ABOUT THE SPEAKER
Craig Venter - Biologist, genetics pioneer
In 2001, Craig Venter made headlines for sequencing the human genome. In 2003, he started mapping the ocean's biodiversity. And now he's created the first synthetic lifeforms -- microorganisms that can produce alternative fuels.

Why you should listen

Craig Venter, the man who led the private effort to sequence the human genome, is hard at work now on even more potentially world-changing projects.

First, there's his mission aboard the Sorcerer II, a 92-foot yacht, which, in 2006, finished its voyage around the globe to sample, catalouge and decode the genes of the ocean's unknown microorganisms. Quite a task, when you consider that there are tens of millions of microbes in a single drop of sea water. Then there's the J. Craig Venter Institute, a nonprofit dedicated to researching genomics and exploring its societal implications.

In 2005, Venter founded Synthetic Genomics, a private company with a provocative mission: to engineer new life forms. Its goal is to design, synthesize and assemble synthetic microorganisms that will produce alternative fuels, such as ethanol or hydrogen. He was on Time magzine's 2007 list of the 100 Most Influential People in the World.

In early 2008, scientists at the J. Craig Venter Institute announced that they had manufactured the entire genome of a bacterium by painstakingly stitching together its chemical components. By sequencing a genome, scientists can begin to custom-design bootable organisms, creating biological robots that can produce from scratch chemicals humans can use, such as biofuel. And in 2010, they announced, they had created "synthetic life" -- DNA created digitally, inserted into a living bacterium, and remaining alive.

More profile about the speaker
Craig Venter | Speaker | TED.com
TED in the Field

Craig Venter: Watch me unveil "synthetic life"

克萊格‧溫特爾揭開「合成生命」的面紗

Filmed:
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克萊格‧溫特爾及其研究團隊宣佈了歷史性的生物進展:他們創造出第一個由合成DNA控制、能自行複製、功能完整的細胞。他在此宣佈中說明了他們如何達到這個地步,以及為什麼這項成就標示了一個科學新時代的來臨。
- Biologist, genetics pioneer
In 2001, Craig Venter made headlines for sequencing the human genome. In 2003, he started mapping the ocean's biodiversity. And now he's created the first synthetic lifeforms -- microorganisms that can produce alternative fuels. Full bio

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00:16
We're here today今天 to announce宣布
0
1000
2000
我們今天在此宣佈
00:18
the first synthetic合成的 cell細胞,
1
3000
3000
第一個合成細胞製作成功
00:21
a cell細胞 made製作 by
2
6000
2000
這細胞我們先以數碼的方式
00:23
starting開始 with the digital數字 code in the computer電腦,
3
8000
3000
在電腦裡建構
00:26
building建造 the chromosome染色體
4
11000
3000
再從四瓶化學物質
00:29
from four bottles瓶子 of chemicals化學製品,
5
14000
3000
築出染色體
00:32
assembling組裝 that chromosome染色體 in yeast酵母,
6
17000
2000
並在酵母中組合該細胞的染色體
00:34
transplanting移植 it into
7
19000
3000
然後再把它移植到
00:37
a recipient接受者 bacterial細菌 cell細胞
8
22000
2000
接收的細菌細胞裡
00:39
and transforming轉型 that cell細胞
9
24000
2000
使那個細胞轉化
00:41
into a new bacterial細菌 species種類.
10
26000
2000
成為一個新的菌種
00:44
So this is the first self-replicating自我複製 species種類
11
29000
3000
於是成為我們這個地球上
00:47
that we've我們已經 had on the planet行星
12
32000
2000
第一個誕生於電腦
00:49
whose誰的 parent is a computer電腦.
13
34000
3000
而能自我複製的物種
00:52
It also is the first species種類
14
37000
2000
它也將是第一個
00:54
to have its own擁有 website網站
15
39000
2000
把自己的網址寫入
00:56
encoded編碼 in its genetic遺傳 code.
16
41000
3000
自己的基因密碼裡的物種
00:59
But we'll talk more about
17
44000
2000
不過我們稍後
01:01
the watermarks水印 in a minute分鐘.
18
46000
3000
再多談浮水印之事
01:04
This is a project項目 that had its inception成立
19
49000
2000
這個研究專案肇始於
01:06
15 years年份 ago
20
51000
2000
15年前
01:08
when our team球隊 then --
21
53000
2000
當時我們的研究團隊-
01:10
we called the institute研究所 TIGRTIGR --
22
55000
2000
稱為TIGR研究所-
01:12
was involved參與 in sequencing測序
23
57000
2000
進行了有史以來首次的
01:14
the first two genomes基因組 in history歷史.
24
59000
2000
兩個基因組排序工作
01:16
We did Haemophilus嗜血 influenzae流感
25
61000
2000
我們先為流感嗜血桿菌
01:18
and then the smallest最少 genome基因組 of a self-replicating自我複製 organism生物,
26
63000
3000
然後又為能自行複製的生物體
01:21
that of Mycoplasma支原體 genitalium生殖.
27
66000
3000
生殖支原體的最小基因組做了排序
01:24
And as soon不久 as
28
69000
2000
我們一旦有了
01:26
we had these two sequences序列
29
71000
2000
這兩個排序
01:28
we thought, if this is supposed應該 to be the smallest最少 genome基因組
30
73000
3000
我們想, 如果這被認為是能自行複製的
01:31
of a self-replicating自我複製 species種類,
31
76000
2000
物種的最小基因組
01:33
could there be even a smaller genome基因組?
32
78000
2000
那麼還有更小的嗎?
01:35
Could we understand理解 the basis基礎 of cellular細胞的 life
33
80000
3000
我們能在基因的層面上理解
01:38
at the genetic遺傳 level水平?
34
83000
2000
細胞生命的基礎嗎?
01:40
It's been a 15-year-年 quest尋求
35
85000
2000
這一問就是15年
01:42
just to get to the starting開始 point now
36
87000
2000
今天我們才剛走到開始
01:44
to be able能夠 to answer回答 those questions問題,
37
89000
3000
可以回答那些問題的地步
01:47
because it's very difficult to eliminate消除
38
92000
2000
由於很難消除細胞裡的
01:49
multiple genes基因 from a cell細胞.
39
94000
2000
多重基因
01:51
You can only do them one at a time.
40
96000
3000
只能一次消除一個
01:54
We decided決定 early on
41
99000
2000
所以我們很早就決定
01:56
that we had to take a synthetic合成的 route路線,
42
101000
2000
即使以前沒有人做過
01:58
even though雖然 nobody沒有人 had been there before,
43
103000
2000
我們必須採取合成的辦法
02:00
to see if we could synthesize合成
44
105000
2000
看看我們能否合成
02:02
a bacterial細菌 chromosome染色體
45
107000
2000
一個細菌的染色體
02:04
so we could actually其實 vary變化 the gene基因 content內容
46
109000
2000
由此我們改變了基因內容
02:06
to understand理解 the essential必要 genes基因 for life.
47
111000
3000
以便理解生命的基本基因
02:09
That started開始 our 15-year-年 quest尋求
48
114000
3000
於是開始了我們15年的探索
02:12
to get here.
49
117000
2000
終於達到今天的地步
02:14
But before we did the first experiments實驗,
50
119000
2000
開始進行首先的實驗之前
02:16
we actually其實 asked
51
121000
3000
我們確實先向當時在賓州大學的
02:19
Art藝術 Caplan's卡普蘭的 team球隊 at the University大學 of Pennsylvania賓夕法尼亞
52
124000
3000
Art Caplan研究團隊尋求
02:22
to undertake承擔 a review評論
53
127000
2000
進行評估審查
02:24
of what the risks風險, the challenges挑戰,
54
129000
3000
以確定在實驗室裡創造
02:27
the ethics倫理 around creating創建 new
55
132000
2000
新物種的風險、挑戰
02:29
species種類 in the laboratory實驗室 were
56
134000
2000
和道德方面的問題
02:31
because it hadn't有沒有 been doneDONE before.
57
136000
2000
因為這是史無前例的
02:33
They spent花費 about two years年份
58
138000
2000
他們花了大約兩年時間
02:35
reviewing回顧 that independently獨立地
59
140000
2000
獨立完成評審
02:37
and published發表 their results結果 in Science科學 in 1999.
60
142000
3000
將其結果發表於1999年《科學雜誌》
02:40
Ham火腿 and I took two years年份 off
61
145000
2000
當時我和Ham離開兩年
02:42
as a side project項目 to sequence序列 the human人的 genome基因組,
62
147000
2000
進行人類基因組排序的另一個研究專案
02:44
but as soon不久 as that was doneDONE
63
149000
2000
完成工作後
02:46
we got back to the task任務 at hand.
64
151000
3000
我們立即回到這個工作
02:50
In 2002, we started開始
65
155000
2000
2002年, 我們開始
02:52
a new institute研究所,
66
157000
2000
一個新的研究所
02:54
the Institute研究所 for Biological生物 Energy能源 Alternatives備擇方案,
67
159000
3000
生物能源替代方案研究所
02:57
where we set out two goals目標:
68
162000
2000
我們設定了兩個目標
02:59
One, to understand理解
69
164000
2000
其一是要理解
03:01
the impact碰撞 of our technology技術 on the environment環境,
70
166000
3000
我們的科技對環境的影響並確定
03:04
and how to understand理解 the environment環境 better,
71
169000
2000
如何更妥善理解環境問題
03:06
and two, to start開始 down this process處理
72
171000
2000
其二是開始建構
03:08
of making製造 synthetic合成的 life
73
173000
3000
製作合成生命的過程
03:11
to understand理解 basic基本 life.
74
176000
3000
以便理解基礎生命
03:14
In 2003,
75
179000
2000
在2003年
03:16
we published發表 our first success成功.
76
181000
2000
我們發表了初步的成果
03:18
So Ham火腿 Smith工匠 and Clyde克萊德 Hutchison
77
183000
2000
Ham Smith和Clyde Hutchison
03:20
developed發達 some new methods方法
78
185000
2000
開發了一些新的方法
03:22
for making製造 error-free無差錯 DNA脫氧核糖核酸
79
187000
3000
用來小規模製作
03:25
at a small level水平.
80
190000
2000
無差錯的DNA
03:27
Our first task任務 was
81
192000
2000
當時的第一個工作是
03:29
a 5,000-letter-信 code bacteriophage噬菌體,
82
194000
3000
一個5000字母代碼的噬菌體
03:32
a virus病毒 that attacks攻擊 only E. coli大腸桿菌.
83
197000
3000
是一種只會攻擊大腸桿菌的病毒
03:36
So that was
84
201000
2000
那就是編號
03:38
the phage噬菌體 phi X 174,
85
203000
2000
ΦX174的噬菌體
03:40
which哪一個 was chosen選擇 for historical歷史的 reasons原因.
86
205000
2000
選擇它有歷史的緣由
03:42
It was the first DNA脫氧核糖核酸 phage噬菌體,
87
207000
3000
它是第一個真正受到完整
03:45
DNA脫氧核糖核酸 virus病毒, DNA脫氧核糖核酸 genome基因組
88
210000
3000
排序的DNA噬菌體、DNA病毒、
03:48
that was actually其實 sequenced測序.
89
213000
2000
DNA基因組
03:50
So once一旦 we realized實現
90
215000
3000
那麼我們一旦明白
03:53
that we could make 5,000-base-基礎 pair
91
218000
2000
我們能製作出5000個在
03:55
viral-sized病毒大小 pieces,
92
220000
2000
病毒般大小內的核酸鹼基對
03:57
we thought, we at least最小 have the means手段
93
222000
2000
我們想,我們至少有了方法
03:59
then to try and make serially連續 lots of these pieces
94
224000
3000
進一步嘗試批量製作這些配對
04:02
to be able能夠 to eventually終於 assemble集合 them together一起
95
227000
3000
以便在最後把它們組合起來
04:05
to make this mega巨型 base基礎 chromosome染色體.
96
230000
3000
製作成這個兆基的染色體
04:09
So, substantially基本上 larger than
97
234000
2000
這個進展基本上甚至
04:11
we even thought we would go initially原來.
98
236000
3000
比我們原先所想要組合的還大出許多
04:15
There were several一些 steps腳步 to this. There were two sides雙方:
99
240000
3000
達到這個地步有幾個步驟,分兩方面來說
04:18
We had to solve解決 the chemistry化學
100
243000
2000
我們必須在化學方面解決
04:20
for making製造 large DNA脫氧核糖核酸 molecules分子,
101
245000
2000
製作大型DNA分子的問題
04:22
and we had to solve解決 the biological生物 side
102
247000
2000
另外在生物學方面我們必須解決
04:24
of how, if we had this new chemical化學 entity實體,
103
249000
3000
有了這個新的化學實體之後
04:27
how would we boot it up, activate啟用 it
104
252000
3000
如何在一個接收細胞裡
04:30
in a recipient接受者 cell細胞.
105
255000
3000
將它啟動、將它活化的問題
04:33
We had two teams球隊 working加工 in parallel平行:
106
258000
2000
因此我們有兩個團隊併列進行
04:35
one team球隊 on the chemistry化學,
107
260000
2000
一個團隊處理化學的問題
04:37
and the other on trying to
108
262000
3000
另一個團隊嘗試
04:40
be able能夠 to transplant移植
109
265000
2000
如何能夠移植
04:42
entire整個 chromosomes染色體
110
267000
2000
整個染色體
04:44
to get new cells細胞.
111
269000
3000
以獲得新的細胞
04:47
When we started開始 this out, we thought the synthesis合成 would be the biggest最大 problem問題,
112
272000
3000
開始時我們以為最大的問題會在於合成
04:50
which哪一個 is why we chose選擇 the smallest最少 genome基因組.
113
275000
3000
那是我們當時選擇最小的基因組的原因
04:53
And some of you have noticed注意到 that we switched交換的 from the smallest最少 genome基因組
114
278000
3000
各位有人注意到我們改用相當大的基因組
04:56
to a much larger one.
115
281000
2000
而沒有採用最小的
04:58
And we can walk步行 through通過 the reasons原因 for that,
116
283000
2000
我們可以略過這個改動的原因
05:00
but basically基本上 the small cell細胞
117
285000
3000
不過基本上, 採用小型的細胞
05:03
took on the order訂購 of
118
288000
2000
要得到結果
05:05
one to two months個月 to get results結果 from,
119
290000
3000
需要花費一到兩個月時間
05:08
whereas the larger, faster-growing快速增長 cell細胞
120
293000
2000
但若採用較大、成長較快的細胞
05:10
takes only two days.
121
295000
2000
只需要兩天
05:12
So there's only so many許多 cycles週期 we could go through通過
122
297000
3000
因此我們在一年內
05:15
in a year at six weeks per cycle週期.
123
300000
3000
以六週為一期,只能進行那麼多週期
05:18
And you should know that basically基本上
124
303000
2000
而且各位應該知道
05:20
99, probably大概 99 percent百分 plus
125
305000
3000
基本上我們的實驗有99%
05:23
of our experiments實驗 failed失敗.
126
308000
2000
甚至可能99%以上會是失敗的
05:25
So this was a debugging調試,
127
310000
2000
因此整個工作從一開始
05:27
problem-solving解決問題 scenario腳本 from the beginning開始
128
312000
3000
就是糾錯, 解決問題的戲碼
05:30
because there was no recipe食譜
129
315000
2000
因為當時還沒有
05:32
of how to get there.
130
317000
2000
達到成功的訣竅
05:34
So, one of the most important重要 publications出版物 we had
131
319000
3000
我們最重要的發表之一
05:37
was in 2007.
132
322000
2000
是在2007年
05:39
Carole阿玲 Lartigue拉蒂格 led the effort功夫
133
324000
3000
Carole Lartigue主持的那個研究
05:42
to actually其實 transplant移植 a bacterial細菌 chromosome染色體
134
327000
3000
說明如何將細菌染色體
05:45
from one bacteria to another另一個.
135
330000
2000
從一個細菌移植到另一個
05:47
I think philosophically哲學, that was one of the most important重要 papers文件
136
332000
3000
哲學意義上,我認為那是我們做過的研究中
05:50
that we've我們已經 ever doneDONE
137
335000
2000
最為重要的報告之一
05:52
because it showed顯示 how dynamic動態 life was.
138
337000
3000
因為該報告顯示了生命具有多大的動能
05:55
And we knew知道, once一旦 that worked工作,
139
340000
2000
我們知道, 只要這方法奏效
05:57
that we actually其實 had a chance機會
140
342000
2000
那麼我們很有可能
05:59
if we could make the synthetic合成的 chromosomes染色體
141
344000
2000
做到讓合成的染色體
06:01
to do the same相同 with those.
142
346000
3000
同樣能夠移植到細菌細胞裡
06:04
We didn't know that it was going to take us
143
349000
2000
只是當時還不知道還要
06:06
several一些 years年份 more to get there.
144
351000
2000
多少年才能做到那個地步
06:08
In 2008,
145
353000
2000
2008年
06:10
we reported報導 the complete完成 synthesis合成
146
355000
2000
我們發表了完成合成
06:12
of the Mycoplasma支原體 genitalium生殖 genome基因組,
147
357000
3000
生殖支原體基因組的報告
06:15
a little over 500,000 letters of genetic遺傳 code,
148
360000
3000
比500,000字母稍多一點的基因密碼
06:19
but we have not yet然而 succeeded成功 in booting啟動 up that chromosome染色體.
149
364000
3000
但是我們還未成功地啟動該染色體
06:22
We think in part部分, because of its slow growth發展
150
367000
3000
我們認為部分原因是由於成長緩慢
06:26
and, in part部分,
151
371000
2000
另外部分原因是
06:28
cells細胞 have all kinds of unique獨特 defense防禦 mechanisms機制
152
373000
3000
細胞都具有各種特殊的防衛機制
06:31
to keep these events事件 from happening事件.
153
376000
2000
使得啟動植入困難
06:33
It turned轉身 out the cell細胞 that we were trying to transplant移植 into
154
378000
3000
我們發現我們嘗試植入的細胞
06:36
had a nuclease核酸酶, an enzyme that chews up DNA脫氧核糖核酸 on its surface表面,
155
381000
3000
有一種會在其表面啃蝕DNA的核酸酵素
06:39
and was happy快樂 to eat
156
384000
2000
吃起我們給它的合成DNA
06:41
the synthetic合成的 DNA脫氧核糖核酸 that we gave it
157
386000
2000
特別痛快
06:43
and never got transplantations移植.
158
388000
3000
因此移植一直沒有成功
06:46
But at the time, that was the largest最大
159
391000
2000
不過那是我們當時
06:48
molecule分子 of a defined定義 structure結構體
160
393000
2000
所知做過的分子結構
06:50
that had been made製作.
161
395000
2000
最大的一個
06:52
And so both sides雙方 were progressing進展,
162
397000
2000
因此兩方面當時都在進展之中
06:54
but part部分 of the synthesis合成
163
399000
2000
但合成有部分必須完成
06:56
had to be accomplished完成 or was able能夠 to be accomplished完成
164
401000
3000
或說仍須完成
06:59
using運用 yeast酵母, putting the fragments片段 in yeast酵母
165
404000
3000
使用酵母-把片段放入酵母中
07:02
and yeast酵母 would assemble集合 these for us.
166
407000
2000
酵母就會幫我們組合
07:04
It's an amazing驚人 step forward前鋒,
167
409000
3000
這是令人驚訝的進步
07:07
but we had a problem問題 because now we had
168
412000
2000
但是我們卻有了新的問題
07:09
the bacterial細菌 chromosomes染色體 growing生長 in yeast酵母.
169
414000
3000
因為我們的細菌染色體現在是在酵母中成長的
07:12
So in addition加成 to doing the transplant移植,
170
417000
3000
因此除了要進行移植之外
07:15
we had to find out how to get a bacterial細菌 chromosome染色體
171
420000
2000
我們還得找出一個方法從真核酵母中
07:17
out of the eukaryotic真核 yeast酵母
172
422000
2000
取出細菌染色體
07:19
into a form形成 where we could transplant移植 it
173
424000
2000
而且要確保取出後
07:21
into a recipient接受者 cell細胞.
174
426000
3000
能被移植到一個接收細胞裡
07:25
So our team球隊 developed發達 new techniques技術
175
430000
3000
因此我們的研究團隊開發了一個新技術
07:28
for actually其實 growing生長, cloning克隆
176
433000
2000
用來在酵素中促長
07:30
entire整個 bacterial細菌 chromosomes染色體 in yeast酵母.
177
435000
2000
並複製整著細菌染色體
07:32
So we took the same相同 mycoides絲狀支原體 genome基因組
178
437000
3000
因此我們採用相同於Carole原本移植的
07:35
that Carole阿玲 had initially原來 transplanted移植,
179
440000
2000
柔膜菌支原體基因組
07:37
and we grew成長 that in yeast酵母
180
442000
2000
作為人造染色體
07:39
as an artificial人造 chromosome染色體.
181
444000
3000
讓它在酵母中成長
07:42
And we thought this would be a great test測試 bed
182
447000
2000
我們當時認為, 這會是學習如何從酵母中
07:44
for learning學習 how to get chromosomes染色體 out of yeast酵母
183
449000
2000
取出染色體並做移植的
07:46
and transplant移植 them.
184
451000
2000
很好的試驗床
07:48
When we did these experiments實驗, though雖然,
185
453000
2000
但當我們做實驗時
07:50
we could get the chromosome染色體 out of yeast酵母
186
455000
2000
我們雖能從酵母中取出染色體
07:52
but it wouldn't不會 transplant移植 and boot up a cell細胞.
187
457000
3000
但無法移植並啟動細胞
07:56
That little issue問題 took the team球隊 two years年份 to solve解決.
188
461000
3000
這麼個小問題花了研究團隊兩年才解決
07:59
It turns out, the DNA脫氧核糖核酸 in the bacterial細菌 cell細胞
189
464000
3000
結果發現在細菌細胞裡的DNA
08:02
was actually其實 methylated甲基化,
190
467000
2000
原來是經過甲基化的
08:04
and the methylation甲基化 protects保護 it from the restriction限制 enzyme,
191
469000
3000
而甲基化保護它不接受限制酶
08:08
from digesting消化 the DNA脫氧核糖核酸.
192
473000
3000
不能消化DNA
08:11
So what we found發現 is if we took the chromosome染色體
193
476000
2000
因此我們發現, 如果從酵母
08:13
out of yeast酵母 and methylated甲基化 it,
194
478000
2000
取出染色體並將它甲基化
08:15
we could then transplant移植 it.
195
480000
2000
我們就可以移植了
08:17
Further進一步 advances進步 came來了
196
482000
2000
當研究團隊
08:19
when the team球隊 removed去除 the restriction限制 enzyme genes基因
197
484000
3000
將限制酶基因從山羊支原體移除時
08:22
from the recipient接受者 capricolumcapricolum cell細胞.
198
487000
3000
我們便更進了一步
08:25
And once一旦 we had doneDONE that, now we can take
199
490000
2000
一旦達到這一步
08:27
naked DNA脫氧核糖核酸 out of yeast酵母 and transplant移植 it.
200
492000
3000
我們便能從酵母中取出裸露的DNA進行移植
08:30
So last fall秋季
201
495000
2000
於是去年秋天
08:32
when we published發表 the results結果 of that work in Science科學,
202
497000
3000
我們在《科學雜誌》發表該研究成果時
08:35
we all became成為 overconfident過於自信的
203
500000
2000
我們都變得過於自信
08:37
and were sure we were only
204
502000
2000
確信我們只須
08:39
a few少數 weeks away
205
504000
2000
再幾個星期的時間
08:41
from being存在 able能夠 to now boot up
206
506000
2000
就能夠啟動
08:43
a chromosome染色體 out of yeast酵母.
207
508000
3000
從酵母中取出的染色體
08:46
Because of the problems問題 with
208
511000
2000
由於約一年半前
08:48
Mycoplasma支原體 genitalium生殖 and its slow growth發展
209
513000
3000
有過生殖支原體以及其
08:51
about a year and a half ago,
210
516000
3000
成長緩慢的問題
08:54
we decided決定 to synthesize合成
211
519000
3000
我們決定合成
08:57
the much larger chromosome染色體, the mycoides絲狀支原體 chromosome染色體,
212
522000
3000
較大的柔膜菌支原體染色體
09:00
knowing會心 that we had the biology生物學 worked工作 out on that
213
525000
3000
因為我們在生物學方面已經解決了
09:03
for transplantation移植.
214
528000
2000
此等染色體的移植問題
09:05
And Dan led the team球隊 for the synthesis合成
215
530000
2000
當時Dan帶領合成這個
09:07
of this over one-million-base一百萬基地 pair chromosome染色體.
216
532000
3000
超過百萬核酸鹼基對染色體的研究團隊
09:12
But it turned轉身 out it wasn't going to be as simple簡單 in the end結束,
217
537000
3000
但終究發現沒有那麼簡單
09:15
and it set us back three months個月
218
540000
2000
這讓我們損失三個月時間
09:17
because we had one error錯誤
219
542000
2000
因為我們在那個超過
09:19
out of over a million百萬 base基礎 pairs in that sequence序列.
220
544000
3000
百萬核酸鹼基對排序中有一個錯誤
09:22
So the team球隊 developed發達 new debugging調試 software軟件,
221
547000
3000
於是研究團隊開發了新的糾錯軟體
09:25
where we could test測試 each synthetic合成的 fragment分段
222
550000
3000
用來測試每個合成的片段
09:28
to see if it would grow增長 in a background背景
223
553000
2000
查看它能否
09:30
of wild野生 type類型 DNA脫氧核糖核酸.
224
555000
3000
在雜型的DNA背景下成長
09:33
And we found發現 that 10 out of the 11
225
558000
3000
結果發現我們合成的每十萬個核酸鹼基對裡
09:36
100,000-base-基礎 pair pieces we synthesized綜合
226
561000
3000
11個之中有10個
09:39
were completely全然 accurate準確
227
564000
2000
是完全精確的
09:41
and compatible兼容 with
228
566000
2000
而且也與
09:43
a life-forming生命形成 sequence序列.
229
568000
3000
形成生命的排序相容
09:47
We narrowed收窄 it down to one fragment分段;
230
572000
2000
我們縮小問題的範圍至那一個片段
09:49
we sequenced測序 it
231
574000
2000
為那一個片段作基因排序
09:51
and found發現 just one base基礎 pair had been deleted刪除
232
576000
2000
發現只有一個重要基因的
09:53
in an essential必要 gene基因.
233
578000
2000
一個核酸鹼基對被消除了
09:55
So accuracy準確性 is essential必要.
234
580000
3000
因此精確是至關緊要的
09:58
There's parts部分 of the genome基因組
235
583000
2000
有些基因組的部分
10:00
where it cannot不能 tolerate容忍 even a single error錯誤,
236
585000
3000
一點小錯都不能容忍
10:03
and then there's parts部分 of the genome基因組
237
588000
2000
還有些基因組的部分
10:05
where we can put in large blocks of DNA脫氧核糖核酸,
238
590000
2000
我們可以放入大塊的DNA
10:07
as we did with the watermarks水印,
239
592000
2000
我們就是這麼放入浮水印的
10:09
and it can tolerate容忍 all kinds of errors錯誤.
240
594000
3000
這些部分很能容忍各種錯誤
10:12
So it took about three months個月 to find that error錯誤
241
597000
3000
於是花費了大約三個月時間找到那個錯誤
10:15
and repair修理 it.
242
600000
2000
並予修正
10:17
And then early one morning早上, at 6 a.m.
243
602000
3000
然後有一天早上六點鐘
10:20
we got a text文本 from Dan
244
605000
3000
我們收到Dan發來簡訊
10:23
saying that, now, the first blue藍色 colonies群落 existed存在.
245
608000
3000
說是第一個藍色菌落已經形成了
10:26
So, it's been a long route路線 to get here:
246
611000
3000
那麼,達到今天的地步是一條很長的路-
10:29
15 years年份 from the beginning開始.
247
614000
3000
從開始到現在整整15年
10:32
We felt
248
617000
2000
我們覺得
10:34
one of the tenets原則 of this field領域
249
619000
2000
這個領域的信條之一是
10:36
was to make absolutely絕對 certain某些
250
621000
3000
要做到完全確定
10:39
we could distinguish區分 synthetic合成的 DNA脫氧核糖核酸
251
624000
3000
我們要能切實分辨合成DNA
10:42
from natural自然 DNA脫氧核糖核酸.
252
627000
2000
和自然DNA的區別
10:44
Early on, when you're working加工 in a new area of science科學,
253
629000
3000
在科學的一個新領域中進行研究工作時
10:47
you have to think about all the pitfalls陷阱
254
632000
3000
很早就要想到所有可能的陷阱
10:50
and things that could lead you
255
635000
2000
以及會誤導你相信有了成果
10:52
to believe that you had doneDONE something when you hadn't有沒有,
256
637000
3000
但實際並沒有成就什麼的情況
10:55
and, even worse更差, leading領導 others其他 to believe it.
257
640000
3000
更糟糕的是也誤導了別人相信
10:58
So, we thought the worst最差 problem問題 would be
258
643000
2000
因此我們認為最糟糕的
11:00
a single molecule分子 contamination污染
259
645000
3000
問題會是由於原本的染色體
11:03
of the native本地人 chromosome染色體,
260
648000
2000
有某個單分子受到污染
11:05
leading領導 us to believe that we actually其實 had
261
650000
3000
誤導我們相信我們真的創造出
11:08
created創建 a synthetic合成的 cell細胞,
262
653000
2000
一個合成的細胞
11:10
when it would have been just a contaminant污染物.
263
655000
2000
而可能只是一個污染的產物
11:12
So early on, we developed發達 the notion概念
264
657000
2000
因此我們很早就有了
11:14
of putting in watermarks水印 in the DNA脫氧核糖核酸
265
659000
2000
要在DNA裡放入浮水印的想法
11:16
to absolutely絕對 make clear明確
266
661000
2000
以弄清楚那個DNA
11:18
that the DNA脫氧核糖核酸 was synthetic合成的.
267
663000
3000
絕對毫無疑問是合成的
11:21
And the first chromosome染色體 we built內置
268
666000
3000
我們建構的第一個染色體
11:24
in 2008 --
269
669000
2000
在2008年
11:26
the 500,000-base-基礎 pair one --
270
671000
2000
那個有五十萬個核酸鹼基對的
11:28
we simply只是 assigned分配
271
673000
3000
染色體內, 我們放入了
11:31
the names of the authors作者 of the chromosome染色體
272
676000
3000
作者們的姓名
11:34
into the genetic遺傳 code,
273
679000
3000
在其基因密碼中,
11:37
but it was using運用 just amino氨基 acid
274
682000
2000
但當時只採用胺基酸
11:39
single letter translations譯文,
275
684000
2000
的單字母代碼,
11:41
which哪一個 leaves樹葉 out certain某些 letters of the alphabet字母.
276
686000
3000
這個系統省略了字母系統裡的某些字母
11:45
So the team球隊 actually其實 developed發達 a new code
277
690000
3000
因此研究團隊開發了一套新密碼
11:48
within the code within the code.
278
693000
3000
那是在密碼裡的密碼裡的密碼
11:51
So it's a new code
279
696000
2000
那麼就是一種新密碼
11:53
for interpreting解讀 and writing寫作 messages消息 in DNA脫氧核糖核酸.
280
698000
3000
用來解讀和書寫在DNA裡的信息
11:56
Now, mathematicians數學家 have been hiding and writing寫作
281
701000
3000
是的,數學家長久以來已經在進行著
11:59
messages消息 in the genetic遺傳 code for a long time,
282
704000
3000
隱藏和書寫基因密碼的工作
12:02
but it's clear明確 they were mathematicians數學家 and not biologists生物學家
283
707000
3000
但清楚的是他們是數學家不是生物學家
12:05
because, if you write long messages消息
284
710000
3000
因為如果你使用數學家開發的密碼
12:08
with the code that the mathematicians數學家 developed發達,
285
713000
3000
書寫長的信息
12:11
it would more than likely容易 lead to
286
716000
2000
其結果很可能導致
12:13
new proteins蛋白質 being存在 synthesized綜合
287
718000
3000
新蛋白質的合成
12:16
with unknown未知 functions功能.
288
721000
3000
而其功能卻不清楚
12:19
So the code that Mike麥克風 Montague蒙塔古 and the team球隊 developed發達
289
724000
3000
那麼Mike Montague和他的團隊開發的密碼
12:22
actually其實 puts看跌期權 frequent頻繁 stop codons密碼子,
290
727000
2000
確實放入常見的停止密碼子
12:24
so it's a different不同 alphabet字母
291
729000
3000
因此這是一套不同的字母系統
12:27
but allows允許 us to use
292
732000
2000
但卻讓我們能使用
12:29
the entire整個 English英語 alphabet字母
293
734000
3000
整個英文字母系統裡的字母
12:32
with punctuation標點 and numbers數字.
294
737000
2000
包含標點和數字
12:34
So, there are four major重大的 watermarks水印
295
739000
2000
於是有四種主要的浮水印
12:36
all over 1,000 base基礎 pairs of genetic遺傳 code.
296
741000
3000
散布在上千個基因密碼的核酸鹼基對裡
12:39
The first one actually其實 contains包含 within it
297
744000
3000
實際包含在內的第一種
12:42
this code for interpreting解讀
298
747000
3000
是用來解讀其它
12:45
the rest休息 of the genetic遺傳 code.
299
750000
2000
基因密碼的密碼
12:49
So in the remaining其餘 information信息,
300
754000
2000
因此在其餘的訊息中
12:51
in the watermarks水印,
301
756000
2000
在浮水印裡
12:53
contain包含 the names of, I think it's
302
758000
3000
包含了-我想沒錯-是
12:56
46 different不同 authors作者
303
761000
2000
46位不同的作者
12:58
and key contributors貢獻者
304
763000
2000
以及主要的貢獻者
13:00
to getting得到 the project項目 to this stage階段.
305
765000
3000
他們推動研究專案到達這個地步
13:04
And we also built內置 in
306
769000
2000
而且我們也植入
13:06
a website網站 address地址
307
771000
3000
一個網站的位址
13:09
so that if somebody decodes解碼 the code
308
774000
2000
因此如果有人解開
13:11
within the code within the code,
309
776000
2000
密碼裡的密碼裡的密碼
13:13
they can send發送 an email電子郵件 to that address地址.
310
778000
2000
就可以傳送一封電子郵件到那個位址
13:15
So it's clearly明確地 distinguishable可分辨
311
780000
3000
因此可以清楚地分辨出
13:18
from any other species種類,
312
783000
2000
它與其它物種的區別
13:20
having 46 names in it,
313
785000
3000
因為裡頭有46個姓名
13:23
its own擁有 web捲筒紙 address地址.
314
788000
3000
還有它自己的網址
13:27
And we added添加 three quotations報價,
315
792000
3000
我們還添加了三句引文
13:30
because with the first genome基因組
316
795000
2000
因為做出第一個基因組時
13:32
we were criticized批評 for not trying to say something more profound深刻
317
797000
3000
我們被批評沒有嘗試說些有點深度的言語
13:35
than just signing簽約 the work.
318
800000
2000
只為研究工作簽了名
13:37
So we won't慣於 give the rest休息 of the code,
319
802000
2000
那麼不多說其它的密碼
13:39
but we will give the three quotations報價.
320
804000
2000
我們只說那三句引文
13:41
The first is,
321
806000
2000
第一句是
13:43
"To live生活, to err,
322
808000
2000
「活著、犯錯、
13:45
to fall秋季, to triumph勝利
323
810000
2000
跌跤、獲勝,
13:47
and to recreate重建 life out of life."
324
812000
2000
還要從生命中創造生命。」
13:49
It's a James詹姆士 Joyce喬伊斯 quote引用.
325
814000
2000
這是引自James Joyce的言語
13:53
The second第二 quotation行情 is, "See things not as they are,
326
818000
3000
第二句引文是「見事物勿僅見其然,
13:56
but as they might威力 be."
327
821000
2000
亦當見其或可以然。」
13:58
It's a quote引用 from the "American美國 Prometheus普羅米修斯"
328
823000
3000
這是引自談論Robert Oppenheimer的
14:01
book on Robert羅伯特 Oppenheimer奧本海默.
329
826000
2000
《美國的普羅修斯》的言語
14:03
And the last one is a Richard理查德 Feynman費曼 quote引用:
330
828000
3000
最後一句是Richard Feynman的言語
14:06
"What I cannot不能 build建立,
331
831000
2000
「若是我無法建構,
14:08
I cannot不能 understand理解."
332
833000
2000
即因我不全然理解。」
14:13
So, because this is as much a philosophical哲學上 advance提前
333
838000
3000
那麼由於這是在科學技術上的進步
14:16
as a technical技術 advance提前 in science科學,
334
841000
3000
也同樣是在哲學上的進步
14:19
we tried試著 to deal合同 with both the philosophical哲學上
335
844000
3000
我們試圖處理技術方面的事
14:22
and the technical技術 side.
336
847000
2000
同時也處理哲學方面的事
14:24
The last thing I want to say before turning車削 it over to questions問題
337
849000
2000
轉到提問之前
14:26
is that the extensive廣泛 work
338
851000
3000
我最後要說的是
14:29
that we've我們已經 doneDONE --
339
854000
2000
我們大費周章
14:31
asking for ethical合乎道德的 review評論,
340
856000
2000
請求道德方面的評審
14:33
pushing推動 the envelope信封
341
858000
2000
在那方面推到極限
14:35
on that side as well as the technical技術 side --
342
860000
3000
也在技術方面推到極限
14:38
this has been broadly寬廣地 discussed討論 in the scientific科學 community社區,
343
863000
3000
這在科學社群裡已經受到廣泛討論
14:41
in the policy政策 community社區
344
866000
2000
在政策制訂社群裡
14:43
and at the highest最高 levels水平 of the federal聯邦 government政府.
345
868000
3000
還有在聯邦政府的最高層也討論
14:46
Even with this announcement公告,
346
871000
3000
甚至這次的宣佈-
14:49
as we did in 2003 --
347
874000
2000
如同2003年那次-
14:51
that work was funded資助 by the Department of Energy能源,
348
876000
3000
那個研究是由能源部所資助的-
14:54
so the work was reviewed回顧
349
879000
2000
那麼我們的研究工作
14:56
at the level水平 of the White白色 House,
350
881000
2000
受到白宮層級的評審
14:58
trying to decide決定 whether是否 to classify分類 the work or publish發布 it.
351
883000
3000
以決定此研究是否列為保密或得以發表
15:01
And they came來了 down on the side of open打開 publication出版物,
352
886000
3000
他們最後的決定是站在公開發表這邊
15:04
which哪一個 is the right approach途徑 --
353
889000
3000
這是正確的做法
15:07
we've我們已經 briefed介紹 the White白色 House,
354
892000
2000
我們向白宮做過了報告
15:09
we've我們已經 briefed介紹 members會員 of Congress國會,
355
894000
3000
我們也向國會做了報告
15:12
we've我們已經 tried試著 to take and push
356
897000
2000
在科學進步的同時
15:14
the policy政策 issues問題
357
899000
2000
我們嘗試了
15:16
in parallel平行 with the scientific科學 advances進步.
358
901000
3000
研擬和推動政策討論
15:20
So with that, I would like
359
905000
2000
這些都做過了
15:22
to open打開 it first to the floor地板 for questions問題.
360
907000
3000
所以我們現在可以開始接受提問
15:25
Yes, in the back.
361
910000
2000
好的,後面那一位請提問
15:27
Reporter記者: Could you explain說明, in layman's外行的 terms條款,
362
912000
2000
記者:可否請您用簡單的語言
15:29
how significant重大 a breakthrough突破 this is please?
363
914000
3000
解釋這個突破到底有多重大?
15:33
Craig克雷格 Venter腹部: Can we explain說明 how significant重大 this is?
364
918000
2000
CV:可否解釋這個突破有多重大?
15:35
I'm not sure we're the ones那些 that should be explaining說明 how significant重大 it is.
365
920000
3000
我不確定我們有資格做這種解釋
15:38
It's significant重大 to us.
366
923000
2000
對我們而言確是重大突破
15:41
Perhaps也許 it's a giant巨人 philosophical哲學上 change更改
367
926000
3000
也許在哲學上這是巨大的改變
15:44
in how we view視圖 life.
368
929000
2000
它改變我們看待生命的方式
15:46
We actually其實 view視圖 it as a baby寶寶 step in terms條款 of,
369
931000
3000
我們其實把這當作嬰兒學步看待
15:49
it's taken採取 us 15 years年份 to be able能夠
370
934000
2000
因為我們花費15年
15:51
to do the experiment實驗
371
936000
2000
才得以做出
15:53
we wanted to do 15 years年份 ago
372
938000
2000
這15年前想做出
15:55
on understanding理解 life at its basic基本 level水平.
373
940000
3000
在生命基礎上理解生命的實驗
15:58
But we actually其實 believe
374
943000
2000
不過我們確實相信
16:00
this is going to be a very powerful強大 set of tools工具
375
945000
3000
這將會是一套非常強大的工具
16:04
and we're already已經 starting開始
376
949000
2000
我們在許多研究上
16:06
in numerous眾多 avenues渠道
377
951000
2000
已經實際開始
16:08
to use this tool工具.
378
953000
2000
應用這些工具
16:10
We have, at the Institute研究所,
379
955000
2000
我們研究所現在
16:12
ongoing不斷的 funding資金 now from NIHNIH
380
957000
3000
正在向NIH集資準備
16:15
in a program程序 with Novartis諾華
381
960000
2000
與諾華合作進行一個方案
16:17
to try and use these new
382
962000
2000
以便測試並使用這些
16:19
synthetic合成的 DNA脫氧核糖核酸 tools工具
383
964000
2000
新的合成DNA的工具
16:21
to perhaps也許 make the flu流感 vaccine疫苗
384
966000
3000
或許用來製作明年
16:24
that you might威力 get next下一個 year.
385
969000
3000
可能就會用到的流感疫苗
16:27
Because instead代替 of taking服用 weeks to months個月 to make these,
386
972000
3000
因為以往需要花費好幾個星期或好幾個月
16:30
Dan's team球隊 can now make these
387
975000
3000
Dan的研究團隊現在可以
16:33
in less than 24 hours小時.
388
978000
3000
在24小時內完成這些工作
16:36
So when you see how long it took to get an H1N1 vaccine疫苗 out,
389
981000
3000
那麼想一想H1N1疫苗花費了多少時間
16:39
we think we can shorten縮短 that process處理
390
984000
2000
我們認為我們可以
16:41
quite相當 substantially基本上.
391
986000
2000
大幅縮短那個過程
16:43
In the vaccine疫苗 area,
392
988000
2000
在疫苗的領域裡
16:45
Synthetic合成的 Genomics基因組學 and the Institute研究所
393
990000
2000
「合成基因組學」和研究所
16:47
are forming成型 a new vaccine疫苗 company公司
394
992000
2000
正在組織一個新的疫苗公司
16:49
because we think these tools工具 can affect影響 vaccines疫苗
395
994000
3000
因為我們認為這些工具對於至今可能
16:52
to diseases疾病 that haven't沒有 been possible可能 to date日期,
396
997000
3000
還無法控制的病毒變體快速演化的
16:55
things where the viruses病毒 rapidly急速 evolve發展,
397
1000000
3000
疾病之疫苗-例如鼻病毒-
16:58
such這樣 with rhinovirus鼻病毒.
398
1003000
2000
可能會有所影響
17:00
Wouldn't豈不 it be nice不錯 to have something that actually其實 blocked受阻 common共同 colds感冒?
399
1005000
3000
要是能有可以阻絕一般感冒的東西,不是很好嗎?
17:03
Or, more importantly重要的, HIVHIV,
400
1008000
3000
或更重要的是HIV
17:06
where the virus病毒 evolves演變 so quickly很快
401
1011000
2000
那種病毒變體演化之快
17:08
the vaccines疫苗 that are made製作 today今天
402
1013000
2000
今天製作的疫苗
17:10
can't keep up
403
1015000
2000
根本跟不上
17:12
with those evolutionary發展的 changes變化.
404
1017000
3000
那些病毒的演化改變
17:15
Also, at Synthetic合成的 Genomics基因組學,
405
1020000
2000
還有,在「合成基因組學」
17:17
we've我們已經 been working加工
406
1022000
2000
我們一直進行著重大
17:19
on major重大的 environmental環境的 issues問題.
407
1024000
2000
環境問題的研究工作
17:21
I think this latest最新 oil spill in the Gulf海灣
408
1026000
2000
我想最進的海灣漏油事件
17:23
is a reminder提醒.
409
1028000
2000
正是一個提醒我們的話題
17:25
We can't see COCO2 --
410
1030000
2000
我們看不見二氧化碳
17:27
we depend依靠 on scientific科學 measurements測量 for it
411
1032000
2000
我們依靠科學的測量
17:29
and we see the beginning開始 results結果
412
1034000
2000
我們才剛開始看到
17:31
of having too much of it --
413
1036000
2000
二氧化碳過多的結果
17:33
but we can see pre-CO預CO2 now
414
1038000
2000
卻看到二氧化碳的前身
17:35
floating漂浮的 on the waters水域
415
1040000
2000
現在就浮動在水面上
17:37
and contaminating污染 the beaches海灘 in the Gulf海灣.
416
1042000
3000
污染著海灣的沙灘
17:40
We need some alternatives備擇方案
417
1045000
3000
我們必須找到一些
17:43
for oil.
418
1048000
2000
替代石油的方案
17:45
We have a program程序 with Exxon埃克森 Mobile移動
419
1050000
2000
我們和埃克森美孚有個計畫
17:47
to try and develop發展 new strains of algae藻類
420
1052000
3000
嘗試並開發能夠
17:50
that can efficiently有效率的 capture捕獲 carbon dioxide二氧化碳
421
1055000
3000
從大氣中或從高濃度的來源裡
17:53
from the atmosphere大氣層 or from concentrated集中 sources來源,
422
1058000
3000
有效捕捉二氧化碳的新種海藻
17:56
make new hydrocarbons碳氫化合物 that can go into their refineries煉油廠
423
1061000
3000
製作新的碳水化合物用於他們的煉油廠
17:59
to make normal正常 gasoline汽油
424
1064000
2000
用以製造不產生二氧化碳的
18:01
and diesel柴油機 fuel汽油 out of COCO2.
425
1066000
2000
正常汽油和柴油燃料
18:03
Those are just a couple一對 of the approaches方法
426
1068000
2000
這些只是舉例說明
18:05
and directions方向 that we're taking服用.
427
1070000
3000
我們的做法和走向
18:08
(Applause掌聲)
428
1073000
3000
(掌聲)
Translated by Wenjer Leuschel
Reviewed by Fumin Chiu

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ABOUT THE SPEAKER
Craig Venter - Biologist, genetics pioneer
In 2001, Craig Venter made headlines for sequencing the human genome. In 2003, he started mapping the ocean's biodiversity. And now he's created the first synthetic lifeforms -- microorganisms that can produce alternative fuels.

Why you should listen

Craig Venter, the man who led the private effort to sequence the human genome, is hard at work now on even more potentially world-changing projects.

First, there's his mission aboard the Sorcerer II, a 92-foot yacht, which, in 2006, finished its voyage around the globe to sample, catalouge and decode the genes of the ocean's unknown microorganisms. Quite a task, when you consider that there are tens of millions of microbes in a single drop of sea water. Then there's the J. Craig Venter Institute, a nonprofit dedicated to researching genomics and exploring its societal implications.

In 2005, Venter founded Synthetic Genomics, a private company with a provocative mission: to engineer new life forms. Its goal is to design, synthesize and assemble synthetic microorganisms that will produce alternative fuels, such as ethanol or hydrogen. He was on Time magzine's 2007 list of the 100 Most Influential People in the World.

In early 2008, scientists at the J. Craig Venter Institute announced that they had manufactured the entire genome of a bacterium by painstakingly stitching together its chemical components. By sequencing a genome, scientists can begin to custom-design bootable organisms, creating biological robots that can produce from scratch chemicals humans can use, such as biofuel. And in 2010, they announced, they had created "synthetic life" -- DNA created digitally, inserted into a living bacterium, and remaining alive.

More profile about the speaker
Craig Venter | Speaker | TED.com

Data provided by TED.

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