TED2009
Bonnie Bassler: How bacteria "talk"
Bonnie Bassler - Despre cum comunica bacteriile.
Filmed:
Readability: 4
2,683,171 views
Bonnie Bassler a descoperit că bacteriile "vorbesc" între ele, folosind un limbaj chimic care le permite să-și coordoneze apararea și să inițieze atacuri. Această descoperire are implicații uimitoare pentru domeniile medicinei, industriei și pentru propria noastră înțelegere .
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
Bacteriile sunt cele mai vechi organisme vii de pe Pământ.
00:21
They've been here for billions of years,
1
3000
2000
Se găsesc aici de miliarde de ani
00:23
and what they are are single-celled microscopic organisms.
2
5000
4000
și sunt organisme microscopice unicelulare.
00:27
So they are one cell and they have this special property
3
9000
3000
Sunt deci o singură celulă care au această trăsătură specială
00:30
that they only have one piece of DNA.
4
12000
2000
- au doar o bucată de ADN.
00:32
They have very few genes,
5
14000
2000
Au foarte puține gene
00:34
and genetic information to encode all of the traits that they carry out.
6
16000
4000
și informație genetică care să declanșeze toate acțiunile pe care le fac.
00:38
And the way bacteria make a living
7
20000
2000
Bacteriile trăiesc
00:40
is that they consume nutrients from the environment,
8
22000
3000
consumând nutrienți din mediul înconjurător,
00:43
they grow to twice their size, they cut themselves down in the middle,
9
25000
3000
își dublează mărimea, se înjumătățesc
00:46
and one cell becomes two, and so on and so on.
10
28000
3000
și dintr-o celulă apar două, și așa mai departe.
00:49
They just grow and divide, and grow and divide -- so a kind of boring life,
11
31000
4000
Cresc, se divizează, și cresc și se divizează - au o viață cam plictisitoare
00:53
except that what I would argue is that you have
12
35000
2000
dar eu aș vrea să demonstrez că aveți
00:55
an amazing interaction with these critters.
13
37000
3000
interacțiuni uimitoare cu aceste creaturi.
00:58
I know you guys think of yourself as humans, and this is sort of how I think of you.
14
40000
3000
Știu că voi vă considerați oameni și cam așa mă gândesc și eu la voi.
01:01
This man is supposed to represent
15
43000
2000
Acest om ar trebui să reprezinte
01:03
a generic human being,
16
45000
2000
o ființă umană obișnuită
01:05
and all of the circles in that man are all of the cells that make up your body.
17
47000
4000
și toate cercurile din acel om sunt toate celulele care formează corpul vostru.
01:09
There is about a trillion human cells that make each one of us
18
51000
3000
Există aproximativ un trilion (o mie de miliarde) de celule umane in fiecare din noi
01:12
who we are and able to do all the things that we do,
19
54000
3000
care ne definesc si ne permit să facem toate lucrurile pe care le facem,
01:15
but you have 10 trillion bacterial cells
20
57000
3000
dar aveți 10 trilioane de celule bacteriene
01:18
in you or on you at any moment in your life.
21
60000
2000
în voi sau pe voi în fiecare moment al vieții voastre.
01:20
So, 10 times more bacterial cells
22
62000
2000
Deci de 10 ori mai multe celule bacteriene
01:22
than human cells on a human being.
23
64000
3000
decât celule umane pe o ființa umană.
01:25
And of course it's the DNA that counts,
24
67000
2000
Și bineînțeles că ADN-ul este important,
01:27
so here's all the A, T, Gs and Cs
25
69000
2000
așa că iată toate moleculele A, T, G și C
01:29
that make up your genetic code, and give you all your charming characteristics.
26
71000
3000
care formează codul vostru genetic și vă dau toate trăsăturile fermecătoare.
01:32
You have about 30,000 genes.
27
74000
2000
Aveți cam 30.000 de gene.
01:34
Well it turns out you have 100 times more bacterial genes
28
76000
3000
Ei bine, se pare că aveți de 100 de ori mai multe gene bacteriene
01:37
playing a role in you or on you all of your life.
29
79000
4000
care joacă un rol în voi și în toată viața voastră
01:41
At the best, you're 10 percent human,
30
83000
3000
În cel mai bun caz sunteți 10 la sută umani,
01:44
but more likely about one percent human,
31
86000
2000
sau mai degrabă 1 la sută,
01:46
depending on which of these metrics you like.
32
88000
2000
în funcție de ce criteriu preferați.
01:48
I know you think of yourself as human beings,
33
90000
2000
Știu că vă considerați ființe umane,
01:50
but I think of you as 90 or 99 percent bacterial.
34
92000
4000
dar eu vă văd mai degrabă ca 90 sau 99 la sută material bacterian.
01:54
(Laughter)
35
96000
1000
(Râsete)
01:55
These bacteria are not passive riders,
36
97000
3000
Aceste bacterii nu sunt pasageri pasivi,
01:58
these are incredibly important, they keep us alive.
37
100000
3000
ele sunt incredibil de importante, ele ne țin în viață.
02:01
They cover us in an invisible body armor
38
103000
3000
Ele ne acoperă într-o platosă corporală invizibilă
02:04
that keeps environmental insults out
39
106000
2000
care respinge atacurile venite din mediul înconjurător
02:06
so that we stay healthy.
40
108000
2000
și ne menține sănătoși.
02:08
They digest our food, they make our vitamins,
41
110000
2000
Aceste bacterii ne digeră mâncarea, ne creează vitaminele,
02:10
they actually educate your immune system
42
112000
2000
și ne antrenează sistemul imunitar
02:12
to keep bad microbes out.
43
114000
2000
să respingă microbi dăunători.
02:14
So they do all these amazing things
44
116000
2000
Ele fac deci toate aceste lucruri uimitoare
02:16
that help us and are vital for keeping us alive,
45
118000
4000
care ne ajută și ne sunt vitale pentru supraviețuire,
02:20
and they never get any press for that.
46
122000
2000
dar nu au parte niciodată de atenția noastră.
02:22
But they get a lot of press because they do a lot of
47
124000
2000
Dar au o imagine proastă pentru că
02:24
terrible things as well.
48
126000
2000
fac și o grămadă de lucruri groaznice.
02:26
So, there's all kinds of bacteria on the Earth
49
128000
3000
Deci există tot felul de bacterii pe Pământ
02:29
that have no business being in you or on you at any time,
50
131000
3000
care nu au ce căuta în sau pe voi niciodată,
02:32
and if they are, they make you incredibly sick.
51
134000
4000
iar dacă au, vă îmbolnăvesc foarte grav.
02:36
And so, the question for my lab is whether you want to think about all the
52
138000
3000
A apărut, așadar, întrebarea pentru laboratorul meu, daca vrem să ne gândim
02:39
good things that bacteria do, or all the bad things that bacteria do.
53
141000
4000
la toate lucrurile bune pe care le fac bacteriile sau la toate cele rele.
02:43
The question we had is how could they do anything at all?
54
145000
2000
Întrebarea care a apărut a fost "Cum de pot totuși să facă ceva?"
02:45
I mean they're incredibly small,
55
147000
2000
Adică sunt incredibil de mici,
02:47
you have to have a microscope to see one.
56
149000
2000
îți trebuie un microscop ca să vezi una.
02:49
They live this sort of boring life where they grow and divide,
57
151000
3000
Au viața asta plictisitoare în care cresc și se divizează,
02:52
and they've always been considered to be these asocial reclusive organisms.
58
154000
5000
și dintotdeauna au fost considerate niste organisme solitare și asociale.
02:57
And so it seemed to us that they are just too small to have an impact
59
159000
3000
Așadar credeam că sunt pur și simplu prea mici pentru a avea vreun impact
03:00
on the environment
60
162000
2000
asupra mediului înconjurător
03:02
if they simply act as individuals.
61
164000
2000
dacă acționează individual.
03:04
And so we wanted to think if there couldn't be a different
62
166000
2000
Așa că am vrut să ne gândim dacă nu ar fi posibil
03:06
way that bacteria live.
63
168000
2000
un alt stil de viață al bacteriilor.
03:08
The clue to this came from another marine bacterium,
64
170000
4000
Indiciul pentru această idee a venit de la o altă bacterie marină,
03:12
and it's a bacterium called Vibrio fischeri.
65
174000
3000
și această bacterie se numește Vibrio fischeri.
03:15
What you're looking at on this slide is just a person from my lab
66
177000
3000
Ceea ce vedeți în acest slide este un membru al laboratorului meu
03:18
holding a flask of a liquid culture of a bacterium,
67
180000
3000
ținând o eprubetă cu o cultură lichidă de bacterii,
03:21
a harmless beautiful bacterium that comes from the ocean,
68
183000
3000
o bacterie frumoasă și inofensivă care provine din ocean,
03:24
named Vibrio fischeri.
69
186000
2000
numită Vibrio fischeri.
03:26
This bacterium has the special property that it makes light,
70
188000
3000
Această bacterie are caracteristica specială de a produce lumină,
03:29
so it makes bioluminescence,
71
191000
2000
deci produce bioluminescență,
03:31
like fireflies make light.
72
193000
2000
așa cum licuricii produc lumină.
03:33
We're not doing anything to the cells here.
73
195000
2000
Noi nu intervenim cu nimic asupra acestor celule.
03:35
We just took the picture by turning the lights off in the room,
74
197000
2000
Noi doar am făcut o fotografie după ce am stins lumina în cameră,
03:37
and this is what we see.
75
199000
2000
și asta e ceea ce vedeți.
03:39
What was actually interesting to us
76
201000
2000
Ceea ce ne-a interesat pe noi
03:41
was not that the bacteria made light,
77
203000
2000
nu a fost că bacteria producea lumină,
03:43
but when the bacteria made light.
78
205000
2000
ci când anume o producea.
03:45
What we noticed is when the bacteria were alone,
79
207000
3000
Ceea ce am observat este că dacă bacteriile erau singure,
03:48
so when they were in dilute suspension, they made no light.
80
210000
3000
adică se găseau într-o soluție diluată, nu produceau lumină.
03:51
But when they grew to a certain cell number
81
213000
2000
Dar când se înmulțeau și ajungeau la un anumit număr
03:53
all the bacteria turned on light simultaneously.
82
215000
4000
toate bacteriile deveneau luminoase simultan.
03:57
The question that we had is how can bacteria, these primitive organisms,
83
219000
4000
Întrebarea care a apărut a fost cum de pot bacteriile, aceste organisme primitive,
04:01
tell the difference from times when they're alone,
84
223000
2000
să facă diferența între momentele când sunt singure,
04:03
and times when they're in a community,
85
225000
2000
și momentele când sunt într-o comunitate,
04:05
and then all do something together.
86
227000
3000
ca apoi să facă toate ceva împreună.
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
Ne-am dat seama că felul în care resușesc să facă asta este vorbind între ele,
04:12
and they talk with a chemical language.
88
234000
2000
și vorbesc printr-un limbaj chimic.
04:14
This is now supposed to be my bacterial cell.
89
236000
3000
Aceasta reprezintă celula mea bacterială.
04:17
When it's alone it doesn't make any light.
90
239000
3000
Când este singură nu produce deloc lumină.
04:20
But what it does do is to make and secrete small molecules
91
242000
4000
Dar, ceea ce face este să elimine mici molecule
04:24
that you can think of like hormones,
92
246000
2000
oarecum ca și hormonii,
04:26
and these are the red triangles, and when the bacteria is alone
93
248000
3000
și astea sunt reprezentate de triunghiurile roșii, și când bacteria este singură
04:29
the molecules just float away and so no light.
94
251000
3000
moleculele se împrăștie și nu apare lumină.
04:32
But when the bacteria grow and double
95
254000
2000
Dar când bacteriile cresc și se înmulțesc
04:34
and they're all participating in making these molecules,
96
256000
3000
și toate participă la creearea acestor molecule,
04:37
the molecule -- the extracellular amount of that molecule
97
259000
4000
molecula - cantitatea extracelulară a acelei molecule
04:41
increases in proportion to cell number.
98
263000
3000
crește proporțional cu numărul celulelor.
04:44
And when the molecule hits a certain amount
99
266000
2000
Și când molecula ajunge la o anumită cantitate
04:46
that tells the bacteria how many neighbors there are,
100
268000
3000
asta transmite bacteriilor câți vecini au,
04:49
they recognize that molecule
101
271000
2000
ele recunosc acea moleculă
04:51
and all of the bacteria turn on light in synchrony.
102
273000
3000
și toate bacteriile devin luminoase exact în același timp.
04:54
That's how bioluminescence works --
103
276000
2000
Așa funcționează bioluminescența -
04:56
they're talking with these chemical words.
104
278000
2000
bacteriile vorbesc prin aceste cuvinte chimice.
04:58
The reason that Vibrio fischeri is doing that comes from the biology.
105
280000
4000
Motivul pentru care Vibrio fischeri funcționează așa vine din biologie.
05:02
Again, another plug for the animals in the ocean,
106
284000
3000
Din nou, o altă reclamă pentru animalele din ocean,
05:05
Vibrio fischeri lives in this squid.
107
287000
3000
Vibrio fischeri trăiește în această sepie.
05:08
What you are looking at is the Hawaiian Bobtail Squid,
108
290000
2000
Ceea ce vedeți este sepia hawaiiana încolăcită,
05:10
and it's been turned on its back,
109
292000
2000
și a fost întoarsă pe spate,
05:12
and what I hope you can see are these two glowing lobes
110
294000
3000
și sper că puteți vedea acești doi lobi strălucitori
05:15
and these house the Vibrio fischeri cells,
111
297000
3000
care găzduiesc celulele Vibrio fischeri,
05:18
they live in there, at high cell number
112
300000
2000
care trăiesc în interior, într-un număr mare
05:20
that molecule is there, and they're making light.
113
302000
2000
molecula este acolo și ele produc lumină.
05:22
The reason the squid is willing to put up with these shenanigans
114
304000
3000
Motivul pentru care sepia acceptă mișmașurile astea
05:25
is because it wants that light.
115
307000
2000
este că are nevoie de lumină.
05:27
The way that this symbiosis works
116
309000
2000
Felul în care funcționează această simbioză
05:29
is that this little squid lives just off the coast of Hawaii,
117
311000
4000
este că această sepie trăiește chiar lângă coasta din Hawaii,
05:33
just in sort of shallow knee-deep water.
118
315000
2000
în apă adâncă până la genunchi.
05:35
The squid is nocturnal, so during the day
119
317000
3000
Sepia este nocturnă, așa că în timpul zilei
05:38
it buries itself in the sand and sleeps,
120
320000
2000
se îngroapă în nisip și doarme,
05:40
but then at night it has to come out to hunt.
121
322000
3000
dar noaptea trebuie să iasă și să vâneze.
05:43
On bright nights when there is lots of starlight or moonlight
122
325000
2000
În nopțile cu multă lumină de la Lună și stele
05:45
that light can penetrate the depth of the water
123
327000
3000
acea lumină poate pătrunde în apa în care
05:48
the squid lives in, since it's just in those couple feet of water.
124
330000
3000
trăiește sepia, fiind puțin adâncă.
05:51
What the squid has developed is a shutter
125
333000
3000
Ceea ce a dezvoltat sepia este o diafragmă
05:54
that can open and close over this specialized light organ housing the bacteria.
126
336000
4000
care se poate închide și deschide peste acest organ luminos în care trăiesc bacteriile.
05:58
Then it has detectors on its back
127
340000
2000
Sepia are detectori pe spate
06:00
so it can sense how much starlight or moonlight is hitting its back.
128
342000
4000
prin care simte câtă lumină de la Lună și stele ajunge pe spatele său.
06:04
And it opens and closes the shutter
129
346000
2000
Și deschide și închide diafragma
06:06
so the amount of light coming out of the bottom --
130
348000
2000
astfel încât cantitatea de lumină care apare dedesubt -
06:08
which is made by the bacterium --
131
350000
2000
lumină produsă de bacterii -
06:10
exactly matches how much light hits the squid's back,
132
352000
2000
să fie identică ca și formă cu lumina care ajunge pe spatele sepiei,
06:12
so the squid doesn't make a shadow.
133
354000
2000
astfel încât sepia nu lasă nici o umbră.
06:14
It actually uses the light from the bacteria
134
356000
3000
Folosește de fapt lumina bacteriilor
06:17
to counter-illuminate itself in an anti-predation device
135
359000
3000
ca să se contra-ilumineze și să se camufleze
06:20
so predators can't see its shadow,
136
362000
2000
astfel încât prădatorii să nu-i poată vedea umbra,
06:22
calculate its trajectory, and eat it.
137
364000
2000
calcula traiectoria și să o mănânce.
06:24
This is like the stealth bomber of the ocean.
138
366000
3000
Acesta e echivalentul oceanic al bombardierelor care nu apar pe radar.
06:27
(Laughter)
139
369000
1000
(Râsete)
06:28
But then if you think about it, the squid has this terrible problem
140
370000
3000
Dar dacă te gândești bine, sepia are de fapt o problemă groaznică
06:31
because it's got this dying, thick culture of bacteria
141
373000
3000
pentru că are această cultură mare, pe moarte, de bacterii
06:34
and it can't sustain that.
142
376000
2000
pe care nu o poate susține.
06:36
And so what happens is every morning when the sun comes up
143
378000
2000
Așa că în fiecare dimineață când răsare soarele
06:38
the squid goes back to sleep, it buries itself in the sand,
144
380000
3000
sepia se duce la culcare, se îngroapă în nisip,
06:41
and it's got a pump that's attached to its circadian rhythm,
145
383000
3000
și are o pompă atașată la ritmul ei circadian,
06:44
and when the sun comes up it pumps out like 95 percent of the bacteria.
146
386000
5000
și când răsare soarele elimină cam 95 la sută din bacterii.
06:49
Now the bacteria are dilute, that little hormone molecule is gone,
147
391000
3000
Acum bacteriile sunt diluate, mica moleculă hormonală a dispărut,
06:52
so they're not making light --
148
394000
2000
așa că nu mai produc lumină -
06:54
but of course the squid doesn't care. It's asleep in the sand.
149
396000
2000
dar bineînteles că puțin îi pasă sepiei. Ea doarme în nisip.
06:56
And as the day goes by the bacteria double,
150
398000
2000
Și pe parcursul zilei bacteriile se înmulțesc,
06:58
they release the molecule, and then light comes on
151
400000
3000
elimină molecula, și apare lumina
07:01
at night, exactly when the squid wants it.
152
403000
3000
noaptea, exact când are nevoie sepia de ea.
07:04
First we figured out how this bacterium does this,
153
406000
3000
Prima dată ne-am dat seama cum bacteriile fac asta,
07:07
but then we brought the tools of molecular biology to this
154
409000
3000
dar apoi am adus uneltele biologiei moleculare
07:10
to figure out really what's the mechanism.
155
412000
2000
pentru a ne da seama care este mecanismul de fapt.
07:12
And what we found -- so this is now supposed to be, again, my bacterial cell --
156
414000
4000
Și ceea ce am aflat - aceasta ar trebui să fie, din nou, celula mea bacterială -
07:16
is that Vibrio fischeri has a protein --
157
418000
2000
este că Vibrio fischeri are o proteină -
07:18
that's the red box -- it's an enzyme that makes
158
420000
3000
asta e dreptunghiul roșu - o enzimă care produce
07:21
that little hormone molecule, the red triangle.
159
423000
3000
acea moleculă mică - triunghiul roșu.
07:24
And then as the cells grow, they're all releasing that molecule
160
426000
2000
Și pe măsură ce celulele se înmulțesc, elimină această moleculă
07:26
into the environment, so there's lots of molecule there.
161
428000
3000
în mediul înconjurător, așa că sunt o grămadă de molecule acolo.
07:29
And the bacteria also have a receptor on their cell surface
162
431000
4000
Și bacteria are de asemenea un receptor pe suprafața celulei
07:33
that fits like a lock and key with that molecule.
163
435000
3000
care se potrivește precum o încuietoare cu o cheie cu acea moleculă.
07:36
These are just like the receptors on the surfaces of your cells.
164
438000
3000
Aceștia sunt ca și receptorii de pe suprafața celulelor voastre.
07:39
When the molecule increases to a certain amount --
165
441000
3000
Când molecula crește ajunge la o anumită cantitate -
07:42
which says something about the number of cells --
166
444000
2000
care spune ceva despre numărul de celule -
07:44
it locks down into that receptor
167
446000
2000
se blochează în acel receptor
07:46
and information comes into the cells
168
448000
2000
și informația ajunge în celule
07:48
that tells the cells to turn on
169
450000
2000
care spune celulelor să înceapă
07:50
this collective behavior of making light.
170
452000
3000
comportamentul lor colectiv de producere a luminii.
07:53
Why this is interesting is because in the past decade
171
455000
3000
De ce e asta așa de interesant e pentru că în ultimul deceniu
07:56
we have found that this is not just some anomaly
172
458000
2000
am descoperit că nu este doar o anomalie
07:58
of this ridiculous, glow-in-the-dark bacterium that lives in the ocean --
173
460000
3000
a acestei ridicole bacterii care strălucește în întuneric din ocean -
08:01
all bacteria have systems like this.
174
463000
3000
toate bacteriile au sisteme asemănătoare.
08:04
So now what we understand is that all bacteria can talk to each other.
175
466000
3000
Acum ne-am dat seama că bacteriile pot vorbi unele cu altele.
08:07
They make chemical words, they recognize those words,
176
469000
3000
Ele creează cuvinte chimice, recunosc aceste cuvinte,
08:10
and they turn on group behaviors
177
472000
2000
și declanșează comportamente de grup
08:12
that are only successful when all of the cells participate in unison.
178
474000
5000
care au succes doar când toate celulele participă la unison.
08:17
We have a fancy name for this: we call it quorum sensing.
179
479000
3000
Avem un nume sofisticat pentru asta, îi spunem "simțul cvorumului".
08:20
They vote with these chemical votes,
180
482000
2000
Bacteriile votează cu aceste cuvinte chimice,
08:22
the vote gets counted, and then everybody responds to the vote.
181
484000
4000
voturile se numără, și apoi toată lumea răspunde votului.
08:26
What's important for today's talk
182
488000
2000
Ceea ce este important în prezentarea de azi
08:28
is that we know that there are hundreds of behaviors
183
490000
2000
este că știm că sunt sute de comportamente
08:30
that bacteria carry out in these collective fashions.
184
492000
3000
pe care bacteriile le pot îndeplini în mod colectiv.
08:33
But the one that's probably the most important to you is virulence.
185
495000
3000
Dar cel care este probabil cel mai important pentru voi este comporamentul virulent.
08:36
It's not like a couple bacteria get in you
186
498000
3000
Nu e ca și când câteva bacterii ajung în voi
08:39
and they start secreting some toxins --
187
501000
2000
și încep să elimine niște toxine -
08:41
you're enormous, that would have no effect on you. You're huge.
188
503000
3000
sunteți enormi, asta nu ar avea nici un efect asupra voastră. Sunteți gigantici.
08:44
What they do, we now understand,
189
506000
3000
Ceea ce facem, acuma ne-am dat seama,
08:47
is they get in you, they wait, they start growing,
190
509000
3000
este că pătrund în voi, așteaptă, încep să se înmulțească,
08:50
they count themselves with these little molecules,
191
512000
2000
se numără între ele cu ajutorul acestor molecule mici
08:52
and they recognize when they have the right cell number
192
514000
2000
și știu când au numărul necesar de celule
08:54
that if all of the bacteria launch their virulence attack together,
193
516000
4000
astfel încât dacă toate bacteriile își lansează atacul lor virulent împreună,
08:58
they are going to be successful at overcoming an enormous host.
194
520000
4000
vor avea succes în cucerirea unei gazde enorme.
09:02
Bacteria always control pathogenicity with quorum sensing.
195
524000
4000
Bacteriile controlează întodeauna patogenicitatea cu ajutorul simțului cvorumului.
09:06
That's how it works.
196
528000
2000
Acesta este mecanismul.
09:08
We also then went to look at what are these molecules --
197
530000
3000
Ne-am uitat de asemenea la ce sunt aceste molecule -
09:11
these were the red triangles on my slides before.
198
533000
3000
aceste triunghiuri roșii de pe imaginile mele de mai devreme.
09:14
This is the Vibrio fischeri molecule.
199
536000
2000
Aceasta este molecula Vibrio fischeri.
09:16
This is the word that it talks with.
200
538000
2000
Acesta este cuvântul prin care vorbește.
09:18
So then we started to look at other bacteria,
201
540000
2000
Așa că am început să ne uităm la alte bacterii,
09:20
and these are just a smattering of the molecules that we've discovered.
202
542000
3000
și acestea sunt doar o mica fracțiune din moleculele pe care le-am descoperit.
09:23
What I hope you can see
203
545000
2000
Ceea ce sper că puteți vedea
09:25
is that the molecules are related.
204
547000
2000
este faptul că moleculele sunt înrudite.
09:27
The left-hand part of the molecule is identical
205
549000
2000
Partea din stânga a moleculei este identică
09:29
in every single species of bacteria.
206
551000
3000
în fiecare specie de bacterie.
09:32
But the right-hand part of the molecule is a little bit different in every single species.
207
554000
4000
Dar partea dreaptă a moleculei este ușor diferită în fiecare specie.
09:36
What that does is to confer
208
558000
2000
Această caracteristică conferă
09:38
exquisite species specificities to these languages.
209
560000
4000
caracteristici deosebite speciilor care folosesc aceste limbaje.
09:42
Each molecule fits into its partner receptor and no other.
210
564000
4000
Fiecare moleculă se potrivește în receptorul partener și doar în acesta.
09:46
So these are private, secret conversations.
211
568000
3000
Așadar acestea sunt un fel de conversații secrete, ascunse.
09:49
These conversations are for intraspecies communication.
212
571000
4000
Aceste conversații sunt pentru comunicarea în cadrul speciei.
09:53
Each bacteria uses a particular molecule that's its language
213
575000
4000
Fiecare bacterie folosește o moleculă specifică care este limbajul său,
09:57
that allows it to count its own siblings.
214
579000
4000
care îi permite să facă un recensământ.
10:01
Once we got that far we thought
215
583000
2000
Odată ce am ajuns atât de departe ne-am dat seama
10:03
we were starting to understand that bacteria have these social behaviors.
216
585000
3000
că aceste bacterii au comportamente sociale.
10:06
But what we were really thinking about is that most of the time
217
588000
3000
Dar ceea ce ne-a intrigat este faptul că, majoritatea timpului
10:09
bacteria don't live by themselves, they live in incredible mixtures,
218
591000
3000
bacteriile nu trăiesc izolate, ci într-un amestec incredibil
10:12
with hundreds or thousands of other species of bacteria.
219
594000
4000
cu sute sau mii de specii de alte bacterii.
10:16
And that's depicted on this slide. This is your skin.
220
598000
3000
Și asta este descris în această planșă. Aceasta este pielea voastră.
10:19
So this is just a picture -- a micrograph of your skin.
221
601000
3000
Așadar aceasta este doar o imagine - o micografie a pielii voastre.
10:22
Anywhere on your body, it looks pretty much like this,
222
604000
2000
Oriunde pe corpul vostru, arată cam așa,
10:24
and what I hope you can see is that there's all kinds of bacteria there.
223
606000
4000
și sper că reușiți să vedeți că sunt tot felul de bacterii acolo.
10:28
And so we started to think if this really is about communication in bacteria,
224
610000
4000
Așa că am început să ne gândim că dacă este cu adevărat vorba despre comunicare intrabacteriană
10:32
and it's about counting your neighbors,
225
614000
2000
și dacă este vorba de recensământul vecinilor,
10:34
it's not enough to be able to only talk within your species.
226
616000
3000
nu este suficient să poți vorbi doar cu specia ta.
10:37
There has to be a way to take a census
227
619000
2000
Trebuie să fie o metodă de a număra
10:39
of the rest of the bacteria in the population.
228
621000
3000
restul bacteriilor din populație.
10:42
So we went back to molecular biology
229
624000
2000
Așa ca ne-am reîntors la biologia moleculară
10:44
and started studying different bacteria,
230
626000
2000
și am început să studiem diferite bacterii,
10:46
and what we've found now is that
231
628000
2000
și ceea ce am descoperit este că,
10:48
in fact, bacteria are multilingual.
232
630000
2000
de fapt, bacteriile sunt poliglote.
10:50
They all have a species-specific system --
233
632000
3000
Toate au un sistem specific speciei -
10:53
they have a molecule that says "me."
234
635000
2000
au o moleculă care spune "eu".
10:55
But then, running in parallel to that is a second system
235
637000
3000
Dar, în paralel, au un sistem secundar
10:58
that we've discovered, that's generic.
236
640000
2000
care am descoperit că este universal.
11:00
So, they have a second enzyme that makes a second signal
237
642000
3000
Așadar, ele au o a doua enzimă care emite un al doilea semnal
11:03
and it has its own receptor,
238
645000
2000
și are propriul receptor,
11:05
and this molecule is the trade language of bacteria.
239
647000
3000
și această moleculă este limba comună a bacteriilor.
11:08
It's used by all different bacteria
240
650000
2000
Este folosită de toate bacteriile, indiferent cât de diferite sunt
11:10
and it's the language of interspecies communication.
241
652000
4000
și este limbajul comunicării între specii.
11:14
What happens is that bacteria are able to count
242
656000
3000
Astfel bacteriile sunt în stare să numere
11:17
how many of me and how many of you.
243
659000
3000
câte sunt de fiecare fel.
11:20
They take that information inside,
244
662000
2000
Folosesc această informație
11:22
and they decide what tasks to carry out
245
664000
2000
pentru a decide cum să acționeze
11:24
depending on who's in the minority and who's in the majority
246
666000
4000
în funcție de cine este în minoritate și cine este în majoritate
11:28
of any given population.
247
670000
2000
într-o anumită populație.
11:30
Then again we turn to chemistry,
248
672000
2000
Apoi, din nou ne-am întors la chimie,
11:32
and we figured out what this generic molecule is --
249
674000
3000
și ne-am dat seama care anume este această moleculă universală -
11:35
that was the pink ovals on my last slide, this is it.
250
677000
3000
adică ovalurile roz din imaginea anterioară.
11:38
It's a very small, five-carbon molecule.
251
680000
2000
Este o moleculă foarte mică cu cinci atomi de carbon.
11:40
What the important thing is that we learned
252
682000
3000
Descoperirea importantă este
11:43
is that every bacterium has exactly the same enzyme
253
685000
3000
că fiecare bacterie are exact aceași enzimă
11:46
and makes exactly the same molecule.
254
688000
2000
și produce exact aceeași moleculă.
11:48
So they're all using this molecule
255
690000
2000
Așa că folosesc toate această moleculă
11:50
for interspecies communication.
256
692000
2000
pentru comunicarea între specii.
11:52
This is the bacterial Esperanto.
257
694000
3000
Acesta este Esperanto-ul bacterial.
11:55
(Laughter)
258
697000
1000
(Râsete)
11:56
Once we got that far, we started to learn
259
698000
2000
Odată ce am ajuns așa de departe, am început să ne dăm seama
11:58
that bacteria can talk to each other with this chemical language.
260
700000
3000
că bacteriile pot vorbi între ele folosind acest limbaj chimic.
12:01
But what we started to think is that maybe there is something
261
703000
2000
Dar am început să ne gândim că am putea folosi
12:03
practical that we can do here as well.
262
705000
2000
descoperirile acestea.
12:05
I've told you that bacteria do have all these social behaviors,
263
707000
3000
V-am spus că bacteriile au toate aceste comportamente sociale,
12:08
they communicate with these molecules.
264
710000
3000
ele comunică prin aceste molecule.
12:11
Of course, I've also told you that one of the important things they do
265
713000
3000
Și v-am mai spus că unul din lucrurile importante pe care le fac
12:14
is to initiate pathogenicity using quorum sensing.
266
716000
3000
este să inițieze atacuri patogene folosind simțul cvorumului.
12:17
We thought, what if we made these bacteria
267
719000
2000
Ne-am gândit "Ce-ar fi dacă le-am face pe bacteriile astea
12:19
so they can't talk or they can't hear?
268
721000
3000
să nu mai vorbească sau să nu mai audă?"
12:22
Couldn't these be new kinds of antibiotics?
269
724000
3000
Nu ar putea fi acestea un nou tip de antibiotice?
12:25
Of course, you've just heard and you already know
270
727000
2000
Desigur, tocmai ați auzit sau știți deja
12:27
that we're running out of antibiotics.
271
729000
2000
că avem o mare lipsă de antibiotice.
12:29
Bacteria are incredibly multi-drug-resistant right now,
272
731000
3000
Bacteriile sunt incredibil de rezistente la medicamente acum,
12:32
and that's because all of the antibiotics that we use kill bacteria.
273
734000
4000
și asta e din cauza tuturor antibioticelor pe care le folosim ca să omorâm bacteriile.
12:36
They either pop the bacterial membrane,
274
738000
2000
Antibioticele fie sparg membrana bacteriană,
12:38
they make the bacterium so it can't replicate its DNA.
275
740000
3000
fie opresc bacteriile să-și reproducă ADN-ul.
12:41
We kill bacteria with traditional antibiotics
276
743000
3000
Ucidem bacteriile cu antibioticele tradiționale
12:44
and that selects for resistant mutants.
277
746000
2000
și asta selectează mutanții rezistenți.
12:46
And so now of course we have this global problem
278
748000
3000
Așa că acum avem, bineînțeles, această problemă globală
12:49
in infectious diseases.
279
751000
2000
a bolilor infecțioase.
12:51
We thought, well what if we could sort of do behavior modifications,
280
753000
3000
Și ne-am întrebat: "Ce-ar fi dacă am reuși să le modificăm comportamentul,
12:54
just make these bacteria so they can't talk, they can't count,
281
756000
3000
în așa fel încât bacteriile să nu poată sa vorbească, să numere
12:57
and they don't know to launch virulence.
282
759000
3000
și să nu știe să lanseze un atac virulent?"
13:00
And so that's exactly what we've done, and we've sort of taken two strategies.
283
762000
3000
Așa că exact asta am făcut și am folosit oarecum două strategii.
13:03
The first one is we've targeted
284
765000
2000
Prima a fost să țintim
13:05
the intraspecies communication system.
285
767000
3000
sistemul de comunicare dintre specii.
13:08
So we made molecules that look kind of like the real molecules --
286
770000
3000
Așa că am creat molecule care arată aproape la fel ca cele reale -
13:11
which you saw -- but they're a little bit different.
287
773000
2000
pe care le-ați văzut - dar sunt puțin diferite.
13:13
And so they lock into those receptors,
288
775000
2000
Așa că, ele se blochează în acei receptori
13:15
and they jam recognition of the real thing.
289
777000
3000
si blochează recunoașterea celor reali.
13:18
By targeting the red system,
290
780000
2000
Țintind sistemul roșu,
13:20
what we are able to do is to make
291
782000
2000
ceea ce suntem în stare să facem sunt
13:22
species-specific, or disease-specific, anti-quorum sensing molecules.
292
784000
5000
molecule specifice speciei, sau molecule specifice bolii, împotriva simțului
13:27
We've also done the same thing with the pink system.
293
789000
3000
Am făcut la fel și cu sistemul roz.
13:30
We've taken that universal molecule and turned it around a little bit
294
792000
3000
Am luat acea moleculă universală și am învârtit-o un pic
13:33
so that we've made antagonists
295
795000
2000
și am reușit să creăm inhibitori
13:35
of the interspecies communication system.
296
797000
2000
ai sistemului de comunicare între specii.
13:37
The hope is that these will be used as broad-spectrum antibiotics
297
799000
5000
Speranța este că acestea vor fi folosite ca antibiotice de spectru larg,
13:42
that work against all bacteria.
298
804000
2000
care funcționează împotriva tuturor bacteriilor.
13:44
To finish I'll just show you the strategy.
299
806000
3000
În încheiere vă voi arăta strategia.
13:47
In this one I'm just using the interspecies molecule,
300
809000
2000
În cazul acesta voi folosi doar molecula dintre specii,
13:49
but the logic is exactly the same.
301
811000
2000
dar logica este exact aceași.
13:51
What you know is that when that bacterium gets into the animal,
302
813000
3000
Ceea ce știți este că în momentul în care o bacterie pătrunde într-un animal,
13:54
in this case, a mouse,
303
816000
2000
în cazul acesta un șoarece,
13:56
it doesn't initiate virulence right away.
304
818000
2000
nu declanșează atacul virulent pe loc.
13:58
It gets in, it starts growing, it starts secreting
305
820000
3000
Pătrunde, începe să se înmulțească, începe să secrete
14:01
its quorum sensing molecules.
306
823000
2000
moleculele simțului cvorumului.
14:03
It recognizes when it has enough bacteria
307
825000
2000
Recunoaște când sunt suficiente bacterii,
14:05
that now they're going to launch their attack,
308
827000
2000
că urmează să lanseze atacul lor
14:07
and the animal dies.
309
829000
2000
și animalul moare.
14:09
What we've been able to do is to give these virulent infections,
310
831000
3000
Ceea ce am reușit să facem este să administrăm aceste infecții virulente,
14:12
but we give them in conjunction with our anti-quorum sensing molecules --
311
834000
4000
dar le-am administrat împreună cu moleculele noastre împotriva simțului cvorumului -
14:16
so these are molecules that look kind of like the real thing,
312
838000
2000
deci aceste molecule sunt asemănătoare cu cele reale,
14:18
but they're a little bit different which I've depicted on this slide.
313
840000
3000
dar sunt puțin diferite după cum se vede pe această imagine.
14:21
What we now know is that if we treat the animal
314
843000
3000
Ceea ce știm este că dacă tratăm animalul
14:24
with a pathogenic bacterium -- a multi-drug-resistant pathogenic bacterium --
315
846000
4000
cu o bacterie patogenică - o bacterie patogenică rezistentă la mai multe medicamente -
14:28
in the same time we give our anti-quorum sensing molecule,
316
850000
4000
și în același timp administrăm molecula noastră împotriva simțului cvorumului,
14:32
in fact, the animal lives.
317
854000
2000
de fapt animalul trăiește.
14:34
We think that this is the next generation of antibiotics
318
856000
4000
Noi credem că aceasta este generația următoare de antibiotice
14:38
and it's going to get us around, at least initially,
319
860000
2000
și ne vor ajuta să depășim, cel puțin inițial,
14:40
this big problem of resistance.
320
862000
2000
această mare problemă a rezistenței (la antibiotice).
14:42
What I hope you think, is that bacteria can talk to each other,
321
864000
3000
Ceea ce sper că v-am convins este că bacteriile vorbesc între ele,
14:45
they use chemicals as their words,
322
867000
3000
folosesc molecule drept cuvinte,
14:48
they have an incredibly complicated chemical lexicon
323
870000
3000
au un lexicon chimic incredibil de complicat
14:51
that we're just now starting to learn about.
324
873000
2000
despre care de abia acum începem să ne dăm seama.
14:53
Of course what that allows bacteria to do
325
875000
3000
Bineînțeles, asta le permite de asemenea bacteriilor
14:56
is to be multicellular.
326
878000
2000
să fie multicelulare.
14:58
So in the spirit of TED they're doing things together
327
880000
3000
Așa că, parafrazând atmosfera de la TED, ele fac lucruri împreună
15:01
because it makes a difference.
328
883000
2000
pentru că așa fac diferența.
15:03
What happens is that bacteria have these collective behaviors,
329
885000
4000
Ceea ce se întâmplă este că bacteriile au aceste comportamente colective,
15:07
and they can carry out tasks
330
889000
2000
și pot să ducă la bun sfârșit sarcini
15:09
that they could never accomplish
331
891000
2000
pe care nu le-ar putea realiza
15:11
if they simply acted as individuals.
332
893000
2000
dacă ar acționa ca simpli indivizi.
15:13
What I would hope that I could further argue to you
333
895000
3000
Ceea ce sper că aș putea să vă demonstrez mai departe
15:16
is that this is the invention of multicellularity.
334
898000
3000
este că aceasta este inventarea multicelularității.
15:19
Bacteria have been on the Earth for billions of years;
335
901000
4000
Bacteriile au existat pe Pămând de miliarde de ani.
15:23
humans, couple hundred thousand.
336
905000
2000
Oamenii - de vreo două sute de mii.
15:25
We think bacteria made the rules
337
907000
2000
Credem că bacteriile au creeat regulile
15:27
for how multicellular organization works.
338
909000
3000
pentru felul în care funcționează organizațiile multicelulare.
15:30
We think, by studying bacteria,
339
912000
3000
Credem că, studiind bacteriile,
15:33
we're going to be able to have insight about multicellularity in the human body.
340
915000
4000
vom fi în stare să înțelegem mai bine multicelularitatea din corpul uman.
15:37
We know that the principles and the rules,
341
919000
2000
Știm că principiile și regulile,
15:39
if we can figure them out in these sort of primitive organisms,
342
921000
2000
dacă reușim să le înțelegem în aceste organisme oarecum primitive,
15:41
the hope is that they will be applied
343
923000
2000
speranța este că se vor aplica
15:43
to other human diseases and human behaviors as well.
344
925000
4000
si altor boli și comportamente umane de asemenea.
15:47
I hope that what you've learned
345
929000
2000
Sper că v-ați convins
15:49
is that bacteria can distinguish self from other.
346
931000
3000
că bacteriile știu să se deosebească între ele.
15:52
By using these two molecules they can say "me" and they can say "you."
347
934000
3000
Folosind aceste două molecule ele pot spune "eu" și pot spune "tu".
15:55
Again of course that's what we do,
348
937000
2000
Din nou, bineînțeles, asta facem și noi,
15:57
both in a molecular way,
349
939000
2000
atât la nivel molecular,
15:59
and also in an outward way,
350
941000
2000
ca și la nivel exterior,
16:01
but I think about the molecular stuff.
351
943000
2000
dar acum mă refer la chestia moleculară.
16:03
This is exactly what happens in your body.
352
945000
2000
Exact asta se întâmplă și în corpul nostru.
16:05
It's not like your heart cells and your kidney cells get all mixed up every day,
353
947000
3000
Nu e ca și când celulele inimii și cele ale ficatului se amestecă zilnic
16:08
and that's because there's all of this chemistry going on,
354
950000
3000
și asta din cauză că există toate procesele astea chimice,
16:11
these molecules that say who each of these groups of cells is,
355
953000
3000
aceste molecule care spun cine este fiecare grup din aceste celule
16:14
and what their tasks should be.
356
956000
2000
și care este rolul lor.
16:16
Again, we think that bacteria invented that,
357
958000
3000
Din nou, credem că bacteriile au inventat asta,
16:19
and you've just evolved a few more bells and whistles,
358
961000
3000
și noi doar am adăugat ceva brizbrizuri,
16:22
but all of the ideas are in these simple systems that we can study.
359
964000
4000
dar toate aceste idei se găsesc în sistemele simple pe care le putem studia.
16:26
The final thing is, again just to reiterate that there's this practical part,
360
968000
4000
In final, din nou, aș vrea să accentuez că există o parte practică
16:30
and so we've made these anti-quorum sensing molecules
361
972000
3000
am creat aceste molecule împotriva simțului cvorumului
16:33
that are being developed as new kinds of therapeutics.
362
975000
3000
care sunt dezvoltate ca metode noi de terapie.
16:36
But then, to finish with a plug for all the good and miraculous bacteria
363
978000
3000
Dar, ca să termin cu un aspect pozitiv față de toate aceste bacterii bune și miraculoase
16:39
that live on the Earth,
364
981000
2000
care trăiesc pe Pământ,
16:41
we've also made pro-quorum sensing molecules.
365
983000
2000
am realizat și molecule pentru activarea simțului cvorumului.
16:43
So, we've targeted those systems to make the molecules work better.
366
985000
3000
Așa că am plănuit să îmbunătățim felul în care funcționează aceste molecule.
16:46
Remember you have these 10 times or more bacterial cells
367
988000
4000
Amintiți-vă că aveți aceste peste 10 ori sau mai multe bacterii celule bacteriene,
16:50
in you or on you, keeping you healthy.
368
992000
2000
în voi sau pe voi, care vă mențin sănătoși.
16:52
What we're also trying to do is to beef up the conversation
369
994000
3000
Ceea ce încercăm de asemenea este să îmbunătățim conversația
16:55
of the bacteria that live as mutualists with you,
370
997000
3000
bacteriilor care trăiesc în simbioză cu voi,
16:58
in the hopes of making you more healthy,
371
1000000
2000
sperând că vă vor face mai sănătoși,
17:00
making those conversations better,
372
1002000
2000
prin îmbunătățirea acestor conversații,
17:02
so bacteria can do things that we want them to do
373
1004000
3000
astfel că bacteriile vor putea face lucrurile pe care vrem să le facă
17:05
better than they would be on their own.
374
1007000
3000
mai bine decât ar putea să le facă pe cont propriu.
17:08
Finally, I wanted to show you
375
1010000
2000
În sfârșit, am vrut să vă arăt
17:10
this is my gang at Princeton, New Jersey.
376
1012000
2000
aceasta este gașca mea de la Princeton, New Jersey.
17:12
Everything I told you about was discovered by someone in that picture.
377
1014000
4000
Tot ce v-am povestit a fost descoperit de cineva din această fotografie.
17:16
I hope when you learn things,
378
1018000
2000
Sper că atunci când aflați lucruri,
17:18
like about how the natural world works --
379
1020000
2000
cum ar fi despre cum funcționează natura din jurul nostru -
17:20
I just want to say that whenever you read something in the newspaper
380
1022000
3000
am vrut doar să spun că ori de câte ori citiți ceva în ziar
17:23
or you get to hear some talk about something ridiculous in the natural world
381
1025000
3000
sau auziți pe cineva vorbind despre ceva ridicol din natura
17:26
it was done by a child.
382
1028000
2000
a fost creeat de un copil.
17:28
Science is done by that demographic.
383
1030000
2000
Știința este făcută de această categorie de vârstă.
17:30
All of those people are between 20 and 30 years old,
384
1032000
4000
Toți acești oameni au între 20 și 30 de ani
17:34
and they are the engine that drives scientific discovery in this country.
385
1036000
4000
și ei sunt motorul care duce mai departe descoperirile științifice în țara aceasta.
17:38
It's a really lucky demographic to work with.
386
1040000
3000
Este un mare noroc să lucrezi cu grupa asta de vârstă.
17:41
I keep getting older and older and they're always the same age,
387
1043000
3000
Eu îmbătrânesc pe zi ce trece și ei au mereu aceași vârstă,
17:44
and it's just a crazy delightful job.
388
1046000
3000
și este o slujba amețitor de placută.
17:47
I want to thank you for inviting me here.
389
1049000
2000
Vreau să vă mulțumesc pentru că m-ați invitat aici.
17:49
It's a big treat for me to get to come to this conference.
390
1051000
3000
Este o mare răsplată pentru mine să particip la această conferință.
17:52
(Applause)
391
1054000
5000
(Aplauze)
17:57
Thanks.
392
1059000
1000
Mulțumesc.
17:58
(Applause)
393
1060000
14000
(Aplauze)
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