ABOUT THE SPEAKER
Dan Gibson - Genome writer
Dan Gibson leads a new breed of bioengineers, called genome writers, who use DNA to design and build new products powering the next industrial revolution.

Why you should listen

In 2004, Dan Gibson was drawn to a project at the J. Craig Venter Institute: to build a synthetic cell from scratch. Within days, he was on a path to creating synthetic life alongside genomics pioneers. But to build a whole genome from scratch, Gibson had to first invent new methods to assemble DNA. One method, dubbed the "Gibson Assembly," became a game changer, and a series of firsts followed: first synthetic bacterial genome, first synthetic cell, first minimal cell. Today, these discoveries inform the design of synthetic DNA used for new medicines.

Gibson's teams at SGI and SGI-DNA recently introduced the world's first biologic teleporter, called the Digital-to-Biological Converter (DBC), which turns digital code into functional biologics in the form of DNA, RNA and proteins without human intervention. Imagine a future where digital code is emailed to DBCs at hospitals around the world to deliver personalized medicine at a patient's bedside.

More profile about the speaker
Dan Gibson | Speaker | TED.com
TED2018

Dan Gibson: How to build synthetic DNA and send it across the internet

丹 · 吉布森: 如何制造合成DNA,并通过互联网传送

Filmed:
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生物学家丹 · 吉布森的工作是编辑和编程DNA,就跟计算机程序员一样。但他的代码能够制造生命,赋予了科学家将数字信息转变为生物材料,如蛋白质和病毒的能力。现在他正在从事一个新的项目:“生物传送”,具有将药物通过互联网远程发送的能力。通过这个演讲,了解更多关于这项技术如何改变我们对疾病暴发的反应方式,以及使我们能够在家中下载个性化处方的可能。
- Genome writer
Dan Gibson leads a new breed of bioengineers, called genome writers, who use DNA to design and build new products powering the next industrial revolution. Full bio

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00:13
Alright好的, let me tell you
about building建造 synthetic合成的 cells细胞
0
1388
3175
我来给大家讲讲制造合成细胞
00:16
and printing印花 life.
1
4587
1945
和打印生命。
00:18
But first, let me tell you a quick story故事.
2
6556
2483
首先,给你们讲个简短的故事。
00:21
On March游行 31, 2013,
3
9063
2506
2013年3月31号,
00:23
my team球队 and I received收到 an email电子邮件
from an international国际 health健康 organization组织,
4
11593
4183
我和团队收到了一封来自
国际卫生组织的电邮,
00:27
alerting警报 us that two men男人 died死亡 in China中国
5
15800
2833
提醒我们说,有两个中国人
00:30
shortly不久 after contracting承包
the H7N9 bird flu流感.
6
18657
3055
在感染H7N9禽流感不久后死亡了。
00:34
There were fears恐惧 of a global全球 pandemic流感大流行
7
22149
1857
随着病毒开始迅速在中国传播,
00:36
as the virus病毒 started开始 rapidly急速
moving移动 across横过 China中国.
8
24030
3333
人们担心病毒会在全球扩散。
00:40
Although虽然 methods方法 existed存在
to produce生产 a flu流感 vaccine疫苗
9
28004
2782
尽管有生产流感疫苗
00:42
and stop the disease疾病 from spreading传播,
10
30810
1972
和阻止病毒传播的方法,
但至少也要需要花上
6个月的时间。
00:44
at best最好, it would not be available可得到
for at least最小 six months个月.
11
32806
3844
00:49
This is because a slow, antiquated陈旧的
flu流感 vaccine疫苗 manufacturing制造业 process处理
12
37474
4730
因为只能选择一种60年前发明的,
00:54
developed发达 over 70 years年份 ago
was the only option选项.
13
42228
3958
过时且缓慢的流感疫苗生产方法。
00:59
The virus病毒 would need to be isolated孤立
from infected感染 patients耐心,
14
47140
3452
病毒需要从受感染的患者中分离出来,
01:02
packaged包装 up and then sent发送 to a facility设施
15
50616
2294
打包然后运送到严密的设施中,
01:04
where scientists科学家们 would inject注入
the virus病毒 into chicken eggs,
16
52934
4016
在那儿,科学家将病毒注入鸡蛋,
01:08
and incubate孵化 those chicken eggs
for several一些 weeks
17
56974
2571
孵化上几个星期,
01:11
in order订购 to prepare准备 the virus病毒
for the start开始 of a multistep多级,
18
59569
3722
从而为接下来需要
多个步骤,耗时数月的
01:15
multimonthmultimonth flu流感 vaccine疫苗
manufacturing制造业 process处理.
19
63315
3282
疫苗生产过程做好准备。
01:19
My team球队 and I received收到 this email电子邮件
20
67363
1994
我和团队之所以收到这个邮件
01:21
because we had just invented发明
a biological生物 printer打印机,
21
69381
3886
是因为我们刚刚发明出
一台生物打印机,
01:25
which哪一个 would allow允许
for the flu流感 vaccine疫苗 instructions说明
22
73291
2421
这台打印机可以即时从互联网上
01:27
to be instantly即刻 downloaded下载
from the internet互联网 and printed印刷的.
23
75736
3321
下载流感疫苗指令并打印出来。
01:31
Drastically大幅 speeding超速 up the way
in which哪一个 flu流感 vaccines疫苗 are made制作,
24
79633
3286
这极大加快了疫苗的生产过程,
01:34
and potentially可能 saving保存 thousands数千 of lives生活.
25
82943
2800
具有拯救成千上万人生命的潜力。
01:38
The biological生物 printer打印机 leverages杠杆
our ability能力 to read and write DNA脱氧核糖核酸
26
86776
4974
生物打印机利用了
我们读写DNA的能力,
01:43
and starts启动 to bring带来 into focus焦点
27
91774
1970
并让我们开始把目光聚焦在
01:45
what we like to call
biological生物 teleportation隐形传输.
28
93768
3133
我们称之为生物传送的技术上面。
01:49
I am a biologist生物学家 and an engineer工程师
who builds建立 stuff东东 out of DNA脱氧核糖核酸.
29
97704
4200
我是个用DNA来造东西的
生物学家和工程师。
01:54
Believe it or not,
one of my favorite喜爱 things to do
30
102577
2349
不管你们信不信,我的爱好之一是
01:56
is to take DNA脱氧核糖核酸 apart距离
and put it back together一起
31
104950
2377
把DNA打散,再组合起来,
01:59
so that I can understand理解
better how it works作品.
32
107351
2758
以便更好地理解它的工作原理。
02:02
I can edit编辑 and program程序 DNA脱氧核糖核酸 to do things,
just like coders编码器 programing编程 a computer电脑.
33
110442
4659
我可以编辑和编程DNA去做事情,
就如同码农编程计算机一样。
02:07
But my apps应用 are different不同.
34
115797
1801
但我们的应用程序不一样。
02:09
They create创建 life.
35
117622
1246
它们创造生命。
02:10
Self-replicating自复制 living活的 cells细胞
and things like vaccines疫苗 and therapeutics疗法
36
118892
4272
如自我复制的活细胞,
以及疫苗和疗法之类的东西,
02:15
that work in ways方法
that were previously先前 impossible不可能.
37
123188
3107
这在过去是根本不可能的。
02:19
Here's这里的 National国民 Medal勋章 of Science科学
recipient接受者 Craig克雷格 Venter腹部
38
127141
3301
这是国家科学奖章获得者
克雷格 · 文特尔(Craig Venter)
02:22
and Nobel诺贝尔 laureate得主 Ham火腿 Smith工匠.
39
130466
2135
和诺贝尔奖得主
哈姆 · 史密斯(Ham Smith)。
02:25
These two guys shared共享 a similar类似 vision视力.
40
133038
2309
这两位有着相似的远见,
02:27
That vision视力 was, because all
of the functions功能 and characteristics特点
41
135371
4397
即,所有生物体的功能和特征,
02:31
of all biological生物 entities实体,
including包含 viruses病毒 and living活的 cells细胞,
42
139792
4157
包括病毒和活细胞,
02:35
are written书面 into the code of DNA脱氧核糖核酸,
43
143973
2430
都被写入了DNA的代码中,
02:38
if one can read and write
that code of DNA脱氧核糖核酸,
44
146427
3396
如果可以读写DNA的代码,
02:41
then they can be reconstructed重建
in a distant遥远 location位置.
45
149847
3263
那么他们就可以
在千里之遥进行重建。
02:46
This is what we mean
by biological生物 teleportation隐形传输.
46
154043
3334
这就是我们所说的生物传送。
02:50
To prove证明 out this vision视力,
47
158210
1342
为了证明这一观点,
02:51
Craig克雷格 and Ham火腿 set a goal目标
of creating创建, for the first time,
48
159576
2993
克雷格和哈姆树立了一个目标,
在历史上首次,
02:54
a synthetic合成的 cell细胞, starting开始
from DNA脱氧核糖核酸 code in the computer电脑.
49
162593
3153
从计算机的DNA代码开始,
去制造合成细胞。
02:58
I mean, come on,
as a scientist科学家 looking for a job工作,
50
166284
4857
我意思是,得了,
一个想养家糊口的科学家,
03:03
doing cutting-edge前沿 research研究,
it doesn't get any better than this.
51
171165
3063
做做尖端研究,这就够好了。
03:06
(Laughter笑声)
52
174252
1759
(笑声)
03:08
OK, a genome基因组 is a complete完成 set
of DNA脱氧核糖核酸 within an organism生物.
53
176035
4527
基因组是一个
生物体完整的DNA集合。
03:13
Following以下 the Human人的
Genome基因组 Project项目 in 2003,
54
181138
2709
继2003年国际社会共同协作,
03:15
which哪一个 was an international国际
effort功夫 to identify鉴定
55
183871
2199
以识别人类完整
基因蓝图为目标的
人类基因组计划后,
03:18
the complete完成 genetic遗传 blueprint蓝图
of a human人的 being存在,
56
186094
3158
03:21
a genomics基因组学 revolution革命 happened发生.
57
189276
2253
基因组学的革命发生了。
03:23
Scientists科学家们 started开始 mastering母带
the techniques技术 for reading DNA脱氧核糖核酸.
58
191553
3692
科学家们开始掌握读取DNA的技术。
03:27
In order订购 to determine确定 the order订购
of the As, Cs, TsTS and GsGS
59
195269
3294
这项技术的目的,是确定有机体中
所有的A,C,T和G碱基的
03:30
within an organism生物.
60
198587
1266
排列顺序。
03:32
But my job工作 was far different不同.
61
200475
1556
但我做的事情大不相同。
03:34
I needed需要 to master
the techniques技术 for writing写作 DNA脱氧核糖核酸.
62
202412
3006
我需要掌握书写DNA的技巧。
03:37
Like an author作者 of a book,
63
205442
1270
就像图书的作者,
03:38
this started开始 out
as writing写作 short sentences句子,
64
206736
2182
一开始写个短句,
03:40
or sequences序列 of DNA脱氧核糖核酸 code,
65
208942
2103
或DNA序列,
03:43
but this soon不久 turned转身 into
writing写作 paragraphs段落
66
211069
2278
但很快就变成书写段落,
03:45
and then full-on全开 novels小说 of DNA脱氧核糖核酸 code,
67
213371
2365
然后是完整的DNA代码小说,
03:47
to make important重要 biological生物 instructions说明
for proteins蛋白质 and living活的 cells细胞.
68
215760
4229
去为蛋白质和活细胞
做出重要的生物指示。
03:52
Living活的 cells细胞 are nature's大自然 most efficient高效
machines at making制造 new products制品,
69
220466
3500
活细胞是自然界制造新产品的
03:55
accounting会计 for the production生产
70
223990
1659
最高效机器,
03:57
of 25 percent百分 of the total
pharmaceutical制药 market市场,
71
225673
3571
占药品生产总市场的25%,
04:01
which哪一个 is billions数十亿 of dollars美元.
72
229268
1933
价值几十亿美金。
04:03
We knew知道 that writing写作 DNA脱氧核糖核酸
would drive驾驶 this bioeconomy生物经济 even more,
73
231823
3881
我们知道,一旦细胞
可以像电脑一样编程,
04:07
once一旦 cells细胞 could be programmed程序
just like computers电脑.
74
235728
3166
书写DNA会推动
生物经济进一步发展。
04:11
We also knew知道 that writing写作 DNA脱氧核糖核酸
would enable启用 biological生物 teleportation隐形传输 ...
75
239339
4651
我们也清楚,书写DNA
可以增强生物传送…
04:17
the printing印花 of defined定义,
biological生物 material材料,
76
245186
2908
从DNA代码开始,
打印已定义的生物材料。
04:20
starting开始 from DNA脱氧核糖核酸 code.
77
248118
1695
04:22
As a step toward bringing使
these promises许诺 to fruition享用,
78
250575
2962
为了实现这些愿景,
04:25
our team球队 set out to create创建,
for the first time,
79
253561
2722
我的团队第一次
04:28
a synthetic合成的 bacterial细菌 cell细胞,
80
256307
2238
从电脑上的DNA代码中
04:30
starting开始 from DNA脱氧核糖核酸 code in the computer电脑.
81
258569
2599
创造了一种合成细菌细胞。
04:33
Synthetic合成的 DNA脱氧核糖核酸 is a commodity商品.
82
261918
2127
合成DNA是一种商品。
你可以从一些公司
订购到非常短的DNA片段,
04:36
You can order订购 very short pieces of DNA脱氧核糖核酸
from a number of companies公司,
83
264069
3611
04:39
and they will start开始 from these four
bottles瓶子 of chemicals化学制品 that make up DNA脱氧核糖核酸,
84
267704
3667
他们采用的方法是
从构成DNA的G, A, T 和 C
04:43
G, A, T and C,
85
271395
1445
这四瓶化学物质开始,
04:44
and they will build建立
those very short pieces of DNA脱氧核糖核酸 for you.
86
272864
3256
为你合成非常短的DNA片段。
04:48
Over the past过去 15 years年份 or so,
87
276986
1833
在过去15年左右,
04:50
my teams球队 have been
developing发展 the technology技术
88
278843
2323
我的团队开发了
04:53
for stitching拼接 together一起
those short pieces of DNA脱氧核糖核酸
89
281190
2756
一种把DNA短片段拼接在一起,
04:55
into complete完成 bacterial细菌 genomes基因组.
90
283970
2190
形成完整细菌基因组的技术。
04:58
The largest最大 genome基因组 that we constructed
contained over one million百万 letters.
91
286871
4333
我们创造的最大基因组
包含100多万字母。
05:03
Which哪一个 is more than twice两次 the size尺寸
of your average平均 novel小说,
92
291942
2660
是普通小说平均长度的两倍多,
05:06
and we had to put every一切 single one
of those letters in the correct正确 order订购,
93
294626
3443
我们必须把每一个字母
都按正确顺序排列,
不能有丝毫差错。
05:10
without a single typo错字.
94
298093
1269
05:11
We were able能够 to accomplish完成 this
by developing发展 a procedure程序
95
299386
4293
我们开发了一个流程
来完成这个任务,
05:15
that I tried试着 to call the "one-step一步
isothermal等温 in vitro体外 recombination重组 method方法."
96
303703
5047
我称之为
“一步体外等温重组法”。
05:20
(Laughter笑声)
97
308774
2089
(笑声)
05:22
But, surprisingly出奇, the science科学 community社区
didn't like this technically技术上 accurate准确 name名称
98
310887
4992
但是,意外的是,科学界并不喜欢
这个技术上准确的名字,
05:27
and decided决定 to call it Gibson吉布森 Assembly部件.
99
315903
2600
并决定把它命名为“吉布森组装法”。
05:31
Gibson吉布森 Assembly部件
is now the gold standard标准 tool工具,
100
319625
2857
吉布森组装法现在是黄金标准工具,
05:34
used in laboratories实验室 around the world世界
101
322506
2468
被全球各地的实验室应用于
05:36
for building建造 short and long pieces of DNA脱氧核糖核酸.
102
324998
2800
制造或短或长的DNA片段。
05:40
(Applause掌声)
103
328236
5333
(鼓掌)
05:45
Once一旦 we chemically化学 synthesized综合
the complete完成 bacterial细菌 genome基因组,
104
333593
3325
一旦我们用化学方法
合成了完整的细菌基因组,
05:48
our next下一个 challenge挑战 was to find a way
105
336942
2310
我们的下个挑战,就是找到
05:51
to convert兑换 it into a free-living自由生活,
self-replicating自我复制 cell细胞.
106
339276
3468
把它转变成能独立生存、
自我复制的细胞的方法。
05:55
Our approach途径 was to think of the genome基因组
as the operating操作 system系统 of the cell细胞,
107
343427
3825
我们的解决方法是把基因组
看作细胞的操作系统,
05:59
with the cell细胞 containing the hardware硬件
necessary必要 to boot up the genome基因组.
108
347276
4495
而细胞内则含有
启动基因组所需的硬件。
06:04
Through通过 a lot of trial审讯 and error错误,
109
352553
1619
在经历无数的尝试和失败后,
我们开发了一种
可以重新编程细胞的程序,
06:06
we developed发达 a procedure程序
where we could reprogram重新编程 cells细胞
110
354196
3135
06:09
and even convert兑换 one
bacterial细菌 species种类 into another另一个,
111
357355
3349
通过将某个细胞的基因组
替换成另一个细胞的基因组,
06:12
by replacing更换 the genome基因组 of one cell细胞
with that of another另一个.
112
360728
3524
它甚至可以将某种细菌
转化为另一种细菌。
06:17
This genome基因组 transplantation移植
technology技术 then paved铺砌 the way
113
365363
4064
这种基因移植技术为科学家,
06:21
for the booting-up启动 of genomes基因组
written书面 by scientists科学家们
114
369451
3229
而非自然母亲编写基因组
06:24
and not by Mother母亲 Nature性质.
115
372704
1667
铺平了道路。
06:26
In 2010, all of the technologies技术
116
374768
2619
2010年,当所有这些
06:29
that we had been developing发展
for reading and writing写作 DNA脱氧核糖核酸
117
377411
2785
我们开发来读写DNA的技术都已就绪,
06:32
all came来了 together一起
when we announced公布 the creation创建
118
380220
2921
我们就联合宣告了
06:35
of the first synthetic合成的 cell细胞,
119
383165
2214
第一个合成细胞的诞生。
06:37
which哪一个 of course课程, we called Synthia合成体.
120
385403
2158
理所当然,我们将其
命名为“辛西娅”。
06:39
(Laughter笑声)
121
387585
2001
(笑声)
06:41
Ever since以来 the first bacterial细菌 genome基因组
was sequenced测序, back in 1995,
122
389610
4580
自从1995年第一个
细菌基因组被测序以来,
06:46
thousands数千 more whole整个 bacterial细菌 genomes基因组
have been sequenced测序 and stored存储
123
394214
3459
已经有成千上万的完整
细菌基因组被测序和储存在
06:49
in computer电脑 databases数据库.
124
397697
1406
电脑数据库中。
06:51
Our synthetic合成的 cell细胞 work
was the proof证明 of concept概念
125
399601
2387
合成细胞的诞生证明了
06:54
that we could reverse相反 this process处理:
126
402012
2010
我们可以逆转这个过程的概念:
06:56
pull a complete完成 bacterial细菌 genome基因组
sequence序列 out of the computer电脑
127
404046
3595
从计算机中取出一个
完整的细菌基因组序列,
06:59
and convert兑换 that information信息
into a free-living自由生活, self-replicating自我复制 cell细胞,
128
407665
4761
并将这些信息转换成一种
带有其所构建物种所有预期特征的
07:04
with all of the expected预期 characteristics特点
of the species种类 that we constructed.
129
412450
4338
能独立生存,自我复制的细胞。
07:10
Now I can understand理解
why there may可能 be concerns关注
130
418409
2549
现在我可以理解
为什么那么多人会有
07:12
about the safety安全 of this level水平
of genetic遗传 manipulation操作.
131
420982
3194
对这种基因操纵水平的
安全性的担忧。
07:16
While the technology技术 has the potential潜在
for great societal社会的 benefit效益,
132
424918
4151
尽管这项技术有可能
带来巨大的社会效益,
07:21
it also has the potential潜在 for doing harm危害.
133
429093
2440
它也有可能造成伤害。
07:24
With this in mind心神, even before
carrying携带 out the very first experiment实验,
134
432355
4063
考虑到这一点,
早在进行第一次实验之前,
07:28
our team球队 started开始 to work
with the public上市 and the government政府
135
436442
2865
我们的团队就开始
与公众和政府合作,
07:31
to find solutions解决方案 together一起
136
439331
2603
寻找解决方案,
07:33
to responsibly负责任 develop发展
and regulate调节 this new technology技术.
137
441958
3800
负责任地开发和管理这项新技术。
07:38
One of the outcomes结果 from those discussions讨论
was to screen屏幕 every一切 customer顾客
138
446331
3802
这些讨论的成果之一,
是对每个客户
07:42
and every一切 customer's顾客 DNA脱氧核糖核酸 synthesis合成 orders命令,
139
450157
2595
和客户的DNA合成订单进行筛选,
07:44
to make sure that pathogens病原体 or toxins毒素
are not being存在 made制作 by bad guys,
140
452776
4896
确保病原体或毒素
不会被坏人利用,
07:49
or accidentally偶然 by scientists科学家们.
141
457696
1934
或被科学家意外制造出来。
07:52
All suspicious可疑 orders命令
are reported报道 to the FBI联邦调查局
142
460974
3388
所有可疑的订单都会报告给FBI
07:56
and other relevant相应
law-enforcement执法 agencies机构.
143
464386
2770
和其他相关执法机构。
08:00
Synthetic合成的 cell细胞 technologies技术
will power功率 the next下一个 industrial产业 revolution革命
144
468641
4270
合成细胞技术将为
下一次工业革命提供动力,
08:04
and transform转变 industries行业 and economies经济
145
472935
2864
以应对全球可持续性挑战的方式,
08:07
in ways方法 that address地址
global全球 sustainability可持续性 challenges挑战.
146
475823
3667
去改变行业和经济。
08:12
The possibilities可能性 are endless无穷.
147
480006
2206
其应用潜力是无穷无尽的。
08:14
I mean, you can think of clothes衣服
148
482236
1588
你可以想象
08:15
constructed form形成 renewable可再生
biobased生物基 sources来源,
149
483848
3697
可再生生物材料做成的衣服,
08:19
cars汽车 running赛跑 on biofuel生物燃料
from engineered工程 microbes微生物,
150
487569
3651
工程微生物生产的生物燃料汽车,
08:23
plastics塑料 made制作 from biodegradable可生物降解 polymers聚合物
151
491244
3579
生物可降解聚合物制成的塑料,
08:26
and customized定制 therapies治疗,
printed印刷的 at a patient's耐心 bedside床头.
152
494847
3719
以及在病人床边
就可以打印的定制疗法。
08:31
The massive大规模的 efforts努力
to create创建 synthetic合成的 cells细胞
153
499196
2587
创造合成细胞的大量努力
08:33
have made制作 us world世界 leaders领导者 at writing写作 DNA脱氧核糖核酸.
154
501807
2800
使我们成为书写DNA的全球领导者。
08:37
Throughout始终 the process处理,
we found发现 ways方法 to write DNA脱氧核糖核酸 faster更快,
155
505149
3722
在这一过程中,我们
发现了书写DNA更快,
08:40
more accurately准确 and more reliably可靠.
156
508895
2200
更精确和更可靠的方式。
08:43
Because of the robustness稳健性
of these technologies技术,
157
511688
2294
因为这些技术的稳健性,
08:46
we found发现 that we could
readily容易 automate自动化 the processes流程
158
514006
3000
我们发现可以很容易地
将过程自动化,
08:49
and move移动 the laboratory实验室 workflows流程
out of the scientist's科学家们 hands
159
517030
3666
将实验室的工作流程
从科学家的手中
08:52
and onto a machine.
160
520720
1266
转移到机器上面。
08:55
In 2013, we built内置 the first DNA脱氧核糖核酸 printer打印机.
161
523004
3000
2013年,我们创造了
第一台DNA打印机。
08:58
We call it the BioXpBioXp.
162
526631
2309
我们把它命名为BioXP。
09:00
And it has been absolutely绝对
essential必要 in writing写作 DNA脱氧核糖核酸
163
528964
3196
它的DNA书写功能在我的团队和
09:04
across横过 a number of applications应用
164
532184
1615
全球研究者的
09:05
my team球队 and researchers研究人员
around the world世界 are working加工 on.
165
533823
3800
各种应用场景中,
有着绝对重要的地位。
09:10
It was shortly不久 after we built内置 the BioXpBioXp
166
538077
2017
在BioXp诞生之后不久,
09:12
that we received收到 that email电子邮件
about the H7N9 bird flu流感 scare in China中国.
167
540118
4886
我们就收到了中国H7N9
禽流感恐慌的电子邮件。
09:17
A team球队 of Chinese中文 scientists科学家们
had already已经 isolated孤立 the virus病毒,
168
545498
3421
当时,中国的科学家团队
已经分离出了病毒,
09:20
sequenced测序 its DNA脱氧核糖核酸 and uploaded上传
the DNA脱氧核糖核酸 sequence序列 to the internet互联网.
169
548943
3516
测序了DNA结构,并将
序列上传到了互联网。
09:25
At the request请求 of the US government政府,
we downloaded下载 the DNA脱氧核糖核酸 sequence序列
170
553616
3515
在美国政府的要求下,
我们下载了DNA序列,
09:29
and in less than 12 hours小时,
we printed印刷的 it on the BioXpBioXp.
171
557155
3565
不到12个小时内,
就在BioXp上打印了出来。
09:33
Our collaborators合作者 at Novartis诺华
172
561529
1578
我们在诺华的合作者
09:35
then quickly很快 started开始 turning车削
that synthetic合成的 DNA脱氧核糖核酸 into a flu流感 vaccine疫苗.
173
563131
4015
迅速将合成DNA转化为流感疫苗。
09:39
Meanwhile与此同时, the CDCCDC, using运用 technology技术
dating约会 back to the 1940s,
174
567497
4530
与此同时,使用的技术可追溯到
20世纪40年代的疾病防控中心,
09:44
was still waiting等候 for the virus病毒
to arrive到达 from China中国
175
572051
2930
还在等待来自中国的病毒样本,
09:47
so that they could begin开始
their egg-based蛋基 approach途径.
176
575005
2740
这样他们才可以开始
以鸡蛋为基础的方法。
09:50
For the first time, we had a flu流感 vaccine疫苗
developed发达 ahead of time
177
578234
3549
首次,我们提前开发了
针对这种具备新的
09:53
for a new and potentially可能
dangerous危险 strain应变,
178
581807
2469
潜在危险的毒株的流感疫苗,
09:56
and the US government政府 ordered有序 a stockpile储存.
179
584300
2641
而美国政府从我们
这里订购了一批药物。
09:58
(Applause掌声)
180
586965
5628
(鼓掌)
10:04
This was when I began开始
to appreciate欣赏, more than ever,
181
592617
2468
于是,我开始
比任何时候都更为欣赏
10:07
the power功率 of biological生物 teleportation隐形传输.
182
595109
2754
生物远距离传送力量。
10:09
(Laughter笑声)
183
597887
1150
(笑声)
10:11
Naturally自然, with this in mind心神,
184
599061
2088
自然的,心里有了这个底,
我们就着手制造生物传送器。
10:13
we started开始 to build建立
a biological生物 teleporter.
185
601173
2206
10:16
We call it the DBCDbc.
186
604402
2189
我们称之为DBC。
10:18
That's short for
digital-to-biological数字对生物 converter变流器.
187
606615
3132
这是数字生物转换器的缩写。
10:22
Unlike不像 the BioXpBioXp,
188
610267
1334
与预制短链DNA
10:23
which哪一个 starts启动 from pre-manufactured预制造
short pieces of DNA脱氧核糖核酸,
189
611625
3079
开始的BioXp不同的是,
10:26
the DBCDbc starts启动 from digitized数字化 DNA脱氧核糖核酸 code
190
614728
3103
DBC从数字化DNA代码开始,
10:29
and converts转换 that DNA脱氧核糖核酸 code
into biological生物 entities实体,
191
617855
3055
将DNA代码转化为生物实体,
10:32
such这样 as DNA脱氧核糖核酸, RNARNA,
proteins蛋白质 or even viruses病毒.
192
620934
3533
比如DNA,RNA,蛋白质,甚至病毒。
10:37
You can think of the BioXpBioXp
as a DVDDVD player播放机,
193
625188
2873
你可以把BioXp想象成DVD播放器,
10:40
requiring要求 a physical物理 DVDDVD to be inserted插入,
194
628085
3048
需要插入DVD光盘,
10:43
whereas the DBCDbc is NetflixNetflix公司.
195
631157
2333
而DBC则相当于Netflix
(在线播放平台)。
10:47
To build建立 the DBCDbc,
196
635974
1232
为了制造DBC,
10:49
my team球队 of scientists科学家们 worked工作 with
software软件 and instrumentation仪器仪表 engineers工程师
197
637230
4849
我团队的科学家跟软件
和仪器仪表工程师合作,
10:54
to collapse坍方 multiple laboratory实验室 workflows流程,
198
642103
2768
将多项实验室的工作流程
10:56
all in a single box.
199
644895
1468
整合到一个盒子里面。
10:58
This included包括 software软件 algorithms算法
to predict预测 what DNA脱氧核糖核酸 to build建立,
200
646696
3881
其中包括用软件算法来
预测要构建的DNA,
11:02
chemistry化学 to link链接 the G, A, T and C
building建造 blocks of DNA脱氧核糖核酸 into short pieces,
201
650601
4452
用化学方法将碱基结构单元
构成的DNA片段连接成短链,
11:07
Gibson吉布森 Assembly部件 to stitch together一起
those short pieces into much longer ones那些,
202
655077
4278
用吉布森组装法将这些短链
拼接成更长的片段,
11:11
and biology生物学 to convert兑换 the DNA脱氧核糖核酸
into other biological生物 entities实体,
203
659379
3559
以及用生物学方法
将DNA转化为像蛋白质
11:14
such这样 as proteins蛋白质.
204
662962
1182
那样的其他生物实体。
11:17
This is the prototype原型.
205
665089
1627
这是产品的原型。
11:18
Although虽然 it wasn't pretty漂亮,
it was effective有效.
206
666740
2190
虽然它不完美,但却非常有效。
11:20
It made制作 therapeutic治疗 drugs毒品 and vaccines疫苗.
207
668954
2293
它能够制造治疗药物和疫苗。
11:23
And laboratory实验室 workflows流程
that once一旦 took weeks or months个月
208
671271
3774
以前在实验室工作流程中
需要耗时数周或数月的工作,
11:27
could now be carried携带的 out
in just one to two days.
209
675069
3548
如今在1-2天内就能完成。
11:30
And that's all without
any human人的 intervention介入
210
678641
2587
而且它无需任何人工干预,
11:33
and simply只是 activated活性
by the receipt收据 of an email电子邮件
211
681252
2591
电子邮件即可激活,
11:35
which哪一个 could be sent发送
from anywhere随地 in the world世界.
212
683867
2543
这个电子邮件可以来自
全球任何地方。
11:39
We like to compare比较
the DBCDbc to fax传真 machines.
213
687069
3119
我们喜欢把DBC比喻成传真机。
11:43
But whereas fax传真 machines
received收到 images图片 and documents文件,
214
691016
3365
传真机接收图像和文件,
11:46
the DBCDbc receives收到 biological生物 materials物料.
215
694405
2738
而DBC接收生物材料。
11:50
Now, consider考虑 how
fax传真 machines have evolved进化.
216
698024
2682
想想传真机是如何演化的。
11:53
The prototype原型 of the 1840s
is unrecognizable面目全非,
217
701553
3183
1840年代的原型
11:56
compared相比 with the fax传真 machines of today今天.
218
704760
2518
与今天的传真机相比,
简直无法辨认。
11:59
In the 1980s, most people
still didn't know what a fax传真 machine was,
219
707958
3810
上世纪80年代,很多人
仍然不知道传真机是什么,
12:03
and if they did,
220
711792
1396
即便知道了,
12:05
it was difficult for them
to grasp把握 the concept概念
221
713212
2359
他们也很难理解
12:07
of instantly即刻 reproducing再现 an image图片
on the other side of the world世界.
222
715595
3621
在世界另一端即刻复制图像的概念。
12:11
But nowadays如今, everything
that a fax传真 machine does
223
719672
2294
而今天,传真机做的所有事情
都被植入到了我们的智能手机中,
12:13
is integrated集成 on our smart聪明 phones手机,
224
721990
1675
12:15
and of course课程, we take this rapid快速 exchange交换
of digital数字 information信息 for granted理所当然.
225
723689
4418
当然,我们早已把数字信息的
快速交换视为理所当然。
12:20
Here's这里的 what our DBCDbc looks容貌 like today今天.
226
728831
2452
这是今天我们的DBC的样子。
12:23
We imagine想像 the DBCDbc evolving进化
in similar类似 ways方法 as fax传真 machines have.
227
731307
4387
我们想象DBC以类似于
传真机的方式发展。
12:28
We're working加工 to reduce减少
the size尺寸 of the instrument仪器,
228
736212
2627
我们正在努力减少仪器尺寸,
12:30
and we're working加工 to make
the underlying底层 technology技术
229
738863
2619
努力让基础技术
12:33
more reliable可靠, cheaper便宜,
faster更快 and more accurate准确.
230
741506
3754
更可靠,更廉价,更快,更准确。
12:38
Accuracy准确性 is extremely非常 important重要
when synthesizing合成 DNA脱氧核糖核酸,
231
746061
3762
在合成DNA时,准确性是极其重要的,
12:41
because a single change更改 to a DNA脱氧核糖核酸 letter
232
749847
2016
因为一个DNA字母的改变
12:43
could mean the difference区别
between之间 a medicine医学 working加工 or not
233
751887
3024
就可能影响一种药物是否有效,
12:46
or synthetic合成的 cell细胞 being存在 alive or dead.
234
754935
2533
这个合成细胞是存活还是死亡。
12:50
The DBCDbc will be useful有用
for the distributed分散式 manufacturing制造业
235
758292
3460
DBC对于从DNA开始的
12:53
of medicine医学 starting开始 from DNA脱氧核糖核酸.
236
761776
2000
药物的分布式制造是很有用的。
12:56
Every一切 hospital醫院 in the world世界
could use a DBCDbc
237
764649
2763
世界上每所医院都可以使用DBC
12:59
for printing印花 personalized个性化 medicines药品
for a patient患者 at their bedside床头.
238
767436
3731
在病人床边打印个性化药物。
13:03
I can even imagine想像 a day
when it's routine常规 for people to have a DBCDbc
239
771846
5010
我甚至想象着,
有一天可以实现人手一台DBC,
13:08
to connect to their
home computer电脑 or smart聪明 phone电话
240
776880
2269
连上家中的电脑或智能手机,
13:11
as a means手段 to download下载
their prescriptions处方,
241
779173
2015
就可以去下载他们的处方,
例如胰岛素或抗体疗法。
13:13
such这样 as insulin胰岛素 or antibody抗体 therapies治疗.
242
781212
2119
13:15
The DBCDbc will also be valuable有价值 when placed放置
in strategic战略 areas around the world世界,
243
783355
4453
在世界各地的战区,
DBC也将会派上用场,
13:19
for rapid快速 response响应 to disease疾病 outbreaks爆发.
244
787832
2667
它可以快速应对疾病的爆发。
13:22
For example, the CDCCDC in Atlanta亚特兰大, Georgia格鲁吉亚
245
790879
3103
例如,乔治亚州亚特兰大的
疾病防控中心,
13:26
could send发送 flu流感 vaccine疫苗 instructions说明
to a DBCDbc on the other side of the world世界,
246
794006
4793
可以将流感疫苗的指令
发送到世界另一端的DBC,
13:30
where the flu流感 vaccine疫苗 is manufactured制成的
right on the front面前 lines线.
247
798823
3944
这样流感疫苗就可以在前线生产。
13:35
That flu流感 vaccine疫苗 could even be
specifically特别 tailored量身定制 to the flu流感 strain应变
248
803085
5230
这种流感疫苗甚至可以专门针对
13:40
that's circulating循环 in that local本地 area.
249
808339
3222
在当地流行的流感病毒。
13:43
Sending发出 vaccines疫苗 around in a digital数字 file文件,
250
811585
2492
将疫苗通过数字文件发送,
13:46
rather than stockpiling堆存 those same相同
vaccines疫苗 and shipping运输 them out,
251
814101
3817
而不再将其打包运出,
13:49
promises许诺 to save保存 thousands数千 of lives生活.
252
817942
2631
可以拯救成千上万的生命。
13:53
Of course课程, the applications应用
go as far as the imagination想像力 goes.
253
821212
4200
当然,梦想有多大,
舞台就有多大。
13:58
It's not hard to imagine想像
placing配售 a DBCDbc on another另一个 planet行星.
254
826164
3995
不难想象,在另一个星球上
放置这么一台DBC。
14:03
Scientists科学家们 on Earth地球 could then send发送
the digital数字 instructions说明 to that DBCDbc
255
831315
5104
地球上的科学家就可以
将数字指令发送到DBC,
14:08
to make new medicines药品
or to make synthetic合成的 organisms生物
256
836443
4007
去制造新药物,或合成生物,
14:12
that produce生产 oxygen, food餐饮,
fuel汽油 or building建造 materials物料,
257
840474
3667
以产生氧气,食物,
燃料或建筑材料,
14:16
as a means手段 for making制造 the planet行星
more habitable可居住 for humans人类.
258
844165
3174
这不失为一种把外星球
变成适合人类居住的方法。
14:20
(Applause掌声)
259
848002
4440
(鼓掌)
14:24
With digital数字 information信息
traveling旅行 at the speed速度 of light,
260
852466
3341
数字信息以光速前进,
14:27
it would only take minutes分钟
to send发送 those digital数字 instructions说明
261
855831
2897
数字指令从地球传到火星
14:30
from Earth地球 to Mars火星,
262
858752
1190
只需要几分钟。
14:31
but it would take months个月
to physically物理 deliver交付 those same相同 samples样本
263
859966
3849
但如果通过太空船去
运送这些实体样本
14:35
on a spacecraft宇宙飞船.
264
863839
1150
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Translated by jacks peng

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ABOUT THE SPEAKER
Dan Gibson - Genome writer
Dan Gibson leads a new breed of bioengineers, called genome writers, who use DNA to design and build new products powering the next industrial revolution.

Why you should listen

In 2004, Dan Gibson was drawn to a project at the J. Craig Venter Institute: to build a synthetic cell from scratch. Within days, he was on a path to creating synthetic life alongside genomics pioneers. But to build a whole genome from scratch, Gibson had to first invent new methods to assemble DNA. One method, dubbed the "Gibson Assembly," became a game changer, and a series of firsts followed: first synthetic bacterial genome, first synthetic cell, first minimal cell. Today, these discoveries inform the design of synthetic DNA used for new medicines.

Gibson's teams at SGI and SGI-DNA recently introduced the world's first biologic teleporter, called the Digital-to-Biological Converter (DBC), which turns digital code into functional biologics in the form of DNA, RNA and proteins without human intervention. Imagine a future where digital code is emailed to DBCs at hospitals around the world to deliver personalized medicine at a patient's bedside.

More profile about the speaker
Dan Gibson | Speaker | TED.com

Data provided by TED.

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