demographic.
383
1030000
2000
Vitenskap fungerer på denne demografiske måten.
17:30
All of those people are between 20 and 30 years old,
384
1032000
4000
Alle sammen her er mellom 20 og 30 år gamle,
17:34
and they are the engine that drives scientific discovery in this country.
385
1036000
4000
og de er motoren til vitenskapelig oppdagelse i dette landet.
17:38
It's a really lucky demographic to work with.
386
1040000
3000
Vi er virkelig heldig å kunne jobbe på denne måten.
17:41
I keep getting older and older and they're always the same age,
387
1043000
3000
Jeg selv blir eldre og eldre, men de er alltid i samme alder,
17:44
and it's just a crazy delightful job.
388
1046000
3000
og det er rett og slett en forferdelig morsom jobb.
17:47
I want to thank you for inviting me here.
389
1049000
2000
Takk for å ha invitert meg hit.
17:49
It's a big treat for me to get to come to this conference.
390
1051000
3000
Det er en stor glede for meg at jeg fikk komme til denne konferansen.
17:52
(Applause)
391
1054000
5000
(Applaus)
17:57
Thanks.
392
1059000
1000
Takk.
17:58
(Applause)
393
1060000
14000
(Klapping)
ABOUT THE SPEAKER
Bonnie Bassler - Molecular biologistBonnie Bassler studies how bacteria can communicate with one another, through chemical signals, to act as a unit. Her work could pave the way for new, more potent medicine.
Why you should listen
In 2002, bearing her microscope on a microbe that lives in the gut of fish, Bonnie Bassler isolated an elusive molecule called AI-2, and uncovered the mechanism behind mysterious behavior called quorum sensing -- or bacterial communication. She showed that bacterial chatter is hardly exceptional or anomolous behavior, as was once thought -- and in fact, most bacteria do it, and most do it all the time. (She calls the signaling molecules "bacterial Esperanto.")
The discovery shows how cell populations use chemical powwows to stage attacks, evade immune systems and forge slimy defenses called biofilms. For that, she's won a MacArthur "genius" grant -- and is giving new hope to frustrated pharmacos seeking new weapons against drug-resistant superbugs.
Bassler teaches molecular biology at Princeton, where she continues her years-long study of V. harveyi, one such social microbe that is mainly responsible for glow-in-the-dark sushi. She also teaches aerobics at the YMCA.
Bonnie Bassler | Speaker | TED.com