TED2018
Dan Gibson: How to build synthetic DNA and send it across the internet
דן גיבסון: איך לייצר דנ"א מלאכותי ולשגר אותו באינטרנט
Filmed:
Readability: 5.9
1,461,746 views
הביולוג דן גיבסון עורך ומתכנת דנ"א כפי שעושים מתכנתי המחשבים, אלא שה"קוד" שלו בורא חיים ונותן בידי המדענים את הכוח להמיר מידע דיגיטלי לחומר ביולוגי, כגון חלבונים וחיסונים. כיום הוא עוסק במיזם חדש: טלפורטציה ביולוגית, שבה טמונה ההבטחה לשיגור מיידי של תרופות חדשות באמצעות האינטרנט לכל רחבי העולם. בואו ללמוד עוד כיצד טכנולוגיה זו עשויה לשנות את תגובתנו להתפרצויות של מחלות ולאפשר לנו להוריד מרשמים אישיים בבית.
Dan Gibson - Genome writer
Dan Gibson leads a new breed of bioengineers, called genome writers, who use DNA to design and build new products powering the next industrial revolution. Full bio
Dan Gibson leads a new breed of bioengineers, called genome writers, who use DNA to design and build new products powering the next industrial revolution. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
בסדר. אספר לכם
על בניית תאים מלאכותיים
על בניית תאים מלאכותיים
00:13
Alright, let me tell you
about building synthetic cells
about building synthetic cells
0
1388
3175
ועל הדפסת חיים.
00:16
and printing life.
1
4587
1945
אבל קודם - סיפור קטן.
00:18
But first, let me tell you a quick story.
2
6556
2483
ב-31 למרץ 2013,
00:21
On March 31, 2013,
3
9063
2506
הצוות שלי ואני קיבלנו דוא"ל
מארגון בריאות בינלאומי,
מארגון בריאות בינלאומי,
00:23
my team and I received an email
from an international health organization,
from an international health organization,
4
11593
4183
שהודיע לנו שבסין מתו שני גברים
00:27
alerting us that two men died in China
5
15800
2833
מעט אחרי שנדבקו
בשפעת העופות אייץ'-7-אן-9.
בשפעת העופות אייץ'-7-אן-9.
00:30
shortly after contracting
the H7N9 bird flu.
the H7N9 bird flu.
6
18657
3055
היו חששות מפני מגיפה עולמית
00:34
There were fears of a global pandemic
7
22149
1857
כשהנגיף החל להתפשט במהירות בסין.
00:36
as the virus started rapidly
moving across China.
moving across China.
8
24030
3333
למרות שקיימות שיטות לייצור
חיסון שפעת שימנע מהמחלה להתפשט,
חיסון שפעת שימנע מהמחלה להתפשט,
00:40
Although methods existed
to produce a flu vaccine
to produce a flu vaccine
9
28004
2782
00:42
and stop the disease from spreading,
10
30810
1972
במקרה הטוב, תעבור חצי שנה
לפני שהחיסון יהיה זמין,
לפני שהחיסון יהיה זמין,
00:44
at best, it would not be available
for at least six months.
for at least six months.
11
32806
3844
וזה בגלל תהליך ייצור מיושן
של חיסון השפעת
של חיסון השפעת
00:49
This is because a slow, antiquated
flu vaccine manufacturing process
flu vaccine manufacturing process
12
37474
4730
שפותח לפני מעל 70 שנה
והוא הברירה היחידה.
והוא הברירה היחידה.
00:54
developed over 70 years ago
was the only option.
was the only option.
13
42228
3958
יש לבודד את הנגיף
מפני מטופלים שנדבקו,
מפני מטופלים שנדבקו,
00:59
The virus would need to be isolated
from infected patients,
from infected patients,
14
47140
3452
לארוז אותו ולשלוח אותו למתקן מסוים
01:02
packaged up and then sent to a facility
15
50616
2294
שבו המדענים יזריקו אותו
לביצי תרנגולות,
לביצי תרנגולות,
01:04
where scientists would inject
the virus into chicken eggs,
the virus into chicken eggs,
16
52934
4016
וידגירו את הביצים
במשך שבועות אחדים
במשך שבועות אחדים
01:08
and incubate those chicken eggs
for several weeks
for several weeks
17
56974
2571
כדי להכין את הנגיף
לתהליך הרב-שלבי
לתהליך הרב-שלבי
01:11
in order to prepare the virus
for the start of a multistep,
for the start of a multistep,
18
59569
3722
בן החודשים הרבים
של ייצור חיסון השפעת.
של ייצור חיסון השפעת.
01:15
multimonth flu vaccine
manufacturing process.
manufacturing process.
19
63315
3282
הצוות שלי ואנוכי
קיבלנו את הדוא"ל הזה
קיבלנו את הדוא"ל הזה
01:19
My team and I received this email
20
67363
1994
משום שזה עתה המצאנו
מדפסת ביולוגית
מדפסת ביולוגית
01:21
because we had just invented
a biological printer,
a biological printer,
21
69381
3886
שמאפשרת להוריד מהאינטרנט
את ההוראות להכנת חיסון השפעת
את ההוראות להכנת חיסון השפעת
01:25
which would allow
for the flu vaccine instructions
for the flu vaccine instructions
22
73291
2421
01:27
to be instantly downloaded
from the internet and printed.
from the internet and printed.
23
75736
3321
ולהדפיס אותו מיד.
זה מחיש באופן דרסטי
את הכנת חיסוני השפעת
את הכנת חיסוני השפעת
01:31
Drastically speeding up the way
in which flu vaccines are made,
in which flu vaccines are made,
24
79633
3286
ויכול להציל אלפי נפשות.
01:34
and potentially saving thousands of lives.
25
82943
2800
המדספת הביולוגית ממנפת
את יכולתנו לקרוא ולכתוב דנ"א
את יכולתנו לקרוא ולכתוב דנ"א
01:38
The biological printer leverages
our ability to read and write DNA
our ability to read and write DNA
26
86776
4974
ומתחילה לקרב אותנו
01:43
and starts to bring into focus
27
91774
1970
למה שאנו מכנים
"טלפורטציה ביולוגית".
"טלפורטציה ביולוגית".
01:45
what we like to call
biological teleportation.
biological teleportation.
28
93768
3133
אני ביולוג ומהנדס
שבונה דברים מדנ"א.
שבונה דברים מדנ"א.
01:49
I am a biologist and an engineer
who builds stuff out of DNA.
who builds stuff out of DNA.
29
97704
4200
תאמינו או לא,
אחד הדברים האהובים עלי
אחד הדברים האהובים עלי
01:54
Believe it or not,
one of my favorite things to do
one of my favorite things to do
30
102577
2349
הוא לפרק ולהרכיב מחדש דנ"א
01:56
is to take DNA apart
and put it back together
and put it back together
31
104950
2377
כדי להבין טוב יותר
איך הוא עובד.
איך הוא עובד.
01:59
so that I can understand
better how it works.
better how it works.
32
107351
2758
אני יכול לערוך ולתכנת דנ"א
כמו תכנות מחשבים.
כמו תכנות מחשבים.
02:02
I can edit and program DNA to do things,
just like coders programing a computer.
just like coders programing a computer.
33
110442
4659
אבל היישומים שלי שונים.
02:07
But my apps are different.
34
115797
1801
הם יוצרים חיים.
02:09
They create life.
35
117622
1246
תאים חיים שמשתכפלים
ודברים כמו חיסונים ותרופות
ודברים כמו חיסונים ותרופות
02:10
Self-replicating living cells
and things like vaccines and therapeutics
and things like vaccines and therapeutics
36
118892
4272
שפועלים כפי שלא התאפשר מעולם.
02:15
that work in ways
that were previously impossible.
that were previously impossible.
37
123188
3107
הנה הזוכה במדליית המדע הלאומית,
קרייג ונטר
קרייג ונטר
02:19
Here's National Medal of Science
recipient Craig Venter
recipient Craig Venter
38
127141
3301
וחתן פרס נובל האם סמית'.
02:22
and Nobel laureate Ham Smith.
39
130466
2135
לשני אלה יש חזון דומה.
02:25
These two guys shared a similar vision.
40
133038
2309
החזון הוא,
שמכיוון שכל התפקודים והמאפיינים
שמכיוון שכל התפקודים והמאפיינים
02:27
That vision was, because all
of the functions and characteristics
of the functions and characteristics
41
135371
4397
של כל היישויות הביולוגיות,
כולל נגיפים ותאים חיים,
כולל נגיפים ותאים חיים,
02:31
of all biological entities,
including viruses and living cells,
including viruses and living cells,
42
139792
4157
מקודדים בדנ"א,
02:35
are written into the code of DNA,
43
143973
2430
הרי שאם אפשר לקרוא ולכתוב
את קוד הדנ"א הזה,
את קוד הדנ"א הזה,
02:38
if one can read and write
that code of DNA,
that code of DNA,
44
146427
3396
אפשר גם לשחזר אותו
במקום מרוחק.
במקום מרוחק.
02:41
then they can be reconstructed
in a distant location.
in a distant location.
45
149847
3263
זו הכוונה ב"טלפורטציה ביולוגית".
02:46
This is what we mean
by biological teleportation.
by biological teleportation.
46
154043
3334
כדי להגשים את החזון הזה
02:50
To prove out this vision,
47
158210
1342
קרייג והאם הציבו מטרה,
ליצור, בפעם הראשונה,
ליצור, בפעם הראשונה,
02:51
Craig and Ham set a goal
of creating, for the first time,
of creating, for the first time,
48
159576
2993
תא מלאכותי,
מתוך קוד הדנ"א שבמחשב.
מתוך קוד הדנ"א שבמחשב.
02:54
a synthetic cell, starting
from DNA code in the computer.
from DNA code in the computer.
49
162593
3153
בחייכם, כמדען שמחפש עבודה
02:58
I mean, come on,
as a scientist looking for a job,
as a scientist looking for a job,
50
166284
4857
ושעוסק במחקר חדשני
אין יותר טוב מזה.
אין יותר טוב מזה.
03:03
doing cutting-edge research,
it doesn't get any better than this.
it doesn't get any better than this.
51
171165
3063
(צחוק)
03:06
(Laughter)
52
174252
1759
הגנום הוא מערך דנ"א שלם
שנמצא בתוך האורגניזם.
שנמצא בתוך האורגניזם.
03:08
OK, a genome is a complete set
of DNA within an organism.
of DNA within an organism.
53
176035
4527
בעקבות מיזם
מיפוי הגנום האנושי של 2003,
מיפוי הגנום האנושי של 2003,
03:13
Following the Human
Genome Project in 2003,
Genome Project in 2003,
54
181138
2709
שהיה מאמץ בינלאומי לזהות
03:15
which was an international
effort to identify
effort to identify
55
183871
2199
את כל התכנית הגנטית
של יצור אנושי,
של יצור אנושי,
03:18
the complete genetic blueprint
of a human being,
of a human being,
56
186094
3158
התחוללה מהפכת חקר הגנום.
03:21
a genomics revolution happened.
57
189276
2253
מדענים החלו לרכוש מומחיות
בטכניקות של קריאת דנ"א
בטכניקות של קריאת דנ"א
03:23
Scientists started mastering
the techniques for reading DNA.
the techniques for reading DNA.
58
191553
3692
כדי לקבוע את סדר אותיות הדנ"א
03:27
In order to determine the order
of the As, Cs, Ts and Gs
of the As, Cs, Ts and Gs
59
195269
3294
באורגניזם מסוים.
03:30
within an organism.
60
198587
1266
אבל עבודתי היתה שונה בהרבה.
03:32
But my job was far different.
61
200475
1556
היה עלי לשלוט בטכניקות
של כתיבת דנ"א,
של כתיבת דנ"א,
03:34
I needed to master
the techniques for writing DNA.
the techniques for writing DNA.
62
202412
3006
כמו שעושה סופר,
03:37
Like an author of a book,
63
205442
1270
זה החל בכתיבת משפטים,
או רצפים קצרים של קוד דנ"א,
או רצפים קצרים של קוד דנ"א,
03:38
this started out
as writing short sentences,
as writing short sentences,
64
206736
2182
03:40
or sequences of DNA code,
65
208942
2103
אבל במהרה זה הפך
לכתיבת פסקאות
לכתיבת פסקאות
03:43
but this soon turned into
writing paragraphs
writing paragraphs
66
211069
2278
ואז רומנים שלמים של קוד דנ"א,
03:45
and then full-on novels of DNA code,
67
213371
2365
לצורך יצירת הוראות ביולוגיות חשובות
ליצירת חלבונים ותאים חיים.
ליצירת חלבונים ותאים חיים.
03:47
to make important biological instructions
for proteins and living cells.
for proteins and living cells.
68
215760
4229
התאים החיים הם המכונות
הכי יעילות של הטבע ביצירת מוצרים חדשים,
הכי יעילות של הטבע ביצירת מוצרים חדשים,
03:52
Living cells are nature's most efficient
machines at making new products,
machines at making new products,
69
220466
3500
והם אחראיים לייצור 25%
מכלל שוק התרופות,
מכלל שוק התרופות,
03:55
accounting for the production
70
223990
1659
03:57
of 25 percent of the total
pharmaceutical market,
pharmaceutical market,
71
225673
3571
כלומר, מיליארדי דולרים.
04:01
which is billions of dollars.
72
229268
1933
ידענו שכתיבת דנ"א
תיתן דחיפה נוספת לכלכלת הביולוגיה,
תיתן דחיפה נוספת לכלכלת הביולוגיה,
04:03
We knew that writing DNA
would drive this bioeconomy even more,
would drive this bioeconomy even more,
73
231823
3881
כשניתן יהיה לתכנת תאים
כמו מחשבים.
כמו מחשבים.
04:07
once cells could be programmed
just like computers.
just like computers.
74
235728
3166
ידענו גם שכתיבת דנ"א
תאפשר טלפורטציה ביולוגית:
תאפשר טלפורטציה ביולוגית:
04:11
We also knew that writing DNA
would enable biological teleportation ...
would enable biological teleportation ...
75
239339
4651
הדפסה של חומר ביולוגי מוגדר
על פי קוד דנ"א.
על פי קוד דנ"א.
04:17
the printing of defined,
biological material,
biological material,
76
245186
2908
04:20
starting from DNA code.
77
248118
1695
כצעד לקראת הגשמת ההבטחות האלה,
04:22
As a step toward bringing
these promises to fruition,
these promises to fruition,
78
250575
2962
הצוות שלנו נערך ליצור,
בפעם הראשונה,
בפעם הראשונה,
04:25
our team set out to create,
for the first time,
for the first time,
79
253561
2722
תא חיידקי מלאכותי
מקוד הד"נא הממוחשב.
מקוד הד"נא הממוחשב.
04:28
a synthetic bacterial cell,
80
256307
2238
04:30
starting from DNA code in the computer.
81
258569
2599
דנ"א מלאכותי הוא מוצר.
04:33
Synthetic DNA is a commodity.
82
261918
2127
אפשר להזמין מקטעים קצרים מאד
של דנ"א ממספר חברות,
של דנ"א ממספר חברות,
04:36
You can order very short pieces of DNA
from a number of companies,
from a number of companies,
83
264069
3611
והם יווצרו מארבעת בקבוקי
הכימיקלים האלה שמהם מורכב דנ"א,
הכימיקלים האלה שמהם מורכב דנ"א,
04:39
and they will start from these four
bottles of chemicals that make up DNA,
bottles of chemicals that make up DNA,
84
267704
3667
ג'י, איי, טי ו-סי,
04:43
G, A, T and C,
85
271395
1445
והחברות האלה יבנו עבורכם
מקטעי דנ"א קצרים מאד.
מקטעי דנ"א קצרים מאד.
04:44
and they will build
those very short pieces of DNA for you.
those very short pieces of DNA for you.
86
272864
3256
במשך 15 השנה האחרונות בערך,
04:48
Over the past 15 years or so,
87
276986
1833
הצוותים שלי פיתחו את הטכנולוגיה
04:50
my teams have been
developing the technology
developing the technology
88
278843
2323
הדרושה לתפירת מקטעי דנ"א קצרים אלה
וחיבורם לגנומים חיידקיים שלמים.
וחיבורם לגנומים חיידקיים שלמים.
04:53
for stitching together
those short pieces of DNA
those short pieces of DNA
89
281190
2756
04:55
into complete bacterial genomes.
90
283970
2190
הגנום הגדול ביותר שהרכבנו
מכיל מעל מיליון אותיות,
מכיל מעל מיליון אותיות,
04:58
The largest genome that we constructed
contained over one million letters.
contained over one million letters.
91
286871
4333
יותר מפי שניים מהרומן הממוצע,
05:03
Which is more than twice the size
of your average novel,
of your average novel,
92
291942
2660
והיה עלינו למקם כל אות ואות
בסדר הנכון,
בסדר הנכון,
05:06
and we had to put every single one
of those letters in the correct order,
of those letters in the correct order,
93
294626
3443
ללא שגיאת דפוס אחת ויחידה.
05:10
without a single typo.
94
298093
1269
עלה בידינו להשלים זאת
בכך שפיתחנו נוהל שרציתי לכנות,
בכך שפיתחנו נוהל שרציתי לכנות,
05:11
We were able to accomplish this
by developing a procedure
by developing a procedure
95
299386
4293
05:15
that I tried to call the "one-step
isothermal in vitro recombination method."
isothermal in vitro recombination method."
96
303703
5047
"רקומבינציה איזותרמית חד-שלבית במבחנה."
(צחוק)
05:20
(Laughter)
97
308774
2089
אך למרבה ההפתעה, הקהילה המדעית
לא אהבה את השם הטכני המדויק הזה,
לא אהבה את השם הטכני המדויק הזה,
05:22
But, surprisingly, the science community
didn't like this technically accurate name
didn't like this technically accurate name
98
310887
4992
והחליטה לכנות זאת "שיטת גיבסון".
05:27
and decided to call it Gibson Assembly.
99
315903
2600
שיטת גיבסון היא כעת
תקן הזהב
תקן הזהב
05:31
Gibson Assembly
is now the gold standard tool,
is now the gold standard tool,
100
319625
2857
המשמש במעבדות בכל העולם
05:34
used in laboratories around the world
101
322506
2468
לבניית מקטעי דנ"א קצרים וארוכים.
05:36
for building short and long pieces of DNA.
102
324998
2800
(מחיאות כפיים)
05:40
(Applause)
103
328236
5333
לאחר שסינתזנו באופן כימי
גנום חיידקי מלא,
גנום חיידקי מלא,
05:45
Once we chemically synthesized
the complete bacterial genome,
the complete bacterial genome,
104
333593
3325
האתגר הבא שלנו היה
למצוא דרך
למצוא דרך
05:48
our next challenge was to find a way
105
336942
2310
להמיר אותו לתא חי
בעל כושר שכפול עצמאי.
בעל כושר שכפול עצמאי.
05:51
to convert it into a free-living,
self-replicating cell.
self-replicating cell.
106
339276
3468
הגישה שלנו היתה להתייחס לגנום
כאל מערכת ההפעלה של התא,
כאל מערכת ההפעלה של התא,
05:55
Our approach was to think of the genome
as the operating system of the cell,
as the operating system of the cell,
107
343427
3825
כשהתא מכיל את החומרה
הנחוצה לאיתחול הגנום.
הנחוצה לאיתחול הגנום.
05:59
with the cell containing the hardware
necessary to boot up the genome.
necessary to boot up the genome.
108
347276
4495
אחרי ניסוי וטעייה ממושכים,
06:04
Through a lot of trial and error,
109
352553
1619
פיתחנו נוהל שבעזרתו
יכולנו לתכנת תאים מחדש
יכולנו לתכנת תאים מחדש
06:06
we developed a procedure
where we could reprogram cells
where we could reprogram cells
110
354196
3135
ואפילו להפוך תא חיידקי אחד לאחר
06:09
and even convert one
bacterial species into another,
bacterial species into another,
111
357355
3349
ע"י החלפת הגנום של תא אחד
בזה של תא אחר.
בזה של תא אחר.
06:12
by replacing the genome of one cell
with that of another.
with that of another.
112
360728
3524
טכנולוגיה זו של השתלת גנום
סללה את הדרך
סללה את הדרך
06:17
This genome transplantation
technology then paved the way
technology then paved the way
113
365363
4064
לאיתחול גנומים שנכתבו ע"י מדענים
06:21
for the booting-up of genomes
written by scientists
written by scientists
114
369451
3229
ולא ע"י הטבע.
06:24
and not by Mother Nature.
115
372704
1667
ב-2010, כל הטכנולוגיות שפיתחנו
לקריאה וכתיבה של דנ"א
לקריאה וכתיבה של דנ"א
06:26
In 2010, all of the technologies
116
374768
2619
06:29
that we had been developing
for reading and writing DNA
for reading and writing DNA
117
377411
2785
התמזגו יחד כשהודענו על יצירת
התא הסינטטי הראשון,
התא הסינטטי הראשון,
06:32
all came together
when we announced the creation
when we announced the creation
118
380220
2921
06:35
of the first synthetic cell,
119
383165
2214
שאותו כינינו, כמובן, "סינתיה".
06:37
which of course, we called Synthia.
120
385403
2158
(צחוק)
06:39
(Laughter)
121
387585
2001
מאז ריצוף התא החיידקי הראשון ב-1995,
06:41
Ever since the first bacterial genome
was sequenced, back in 1995,
was sequenced, back in 1995,
122
389610
4580
רוצפו ונשמרו בבסיסי נתונים ממוחשבים
אלפי גנומים חיידקיים נוספים מלאים.
אלפי גנומים חיידקיים נוספים מלאים.
06:46
thousands more whole bacterial genomes
have been sequenced and stored
have been sequenced and stored
123
394214
3459
06:49
in computer databases.
124
397697
1406
העבודה שלנו על התא המלאכותי
הוכיחה את התפישה האומרת
הוכיחה את התפישה האומרת
06:51
Our synthetic cell work
was the proof of concept
was the proof of concept
125
399601
2387
שביכולתנו להפוך את התהליך הזה:
06:54
that we could reverse this process:
126
402012
2010
לקחת מהמחשב רצף
של גנום חיידקי שלם
של גנום חיידקי שלם
06:56
pull a complete bacterial genome
sequence out of the computer
sequence out of the computer
127
404046
3595
ולהמיר מידע זה
לתא חי, עצמאי ומשתכפל,
לתא חי, עצמאי ומשתכפל,
06:59
and convert that information
into a free-living, self-replicating cell,
into a free-living, self-replicating cell,
128
407665
4761
עם כל המאפיינים המצופים
מהמין שבנינו.
מהמין שבנינו.
07:04
with all of the expected characteristics
of the species that we constructed.
of the species that we constructed.
129
412450
4338
אני יכול להבין את הדאגות
07:10
Now I can understand
why there may be concerns
why there may be concerns
130
418409
2549
בנוגע לבטיחות של
תפעול גנים ברמה כזאת.
תפעול גנים ברמה כזאת.
07:12
about the safety of this level
of genetic manipulation.
of genetic manipulation.
131
420982
3194
הגם שלטכנולגיה זו יש פוטנציאל
של תועלת חברתית רבה,
של תועלת חברתית רבה,
07:16
While the technology has the potential
for great societal benefit,
for great societal benefit,
132
424918
4151
יש לה גם פוטנציאל להזיק.
07:21
it also has the potential for doing harm.
133
429093
2440
לאור זאת, עוד לפני
שבוצע הניסוי הראשון,
שבוצע הניסוי הראשון,
07:24
With this in mind, even before
carrying out the very first experiment,
carrying out the very first experiment,
134
432355
4063
הצוות שלנו החל לעבוד
עם הציבור והממשלה
עם הציבור והממשלה
07:28
our team started to work
with the public and the government
with the public and the government
135
436442
2865
כדי למצוא ביחד פתרונות
07:31
to find solutions together
136
439331
2603
כדי לפתח טכנולוגיה זו
ולפקח עליה באופן אחראי.
ולפקח עליה באופן אחראי.
07:33
to responsibly develop
and regulate this new technology.
and regulate this new technology.
137
441958
3800
אחת התוצאות של דיונים אלה
היתה לבדוק כל לקוח
היתה לבדוק כל לקוח
07:38
One of the outcomes from those discussions
was to screen every customer
was to screen every customer
138
446331
3802
ואת הוראות ייצור הדנ"א של כל לקוח,
07:42
and every customer's DNA synthesis orders,
139
450157
2595
כדי למנוע ייצור גורמי מחלה או רעלנים
בידי אנשים רעים,
בידי אנשים רעים,
07:44
to make sure that pathogens or toxins
are not being made by bad guys,
are not being made by bad guys,
140
452776
4896
או בשגגה, בידי מדענים.
07:49
or accidentally by scientists.
141
457696
1934
כל ההזמנות החשודות
מדווחות לבולשת הפדרלית
מדווחות לבולשת הפדרלית
07:52
All suspicious orders
are reported to the FBI
are reported to the FBI
142
460974
3388
ולסוכנויות אכיפת חוק רלוונטיות אחרות.
07:56
and other relevant
law-enforcement agencies.
law-enforcement agencies.
143
464386
2770
טכנולוגיות ייצור תאים
יעניקו דחיפה למהפכה התעשייתית הבאה
יעניקו דחיפה למהפכה התעשייתית הבאה
08:00
Synthetic cell technologies
will power the next industrial revolution
will power the next industrial revolution
144
468641
4270
וישנו את התעשיות והכלכלות
08:04
and transform industries and economies
145
472935
2864
כדי לענות על אתגרי קיימות עולמיים.
08:07
in ways that address
global sustainability challenges.
global sustainability challenges.
146
475823
3667
האפשרויות הן אינסופיות.
08:12
The possibilities are endless.
147
480006
2206
למשל, אפשר לדמיין בגדים
08:14
I mean, you can think of clothes
148
482236
1588
שייבנו ממקורות ביולוגיים מתחדשים,
08:15
constructed form renewable
biobased sources,
biobased sources,
149
483848
3697
מכוניות שיופעלו בדלק ביולוגי
מחיידקים מהונדסים,
מחיידקים מהונדסים,
08:19
cars running on biofuel
from engineered microbes,
from engineered microbes,
150
487569
3651
פלסטיק עשוי פולימרים מתכלים
08:23
plastics made from biodegradable polymers
151
491244
3579
וטיפולים מותאמים-אישית
שיודפסו ליד מיטת החולה.
שיודפסו ליד מיטת החולה.
08:26
and customized therapies,
printed at a patient's bedside.
printed at a patient's bedside.
152
494847
3719
המאמצים הכבירים ליצירת תאים מלאכותיים
08:31
The massive efforts
to create synthetic cells
to create synthetic cells
153
499196
2587
הפכו אותנו למובילים עולמיים
בכתיבת דנ"א.
בכתיבת דנ"א.
08:33
have made us world leaders at writing DNA.
154
501807
2800
לאורך התהליך מצאנו דרכים
08:37
Throughout the process,
we found ways to write DNA faster,
we found ways to write DNA faster,
155
505149
3722
לכתיבה מהירה יותר,
מדויקת יותר ואמינה יותר של דנ"א,
מדויקת יותר ואמינה יותר של דנ"א,
08:40
more accurately and more reliably.
156
508895
2200
הודות לאמינותן של טכנולוגיות אלה,
08:43
Because of the robustness
of these technologies,
of these technologies,
157
511688
2294
מצאנו שנוכל מיד
להפוך את התהליכים לאוטומטיים,
להפוך את התהליכים לאוטומטיים,
08:46
we found that we could
readily automate the processes
readily automate the processes
158
514006
3000
להוציא את שגרות העבודה במעבדה
מידי המדענים
מידי המדענים
08:49
and move the laboratory workflows
out of the scientist's hands
out of the scientist's hands
159
517030
3666
ולהעבירן למכונה.
08:52
and onto a machine.
160
520720
1266
ב-2013 בנינו את מדפסת הדנ"א הראשונה.
08:55
In 2013, we built the first DNA printer.
161
523004
3000
אנו מכנים אותה "ביו אקס-פי".
08:58
We call it the BioXp.
162
526631
2309
והיא נחוצה ביותר לכתיבת דנ"א
במספר יישומים
במספר יישומים
09:00
And it has been absolutely
essential in writing DNA
essential in writing DNA
163
528964
3196
09:04
across a number of applications
164
532184
1615
שעליהם עובד הצוות שלי
יחד עם חוקרים בעולם.
יחד עם חוקרים בעולם.
09:05
my team and researchers
around the world are working on.
around the world are working on.
165
533823
3800
זמן קצר אחרי שבנינו את "ביו אקס פי",
09:10
It was shortly after we built the BioXp
166
538077
2017
קיבלנו את הדוא"ל בנוגע
לבהלה של שפעת העופות בסין.
לבהלה של שפעת העופות בסין.
09:12
that we received that email
about the H7N9 bird flu scare in China.
about the H7N9 bird flu scare in China.
167
540118
4886
צוות של מדענים סיניים
כבר בודד את הנגיף,
כבר בודד את הנגיף,
09:17
A team of Chinese scientists
had already isolated the virus,
had already isolated the virus,
168
545498
3421
ריצף את הדנ"א שלו
והעלה את הרצף הזה לאינטרנט.
והעלה את הרצף הזה לאינטרנט.
09:20
sequenced its DNA and uploaded
the DNA sequence to the internet.
the DNA sequence to the internet.
169
548943
3516
לבקשת ממשלת ארה"ב,
הורדנו את רצף הדנ"א,
הורדנו את רצף הדנ"א,
09:25
At the request of the US government,
we downloaded the DNA sequence
we downloaded the DNA sequence
170
553616
3515
ובתוך פחות מ-12 שעות
הדפסנו אותו ב"ביו אקס פי".
הדפסנו אותו ב"ביו אקס פי".
09:29
and in less than 12 hours,
we printed it on the BioXp.
we printed it on the BioXp.
171
557155
3565
שותפינו ב"נובארטיס"
09:33
Our collaborators at Novartis
172
561529
1578
החלו במהירות להפוך
את הדנ"א המלאכותי הזה לחיסון שפעת.
את הדנ"א המלאכותי הזה לחיסון שפעת.
09:35
then quickly started turning
that synthetic DNA into a flu vaccine.
that synthetic DNA into a flu vaccine.
173
563131
4015
בינתיים, המרכזים לבקרת מחלות,
בטכנולוגיה של שנות ה-40,
בטכנולוגיה של שנות ה-40,
09:39
Meanwhile, the CDC, using technology
dating back to the 1940s,
dating back to the 1940s,
174
567497
4530
עדיין חיכו למשלוח הנגיף מסין
09:44
was still waiting for the virus
to arrive from China
to arrive from China
175
572051
2930
כדי שיוכלו להתחיל בתהליך שלהם,
מבוסס הביצים.
מבוסס הביצים.
09:47
so that they could begin
their egg-based approach.
their egg-based approach.
176
575005
2740
לראשונה היה לנו חיסון שפעת
שפותח מבעוד מועד
שפותח מבעוד מועד
09:50
For the first time, we had a flu vaccine
developed ahead of time
developed ahead of time
177
578234
3549
עבור זן חדש ומסוכן בפוטנציה,
09:53
for a new and potentially
dangerous strain,
dangerous strain,
178
581807
2469
וממשלת ארה"ב הזמינה אצלנו מלאי שלו.
09:56
and the US government ordered a stockpile.
179
584300
2641
(מחיאות כפיים)
09:58
(Applause)
180
586965
5628
ואז התחלתי להעריך
יותר מאי-פעם בעבר
יותר מאי-פעם בעבר
10:04
This was when I began
to appreciate, more than ever,
to appreciate, more than ever,
181
592617
2468
את כוחה של הטלפורטציה הביולוגית.
10:07
the power of biological teleportation.
182
595109
2754
10:09
(Laughter)
183
597887
1150
לאור זאת, וכמתבקש,
התחלנו לבנות טלפורטר ביולוגי.
התחלנו לבנות טלפורטר ביולוגי.
10:11
Naturally, with this in mind,
184
599061
2088
10:13
we started to build
a biological teleporter.
a biological teleporter.
185
601173
2206
קראנו לו "די-בי-סי",
10:16
We call it the DBC.
186
604402
2189
ראשי-תיבות של
"ממיר מדיגיטלי לביולוגי".
"ממיר מדיגיטלי לביולוגי".
10:18
That's short for
digital-to-biological converter.
digital-to-biological converter.
187
606615
3132
שלא כמו ה"ביו אקס פי",
10:22
Unlike the BioXp,
188
610267
1334
שמתחיל עם פיסות מוכנות וקצרות של דנ"א,
10:23
which starts from pre-manufactured
short pieces of DNA,
short pieces of DNA,
189
611625
3079
הדי-בי-סי מתחיל לעבוד
עם קוד דנ"א שעבר דיגיטציה
עם קוד דנ"א שעבר דיגיטציה
10:26
the DBC starts from digitized DNA code
190
614728
3103
וממיר את קוד הדנ"א
ליישויות ביולוגיות,
ליישויות ביולוגיות,
10:29
and converts that DNA code
into biological entities,
into biological entities,
191
617855
3055
כמו דנ"א, רנ"א, חלבונים
ואף נגיפים.
ואף נגיפים.
10:32
such as DNA, RNA,
proteins or even viruses.
proteins or even viruses.
192
620934
3533
אפשר לחשוב על ה"ביו אקס פי"
כעל נגן תקליטורים
כעל נגן תקליטורים
10:37
You can think of the BioXp
as a DVD player,
as a DVD player,
193
625188
2873
שיש צורך להכניס לתוכו תקליטור,
10:40
requiring a physical DVD to be inserted,
194
628085
3048
בעוד שהדי-בי-סי הוא כמו
"נטפליקס".
"נטפליקס".
10:43
whereas the DBC is Netflix.
195
631157
2333
לצורך בניית הדי-בי-סי
10:47
To build the DBC,
196
635974
1232
צוות המדענים שלי
עבד עם מהנדסי תוכנה ומיכשור
עבד עם מהנדסי תוכנה ומיכשור
10:49
my team of scientists worked with
software and instrumentation engineers
software and instrumentation engineers
197
637230
4849
כדי לצמצם שגרות מעבדה רבות
10:54
to collapse multiple laboratory workflows,
198
642103
2768
לתוך קופסה בודדה.
10:56
all in a single box.
199
644895
1468
זה כלל אלגוריתמי תוכנה
שצופים איזה דנ"א יש לבנות,
שצופים איזה דנ"א יש לבנות,
10:58
This included software algorithms
to predict what DNA to build,
to predict what DNA to build,
200
646696
3881
כימיה לחיבור אותיות הדנ"א
לכלל פיסות קצרות,
לכלל פיסות קצרות,
11:02
chemistry to link the G, A, T and C
building blocks of DNA into short pieces,
building blocks of DNA into short pieces,
201
650601
4452
"שיטת גיבסון" לתפירת הפיסות הקצרות
לפיסות ארוכות יותר,
לפיסות ארוכות יותר,
11:07
Gibson Assembly to stitch together
those short pieces into much longer ones,
those short pieces into much longer ones,
202
655077
4278
וביולוגיה, לצורך המרת הדנ"א
ליישויות ביולוגיות אחרות,
ליישויות ביולוגיות אחרות,
11:11
and biology to convert the DNA
into other biological entities,
into other biological entities,
203
659379
3559
כגון חלבונים.
11:14
such as proteins.
204
662962
1182
זהו אב הטיפוס.
11:17
This is the prototype.
205
665089
1627
למרות שהוא לא יפה לעין,
הוא הוכיח את יעילותו.
הוא הוכיח את יעילותו.
11:18
Although it wasn't pretty,
it was effective.
it was effective.
206
666740
2190
הוא ייצר תרופות וחיסונים,
11:20
It made therapeutic drugs and vaccines.
207
668954
2293
ושגרות מעבדה שפעם ארכו
שבועות או חודשים,
שבועות או חודשים,
11:23
And laboratory workflows
that once took weeks or months
that once took weeks or months
208
671271
3774
יכלו כעת להתבצע
ביום או יומיים בלבד.
ביום או יומיים בלבד.
11:27
could now be carried out
in just one to two days.
in just one to two days.
209
675069
3548
וכל זה - ללא התערבות אנושית,
11:30
And that's all without
any human intervention
any human intervention
210
678641
2587
כשזה פשוט מופעל עם קבלת דוא"ל
מכל מקום בעולם.
מכל מקום בעולם.
11:33
and simply activated
by the receipt of an email
by the receipt of an email
211
681252
2591
11:35
which could be sent
from anywhere in the world.
from anywhere in the world.
212
683867
2543
אנו אוהבים להשוות את הדי-בי-סי
למכשירי הפקס.
למכשירי הפקס.
11:39
We like to compare
the DBC to fax machines.
the DBC to fax machines.
213
687069
3119
אבל בעוד מכשירי הפקס
מקבלים תמונות ומסמכים,
מקבלים תמונות ומסמכים,
11:43
But whereas fax machines
received images and documents,
received images and documents,
214
691016
3365
הדי-בי-סי מקבל חומרים ביולוגיים.
11:46
the DBC receives biological materials.
215
694405
2738
חישבו איך התפתחו מכשירי הפקס.
11:50
Now, consider how
fax machines have evolved.
fax machines have evolved.
216
698024
2682
אי-אפשר לזהות את האבטיפוס
של המאה ה-19
של המאה ה-19
11:53
The prototype of the 1840s
is unrecognizable,
is unrecognizable,
217
701553
3183
בהשוואה למכשירי הפקס של ימינו.
11:56
compared with the fax machines of today.
218
704760
2518
בשנות ה-80, רוב האנשים
לא ידעו מהו מכשיר פקס,
לא ידעו מהו מכשיר פקס,
11:59
In the 1980s, most people
still didn't know what a fax machine was,
still didn't know what a fax machine was,
219
707958
3810
ומי שידע,
התקשה לתפוש את הרעיון
התקשה לתפוש את הרעיון
12:03
and if they did,
220
711792
1396
12:05
it was difficult for them
to grasp the concept
to grasp the concept
221
713212
2359
של תמונה שמועתקת באופן מיידי
בקצה השני של העולם.
בקצה השני של העולם.
12:07
of instantly reproducing an image
on the other side of the world.
on the other side of the world.
222
715595
3621
אבל היום,
כל מה שמכשיר פקס עושה,
כל מה שמכשיר פקס עושה,
12:11
But nowadays, everything
that a fax machine does
that a fax machine does
223
719672
2294
משולב בטלפונים החכמים שלנו,
12:13
is integrated on our smart phones,
224
721990
1675
ובעינינו, כמובן, חילופי המידע הדיגיטלי
המהירים האלה מובנים מאליהם.
המהירים האלה מובנים מאליהם.
12:15
and of course, we take this rapid exchange
of digital information for granted.
of digital information for granted.
225
723689
4418
כך נראה היום הדי-בי-סי.
12:20
Here's what our DBC looks like today.
226
728831
2452
אנו חוזים שהדי-בי-סי יתפתח
כפי שהתפתחו מכשירי הפקס.
כפי שהתפתחו מכשירי הפקס.
12:23
We imagine the DBC evolving
in similar ways as fax machines have.
in similar ways as fax machines have.
227
731307
4387
אנו עובדים על הקטנת גודל המכשיר,
12:28
We're working to reduce
the size of the instrument,
the size of the instrument,
228
736212
2627
ועל שיפור האמינות, העלות,
המהירות והדיוק של הטכנולוגיה שביסודו.
המהירות והדיוק של הטכנולוגיה שביסודו.
12:30
and we're working to make
the underlying technology
the underlying technology
229
738863
2619
12:33
more reliable, cheaper,
faster and more accurate.
faster and more accurate.
230
741506
3754
לדיוק חשיבות רבה ביותר
בסינתוז דנ"א,
בסינתוז דנ"א,
12:38
Accuracy is extremely important
when synthesizing DNA,
when synthesizing DNA,
231
746061
3762
משום שהחלפת אות אחת בד"נא
12:41
because a single change to a DNA letter
232
749847
2016
מסוגלת לקבוע אם תרופה
תעבוד או לא
תעבוד או לא
12:43
could mean the difference
between a medicine working or not
between a medicine working or not
233
751887
3024
או אם תא מלאכותי
יהיה חי או מת.
יהיה חי או מת.
12:46
or synthetic cell being alive or dead.
234
754935
2533
הדי-בי-סי יעזור לייצור מבוזר
של תרופות מבוססות דנ"א.
של תרופות מבוססות דנ"א.
12:50
The DBC will be useful
for the distributed manufacturing
for the distributed manufacturing
235
758292
3460
12:53
of medicine starting from DNA.
236
761776
2000
כל בית חולים בעולם
יוכל להשתמש בדי-בי-סי
יוכל להשתמש בדי-בי-סי
12:56
Every hospital in the world
could use a DBC
could use a DBC
237
764649
2763
להדפסת תרופות מותאמות לחולים
ליד מיטתם.
ליד מיטתם.
12:59
for printing personalized medicines
for a patient at their bedside.
for a patient at their bedside.
238
767436
3731
אני יכול אפילו לדמיין
שיום אחד ישתמשו בדי-בי-סי
שיום אחד ישתמשו בדי-בי-סי
13:03
I can even imagine a day
when it's routine for people to have a DBC
when it's routine for people to have a DBC
239
771846
5010
באופן שגרתי כדי להתחבר
למחשב בבית או לטלפון החכם
למחשב בבית או לטלפון החכם
13:08
to connect to their
home computer or smart phone
home computer or smart phone
240
776880
2269
כדי להוריד מרשמים
כמו אינסולין או טיפול בנוגדנים.
כמו אינסולין או טיפול בנוגדנים.
13:11
as a means to download
their prescriptions,
their prescriptions,
241
779173
2015
13:13
such as insulin or antibody therapies.
242
781212
2119
הדי-בי-סי יהיה גם בעל ערך
כשיוצב במקומות אסטרטגיים בעולם
כשיוצב במקומות אסטרטגיים בעולם
13:15
The DBC will also be valuable when placed
in strategic areas around the world,
in strategic areas around the world,
243
783355
4453
כמענה מהיר להתפרצות מגיפות.
13:19
for rapid response to disease outbreaks.
244
787832
2667
למשל, המרכז לבקרת מחלות
באטלנטה שבג'ורג'יה
באטלנטה שבג'ורג'יה
13:22
For example, the CDC in Atlanta, Georgia
245
790879
3103
יוכל לשלוח הוראות לחיסוני שפעת
לדי-בי-סי בעברו השני של העולם,
לדי-בי-סי בעברו השני של העולם,
13:26
could send flu vaccine instructions
to a DBC on the other side of the world,
to a DBC on the other side of the world,
246
794006
4793
ושם ייצרו את חיסון השפעת
בחזית הלחימה במחלה.
בחזית הלחימה במחלה.
13:30
where the flu vaccine is manufactured
right on the front lines.
right on the front lines.
247
798823
3944
אפשר יהיה להתאים את חיסון השפעת
13:35
That flu vaccine could even be
specifically tailored to the flu strain
specifically tailored to the flu strain
248
803085
5230
במיוחד לזן הנגיף
שפועל באותו אזור.
שפועל באותו אזור.
13:40
that's circulating in that local area.
249
808339
3222
שיגור חיסונים בקובץ דיגיטלי,
13:43
Sending vaccines around in a digital file,
250
811585
2492
במקום לאגור מלאי חיסונים כאלה
ולשלוח אותם,
ולשלוח אותם,
13:46
rather than stockpiling those same
vaccines and shipping them out,
vaccines and shipping them out,
251
814101
3817
מבטיח להציל אלפי נפשות.
13:49
promises to save thousands of lives.
252
817942
2631
היישומים כמובן מוגבלים רק ע"י הדמיון.
13:53
Of course, the applications
go as far as the imagination goes.
go as far as the imagination goes.
253
821212
4200
לא קשה לדמיין די-בי-סי
שמוצב בכוכב-לכת אחר.
שמוצב בכוכב-לכת אחר.
13:58
It's not hard to imagine
placing a DBC on another planet.
placing a DBC on another planet.
254
826164
3995
המדענים בכדור הארץ יוכלו לשלוח
לאותו די-בי-סי הוראות דיגיטליות
לאותו די-בי-סי הוראות דיגיטליות
14:03
Scientists on Earth could then send
the digital instructions to that DBC
the digital instructions to that DBC
255
831315
5104
לייצור תרופות חדשות
או אורגניזמים מלאכותיים
או אורגניזמים מלאכותיים
14:08
to make new medicines
or to make synthetic organisms
or to make synthetic organisms
256
836443
4007
שיפיקו חמצן, מזון, דלק או חומרי בנין,
14:12
that produce oxygen, food,
fuel or building materials,
fuel or building materials,
257
840474
3667
לצורך הפיכת אותו כוכב-לכת
מתאים יותר לחיי אדם.
מתאים יותר לחיי אדם.
14:16
as a means for making the planet
more habitable for humans.
more habitable for humans.
258
844165
3174
(מחיאות כפיים)
14:20
(Applause)
259
848002
4440
כשמידע דיגיטלי עובר במהירות האור,
14:24
With digital information
traveling at the speed of light,
traveling at the speed of light,
260
852466
3341
תידרשנה דקות בלבד
למשלוח הוראות דיגיטליות
למשלוח הוראות דיגיטליות
14:27
it would only take minutes
to send those digital instructions
to send those digital instructions
261
855831
2897
מהארץ למאדים,
14:30
from Earth to Mars,
262
858752
1190
בעוד שיידרשו חודשים
למשלוח הדגימות עצמן בחללית.
למשלוח הדגימות עצמן בחללית.
14:31
but it would take months
to physically deliver those same samples
to physically deliver those same samples
263
859966
3849
14:35
on a spacecraft.
264
863839
1150
אבל לעת-עתה אסתפק
בשיגור תרופות חדשות לקצה העולם,
בשיגור תרופות חדשות לקצה העולם,
14:37
But for now, I would be satisfied
beaming new medicines across the globe,
beaming new medicines across the globe,
265
865821
4603
באוטומציה מלאה ולפי דרישה,
14:42
fully automated and on demand,
266
870448
2190
תוך הצלת חיים ממחלות מידבקות חדשות
14:44
saving lives from emerging
infectious diseases
infectious diseases
267
872662
3598
והדפסת תרופות מותאמות-אישית
לסרטן למי שאינם יכולים לחכות להן.
לסרטן למי שאינם יכולים לחכות להן.
14:48
and printing personalized cancer medicines
for those who don't have time to wait.
for those who don't have time to wait.
268
876284
4752
תודה לכם.
14:53
Thank you.
269
881060
1175
(מחיאות כפיים)
14:54
(Applause)
270
882259
7000
ABOUT THE SPEAKER
Dan Gibson - Genome writerDan Gibson leads a new breed of bioengineers, called genome writers, who use DNA to design and build new products powering the next industrial revolution.
Why you should listen
In 2004, Dan Gibson was drawn to a project at the J. Craig Venter Institute: to build a synthetic cell from scratch. Within days, he was on a path to creating synthetic life alongside genomics pioneers. But to build a whole genome from scratch, Gibson had to first invent new methods to assemble DNA. One method, dubbed the "Gibson Assembly," became a game changer, and a series of firsts followed: first synthetic bacterial genome, first synthetic cell, first minimal cell. Today, these discoveries inform the design of synthetic DNA used for new medicines.
Gibson's teams at SGI and SGI-DNA recently introduced the world's first biologic teleporter, called the Digital-to-Biological Converter (DBC), which turns digital code into functional biologics in the form of DNA, RNA and proteins without human intervention. Imagine a future where digital code is emailed to DBCs at hospitals around the world to deliver personalized medicine at a patient's bedside.
Dan Gibson | Speaker | TED.com