TED2009
Bonnie Bassler: How bacteria "talk"
Bonnie Bassler sur la façon dont les bactéries communiquent
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Bonnie Bassler a découvert que les bactéries "se parlent" entre elles, en utilisant un langage chimique leur permettant de coordonner leur défense et monter des attaques. Cette découverte a d'étonnantes conséquences pour la médecine, l'industrie -- et notre compréhension de nous-mêmes.
Bonnie Bassler - Molecular biologist
Bonnie Bassler studies how bacteria can communicate with one another, through chemical signals, to act as a unit. Her work could pave the way for new, more potent medicine. Full bio
Bonnie Bassler studies how bacteria can communicate with one another, through chemical signals, to act as a unit. Her work could pave the way for new, more potent medicine. Full bio
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Bacteria are the oldest living organisms on the earth.
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3000
Les bactéries sont les plus anciens organismes vivants sur terre.
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They've been here for billions of years,
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3000
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Elles sont ici depuis des milliards d'années,
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and what they are are single-celled microscopic organisms.
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5000
4000
et elles sont des organismes microscopiques unicellulaires.
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So they are one cell and they have this special property
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9000
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De sorte qu'elles sont une seule cellule et elles ont cette propriété spéciale
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that they only have one piece of DNA.
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de n'avoir qu'un seul morceau d'ADN.
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They have very few genes,
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2000
Elles n'ont qu'un petit nombre de gènes,
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and genetic information to encode all of the traits that they carry out.
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16000
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et peu d'informations génétiques pour encoder tous les traits qu'elles peuvent manifester.
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And the way bacteria make a living
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20000
2000
La façon dont les bactéries vivent leur vie,
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is that they consume nutrients from the environment,
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22000
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c'est qu'elles consomment des nutriments de leur environnement,
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they grow to twice their size, they cut themselves down in the middle,
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elles croissent jusqu'au double de leur grandeur, puis se scindent en leur milieu,
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and one cell becomes two, and so on and so on.
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28000
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et une cellule devient deux, et ainsi de suite.
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They just grow and divide, and grow and divide -- so a kind of boring life,
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31000
4000
Elles croisssent et se divisent, et croissent et se divisent - donc une vie monotone,
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except that what I would argue is that you have
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sauf que j'avancerais l'argument que vous entretenez
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an amazing interaction with these critters.
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une surprenante relation avec ces bestioles.
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I know you guys think of yourself as humans, and this is sort of how I think of you.
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40000
3000
Je sais que vous vous considérez comme des humains et voici comment je vous imagine.
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This man is supposed to represent
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Cet homme est supposé représenter
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a generic human being,
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un être humain générique
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and all of the circles in that man are all of the cells that make up your body.
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47000
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et tous les cercles dans cet homme sont les cellules qui forment votre corps.
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There is about a trillion human cells that make each one of us
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51000
3000
Il y a environ 1 000 milliards de cellules humaines qui font ce que nous sommes
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who we are and able to do all the things that we do,
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3000
et toutes les choses que nous pouvons faire.
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but you have 10 trillion bacterial cells
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57000
3000
Mais vous avez 10 000 milliards de cellules bactériennes
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in you or on you at any moment in your life.
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2000
en vous ou sur vous à tout instant de votre vie.
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So, 10 times more bacterial cells
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62000
2000
Donc, 10 fois plus de cellules bactériennes
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than human cells on a human being.
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64000
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que de cellules humaines sur un être humain.
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And of course it's the DNA that counts,
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67000
2000
Et de plus, c'est l'ADN qui compte,
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so here's all the A, T, Gs and Cs
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69000
2000
donc voici tous les A, T, G et C
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that make up your genetic code, and give you all your charming characteristics.
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71000
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qui composent votre code génétique et vous donnent toutes vos charmantes caractéristiques.
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You have about 30,000 genes.
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74000
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Vous avez environ 30 000 gènes.
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Well it turns out you have 100 times more bacterial genes
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3000
Eh bien, il s'avère que vous avez 100 fois plus de gènes bactériens
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playing a role in you or on you all of your life.
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79000
4000
jouant un rôle en vous ou sur vous durant toute votre vie.
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At the best, you're 10 percent human,
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83000
3000
Au mieux, vous êtes à 10% humain,
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but more likely about one percent human,
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86000
2000
mais plus probablement environ 1% humain,
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depending on which of these metrics you like.
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88000
2000
selon votre préférence entre ces deux mesures.
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I know you think of yourself as human beings,
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90000
2000
Je sais que vous vous croyez des êtres humains,
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but I think of you as 90 or 99 percent bacterial.
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92000
4000
mais je pense à vous comme étant à 90% ou 99% bactériens.
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(Laughter)
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96000
1000
(Rires)
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These bacteria are not passive riders,
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97000
3000
Ces bactéries ne sont pas des passagers passifs,
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these are incredibly important, they keep us alive.
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100000
3000
elles sont incroyablement importantes, elles nous maintiennent en vie.
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They cover us in an invisible body armor
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3000
Elles nous protègent dans une armure corporelle invisible
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that keeps environmental insults out
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qui maintient les agressions environnementales à l'extérieur
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so that we stay healthy.
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108000
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pour que nous demeurions en santé.
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They digest our food, they make our vitamins,
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110000
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Elles digèrent notre nourriture, elles fabriquent nos vitamines,
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they actually educate your immune system
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112000
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elles réalisent en fait l'éducation de notre système immunitaire
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to keep bad microbes out.
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2000
afin de garder les mauvais microbes à l'extérieur.
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So they do all these amazing things
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Elles font donc toutes ces choses merveilleuses
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that help us and are vital for keeping us alive,
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118000
4000
qui nous aident et sont vitales pour nous maintenir en vie.
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and they never get any press for that.
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2000
Elles n'ont jamais bonne presse pour cela
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But they get a lot of press because they do a lot of
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124000
2000
mais elles ont beaucoup de mauvaise presse parce qu'elles font aussi
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terrible things as well.
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126000
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beaucoup de choses terribles.
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So, there's all kinds of bacteria on the Earth
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128000
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Ainsi, il y a toutes sortes de bactéries sur la Terre
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that have no business being in you or on you at any time,
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qui n'ont pas à être en vous ou sur vous à aucun moment,
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and if they are, they make you incredibly sick.
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4000
et si elles le sont, elles vous rendent incroyablement malade.
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And so, the question for my lab is whether you want to think about all the
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138000
3000
Ainsi, la question pour mon laboratoire, c'est selon que vous voulez penser à toutes
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good things that bacteria do, or all the bad things that bacteria do.
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141000
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les bonnes choses que les bactéries font ou à toutes les mauvaises choses qu'elles peuvent faire.
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The question we had is how could they do anything at all?
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2000
La question que nous avions était comment peuvent-elles faire quoi que ce soit ?
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I mean they're incredibly small,
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147000
2000
Je veux dire qu'elles sont incroyablement petites,
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you have to have a microscope to see one.
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149000
2000
vous devez utiliser un microscope pour en voir une.
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They live this sort of boring life where they grow and divide,
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151000
3000
Elles vivent cette sorte de vie monotone où elles croissent et se divisent,
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and they've always been considered to be these asocial reclusive organisms.
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154000
5000
et elles furent de tout temps considérées comme des organismes asociaux et reclus.
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And so it seemed to us that they are just too small to have an impact
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3000
De sorte qu'il nous semblait qu'elles étaient simplement trop petites pour avoir un impact
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on the environment
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162000
2000
sur l'environnement
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if they simply act as individuals.
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164000
2000
si elles agissaient simplement comme des individus.
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And so we wanted to think if there couldn't be a different
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166000
2000
Et alors, nous avons voulu savoir s'il n'y avait pas une différente façon
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way that bacteria live.
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168000
2000
de vivre pour les bactéries.
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The clue to this came from another marine bacterium,
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170000
4000
Lette idée nous vint d'une autre bactérie marine,
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and it's a bacterium called Vibrio fischeri.
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174000
3000
et c'est une bactérie nommée Vibrio fischeri.
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What you're looking at on this slide is just a person from my lab
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177000
3000
Ce que vous voyez sur cette diapositive est simplement une personne de mon laboratoire
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holding a flask of a liquid culture of a bacterium,
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180000
3000
qui tient un flacon d'une culture liquide de cette bactérie,
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a harmless beautiful bacterium that comes from the ocean,
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183000
3000
une admirable bactérie inoffensive qui nous vient de l'océan,
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named Vibrio fischeri.
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186000
2000
nommée Vibrio fischeri.
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This bacterium has the special property that it makes light,
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188000
3000
Cette bactérie possède la propriété spéciale de faire de la lumière,
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so it makes bioluminescence,
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191000
2000
elle crée donc de la bioluminescence,
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like fireflies make light.
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193000
2000
tout comme les lucioles font de la lumière.
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We're not doing anything to the cells here.
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195000
2000
Nous ne faisons rien aux cellules ici.
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We just took the picture by turning the lights off in the room,
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197000
2000
Nous avons simplement pris cette photo en éteignant les lumières dans la pièce,
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and this is what we see.
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199000
2000
et voici ce que nous voyons.
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What was actually interesting to us
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201000
2000
Ce que nous trouvions intéressant
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was not that the bacteria made light,
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203000
2000
n'était pas que les bactéries créaient de la lumière
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but when the bacteria made light.
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205000
2000
mais le moment où ces bactéries créaient de la lumière.
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What we noticed is when the bacteria were alone,
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207000
3000
Ce que nous avons remarqué, c'est que lorsque les bactérie étaient seules,
03:48
so when they were in dilute suspension, they made no light.
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210000
3000
comme lorsqu'elles étaient dans une suspension diluée, elles ne créaient pas de lumière.
03:51
But when they grew to a certain cell number
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213000
2000
Mais lorsque leur nombre augmentait au delà d'un certain nombre de cellules
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all the bacteria turned on light simultaneously.
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215000
4000
toutes les bactéries allumaient leur lumière simultanément.
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The question that we had is how can bacteria, these primitive organisms,
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219000
4000
La question que nous avions était comment ces bactéries, ces organismes primitifs,
04:01
tell the difference from times when they're alone,
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223000
2000
pouvaient-elles différencier entre les moments où elles étaient seules
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and times when they're in a community,
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225000
2000
des moments où elles étaient dans une communauté,
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and then all do something together.
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227000
3000
pour ensuite toutes agir simultanément.
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What we've figured out is that the way that they do that is that they talk to each other,
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230000
4000
Ce qu'on a fini par comprendre, c'est que la façon dont elles procèdent, c'est qu'elles se parlent entre elles,
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and they talk with a chemical language.
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234000
2000
et elles utilisent un langage chimique.
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This is now supposed to be my bacterial cell.
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236000
3000
Ceci représente ma cellule bactérienne.
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When it's alone it doesn't make any light.
90
239000
3000
Lorsqu'elle est seule, elle ne crée pas de lumière.
04:20
But what it does do is to make and secrete small molecules
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242000
4000
Mais ce qu'elle fait, c'est créer et secréter de petites molécules
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that you can think of like hormones,
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246000
2000
que vous pouvez imaginer comme des hormones,
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and these are the red triangles, and when the bacteria is alone
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248000
3000
et ce sont les triangles rouges, et lorsque la bactérie est seule
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the molecules just float away and so no light.
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251000
3000
les molécules se dispersent en flottant et donc pas de lumière.
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But when the bacteria grow and double
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254000
2000
Mais lorsque les bactéries croissent et se dédoublent
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and they're all participating in making these molecules,
96
256000
3000
et qu'elles participent toutes à créer ces molécules,
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the molecule -- the extracellular amount of that molecule
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259000
4000
la quantité extracellulaire de cette molécule
04:41
increases in proportion to cell number.
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263000
3000
s'accroît proportionnellement au nombre de cellules.
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And when the molecule hits a certain amount
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266000
2000
Et lorsque la molécule atteint un certain nombre,
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that tells the bacteria how many neighbors there are,
100
268000
3000
cela informe les bactéries du nombre de voisines,
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they recognize that molecule
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271000
2000
elles reconnaissent cette molécule
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and all of the bacteria turn on light in synchrony.
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273000
3000
et toutes les bactéries allument leur lumière en synchronie.
04:54
That's how bioluminescence works --
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276000
2000
C'est ainsi que la bioluminescence fonctionne --
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they're talking with these chemical words.
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278000
2000
elles parlent avec ces mots chimiques.
04:58
The reason that Vibrio fischeri is doing that comes from the biology.
105
280000
4000
La raison pour laquelle le Vibrio fischeri agit ainsi vient de la biologie.
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Again, another plug for the animals in the ocean,
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284000
3000
Encore une fois, un autre battage publicitaire pour les animaux de l'océan,
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Vibrio fischeri lives in this squid.
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287000
3000
le Vibrio fischeri vit dans ce calmar.
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What you are looking at is the Hawaiian Bobtail Squid,
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290000
2000
Ce que vous voyez ici est le calmar hawaïen Sepiolida (Hawaiian Bobtail Squid),
05:10
and it's been turned on its back,
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292000
2000
et il a été retourné sur son dos,
05:12
and what I hope you can see are these two glowing lobes
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294000
3000
et j'espère que vous pouvez y voir ces deux lobes rougeoyants
05:15
and these house the Vibrio fischeri cells,
111
297000
3000
qui abritent les cellules de Vibrio fischeri,
05:18
they live in there, at high cell number
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300000
2000
elles vivent là-dedans, et, lorsque leur nombre de cellules est élevé,
05:20
that molecule is there, and they're making light.
113
302000
2000
cette molécule est présente et elles font de la lumière.
05:22
The reason the squid is willing to put up with these shenanigans
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304000
3000
La raison pour laquelle le calmar accepte ces plaisanteries,
05:25
is because it wants that light.
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307000
2000
c'est parce qu'il veut cette lumière.
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The way that this symbiosis works
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309000
2000
La façon dont cette symbiose fonctionne,
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is that this little squid lives just off the coast of Hawaii,
117
311000
4000
c'est que ce petit calmar vit le long des côtes d'Hawaï
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just in sort of shallow knee-deep water.
118
315000
2000
à une profondeur où l'eau atteint les genoux.
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The squid is nocturnal, so during the day
119
317000
3000
Ce calmar est nocturne, de sorte que durant le jour
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it buries itself in the sand and sleeps,
120
320000
2000
il s'enterre dans le sable et il dort,
05:40
but then at night it has to come out to hunt.
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322000
3000
mais la nuit venue, il doit sortir pour chasser.
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On bright nights when there is lots of starlight or moonlight
122
325000
2000
Durant les nuits brillantes lorsqu'il y a beaucoup de lumière d'étoiles ou de la Lune,
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that light can penetrate the depth of the water
123
327000
3000
cette lumière peu pénétrer cette profondeur d'eau
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the squid lives in, since it's just in those couple feet of water.
124
330000
3000
où vit le calmar, puisque c'est justement dans ce demi-mètre d'eau.
05:51
What the squid has developed is a shutter
125
333000
3000
Ce que le calmar a développé est un obturateur
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that can open and close over this specialized light organ housing the bacteria.
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336000
4000
qui peut s'ouvrir et se fermer devant cet organe lumineux spécialisé abritant les bactéries
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Then it has detectors on its back
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340000
2000
Puis il a des détecteurs sur son dos
06:00
so it can sense how much starlight or moonlight is hitting its back.
128
342000
4000
à l'aide desquels il peut sentir la lumière d'étoiles ou de lune frappant son dos.
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And it opens and closes the shutter
129
346000
2000
Et il ouvre ou referme son obturateur
06:06
so the amount of light coming out of the bottom --
130
348000
2000
pour que la quantité de lumière provenant de son derrière --
06:08
which is made by the bacterium --
131
350000
2000
qui est créée par la bactérie --
06:10
exactly matches how much light hits the squid's back,
132
352000
2000
s'ajuste exactement à la quantité de lumière frappant le dos du calmar,
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so the squid doesn't make a shadow.
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354000
2000
afin que le calmar ne fasse pas d'ombrage.
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It actually uses the light from the bacteria
134
356000
3000
Il utilise la lumière des bactéries
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to counter-illuminate itself in an anti-predation device
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359000
3000
pour se contre-illuminer par ce dispositif d'anti-prédation
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so predators can't see its shadow,
136
362000
2000
afin que les prédateurs ne puissent pas voir son ombrage,
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calculate its trajectory, and eat it.
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364000
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calculer sa trajectoire, et le dévorer.
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This is like the stealth bomber of the ocean.
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366000
3000
Ceci est comme le bombardier furtif de l'océan.
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(Laughter)
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369000
1000
(Rires)
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But then if you think about it, the squid has this terrible problem
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370000
3000
Mais ensuite si vous y songez, le calmar se retrouve avec ce terrible problème
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because it's got this dying, thick culture of bacteria
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373000
3000
parce qu'il se retrouve avec cette épaisse culture de bactéries mourantes
06:34
and it can't sustain that.
142
376000
2000
et il ne peut soutenir cela.
06:36
And so what happens is every morning when the sun comes up
143
378000
2000
Et ce qui se passe est que chaque matin lorsque le soleil se lève
06:38
the squid goes back to sleep, it buries itself in the sand,
144
380000
3000
le calmar retourne se coucher, il s'enterre dans le sable,
06:41
and it's got a pump that's attached to its circadian rhythm,
145
383000
3000
et il a cette pompe rattachée à son rythme circadien,
06:44
and when the sun comes up it pumps out like 95 percent of the bacteria.
146
386000
5000
et lorsque le soleil se lève il expulse par sa pompe 95 pourcent des bactéries.
06:49
Now the bacteria are dilute, that little hormone molecule is gone,
147
391000
3000
À ce moment les bactéries sont diluées, et cette petite molécule hormone est disparue,
06:52
so they're not making light --
148
394000
2000
donc elles ne créent pas de lumière --
06:54
but of course the squid doesn't care. It's asleep in the sand.
149
396000
2000
mais bien sûr le calmar s'en fout. Il dort dans le sable.
06:56
And as the day goes by the bacteria double,
150
398000
2000
Et au fur que la journée progresse les bactéries se doublent,
06:58
they release the molecule, and then light comes on
151
400000
3000
elles relâchent la molécule, et ensuite la lumière s'allume
07:01
at night, exactly when the squid wants it.
152
403000
3000
durant la nuit, exactement au moment où le calmar le veut.
07:04
First we figured out how this bacterium does this,
153
406000
3000
Au départ on s'est attaqué à comprendre comment la bactérie faisait cela,
07:07
but then we brought the tools of molecular biology to this
154
409000
3000
et nous avons utilisé les outils de la biologie moléculaire à cette fin
07:10
to figure out really what's the mechanism.
155
412000
2000
pour finir par comprendre à fond le mécanisme.
07:12
And what we found -- so this is now supposed to be, again, my bacterial cell --
156
414000
4000
Et ce que nous avons découvert -- ceci est supposé être, encore, ma cellule bactérienne --
07:16
is that Vibrio fischeri has a protein --
157
418000
2000
c'est que Vibrio fischeri a une protéine --
07:18
that's the red box -- it's an enzyme that makes
158
420000
3000
et c'est la boîte rouge -- c'est un enzyme qui produit
07:21
that little hormone molecule, the red triangle.
159
423000
3000
cette petite molécule hormone -- le triangle rouge.
07:24
And then as the cells grow, they're all releasing that molecule
160
426000
2000
Et lorsque les cellules se multiplient, elles relâchent tous cette molécule
07:26
into the environment, so there's lots of molecule there.
161
428000
3000
dans l'environnement, de sorte qu'il y a là plusieurs molécules.
07:29
And the bacteria also have a receptor on their cell surface
162
431000
4000
Et les bactéries ont aussi un récepteur à leur surface cellulaire
07:33
that fits like a lock and key with that molecule.
163
435000
3000
qui s'imbrique comme une clée et serrure avec cette molécule.
07:36
These are just like the receptors on the surfaces of your cells.
164
438000
3000
Ce sont des récepteurs très semblables à ceux à la surface de vos cellules.
07:39
When the molecule increases to a certain amount --
165
441000
3000
Lorsque la molécule augmente son nombre au delà d'un certain seuil --
07:42
which says something about the number of cells --
166
444000
2000
ce qui informe sur le nombre de cellules --
07:44
it locks down into that receptor
167
446000
2000
la molécule s'imbrique dans ce récepteur
07:46
and information comes into the cells
168
448000
2000
et de l'information est transmise dans les cellules
07:48
that tells the cells to turn on
169
450000
2000
ce qui dit aux cellules de démarrer
07:50
this collective behavior of making light.
170
452000
3000
ce comportement collectif de créer de la lumière.
07:53
Why this is interesting is because in the past decade
171
455000
3000
Ce qui rend ceci intéressant est que durant la dernière décennie
07:56
we have found that this is not just some anomaly
172
458000
2000
nous avons découvert que ceci n'est pas une sorte d'anomalie
07:58
of this ridiculous, glow-in-the-dark bacterium that lives in the ocean --
173
460000
3000
limitée à cette bizarre bactérie capable de briller dans le noir et vivant dans l'océan --
08:01
all bacteria have systems like this.
174
463000
3000
toutes les bactéries possèdent des systèmes comme celui-ci.
08:04
So now what we understand is that all bacteria can talk to each other.
175
466000
3000
De sorte que nous comprenons maintenant que toutes les bactéries peuvent se parler entre elles.
08:07
They make chemical words, they recognize those words,
176
469000
3000
Elles fabriquent des mots chimiques, elles reconnaissent ces mots,
08:10
and they turn on group behaviors
177
472000
2000
et elles amorcent des comportements de groupe
08:12
that are only successful when all of the cells participate in unison.
178
474000
5000
qui ne réussissent qu'à condition que toutes les cellules participent à l'unisson.
08:17
We have a fancy name for this: we call it quorum sensing.
179
479000
3000
Nous avons un nom savant pour ceci, nous l'appelons la Perception du Quorum.
08:20
They vote with these chemical votes,
180
482000
2000
Elles votent avec ces votes chimiques,
08:22
the vote gets counted, and then everybody responds to the vote.
181
484000
4000
les votes sont comptés, et ensuite tout le monde réagit au résultat du vote.
08:26
What's important for today's talk
182
488000
2000
Ce qui est important pour la conférence d'aujourd'hui
08:28
is that we know that there are hundreds of behaviors
183
490000
2000
c'est que nous savons qu'il y a des centaines de comportements
08:30
that bacteria carry out in these collective fashions.
184
492000
3000
que les bactéries réalisent de cette manière collective.
08:33
But the one that's probably the most important to you is virulence.
185
495000
3000
Mais celui qui vous est probablement le plus important est la virulence.
08:36
It's not like a couple bacteria get in you
186
498000
3000
Ce n'est pas comme si quelques bactéries entrent en vous
08:39
and they start secreting some toxins --
187
501000
2000
et commençaient à secréter des toxines --
08:41
you're enormous, that would have no effect on you. You're huge.
188
503000
3000
vous êtes énormes, cela n'aurait aucun effet sur vous. Vous êtes immenses.
08:44
What they do, we now understand,
189
506000
3000
Ce qu'elles font, nous le comprenons maintenant,
08:47
is they get in you, they wait, they start growing,
190
509000
3000
c'est qu'elles entrent en vous, elles attendent, elles commencent à croître,
08:50
they count themselves with these little molecules,
191
512000
2000
elles se comptent avec ces petites molécules,
08:52
and they recognize when they have the right cell number
192
514000
2000
et elles reconnaissent le moment où elles atteignent le bon nombre de cellules
08:54
that if all of the bacteria launch their virulence attack together,
193
516000
4000
et c'est alors que les bactéries lancent leur attaque toutes ensemble,
08:58
they are going to be successful at overcoming an enormous host.
194
520000
4000
elles auront alors du succès à surmonter leur énorme hôte.
09:02
Bacteria always control pathogenicity with quorum sensing.
195
524000
4000
Les bactéries contrôlent toujours leur pathogenèse avec leur Perception du Quorum.
09:06
That's how it works.
196
528000
2000
C'est comme cela que çà fonctionne.
09:08
We also then went to look at what are these molecules --
197
530000
3000
Nous avons ensuite été voir ce qu'étaient ces molécules --
09:11
these were the red triangles on my slides before.
198
533000
3000
ce sont les triangles rouges de mes images précédentes.
09:14
This is the Vibrio fischeri molecule.
199
536000
2000
Ceci est la molécule Vibrio fischeri.
09:16
This is the word that it talks with.
200
538000
2000
Ceci est le mot avec lequel elle parle.
09:18
So then we started to look at other bacteria,
201
540000
2000
Nous avons donc observé d'autres bactéries,
09:20
and these are just a smattering of the molecules that we've discovered.
202
542000
3000
et voici quelques exemples de molécules que nous avons découvertes.
09:23
What I hope you can see
203
545000
2000
Ce que j'espère que vous voyez
09:25
is that the molecules are related.
204
547000
2000
c'est que ces molécules sont reliées.
09:27
The left-hand part of the molecule is identical
205
549000
2000
La partie gauche de la molécule est identique
09:29
in every single species of bacteria.
206
551000
3000
dans chaque espèce singulière de bactérie.
09:32
But the right-hand part of the molecule is a little bit different in every single species.
207
554000
4000
Mais la partie droite de la molécule est un peu différente dans chaque espèce.
09:36
What that does is to confer
208
558000
2000
Cela a pour effet de conférer
09:38
exquisite species specificities to these languages.
209
560000
4000
d'exquises spécificités propres aux langages de chaque espèce.
09:42
Each molecule fits into its partner receptor and no other.
210
564000
4000
Chaque molécule s'insère dans son récepteur partenaire et aucun autre.
09:46
So these are private, secret conversations.
211
568000
3000
Il s'agit donc de conversations privées, secrètes.
09:49
These conversations are for intraspecies communication.
212
571000
4000
Ces conversations servent à la communication intra-espèce.
09:53
Each bacteria uses a particular molecule that's its language
213
575000
4000
Chaque bactérie utilise une molécule particulière qui est son langage,
09:57
that allows it to count its own siblings.
214
579000
4000
qui lui permet de compter ses propres semblables.
10:01
Once we got that far we thought
215
583000
2000
Rendu là, nous avons pensé
10:03
we were starting to understand that bacteria have these social behaviors.
216
585000
3000
que nous commencions à comprendre que les bactéries avaient ces comportements sociaux.
10:06
But what we were really thinking about is that most of the time
217
588000
3000
Mais nous nous sommes mis à penser que la plupart du temps
10:09
bacteria don't live by themselves, they live in incredible mixtures,
218
591000
3000
les bactéries ne vivent pas seules, elles vivent dans d'incroyables mélanges,
10:12
with hundreds or thousands of other species of bacteria.
219
594000
4000
avec des centaines ou des milliers d'autres espèces de bactéries.
10:16
And that's depicted on this slide. This is your skin.
220
598000
3000
Et c'est ce que représente cette image. Ceci est votre peau.
10:19
So this is just a picture -- a micrograph of your skin.
221
601000
3000
Donc ceci n'est qu'une image -- une micrographie de votre peau.
10:22
Anywhere on your body, it looks pretty much like this,
222
604000
2000
À tout endroit de votre corps, çà ressemble pas mal à ceci,
10:24
and what I hope you can see is that there's all kinds of bacteria there.
223
606000
4000
et ce que j'espère que vous voyez c'est qu'il y a toutes sortes de bactéries ici.
10:28
And so we started to think if this really is about communication in bacteria,
224
610000
4000
Et nous avons pensé que s'il s'agissait vraiment de communication entre bactéries,
10:32
and it's about counting your neighbors,
225
614000
2000
et qu'il s'agit de compter vos voisins,
10:34
it's not enough to be able to only talk within your species.
226
616000
3000
ce n'est pas suffisant de pouvoir parler à l'intérieur de son espèce.
10:37
There has to be a way to take a census
227
619000
2000
Il doit y avoir moyen de faire un recensement
10:39
of the rest of the bacteria in the population.
228
621000
3000
de toutes les autres bactéries dans la population.
10:42
So we went back to molecular biology
229
624000
2000
Nous sommes donc retournés à la biologie moléculaire
10:44
and started studying different bacteria,
230
626000
2000
et nous avons commencé à étudier les différentes bactéries,
10:46
and what we've found now is that
231
628000
2000
et ce que nous avons maintenant découvert est que
10:48
in fact, bacteria are multilingual.
232
630000
2000
de fait, les bactéries sont multilingues.
10:50
They all have a species-specific system --
233
632000
3000
Elles ont toutes un système spécifique à leur espèce --
10:53
they have a molecule that says "me."
234
635000
2000
elles ont une molécule qui dit "moi."
10:55
But then, running in parallel to that is a second system
235
637000
3000
Mais ensuite, en parallèle, il y a un second système
10:58
that we've discovered, that's generic.
236
640000
2000
que nous avons découvert, et qui est générique.
11:00
So, they have a second enzyme that makes a second signal
237
642000
3000
Ainsi, elles ont un second enzyme qui envoie un second signal
11:03
and it has its own receptor,
238
645000
2000
et il a son propre récepteur,
11:05
and this molecule is the trade language of bacteria.
239
647000
3000
et cette molécule est le langage commercial des bactéries.
11:08
It's used by all different bacteria
240
650000
2000
C'est utilisé par toutes les différentes bactéries
11:10
and it's the language of interspecies communication.
241
652000
4000
et c'est le langage de la communication inter-espèces.
11:14
What happens is that bacteria are able to count
242
656000
3000
Ce qui se passe c'est que les bactéries sont capables de compter
11:17
how many of me and how many of you.
243
659000
3000
combien de MOI et combien de TOI.
11:20
They take that information inside,
244
662000
2000
Elles intègrent cette information à l'intérieur,
11:22
and they decide what tasks to carry out
245
664000
2000
et elles décident quelles tâches accomplir
11:24
depending on who's in the minority and who's in the majority
246
666000
4000
selon qui est en minorité et qui est en majorité
11:28
of any given population.
247
670000
2000
dans toute population donnée.
11:30
Then again we turn to chemistry,
248
672000
2000
Ensuite, nous nous sommes tournés encore vers la chimie,
11:32
and we figured out what this generic molecule is --
249
674000
3000
et nous sommes arrivés à comprendre quelle était cette molécule générique --
11:35
that was the pink ovals on my last slide, this is it.
250
677000
3000
c'était ces ovales roses sur ma dernière diapo, c'est cela.
11:38
It's a very small, five-carbon molecule.
251
680000
2000
Il s'agit d'une très petite molécule à cinq atomes de carbone.
11:40
What the important thing is that we learned
252
682000
3000
La partie importante de ce que nous avons appris
11:43
is that every bacterium has exactly the same enzyme
253
685000
3000
c'est que chaque bactérie a exactement le même enzyme
11:46
and makes exactly the same molecule.
254
688000
2000
et produit exactement la même molécule.
11:48
So they're all using this molecule
255
690000
2000
Donc elles utilisent toutes cette molécule
11:50
for interspecies communication.
256
692000
2000
pour la communication inter-espèces.
11:52
This is the bacterial Esperanto.
257
694000
3000
Ceci est l'Esperanto bactérien.
11:55
(Laughter)
258
697000
1000
(Rires)
11:56
Once we got that far, we started to learn
259
698000
2000
Une fois rendus là, nous avons commencé à comprendre
11:58
that bacteria can talk to each other with this chemical language.
260
700000
3000
que les bactéries peuvent parler entre elles avec ce langage chimique.
12:01
But what we started to think is that maybe there is something
261
703000
2000
Et ce que nous avons pensé, c'est qu'il y avait peut-être quelquechose
12:03
practical that we can do here as well.
262
705000
2000
de pratique que nous pouvions faire aussi ici.
12:05
I've told you that bacteria do have all these social behaviors,
263
707000
3000
J'ai mentionné que les bactéries avaient tous ces comportements sociaux,
12:08
they communicate with these molecules.
264
710000
3000
qu'elles communiquent avec ces molécules.
12:11
Of course, I've also told you that one of the important things they do
265
713000
3000
Bien sûr, j'ai aussi mentionné qu'une des choses importantes qu'elles font
12:14
is to initiate pathogenicity using quorum sensing.
266
716000
3000
c'est d'initier de la pathogénèse en utilisant leur Perception de Quorum.
12:17
We thought, what if we made these bacteria
267
719000
2000
Nous avons pensé, et si nous pouvions rendre ces bactéries
12:19
so they can't talk or they can't hear?
268
721000
3000
incapables de parler ou incapables d'entendre?
12:22
Couldn't these be new kinds of antibiotics?
269
724000
3000
N'aurions-nous pas ainsi de nouvelles variétés d'antibiotiques?
12:25
Of course, you've just heard and you already know
270
727000
2000
Bien sûr, vous venez d'entendre et vous savez déjà
12:27
that we're running out of antibiotics.
271
729000
2000
que nous manquons d'antibiotiques.
12:29
Bacteria are incredibly multi-drug-resistant right now,
272
731000
3000
Les bactérties sont présentement résistantes à plusieurs de nos drogues,
12:32
and that's because all of the antibiotics that we use kill bacteria.
273
734000
4000
et c'est à cause de tous les antibiotqiues que nous utilisons pour tuer les bactéries.
12:36
They either pop the bacterial membrane,
274
738000
2000
Ils agissent en crevant la membrane bactérienne,
12:38
they make the bacterium so it can't replicate its DNA.
275
740000
3000
ils agissent de façon à empêcher les bactéries de répliquer son ADN.
12:41
We kill bacteria with traditional antibiotics
276
743000
3000
Nous tuons les bactéries avec des antibiotiques traditionnels
12:44
and that selects for resistant mutants.
277
746000
2000
et cela sélectionne les mutantes résistantes.
12:46
And so now of course we have this global problem
278
748000
3000
Et ainsi, bien sûr, nous avons maintenant ce problème mondial
12:49
in infectious diseases.
279
751000
2000
de maladies infectieuses.
12:51
We thought, well what if we could sort of do behavior modifications,
280
753000
3000
Nous avons pensé, et bien, si nous pouvions faire une sorte de modification de comportement,
12:54
just make these bacteria so they can't talk, they can't count,
281
756000
3000
simplement rendre ces bactéries incapables de parler, incapables de compter,
12:57
and they don't know to launch virulence.
282
759000
3000
et ainsi elles ne sauraient pas comment déclencher leur virulence.
13:00
And so that's exactly what we've done, and we've sort of taken two strategies.
283
762000
3000
Et c'est exactement ce que nous avons fait, et nous avons adopté deux stratégies.
13:03
The first one is we've targeted
284
765000
2000
La première fut de cibler
13:05
the intraspecies communication system.
285
767000
3000
le système de communication intra-espèce.
13:08
So we made molecules that look kind of like the real molecules --
286
770000
3000
Nous avons donc fabriqué des molécules qui ressemblent aux vraies molécules --
13:11
which you saw -- but they're a little bit different.
287
773000
2000
que vous avez vues -- mais elles sont un peu différentes.
13:13
And so they lock into those receptors,
288
775000
2000
Et ainsi, elles s'insèrent dans ces récepteurs,
13:15
and they jam recognition of the real thing.
289
777000
3000
et elles brouillent la reconnaissance des vraies molécules.
13:18
By targeting the red system,
290
780000
2000
En ciblant le système rouge,
13:20
what we are able to do is to make
291
782000
2000
ce que nous savons faire est comment fabriquer
13:22
species-specific, or disease-specific, anti-quorum sensing molecules.
292
784000
5000
des molécules incapables de sentir le quorum d'une bactérie ou maladie spécifiques.
13:27
We've also done the same thing with the pink system.
293
789000
3000
Nous avons aussi fait la même chose avec le système rose.
13:30
We've taken that universal molecule and turned it around a little bit
294
792000
3000
Nous avons pris cette molécule universelle et l'avons tournée un peu
13:33
so that we've made antagonists
295
795000
2000
créant ainsi des antagonistes
13:35
of the interspecies communication system.
296
797000
2000
au système de communication inter-espèces.
13:37
The hope is that these will be used as broad-spectrum antibiotics
297
799000
5000
Notre espoir c'est d'utiliser ces molécules comme antibiotiques à large spectre
13:42
that work against all bacteria.
298
804000
2000
qui travailleraient contre toutes les bactéries.
13:44
To finish I'll just show you the strategy.
299
806000
3000
Pour terminer je vais seulement vous illustrer la stratégie.
13:47
In this one I'm just using the interspecies molecule,
300
809000
2000
Dans celle-ci, je n'utilise que la molécule inter-espèces,
13:49
but the logic is exactly the same.
301
811000
2000
mais la logique est exactement la même.
13:51
What you know is that when that bacterium gets into the animal,
302
813000
3000
Vous savez déjà que lorsque cette bactérie entre dans l'animal,
13:54
in this case, a mouse,
303
816000
2000
dans ce cas, une souris,
13:56
it doesn't initiate virulence right away.
304
818000
2000
elle n'amorce pas la virulence immédiatement.
13:58
It gets in, it starts growing, it starts secreting
305
820000
3000
Elle entre, elle commence à se multiplier, elle commence à secréter
14:01
its quorum sensing molecules.
306
823000
2000
ses molécules de Perception de Quorum.
14:03
It recognizes when it has enough bacteria
307
825000
2000
Elle sait reconnaître à quel moment il y a suffisamment de bactéries
14:05
that now they're going to launch their attack,
308
827000
2000
pour alors déclencher leur attaque,
14:07
and the animal dies.
309
829000
2000
et l'animal meurt.
14:09
What we've been able to do is to give these virulent infections,
310
831000
3000
Ce que nous avons pu faire est de donner ces virulentes infections,
14:12
but we give them in conjunction with our anti-quorum sensing molecules --
311
834000
4000
mais nous donnons conjointement nos molécules anti-quorum --
14:16
so these are molecules that look kind of like the real thing,
312
838000
2000
qui sont des molécules qui ressemblent un peu aux vraies,
14:18
but they're a little bit different which I've depicted on this slide.
313
840000
3000
mais elles sont un peu différentes ce que j'illustre sur cette diapo.
14:21
What we now know is that if we treat the animal
314
843000
3000
Ce que nous savons maintenant est que si nous traitons l'animal
14:24
with a pathogenic bacterium -- a multi-drug-resistant pathogenic bacterium --
315
846000
4000
avec une bactérie pathogène -- une bactérie pathogène résistante à plusieurs drogues --
14:28
in the same time we give our anti-quorum sensing molecule,
316
850000
4000
en même temps que nous administrons nos molécules anti-quorum,
14:32
in fact, the animal lives.
317
854000
2000
en fait, l'animal demeure en vie.
14:34
We think that this is the next generation of antibiotics
318
856000
4000
Nous croyons qu'il s'agit de la prochaine génération d'antibiotiques
14:38
and it's going to get us around, at least initially,
319
860000
2000
et çà va nous permettre de contourner, du moins initialement,
14:40
this big problem of resistance.
320
862000
2000
ce grand problème de résistance.
14:42
What I hope you think, is that bacteria can talk to each other,
321
864000
3000
Ce que j'espère que vous retiendrez, c'est que les bactéries peuvent se parler entre elles,
14:45
they use chemicals as their words,
322
867000
3000
qu'elles utilisent des produits chimiques comme mots,
14:48
they have an incredibly complicated chemical lexicon
323
870000
3000
qu'elles possèdent un lexique chimique incroyablement complexe,
14:51
that we're just now starting to learn about.
324
873000
2000
au sujet duquel nous commençons à peine apprendre.
14:53
Of course what that allows bacteria to do
325
875000
3000
Bien sûr, ce que tout cela permet aux bactéries
14:56
is to be multicellular.
326
878000
2000
c'est d'être multicellulaires.
14:58
So in the spirit of TED they're doing things together
327
880000
3000
Donc dans l'esprit de TED, elles font des choses ensemble
15:01
because it makes a difference.
328
883000
2000
parce que çà fait une différence.
15:03
What happens is that bacteria have these collective behaviors,
329
885000
4000
Ce qui se passe c'est que les bactéries ont ces comportements collectifs,
15:07
and they can carry out tasks
330
889000
2000
et elles peuvent ainsi accomplir des tâches
15:09
that they could never accomplish
331
891000
2000
qu'elles ne pourraient jamais accomplir
15:11
if they simply acted as individuals.
332
893000
2000
si elles agissaient comme de simples individus.
15:13
What I would hope that I could further argue to you
333
895000
3000
Ce que je veux surtout vous présenter comme argument
15:16
is that this is the invention of multicellularity.
334
898000
3000
c'est que tout ceci est l'invention des formes de vie multicellulaire.
15:19
Bacteria have been on the Earth for billions of years;
335
901000
4000
Les bactéries ont occupé la Terre depuis des milliards d'années.
15:23
humans, couple hundred thousand.
336
905000
2000
Nous humains -- depuis quelques centaines de milliers d'années.
15:25
We think bacteria made the rules
337
907000
2000
Nous pensons que les bactéries ont écrit les règles
15:27
for how multicellular organization works.
338
909000
3000
de fonctionnement de l'organisation multicellulaire.
15:30
We think, by studying bacteria,
339
912000
3000
Nous croyons qu'en étudiant les bactéries,
15:33
we're going to be able to have insight about multicellularity in the human body.
340
915000
4000
nous allons parvenir à comprendre le fonctionnement multicellulaire du corps humain.
15:37
We know that the principles and the rules,
341
919000
2000
Nous savons que les principes et les règles,
15:39
if we can figure them out in these sort of primitive organisms,
342
921000
2000
si nous pouvons les comprendre chez ces organismes primitifs,
15:41
the hope is that they will be applied
343
923000
2000
l'espoir c'est de pouvoir les appliquer
15:43
to other human diseases and human behaviors as well.
344
925000
4000
à d'autres maladies humaines ainsi qu'aux comportements humains.
15:47
I hope that what you've learned
345
929000
2000
Je souhaite que ce que vous avez appris
15:49
is that bacteria can distinguish self from other.
346
931000
3000
c'est que les bactéries peuvent distinguer leur moi des autres.
15:52
By using these two molecules they can say "me" and they can say "you."
347
934000
3000
En utilisant ces deux molécules elles peuvent dire "moi" et elles peuvent dire "vous".
15:55
Again of course that's what we do,
348
937000
2000
À nouveau, bien sûr, c'est ce que nous faisons,
15:57
both in a molecular way,
349
939000
2000
à la fois d'une manière moléculaire,
15:59
and also in an outward way,
350
941000
2000
et aussi de manière extérieure,
16:01
but I think about the molecular stuff.
351
943000
2000
mais moi je pense à l'aspect moléculaire.
16:03
This is exactly what happens in your body.
352
945000
2000
Ceci est exactement ce qui se passe dans votre corps.
16:05
It's not like your heart cells and your kidney cells get all mixed up every day,
353
947000
3000
Ce n'est pas comme si vos cellules du coeur et celles de vos reins se mêlaient à tout moment,
16:08
and that's because there's all of this chemistry going on,
354
950000
3000
et c'est parce qu'il y a toute cette chimie qui agit,
16:11
these molecules that say who each of these groups of cells is,
355
953000
3000
ces molécules capables de distinguer qui appartient à chaque groupe de cellules,
16:14
and what their tasks should be.
356
956000
2000
et quelles doivent être leurs tâches respectives.
16:16
Again, we think that bacteria invented that,
357
958000
3000
Encore une fois, nous croyons que ce sont les bactéries qui ont inventé cela,
16:19
and you've just evolved a few more bells and whistles,
358
961000
3000
et que vous n'avez que simplement élaboré quelques raffinements supplémentaires,
16:22
but all of the ideas are in these simple systems that we can study.
359
964000
4000
mais que toutes les idées sont présentes dans ces systèmes simples que nous pouvons étudier.
16:26
The final thing is, again just to reiterate that there's this practical part,
360
968000
4000
Et finalement, pour réitérer qu'il y a aussi cet aspect pratique,
16:30
and so we've made these anti-quorum sensing molecules
361
972000
3000
qui nous a permis de fabriquer ces molécules anti-quorum
16:33
that are being developed as new kinds of therapeutics.
362
975000
3000
qui sont en train d'être exploitées comme nouvelles sortes de thérapeutiques.
16:36
But then, to finish with a plug for all the good and miraculous bacteria
363
978000
3000
Mais enfin, pour terminer sur une note positive sur toutes les bonnes et miraculeuses bactéries
16:39
that live on the Earth,
364
981000
2000
qui vivent sur la Terre,
16:41
we've also made pro-quorum sensing molecules.
365
983000
2000
nous avons aussi fabriqué des molécules favorisant la perception de Quorum.
16:43
So, we've targeted those systems to make the molecules work better.
366
985000
3000
Nous avons donc ciblé ces systèmes afin d'améliorer le fonctionnement de ces molécules.
16:46
Remember you have these 10 times or more bacterial cells
367
988000
4000
Rappelez-vous que vous avez ces 10 fois plus de cellules bactériennes
16:50
in you or on you, keeping you healthy.
368
992000
2000
en vous ou sur vous, qui vous gardent en santé.
16:52
What we're also trying to do is to beef up the conversation
369
994000
3000
Ce que nous essayons de faire c'est d'augmenter la conversation
16:55
of the bacteria that live as mutualists with you,
370
997000
3000
de ces bactéries vivant en symbiose avec vous,
16:58
in the hopes of making you more healthy,
371
1000000
2000
dans l'espoir de vous rendre plus en santé,
17:00
making those conversations better,
372
1002000
2000
améliorant la qualité de ces conversations,
17:02
so bacteria can do things that we want them to do
373
1004000
3000
de façon à amener ces bactéries à faire les choses que l'on veut qu'elles fassent
17:05
better than they would be on their own.
374
1007000
3000
mieux que ce qu'elles feraient d'elles-mêmes.
17:08
Finally, I wanted to show you
375
1010000
2000
Finalement, je veux vous montrer
17:10
this is my gang at Princeton, New Jersey.
376
1012000
2000
ceci, c'est ma gang à Princeton, au New Jersey.
17:12
Everything I told you about was discovered by someone in that picture.
377
1014000
4000
Toutes les choses que je vous ai racontées furent découvertes par quelqu'un sur cette photo.
17:16
I hope when you learn things,
378
1018000
2000
J'espère que lorsque vous apprenez des choses,
17:18
like about how the natural world works --
379
1020000
2000
comme comment le monde naturel fonctionne --
17:20
I just want to say that whenever you read something in the newspaper
380
1022000
3000
je veux dire lorsque vous lisez quelque chose dans le journal
17:23
or you get to hear some talk about something ridiculous in the natural world
381
1025000
3000
ou lorsque vous entendez parler d'une chose ridicule du monde naturel
17:26
it was done by a child.
382
1028000
2000
ce fut fait par un enfant.
17:28
Science is done by that demographic.
383
1030000
2000
La science s'accomplit par cette tranche démographique.
17:30
All of those people are between 20 and 30 years old,
384
1032000
4000
Tous ces gens ont entre 20 et 30 ans d'âge,
17:34
and they are the engine that drives scientific discovery in this country.
385
1036000
4000
et ils sont le moteur qui mène la découverte scientifique dans ce pays.
17:38
It's a really lucky demographic to work with.
386
1040000
3000
Et c'est une vraie chance de travailler avec cette tranche d'âge.
17:41
I keep getting older and older and they're always the same age,
387
1043000
3000
Je n'arrête pas de vieillir et ils ont toujours le même âge,
17:44
and it's just a crazy delightful job.
388
1046000
3000
et c'est juste un travail follement charmant.
17:47
I want to thank you for inviting me here.
389
1049000
2000
Je veux vous remercier de m'avoir invitée ici.
17:49
It's a big treat for me to get to come to this conference.
390
1051000
3000
C'est une grande joie pour moi de pouvoir venir à cette conférence.
17:52
(Applause)
391
1054000
5000
(Applaudissements)
17:57
Thanks.
392
1059000
1000
Merci.
17:58
(Applause)
393
1060000
14000
(Applaudissements)
ABOUT THE SPEAKER
Bonnie Bassler - Molecular biologistBonnie Bassler studies how bacteria can communicate with one another, through chemical signals, to act as a unit. Her work could pave the way for new, more potent medicine.
Why you should listen
In 2002, bearing her microscope on a microbe that lives in the gut of fish, Bonnie Bassler isolated an elusive molecule called AI-2, and uncovered the mechanism behind mysterious behavior called quorum sensing -- or bacterial communication. She showed that bacterial chatter is hardly exceptional or anomolous behavior, as was once thought -- and in fact, most bacteria do it, and most do it all the time. (She calls the signaling molecules "bacterial Esperanto.")
The discovery shows how cell populations use chemical powwows to stage attacks, evade immune systems and forge slimy defenses called biofilms. For that, she's won a MacArthur "genius" grant -- and is giving new hope to frustrated pharmacos seeking new weapons against drug-resistant superbugs.
Bassler teaches molecular biology at Princeton, where she continues her years-long study of V. harveyi, one such social microbe that is mainly responsible for glow-in-the-dark sushi. She also teaches aerobics at the YMCA.
Bonnie Bassler | Speaker | TED.com