TED2015
Tal Danino: Programming bacteria to detect cancer (and maybe treat it)
ทาล ดานิโน (Tal Danino): ใช้แบคทีเรียเพื่อตรวจหามะเร็ง (และอาจรักษาได้ด้วย)
Filmed:
Readability: 6.6
1,329,748 views
มะเร็งตับเป็นมะเร็งที่ตรวจจับยากที่สุดชนิดหนึ่ง แต่นักชีววิทยาสังเคราะห์ ทาล ดานิโน กลับมีความคิดนอกกรอบ: จะเป็นเช่นไรถ้าเราสามารถสร้างแบคทีเรียโปรไบโอติก ซึ่งเป็นแบคทีเรียที่สามารถกินได้ และโปรแกรมให้มันหามะเร็งตับ แนวคิดของเขาใช้ประโยชน์จากบางสิ่งที่เราเพิ่งเริ่มเข้าใจเกี่ยวกับแบคทีเรีย นั่นคือ พลังแห่งการสื่อสารระหว่างแบคทีเรีย (quorum sensing) หรือการที่มันทำบางอย่างพร้อมๆ กันเมื่อความหนาแน่นถึงจุดวิกฤติ TED Fellow ดาล ทานิโน อธิบายให้พวกเราฟังถึงการสื่อสารระหว่างแบคทีเรีย และวิธีที่แบคทีเรียแสนฉลาดเหล่านี้ทำงานร่วมกัน อาจเปลี่ยนวิธีการรักษาโรคมะเร็งได้ในวันหนึ่ง
Tal Danino - Synthetic biologist
Tal Danino explores the emerging frontier of combining biology and engineering (and art). He is a 2015 TED Fellow. Full bio
Tal Danino explores the emerging frontier of combining biology and engineering (and art). He is a 2015 TED Fellow. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:12
You may not realize this,
0
788
1745
คุณอาจจะยังไม่รู้ว่า
00:14
but there are more bacteria in your body
than stars in our entire galaxy.
than stars in our entire galaxy.
1
2533
4880
มีแบคทีเรียในร่างกายของเรา
มากกว่าดวงดาวในกาแล็กซีทั้งหมด
มากกว่าดวงดาวในกาแล็กซีทั้งหมด
00:20
This fascinating universe
of bacteria inside of us
of bacteria inside of us
2
8040
3127
แบคทีเรียจำนวนมหาศาลภายในตัวเรา
00:23
is an integral part of our health,
3
11167
2276
เป็นส่วนหนึ่งของสุขภาพเรา
00:25
and our technology is evolving so rapidly
4
13443
2089
และด้วยเทคโนโลยีที่ได้พัฒนาไปอย่างรวดเร็ว
00:27
that today we can program these bacteria
like we program computers.
like we program computers.
5
15532
4759
ทุกวันนี้เราสามารถโปรแกรมแบคทีเรียเหล่านี้
ได้เหมือนกับที่เราโปรแกรมคอมพิวเตอร์
ได้เหมือนกับที่เราโปรแกรมคอมพิวเตอร์
00:33
Now, the diagram that you see here,
6
21060
1879
และนี่ แผนภาพที่คุณกำลังเห็นอยู่นี้
00:34
I know it looks like
some kind of sports play,
some kind of sports play,
7
22939
2531
มันดูเหมือนแผนการเล่นกีฬา
00:37
but it is actually a blueprint of
the first bacterial program I developed.
the first bacterial program I developed.
8
25470
4156
แต่จริงๆ แล้วมันคือพิมพ์เขียว
ของโปรแกรมแบคทีเรียอันแรกที่ผมพัฒนาขึ้นมา
ของโปรแกรมแบคทีเรียอันแรกที่ผมพัฒนาขึ้นมา
00:41
And like writing software,
we can print and write DNA
we can print and write DNA
9
29626
3321
เช่นเดียวกับการเขียนซอฟท์แวร์
เราสามารถพิมพ์ และเขียนดีเอ็นเอ
เราสามารถพิมพ์ และเขียนดีเอ็นเอ
00:44
into different algorithms
and programs inside of bacteria.
and programs inside of bacteria.
10
32947
3227
เป็นขั้นตอนการทำงานต่างๆ
แล้วโปรแกรมเข้าไปในตัวแบคทีเรีย
แล้วโปรแกรมเข้าไปในตัวแบคทีเรีย
00:48
What this program does
is produces fluorescent proteins
is produces fluorescent proteins
11
36824
2695
สิ่งที่โปรแกรมนี้ทำ
คือผลิตโปรตีนเรืองแสง
คือผลิตโปรตีนเรืองแสง
00:51
in a rhythmic fashion
12
39519
1438
อย่างมีรูปแบบ มีจังหวะ
00:52
and generates a small molecule
13
40957
1602
และสร้างโมเลกุลขนาดเล็ก
00:54
that allows bacteria
to communicate and synchronize,
to communicate and synchronize,
14
42559
2578
ที่ทำให้แบคทีเรียสื่อสาร
ทำงานประสานกันได้
ทำงานประสานกันได้
00:57
as you're seeing in this movie.
15
45137
1838
อย่างที่คุณเห็นในวีดิโอนี้
00:59
The growing colony of bacteria
that you see here
that you see here
16
47505
2280
คือการขยายอาณาจักรของแบคทีเรีย
01:01
is about the width of a human hair.
17
49785
1993
กว้างประมาณเส้นผมคน
01:03
Now, what you can't see
is that our genetic program
is that our genetic program
18
51778
2507
ตอนนี้สิ่งที่คุณไม่เห็นก็คือ
โปรแกรมทางชีวภาพของเรา
โปรแกรมทางชีวภาพของเรา
01:06
instructs these bacteria
to each produce small molecules,
to each produce small molecules,
19
54285
3483
ที่สั่งให้แบคทีเรียพวกนี้
สร้างโมเลกุลขนาดจิ๋ว
สร้างโมเลกุลขนาดจิ๋ว
01:09
and these molecules travel between
the thousands of individual bacteria
the thousands of individual bacteria
20
57768
3413
และโมเลกุลพวกนี้เดินทางไปมา
ระหว่างแบคทีเรียหลายพันตัว
ระหว่างแบคทีเรียหลายพันตัว
01:13
telling them when to turn on and off.
21
61181
2716
แล้วบอกพวกมันให้ทำงานหรือหยุดทำงาน
01:15
And the bacteria synchronize
quite well at this scale,
quite well at this scale,
22
63897
3251
และแบคทีเรียพวกนี้ก็เชื่อมโยงกันได้
เป็นอย่างดีทีเดียวในระดับนี้
เป็นอย่างดีทีเดียวในระดับนี้
01:19
but because the molecule that synchronizes
them together can only travel so fast,
them together can only travel so fast,
23
67148
3994
แต่เพราะโมเลกุลที่ประสานจังหวะของพวกมัน
เดินทางด้วยความเร็วจำกัด
เดินทางด้วยความเร็วจำกัด
01:23
in larger colonies of bacteria,
this results in traveling waves
this results in traveling waves
24
71142
3576
ในอาณาจักรของแบคทีเรียที่ขยายตัวขึ้น
ทำให้เกิดคลื่นที่กำลังเคลื่อนตัว
ทำให้เกิดคลื่นที่กำลังเคลื่อนตัว
01:26
between bacteria that are
far away from each other,
far away from each other,
25
74718
2902
ระหว่างแบคทีเรียที่อยู่ห่างกันออกไป
01:29
and you can see these waves going
from right to left across the screen.
from right to left across the screen.
26
77620
3736
และคุณจะเห็นจากหน้าจอว่า
คลื่นเหล่านี้กำลังเคลื่อนตัวจากขวาไปซ้าย
คลื่นเหล่านี้กำลังเคลื่อนตัวจากขวาไปซ้าย
01:33
Now, our genetic program
relies on a natural phenomenon
relies on a natural phenomenon
27
81356
2788
ตอนนี้โปรแกรมทางชีวภาพของเรา
ขึ้นกับปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ
ขึ้นกับปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ
01:36
called quorum sensing,
28
84144
1173
ที่เรียกว่า การสื่อสารระหว่างแบคทีเรีย
(quorum sensing)
(quorum sensing)
01:37
in which bacteria trigger coordinated
and sometimes virulent behaviors
and sometimes virulent behaviors
29
85317
3332
ที่ซึ่งแบคทีเรียจะทำงานร่วมกัน
และในบางครั้งสร้างอาการเป็นพิษ
และในบางครั้งสร้างอาการเป็นพิษ
01:40
once they reach a critical density.
30
88649
2941
เมื่อพวกมันอยู่กันหนาแน่นจนเข้าขั้นวิกฤต
01:43
You can observe quorum sensing
in action in this movie,
in action in this movie,
31
91590
2655
ในจอภาพจะเห็นสภาพ
การสื่อสารระหว่างเซลส์แบคทีเรีย
การสื่อสารระหว่างเซลส์แบคทีเรีย
01:46
where a growing colony of bacteria
only begins to glow
only begins to glow
32
94245
3642
ที่การขยายอาณาจักรของแบคทีเรีย
เริ่มเรืองแสง
เริ่มเรืองแสง
01:49
once it reaches a high
or critical density.
or critical density.
33
97887
2371
เมื่อความหนาแน่นถึงจุดวิกฤติ
01:52
Our genetic program
34
100258
1842
โปรแกรมทางชีวภาพของเรา
01:54
continues producing these
rhythmic patterns of fluorescent proteins
rhythmic patterns of fluorescent proteins
35
102100
3151
จะสร้างรูปแบบจังหวะของ
โปรตีนเรืองแสงอย่างต่อเนื่อง
โปรตีนเรืองแสงอย่างต่อเนื่อง
01:57
as the colony grows outwards.
36
105251
2368
เหมือนกับอาณาจักรที่ขยายตัวออกไป
01:59
This particular movie and experiment
we call The Supernova,
we call The Supernova,
37
107619
3691
เราเรียกว่าวีดีโอของการทดลองนี้ว่า
ซูเปอร์โนวา
ซูเปอร์โนวา
02:03
because it looks like an exploding star.
38
111310
3030
เพราะมันดูเหมือนดวงดาวกำลังระเบิด
02:06
Now, besides programming
these beautiful patterns,
these beautiful patterns,
39
114340
2390
ตอนนี้ นอกจากการโปรแกรม
ทำให้มีรูปแบบสวยงามเหล่านี้
ทำให้มีรูปแบบสวยงามเหล่านี้
02:08
I wondered, what else can we get
these bacteria to do?
these bacteria to do?
40
116730
2591
ผมก็เริ่มคิดว่าเราจะทำให้
แบคทีเรียเหล่านี้ทำอะไรได้อีก
แบคทีเรียเหล่านี้ทำอะไรได้อีก
02:11
And I decided to explore
how we can program bacteria
how we can program bacteria
41
119321
2579
ผมตัดสินใจค้นหาว่าจะทำอย่างไร
จึงจะโปรแกรมแบคทีเรีย
จึงจะโปรแกรมแบคทีเรีย
02:13
to detect and treat diseases
in our bodies like cancer.
in our bodies like cancer.
42
121900
2789
ให้ตรวจจับและรักษาโรคในร่างกายคนเรา
เช่น โรคมะเร็ง
เช่น โรคมะเร็ง
02:18
One of the surprising facts about bacteria
43
126009
2298
เรื่องจริงน่าแปลกใจเรื่องหนึ่ง
ของแบคทีเรียก็คือ
ของแบคทีเรียก็คือ
02:20
is that they can naturally grow
inside of tumors.
inside of tumors.
44
128307
3437
พวกมันสามารถเติบโตภายในเนื้องอกได้
02:23
This happens because typically tumors
45
131744
1764
เรื่องนี้เกิดขึ้นได้เพราะเนื้องอก
02:25
are areas where the immune system
has no access,
has no access,
46
133508
2415
จะเกิดในที่ระบบภูมิคุ้มกันเข้าไปไม่ถึง
02:27
and so bacteria find these tumors
47
135923
1997
ดังนั้น เมื่อแบคทีเรียเจอเนื้องอกเหล่านี้
02:29
and use them as a safe haven
to grow and thrive.
to grow and thrive.
48
137920
3831
จะใช้มันเป็นที่หลบภัยเพื่อเจริญเติบโต
02:33
We started using probiotic bacteria
49
141751
1834
เราเริ่มใช้แบคทีเรียโปรไบโอติก
02:35
which are safe bacteria
that have a health benefit,
that have a health benefit,
50
143585
2624
เป็นแบคทีเรียที่ปลอดภัย
มีประโยชน์ต่อสุขภาพ
มีประโยชน์ต่อสุขภาพ
02:38
and found that
when orally delivered to mice,
when orally delivered to mice,
51
146209
2461
เราพบว่าเมื่อให้หนูทดลองกินมันเข้าไป
02:40
these probiotics would selectively
grow inside of liver tumors.
grow inside of liver tumors.
52
148670
4156
โปรไบโอติกเลือกจะเติบโตภายในเนื้องอกของตับ
02:44
We realized that the most convenient way
53
152826
1954
เราพบว่าวิธีนี้สะดวกที่สุด
02:46
to highlight the presence
of the probiotics,
of the probiotics,
54
154780
2081
จะมองเห็นการดำรงอยู่ของโปรไบโอติก
02:48
and hence, the presence of the tumors,
55
156861
1863
ซึ่งก็คือ การอยู่ในเนื้องอก
02:50
was to get these bacteria
to produce a signal
to produce a signal
56
158724
2229
ด้วยการทำให้แบคทีเรียพวกนั้น
ผลิตสัญญานอย่างหนึ่ง
ผลิตสัญญานอย่างหนึ่ง
02:52
that would be detectable in the urine,
57
160953
2116
ที่สามารถตรวจจับได้ในปัสสาวะ
02:55
and so we specifically
programmed these probiotics
programmed these probiotics
58
163069
2412
ดังนั้นถ้าเราโปรแกรม
โปรไบโอติกเหล่านั้น
โปรไบโอติกเหล่านั้น
02:57
to make a molecule that would change
the color of your urine
the color of your urine
59
165481
2879
ให้สร้างโมเลกุลที่เปลี่ยนสีปัสสาวะของคน
03:00
to indicate the presence of cancer.
60
168360
2810
เพื่อตรวจว่ามีโรคมะเร็งอยู่หรือไม่
03:03
We went on to show that this technology
61
171170
2010
เราทำต่อไปเพื่อแสดงให้เห็นว่าเทคโนโลยีนี้
03:05
could sensitively and specifically
detect liver cancer,
detect liver cancer,
62
173180
3190
สามารถตรวจจับโรคมะเร็งในตับ
ได้อย่างรวดเร็วและเจาะจง
ได้อย่างรวดเร็วและเจาะจง
03:08
one that is challenging
to detect otherwise.
to detect otherwise.
63
176370
2690
ซึ่งเป็นมะเร็งชนิดที่ตรวจจับยาก
โดยวิธีอื่นๆ
โดยวิธีอื่นๆ
03:11
Now, since these bacteria
specifically localize to tumors,
specifically localize to tumors,
64
179891
2999
เมื่อแบคทีเรียพวกนี้
เติบโตเฉพาะในเนื้องอก
เติบโตเฉพาะในเนื้องอก
03:14
we've been programming them
to not only detect cancer
to not only detect cancer
65
182890
2588
เราเริ่มโปรแกรมพวกมันใหม่
โดยไม่เพียงแต่ตรวจหาโรคมะเร็ง
โดยไม่เพียงแต่ตรวจหาโรคมะเร็ง
03:17
but also to treat cancer
66
185478
1788
แต่ให้พวกมันรักษาโรคมะเร็งด้วย
03:19
by producing therapeutic molecules
from within the tumor environment
from within the tumor environment
67
187266
3227
โดยการผลิตโมเลกุลที่ทำการรักษา
จากภายในสภาพแวดล้อมของเนื้องอกเอง
จากภายในสภาพแวดล้อมของเนื้องอกเอง
03:22
that shrink the existing tumors,
68
190493
2322
ที่จะทำให้เนื้องอกที่เกิดขึ้นแล้วยุบตัวลง
03:24
and we've been doing this
using quorum sensing programs
using quorum sensing programs
69
192815
2755
และเราทำเรื่องนี้ได้ด้วยการใช้โปรแกรม
การสื่อสารระหว่างแบคทีเรีย
การสื่อสารระหว่างแบคทีเรีย
03:27
like you saw in the previous movies.
70
195570
1843
เหมือนที่เห็นในวีดีโอก่อนหน้านี้
03:29
Altogether, imagine in the future
taking a programmed probiotic
taking a programmed probiotic
71
197413
3697
ทั้งหมดนี้ ลองจินตนาการถึงอนาคต
การใช้โปรไบโอติกที่ถูกโปรแกรมแล้ว
การใช้โปรไบโอติกที่ถูกโปรแกรมแล้ว
03:33
that could detect and treat cancer,
72
201110
2479
ให้สามารถตรวจจับและรักษาโรคมะเร็ง
03:35
or even other diseases.
73
203589
2581
หรือแม้แต่โรคอื่นๆ
03:38
Our ability to program bacteria
74
206960
1644
ความสามารถในการโปรแกรมแบคทีเรีย
03:40
and program life
75
208604
1695
แล้วก็โปรแกรมชีวิต
03:42
opens up new horizons in cancer research,
76
210299
2949
เปิดโลกใหม่ในการวิจัยโรคมะเร็ง
03:45
and to share this vision,
I worked with artist Vik Muniz
I worked with artist Vik Muniz
77
213248
2735
การแบ่งปันวิสัยทัศน์ครั้งนี้
ผมทำงานร่วมกับศิลปิน วิค มูนีซ (Vik Muniz)
ผมทำงานร่วมกับศิลปิน วิค มูนีซ (Vik Muniz)
03:47
to create the symbol of the universe,
78
215983
1816
ที่สร้างภาพสัญลักษณ์ของจักรวาล
03:49
made entirely out of bacteria
or cancer cells.
or cancer cells.
79
217799
3641
สร้างขึ้นจากแบคทีเรียหรือเซลส์โรคมะเร็ง
03:53
Ultimately, my hope is that the beauty
and purpose of this microscopic universe
and purpose of this microscopic universe
80
221443
5202
สุดท้ายแล้ว ผมหวังว่าความงดงาม
และเป้าหมายของจุลจักรวาลครั้งนี้
และเป้าหมายของจุลจักรวาลครั้งนี้
03:58
can inspire new and creative approaches
for the future of cancer research.
for the future of cancer research.
81
226645
4899
จะสร้างแรงบรรดาลให้เกิดแนวทางใหม่
และสร้างสรรค์ในการวิจัยโรคมะเร็งในอนาคต
และสร้างสรรค์ในการวิจัยโรคมะเร็งในอนาคต
04:03
Thank you.
82
231544
2624
ขอบคุณครับ
04:06
(Applause)
83
234168
3766
(เสียงปรบมือ)
Translated by Lek Mongkol
ABOUT THE SPEAKER
Tal Danino - Synthetic biologistTal Danino explores the emerging frontier of combining biology and engineering (and art). He is a 2015 TED Fellow.
Why you should listen
Tal Danino's research explores the emerging frontier of combining biology, engineering and medicine. His work as a synthetic biologist focuses on reprogramming bacteria to detect and treat diseases in our bodies such as cancer.
Originally from Los Angeles, Danino received B.S. degrees from UCLA in Physics, Chemistry and Math, and received his Ph.D. in Bioengineering from UCSD. He did a postdoctoral fellowship at the Massachusetts Institute of Technology and is currently an assistant professor at Columbia University in New York.
Danino's work has been published in scientific journals and highlighted in several popular press venues. He actively develops "Bio-Art" projects that share perspectives and stories about science with recent projects featured in the New York Times, WIRED, and the Wall Street Journal.
Tal Danino | Speaker | TED.com