TED2015
Tal Danino: Programming bacteria to detect cancer (and maybe treat it)
Tal Danino: Chúng ta có thể dùng vi khuẩn để tìm ra ung thư (và có thể điều trị nó)
Filmed:
Readability: 6.6
1,329,748 views
Ung thư gan là một trong những loại ung thư khó phát hiện nhất, nhưng nhà sinh học tổng hợp Tal Danino có một ý nghĩ táo bạo: Nếu chúng ta có thể tạo ra vi khuẩn có chứa probiotic và có thể ăn được, được lập trình để tìm khối u gan? Tầm nhìn của anh ấy khai thác một vài điều mà chúng ta chỉ vừa bắt đầu hiểu về vi khuẩn: sức mạnh của giao tiếp của vi khuẩn hoặc làm điều gì đó với nhau khi chúng đạt khối lượng tới hạn. Danino, một hội viên của TED, giải thích cách giao tiếp của vi khuẩn làm việc - và một ngày nào đó cách thức làm việc thông minh của vi khuẩn có thể thay đổi cách điều trị ung thư.
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
Bạn có thể không nhận ra điều này,
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
trong cơ thể bạn số vi khuẩn còn nhiều hơn
số ngôi sao trên dãy ngân hà.
số ngôi sao trên dãy ngân hà.
00:20
This fascinating universe
of bacteria inside of us
of bacteria inside of us
2
8040
3127
Thế giới vi khuẩn tuyệt vời
này ở bên trong chúng ta
này ở bên trong chúng ta
00:23
is an integral part of our health,
3
11167
2276
là một phần không thể thiếu
của sức khỏe,
của sức khỏe,
00:25
and our technology is evolving so rapidly
4
13443
2089
và công nghệ đang phát triển nhanh chóng
00:27
that today we can program these bacteria
like we program computers.
like we program computers.
5
15532
4759
ngày nay chúng ta có thể lập trình
vi khuẩn như lập trình máy tính.
vi khuẩn như lập trình máy tính.
00:33
Now, the diagram that you see here,
6
21060
1879
Bây giờ, biểu đồ mà bạn thấy ở đây,
00:34
I know it looks like
some kind of sports play,
some kind of sports play,
7
22939
2531
tôi biết nó trông giống cách chơi
vài môn thể thao,
vài môn thể thao,
00:37
but it is actually a blueprint of
the first bacterial program I developed.
the first bacterial program I developed.
8
25470
4156
nhưng nó thực sự là bản chương trình
vi khuẩn đầu tiên tôi phát triển.
vi khuẩn đầu tiên tôi phát triển.
00:41
And like writing software,
we can print and write DNA
we can print and write DNA
9
29626
3321
Như việc viết phần mềm,
chúng tôi có thể in và viết DNA
chúng tôi có thể in và viết DNA
00:44
into different algorithms
and programs inside of bacteria.
and programs inside of bacteria.
10
32947
3227
trong những thuật toán và chương trình
khác nhau bên trong vi khuẩn
khác nhau bên trong vi khuẩn
00:48
What this program does
is produces fluorescent proteins
is produces fluorescent proteins
11
36824
2695
Những gì chương trình làm
là tạo ra protein huỳnh quang
là tạo ra protein huỳnh quang
00:51
in a rhythmic fashion
12
39519
1438
trong một nhịp điệu đẹp đẽ
00:52
and generates a small molecule
13
40957
1602
và phát ra những phân tử nhỏ
00:54
that allows bacteria
to communicate and synchronize,
to communicate and synchronize,
14
42559
2578
cho phép vi khuẩn giao tiếp
và đồng bộ hóa,
và đồng bộ hóa,
00:57
as you're seeing in this movie.
15
45137
1838
khi bạn đang xem phim này.
00:59
The growing colony of bacteria
that you see here
that you see here
16
47505
2280
Bầy vi khuẩn đang lớn lên
mà bạn thấy ở đây
mà bạn thấy ở đây
01:01
is about the width of a human hair.
17
49785
1993
rộng khoảng sợi tóc của loài người.
01:03
Now, what you can't see
is that our genetic program
is that our genetic program
18
51778
2507
Bạn không thể thấy chương trình
di truyền học
di truyền học
01:06
instructs these bacteria
to each produce small molecules,
to each produce small molecules,
19
54285
3483
chỉ thị các vi khuẩn đến
từng quá trình sản xuất các phân tử nhỏ,
từng quá trình sản xuất các phân tử nhỏ,
01:09
and these molecules travel between
the thousands of individual bacteria
the thousands of individual bacteria
20
57768
3413
và các phân tử di chuyển giữa
hàng ngàn cá thể vi khuẩn
hàng ngàn cá thể vi khuẩn
01:13
telling them when to turn on and off.
21
61181
2716
chỉ chúng biết khi nào nên bắt đầu và kết thúc.
01:15
And the bacteria synchronize
quite well at this scale,
quite well at this scale,
22
63897
3251
Vi khuẩn đồng bộ hóa khá tốt ở tỷ lệ này,
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
nhưng vì các phân tử đồng bộ hóa với nhau
nên di chuyển rất nhanh
nên di chuyển rất nhanh
01:23
in larger colonies of bacteria,
this results in traveling waves
this results in traveling waves
24
71142
3576
trong bầy vi khuẩn lớn hơn,
dẫn đến làn sóng di chuyển
dẫn đến làn sóng di chuyển
01:26
between bacteria that are
far away from each other,
far away from each other,
25
74718
2902
giữa các vi khuẩn cách xa nhau,
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
bạn có thể thấy làn sóng này
đang di chuyển từ phải sang trái màn hình.
đang di chuyển từ phải sang trái màn hình.
01:33
Now, our genetic program
relies on a natural phenomenon
relies on a natural phenomenon
27
81356
2788
Chương trình di truyền học này
dựa trên hiện tượng tự nhiên
dựa trên hiện tượng tự nhiên
01:36
called quorum sensing,
28
84144
1173
gọi là "giao tiếp của vi khuẩn"
(quorum sensing)
(quorum sensing)
01:37
in which bacteria trigger coordinated
and sometimes virulent behaviors
and sometimes virulent behaviors
29
85317
3332
tức là kích thích vi khuẩn phối hợp
đôi khi là các phản ứng gây hại
đôi khi là các phản ứng gây hại
01:40
once they reach a critical density.
30
88649
2941
khi chúng đạt đến mật độ tới hạn.
01:43
You can observe quorum sensing
in action in this movie,
in action in this movie,
31
91590
2655
Bạn có thể xem cách giao tiếp
của vi khuẩn hoạt động,
của vi khuẩn hoạt động,
01:46
where a growing colony of bacteria
only begins to glow
only begins to glow
32
94245
3642
nơi bầy vi khuẩn đang lớn lên
chỉ bắt đầu phát sáng
chỉ bắt đầu phát sáng
01:49
once it reaches a high
or critical density.
or critical density.
33
97887
2371
khi nó đạt đến mật độ cao hoặc tới hạn.
01:52
Our genetic program
34
100258
1842
Chương trình di truyền học của tôi
01:54
continues producing these
rhythmic patterns of fluorescent proteins
rhythmic patterns of fluorescent proteins
35
102100
3151
tiếp tục sản xuất mẫu nhịp điệu này
của protein huỳnh quang
của protein huỳnh quang
01:57
as the colony grows outwards.
36
105251
2368
khi bầy vi khuẩn phát triển ra bên ngoài.
01:59
This particular movie and experiment
we call The Supernova,
we call The Supernova,
37
107619
3691
Chúng tôi gọi đoạn phim và thí nghiệm này
là Siêu sao mới,
là Siêu sao mới,
02:03
because it looks like an exploding star.
38
111310
3030
bởi vì trông nó giống như
một ngôi sao nổ tung.
một ngôi sao nổ tung.
02:06
Now, besides programming
these beautiful patterns,
these beautiful patterns,
39
114340
2390
Bên cạnh việc lập trình
những mẫu xinh đẹp này,
những mẫu xinh đẹp này,
02:08
I wondered, what else can we get
these bacteria to do?
these bacteria to do?
40
116730
2591
tôi tự hỏi,
chúng tôi có thể dùng vi khuẩn để làm gì?
chúng tôi có thể dùng vi khuẩn để làm gì?
02:11
And I decided to explore
how we can program bacteria
how we can program bacteria
41
119321
2579
Tôi quyết định khám phá
việc lập trình vi khuẩn
việc lập trình vi khuẩn
02:13
to detect and treat diseases
in our bodies like cancer.
in our bodies like cancer.
42
121900
2789
để tìm kiếm và điều trị các bệnh
như ung thư.
như ung thư.
02:18
One of the surprising facts about bacteria
43
126009
2298
Một trong những điều ngạc nhiên khác
về vi khuẩn
về vi khuẩn
02:20
is that they can naturally grow
inside of tumors.
inside of tumors.
44
128307
3437
là nó có thể phát triển tự nhiên
trong khối u.
trong khối u.
02:23
This happens because typically tumors
45
131744
1764
Điều này xảy ra bởi vì những khối u
02:25
are areas where the immune system
has no access,
has no access,
46
133508
2415
là nơi hệ thống miễn dịch
không thể chạm tới,
không thể chạm tới,
02:27
and so bacteria find these tumors
47
135923
1997
vì vậy vi khuẩn tìm những khối u này
02:29
and use them as a safe haven
to grow and thrive.
to grow and thrive.
48
137920
3831
và dùng chúng như thiên đường an toàn
để lớn lên và sinh sôi.
để lớn lên và sinh sôi.
02:33
We started using probiotic bacteria
49
141751
1834
Chúng tôi dùng vi khuẩn chứa probiotic
02:35
which are safe bacteria
that have a health benefit,
that have a health benefit,
50
143585
2624
là loại vi khuẩn an toàn
có lợi cho sức khỏe,
có lợi cho sức khỏe,
02:38
and found that
when orally delivered to mice,
when orally delivered to mice,
51
146209
2461
và nhận thấy
khi cho chuột ăn,
khi cho chuột ăn,
02:40
these probiotics would selectively
grow inside of liver tumors.
grow inside of liver tumors.
52
148670
4156
những probiotic sẽ chọn lọc
để lớn lên trong những khối u ở gan.
để lớn lên trong những khối u ở gan.
02:44
We realized that the most convenient way
53
152826
1954
Chúng tôi nhận ra
cách thuận tiện nhất
cách thuận tiện nhất
02:46
to highlight the presence
of the probiotics,
of the probiotics,
54
154780
2081
để đánh dấu sự hiện diện của probiotic,
02:48
and hence, the presence of the tumors,
55
156861
1863
hay sự hiện diện của khối u,
02:50
was to get these bacteria
to produce a signal
to produce a signal
56
158724
2229
là dùng những vi khuẩn này
để tạo ra tín hiệu
để tạo ra tín hiệu
02:52
that would be detectable in the urine,
57
160953
2116
mà có thể tìm thấy trong nước tiểu,
02:55
and so we specifically
programmed these probiotics
programmed these probiotics
58
163069
2412
và chúng tôi đặc biệt lập trình
những probiotic
những probiotic
02:57
to make a molecule that would change
the color of your urine
the color of your urine
59
165481
2879
để tạo ra phân tử có thể đổi màu
trong nước tiểu
trong nước tiểu
03:00
to indicate the presence of cancer.
60
168360
2810
để chỉ rõ sự hiện diện của ung thư.
03:03
We went on to show that this technology
61
171170
2010
Chúng tôi tiếp tục chứng minh kỹ thuật này
03:05
could sensitively and specifically
detect liver cancer,
detect liver cancer,
62
173180
3190
có thể tìm thấy ung thư gan
rất nhạy và chính xác,
rất nhạy và chính xác,
03:08
one that is challenging
to detect otherwise.
to detect otherwise.
63
176370
2690
điều đang thách thức chúng tôi là
tìm ra những cái khác.
tìm ra những cái khác.
03:11
Now, since these bacteria
specifically localize to tumors,
specifically localize to tumors,
64
179891
2999
Từ khi vi khuẩn định vị được khối u
chính xác,
chính xác,
03:14
we've been programming them
to not only detect cancer
to not only detect cancer
65
182890
2588
chúng tôi đã lập trình chúng
không chỉ để tìm ung thư
không chỉ để tìm ung thư
03:17
but also to treat cancer
66
185478
1788
mà còn điều trị ung thư
03:19
by producing therapeutic molecules
from within the tumor environment
from within the tumor environment
67
187266
3227
bằng việc sản xuất những phân tử chữa bệnh
trong môi trường khối u
trong môi trường khối u
03:22
that shrink the existing tumors,
68
190493
2322
làm khối u nhỏ lại,
03:24
and we've been doing this
using quorum sensing programs
using quorum sensing programs
69
192815
2755
chúng tôi vẫn sử dụng
chương trình giao tiếp của vi khuẩn
chương trình giao tiếp của vi khuẩn
03:27
like you saw in the previous movies.
70
195570
1843
như trong đoạn phim bạn đã xem .
03:29
Altogether, imagine in the future
taking a programmed probiotic
taking a programmed probiotic
71
197413
3697
Tổng hợp lại, trong tương lai
probiotic được lập trình
probiotic được lập trình
03:33
that could detect and treat cancer,
72
201110
2479
có thể tìm và điều trị ung thư,
03:35
or even other diseases.
73
203589
2581
thậm chí là những bệnh khác.
03:38
Our ability to program bacteria
74
206960
1644
Khả năng lập trình vi khuẩn
03:40
and program life
75
208604
1695
và lập trình cuộc sống
03:42
opens up new horizons in cancer research,
76
210299
2949
mở ra chân trời mới
trong việc nghiên cứu ung thư,
trong việc nghiên cứu ung thư,
03:45
and to share this vision,
I worked with artist Vik Muniz
I worked with artist Vik Muniz
77
213248
2735
để chia sẻ tầm nhìn này,
tôi làm việc với họa sĩ Vik Muniz
tôi làm việc với họa sĩ Vik Muniz
03:47
to create the symbol of the universe,
78
215983
1816
để tạo ra biểu tượng của thế giới,
03:49
made entirely out of bacteria
or cancer cells.
or cancer cells.
79
217799
3641
hiểu được toàn bộ vi khuẩn
và tế bào ung thư.
và tế bào ung thư.
03:53
Ultimately, my hope is that the beauty
and purpose of this microscopic universe
and purpose of this microscopic universe
80
221443
5202
Cuối cùng, hy vọng của tôi là vẻ đẹp và
mục đích của thế giới qua kính hiển vi này
mục đích của thế giới qua kính hiển vi này
03:58
can inspire new and creative approaches
for the future of cancer research.
for the future of cancer research.
81
226645
4899
có thể tạo cảm hứng cho cách tiếp cận mới
và sáng tạo cho nghiên cứu ung thư về sau.
và sáng tạo cho nghiên cứu ung thư về sau.
04:03
Thank you.
82
231544
2624
Cám ơn
04:06
(Applause)
83
234168
3766
(Vỗ tay)
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