David Baker: 5 challenges we could solve by designing new proteins
ديفيد بيكر: خمسة تحديات نستطيع معالجتها بتصميم بروتينات جديدة
David Baker designs new biomolecules (proteins) from first principles to address 21st-century challenges in health and technology. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
amazing machines in the world
functions in our bodies.
بكل الوظائف المهمة في أجسامنا.
of building blocks called amino acids.
من وحدات بنائية تدعى الأحماض الأمينية.
حمضًا أمينيـًا.
you may have heard of.
each bump is an atom.
عبارة عن ذرة.
cause these long stringy molecules
تخلّف هذه الجزيئات القويّة الطويلة
three-dimensional structures.
to its characteristic shape each time,
مع المُناظِر له في الخواص
takes just a fraction of a second.
جزءًا من الثانية.
their remarkable biological functions.
الحيوية المهمة.
in the lungs perfectly suited
ملائم تمامًا
of amino acids in the protein chain.
الأحماض الأمينية داخل سلسلة البروتين.
on top is an amino acid.
هي لحمض أميني.
specify the amino acid sequences
تحدد نطاقات الحمض الأميني
sequence of a single protein.
لكل بروتين مستقل.
these amino acid sequences
and functions of proteins
shapes a protein can adopt.
يمكن أن يتخذها البروتين.
to harness the power of proteins
على الاستغلال الأمثل لقوة البروتينات
to the amino acid sequences
لنطاقات الحامض الأميني
that our Stone Age ancestors used
في العصر الحجري يستخدمونها
from the sticks and stones
من القضبان والأحجار
by modifying birds.
بإجراء تعديل في الطيور.
uncovered the principles of aerodynamics.
توصلوا إلى مبادئ الديناميكا الهوائية.
to design custom flying machines.
لتصميم آلات الطيران.
principles of protein folding
in the computer program called Rosetta.
في برنامج حاسوبي يُدعى (روزيتا).
from scratch on the computer.
على الحاسوب من خلال مسحة.
in a synthetic gene.
في جين اصطناعي.
is completely new,
البروتين بالكامل جديدًا،
which currently exists that encodes it.
على الأرض من الموجود حاليًا.
protein folding
التئام البروتين،
of gene synthesis
اصطناع الجين
in computing power,
tens of thousands of new proteins,
عشرات الآلاف من البروتينات الجديدة،
in a synthetic gene.
الجينات الاصطناعية
these brand-new proteins.
ذات "العلامة التجارية الجديدة."
as we designed them to
to make new proteins,
بروتينات جديدة
of the total number of proteins possible.
من عدد إجمالي للبروتينات
an alphabet of 20 amino acids,
من 20 حامضًا أمينيًا،
of about 100 amino acids,
من حوالي 100 حامض أميني،
is 20 times 20 times 20, 100 times,
يتكون من 20 مرة من 20 مرة لـ20 100 مرة،
of 10 to the 130th power,
than the total number of proteins
since life on earth began.
using computational protein design.
تصميم البروتين الحاسوبي.
faced by natural evolution.
التي تواجه التطور الطبيعي.
diseases are important.
الأمراض الجديدة ذات أهمية.
ونلوّث الكوكب،
of ecological challenges.
من التحديات البيئية.
to solve those challenges.
تتطور لمعالجة تلك التحديات.
millions of years to wait.
من السنين حتى ننتظر.
protein design,
to address these challenges today.
لمعالجة هذه التحديات اليوم.
biology out of the Stone Age
علم الأحياء خارج مجال العصر الحجري
in protein design.
في تصميم البروتينات.
that we can design new proteins
تصميم بروتينات جديدة
by stimulating your immune system
تنشيط جهازك المناعي
against a pathogen.
proteins from pathogens,
من مسببات المرض،
from the respiratory virus RSV.
من فيروس الجهاز التنفسي (آر. إس. في).
with the viral protein,
مع البروتين الفيروسي،
immune response to the virus
إزاء الفيروس
that have been tested.
كانت قد اختُبرت من قبل.
is currently one of the leading causes
هو حاليًا واحد من أهم مسببات
to break down gluten in your stomach
لتبديد الغلوتين في الأمعاء
your immune system to fight cancer.
ضد السرطان
of the protein design revolution.
لثورة تصميم البروتين.
technological revolution:
مصدرًا لإلهامنا:
due to advances in one place,
إحراز تطورات في مكان واحد،
collaborative environment,
مع بيئة مواتية وحرّة،
from around the world.
string of innovations --
satellite communication
واتصال الأقمار الاصطناعية
لتصميم البروتين.
the Bell Laboratories of protein design.
talented scientists from around the world
من أنحاء العالم
design revolution,
on five grand challenges.
على تحديات خمسة كبرى.
from around the world
من أنحاء العالم
of the designed protein particles
من جسيمات البروتين المُصمّمَة
of protection against the flu.
مدى العمر ضد الأنفلونزا.
new vaccines on the computer
against natural flu epidemics
الموجات الوبائية من الأنفلونزا
acts of bioterrorism.
الإرهاب الدولي البيولوجي.
nature's limited alphabet
الألفبائية الطبيعية المحدودة
for conditions such as chronic pain,
مثل الآلام المزمنة،
of thousands of amino acids.
من الأحماض الأمينية.
advanced delivery vehicles
exactly where they need to go in the body.
الأماكن التي تحتاج الوصول إليها في الجسم.
where gene repair needs to take place.
حيث يجب إجراء إصلاح للجينات.
that can do calculations within the body
بوسعها إجراء عمليات حسابية داخل الجسم،
subset of immune cells
فرع صغير من خلايا مناعية
majority of healthy immune cells.
من الخلايا المناعية السليمة.
biological materials
tooth and others,
والأسنان، وغيرها،
protein-based materials
مستمدة من العناصر
and ecological issues.
وفي القضايا البيئية.
we're growing our institute.
إننا نعمل على تنمية معهدنا.
talented and diverse scientists
وتنوّع، ومفعمين بالطاقة
at all career stages,
in the protein design revolution
في ثورة تصميم البروتين
folding and design game, "Foldit."
على الانترنت، (فولديت).
computing project, Rosetta@home,
(Rosetta@home)،
or your Android smartphone.
من حاسوبك النقال أو من هاتفك الذكي.
through protein design is my life's work.
تصميم البروتين هو شغل حياتي.
what we can do together.
ABOUT THE SPEAKER
David Baker - Computational biologistDavid Baker designs new biomolecules (proteins) from first principles to address 21st-century challenges in health and technology.
Why you should listen
David Baker is fascinated by biological self-organization. For example: How does the information stored in DNA translate into the intricate world of proteins and cells? The DNA code was solved more than 50 years ago, but the protein folding code has remained one of biology's greatest challenges. Starting 20 years ago, Baker's research team began using computers to model the structures of proteins. His work has advanced to the point where he can now not only predict the shape of natural proteins but also design completely new ones. In recent years, he's designed new experimental cancer therapies, vaccines, nanomaterials and more. He believes that the emerging field of protein design will fundamentally change how people make medicines, materials and more around the world. Now that the protein folding code is solved, the sky's the limit.
Baker is a Professor of Biochemistry and the Director of the Institute for Protein Design at the University of Washington in Seattle. He's also an Investigator at the Howard Hughes Medical Institute and Adjunct Professor of Genome Sciences, Bioengineering, Chemical Engineering, Computer Science, and Physics at the UW. With his colleagues, he developed the Rosetta Commons, the Rosetta@Home project and Foldit, a science video game. He has also launched more than ten companies that are seeking to bring designed proteins into the real world.
David Baker | Speaker | TED.com