TED2015
Tal Danino: Programming bacteria to detect cancer (and maybe treat it)
Tal Danino: Kita bisa menggunakan bakteri untuk mendeteksi kanker (dan mungkin mengobatinya)
Filmed:
Readability: 6.6
1,329,748 views
Kanker hati adalah salah satu kanker yang tersulit untuk dideteksi, tapi ahli biologi sintetis Tal Danino memiliki pemikiran berbeda: Bagaimana jika kita bisa menciptakan bakteri probiotik yang bisa dimakan yang "diprogram" untuk menemukan tumor hati? Pengetahuannya menjabarkan sesuatu tentang bakteri yang baru mulai kita pahami: kemampuan penginderaan kuorum mereka, atau bersama-sama melakukan sesuatu saat mereka mencapai titik kepadatan kritis. Danino, seorang Rekan TED, menjelaskan cara kerja penginderaan kuorum - dan bagaimana suatu hari bakteri cerdas yang bekerja sama bisa mengubah pengobatan kanker.
Tal Danino - Synthetic biologist
Tal Danino explores the emerging frontier of combining biology and engineering (and art). He is a 2015 TED Fellow. Full bio
Tal Danino explores the emerging frontier of combining biology and engineering (and art). He is a 2015 TED Fellow. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:12
You may not realize this,
0
788
1745
Anda mungkin tak menyadari,
00:14
but there are more bacteria in your body
than stars in our entire galaxy.
than stars in our entire galaxy.
1
2533
4880
ada lebih banyak bakteri di tubuh Anda
daripada bintang di seluruh galaksi.
daripada bintang di seluruh galaksi.
00:20
This fascinating universe
of bacteria inside of us
of bacteria inside of us
2
8040
3127
Semesta bakteri yang menakjubkan
di dalam tubuh kita
di dalam tubuh kita
adalah bagian yang tak terpisahkan
dari kesehatan kita,
dari kesehatan kita,
00:23
is an integral part of our health,
3
11167
2276
00:25
and our technology is evolving so rapidly
4
13443
2089
dan teknologi kita berevolusi
begitu pesat
begitu pesat
00:27
that today we can program these bacteria
like we program computers.
like we program computers.
5
15532
4759
sehingga kini kita bisa memprogram semua
bakteri ini seperti pada komputer.
bakteri ini seperti pada komputer.
00:33
Now, the diagram that you see here,
6
21060
1879
Diagram yang Anda lihat ini,
00:34
I know it looks like
some kind of sports play,
some kind of sports play,
7
22939
2531
memang terlihat seperti sebuah
permainan olahraga,
permainan olahraga,
00:37
but it is actually a blueprint of
the first bacterial program I developed.
the first bacterial program I developed.
8
25470
4156
tapi ini adalah cetak biru dari program
bakteri pertama yang saya kembangkan.
bakteri pertama yang saya kembangkan.
00:41
And like writing software,
we can print and write DNA
we can print and write DNA
9
29626
3321
Seperti menulis perangkat lunak,
kita bisa mencetak dan menulis DNA
kita bisa mencetak dan menulis DNA
00:44
into different algorithms
and programs inside of bacteria.
and programs inside of bacteria.
10
32947
3227
menjadi beragam algoritme
dan program di dalam bakteri.
dan program di dalam bakteri.
00:48
What this program does
is produces fluorescent proteins
is produces fluorescent proteins
11
36824
2695
Program ini menghasilkan protein yang
00:51
in a rhythmic fashion
12
39519
1438
berpendar secara ritmis
dan menghasilkan sebuah molekul kecil
00:52
and generates a small molecule
13
40957
1602
yang membuat bakteri bisa
berkomunikasi dan sinkronisasi
berkomunikasi dan sinkronisasi
00:54
that allows bacteria
to communicate and synchronize,
to communicate and synchronize,
14
42559
2578
00:57
as you're seeing in this movie.
15
45137
1838
seperti yang terlihat dalam video ini.
Koloni bakteri yang berkembang
yang Anda lihat ini
yang Anda lihat ini
00:59
The growing colony of bacteria
that you see here
that you see here
16
47505
2280
01:01
is about the width of a human hair.
17
49785
1993
selebar sehelai rambut manusia.
01:03
Now, what you can't see
is that our genetic program
is that our genetic program
18
51778
2507
Anda tidak bisa melihat bahwa
program genetik kami
program genetik kami
01:06
instructs these bacteria
to each produce small molecules,
to each produce small molecules,
19
54285
3483
memerintahkan setiap bakteri ini untuk
menghasilkan molekul kecil,
menghasilkan molekul kecil,
01:09
and these molecules travel between
the thousands of individual bacteria
the thousands of individual bacteria
20
57768
3413
dan molekul itu bergerak
di antara ribuan bakteri
di antara ribuan bakteri
01:13
telling them when to turn on and off.
21
61181
2716
yang mengatur kapan mereka hidup dan mati.
01:15
And the bacteria synchronize
quite well at this scale,
quite well at this scale,
22
63897
3251
Bakteri ini bersinkronisasi cukup
baik pada tahap ini,
baik pada tahap ini,
01:19
but because the molecule that synchronizes
them together can only travel so fast,
them together can only travel so fast,
23
67148
3994
tapi karena kecepatan gerak molekul
yang menyinkronkan mereka terbatas,
yang menyinkronkan mereka terbatas,
01:23
in larger colonies of bacteria,
this results in traveling waves
this results in traveling waves
24
71142
3576
dalam koloni bakteri yang lebih besar,
hal ini menghasilkan gelombang gerak
hal ini menghasilkan gelombang gerak
01:26
between bacteria that are
far away from each other,
far away from each other,
25
74718
2902
antar bakteri yang jaraknya
jauh satu sama lain,
jauh satu sama lain,
01:29
and you can see these waves going
from right to left across the screen.
from right to left across the screen.
26
77620
3736
dan Anda bisa melihat gelombang ini
bergerak dari kiri ke kanan layar.
bergerak dari kiri ke kanan layar.
Program genetik kami bergantung
kepada sebuah fenomena alam
kepada sebuah fenomena alam
01:33
Now, our genetic program
relies on a natural phenomenon
relies on a natural phenomenon
27
81356
2788
bernama penginderaan kuorum,
01:36
called quorum sensing,
28
84144
1173
01:37
in which bacteria trigger coordinated
and sometimes virulent behaviors
and sometimes virulent behaviors
29
85317
3332
di mana bakteri memicu perilaku yang
terkoordinasi, dan kadang ganas
terkoordinasi, dan kadang ganas
01:40
once they reach a critical density.
30
88649
2941
ketika kepadatan mereka
mencapai titik kritis.
mencapai titik kritis.
01:43
You can observe quorum sensing
in action in this movie,
in action in this movie,
31
91590
2655
Dalam film ini Anda bisa
melihat penginderaan kuorum,
melihat penginderaan kuorum,
01:46
where a growing colony of bacteria
only begins to glow
only begins to glow
32
94245
3642
ketika sebuah koloni bakteri yang tumbuh
mulai bercahaya hanya saat
mulai bercahaya hanya saat
01:49
once it reaches a high
or critical density.
or critical density.
33
97887
2371
ia mencapai titik
kepadatan tinggi atau kritis.
kepadatan tinggi atau kritis.
01:52
Our genetic program
34
100258
1842
Program genetik kami
01:54
continues producing these
rhythmic patterns of fluorescent proteins
rhythmic patterns of fluorescent proteins
35
102100
3151
terus menghasilkan pola ritmik
protein berpendar ini
protein berpendar ini
01:57
as the colony grows outwards.
36
105251
2368
sementara koloninya tumbuh ke luar.
01:59
This particular movie and experiment
we call The Supernova,
we call The Supernova,
37
107619
3691
Film dan eksperimen ini kami
sebut Supernova,
sebut Supernova,
02:03
because it looks like an exploding star.
38
111310
3030
karena terlihat seperti sebuah
bintang yang meledak,
bintang yang meledak,
02:06
Now, besides programming
these beautiful patterns,
these beautiful patterns,
39
114340
2390
Selain memprogram
pola-pola indah ini,
pola-pola indah ini,
saya bertanya, apa lagi
yang bisa dilakukan bakteri ini?
yang bisa dilakukan bakteri ini?
02:08
I wondered, what else can we get
these bacteria to do?
these bacteria to do?
40
116730
2591
Lalu saya putuskan untuk
meneliti cara memprogram bakteri
meneliti cara memprogram bakteri
02:11
And I decided to explore
how we can program bacteria
how we can program bacteria
41
119321
2579
02:13
to detect and treat diseases
in our bodies like cancer.
in our bodies like cancer.
42
121900
2789
untuk mendeteksi dan mengobati
penyakit seperti kanker.
penyakit seperti kanker.
02:18
One of the surprising facts about bacteria
43
126009
2298
Salah satu fakta mengejutkan
tentang bakteri
tentang bakteri
02:20
is that they can naturally grow
inside of tumors.
inside of tumors.
44
128307
3437
adalah mereka bisa
tumbuh alami di dalam tumor.
tumbuh alami di dalam tumor.
02:23
This happens because typically tumors
45
131744
1764
Ini karena biasanya tumor adalah
wilayah yang tak bisa
ditembus oleh sistem kekebalan,
ditembus oleh sistem kekebalan,
02:25
are areas where the immune system
has no access,
has no access,
46
133508
2415
jadi para bakteri menemukan
tumor-tumor ini
tumor-tumor ini
02:27
and so bacteria find these tumors
47
135923
1997
02:29
and use them as a safe haven
to grow and thrive.
to grow and thrive.
48
137920
3831
dan menggunakannya sebagai sebuah
tempat aman untuk berkembang biak.
tempat aman untuk berkembang biak.
Kami mulai menggunakan
bakteri probiotik
bakteri probiotik
02:33
We started using probiotic bacteria
49
141751
1834
02:35
which are safe bacteria
that have a health benefit,
that have a health benefit,
50
143585
2624
yang aman dan memiliki
manfaat kesehatan,
manfaat kesehatan,
dan menemukan bahwa saat
diberikan secara oral ke tikus,
diberikan secara oral ke tikus,
02:38
and found that
when orally delivered to mice,
when orally delivered to mice,
51
146209
2461
02:40
these probiotics would selectively
grow inside of liver tumors.
grow inside of liver tumors.
52
148670
4156
probiotik ini secara selektif akan
tumbuh di dalam tumor hati.
tumbuh di dalam tumor hati.
02:44
We realized that the most convenient way
53
152826
1954
Kami sadar bahwa cara termudah
02:46
to highlight the presence
of the probiotics,
of the probiotics,
54
154780
2081
untuk melihat
keberadaan probiotik ini,
keberadaan probiotik ini,
02:48
and hence, the presence of the tumors,
55
156861
1863
yang artinya, keberadaan sang tumor,
02:50
was to get these bacteria
to produce a signal
to produce a signal
56
158724
2229
adalah agar bakterinya
mengeluarkan sinyal
mengeluarkan sinyal
02:52
that would be detectable in the urine,
57
160953
2116
yang akan bisa terdeteksi
dalam air seni,
dalam air seni,
jadi kami secara khusus
memprogram bakteri probiotik ini
memprogram bakteri probiotik ini
02:55
and so we specifically
programmed these probiotics
programmed these probiotics
58
163069
2412
02:57
to make a molecule that would change
the color of your urine
the color of your urine
59
165481
2879
untuk membuat molekul yang
akan mengubah warna air seni Anda
akan mengubah warna air seni Anda
03:00
to indicate the presence of cancer.
60
168360
2810
untuk menunjukkan keberadaan kanker.
Kemudian kami menunjukkan
bahwa teknologi ini
bahwa teknologi ini
03:03
We went on to show that this technology
61
171170
2010
03:05
could sensitively and specifically
detect liver cancer,
detect liver cancer,
62
173180
3190
bisa secara khusus
mendeteksi kanker hati dengan baik,
mendeteksi kanker hati dengan baik,
03:08
one that is challenging
to detect otherwise.
to detect otherwise.
63
176370
2690
yang sebetulnya sulit untuk ditemukan.
03:11
Now, since these bacteria
specifically localize to tumors,
specifically localize to tumors,
64
179891
2999
Karena bakteri ini khusus
diperuntukkan bagi tumor,
diperuntukkan bagi tumor,
kami telah memprogramnya
bukan hanya untuk mendeteksi kanker
bukan hanya untuk mendeteksi kanker
03:14
we've been programming them
to not only detect cancer
to not only detect cancer
65
182890
2588
03:17
but also to treat cancer
66
185478
1788
tapi juga mengobatinya
03:19
by producing therapeutic molecules
from within the tumor environment
from within the tumor environment
67
187266
3227
dengan menghasilkan molekul
terapeutik dari dalam tumornya
terapeutik dari dalam tumornya
03:22
that shrink the existing tumors,
68
190493
2322
yang menyusuti tumor yang ada,
dan hal ini kami lakukan menggunakan
program pengindraan kuorum
program pengindraan kuorum
03:24
and we've been doing this
using quorum sensing programs
using quorum sensing programs
69
192815
2755
03:27
like you saw in the previous movies.
70
195570
1843
seperti yang Anda lihat di film tadi.
03:29
Altogether, imagine in the future
taking a programmed probiotic
taking a programmed probiotic
71
197413
3697
Bayangkan di masa depan
menggunakan probiotik terprogram
menggunakan probiotik terprogram
03:33
that could detect and treat cancer,
72
201110
2479
yang bisa mendeteksi dan mengobati kanker,
03:35
or even other diseases.
73
203589
2581
atau bahkan penyakit lainnya.
Kemampuan kita untuk
memprogram bakteri
memprogram bakteri
03:38
Our ability to program bacteria
74
206960
1644
03:40
and program life
75
208604
1695
dan kehidupan
03:42
opens up new horizons in cancer research,
76
210299
2949
membuka cakrawala baru
dalam penelitian kanker,
dalam penelitian kanker,
dan untuk membagi visi ini,
saya bekerja sama dengan seniman
saya bekerja sama dengan seniman
03:45
and to share this vision,
I worked with artist Vik Muniz
I worked with artist Vik Muniz
77
213248
2735
Vik Muniz untuk membuat
simbol alam semesta,
simbol alam semesta,
03:47
to create the symbol of the universe,
78
215983
1816
03:49
made entirely out of bacteria
or cancer cells.
or cancer cells.
79
217799
3641
yang seluruhnya terbuat dari bakteri
atau sel kanker.
atau sel kanker.
03:53
Ultimately, my hope is that the beauty
and purpose of this microscopic universe
and purpose of this microscopic universe
80
221443
5202
Harapan utama saya adalah agar keindahan
dan tujuan dari semesta mikroskopis ini
dan tujuan dari semesta mikroskopis ini
03:58
can inspire new and creative approaches
for the future of cancer research.
for the future of cancer research.
81
226645
4899
bisa mengilhami pendekatan baru dan
kreatif bagi masa depan penelitian kanker.
kreatif bagi masa depan penelitian kanker.
04:03
Thank you.
82
231544
2624
Terima kasih.
04:06
(Applause)
83
234168
3766
(Tepuk tangan)
ABOUT THE SPEAKER
Tal Danino - Synthetic biologistTal Danino explores the emerging frontier of combining biology and engineering (and art). He is a 2015 TED Fellow.
Why you should listen
Tal Danino's research explores the emerging frontier of combining biology, engineering and medicine. His work as a synthetic biologist focuses on reprogramming bacteria to detect and treat diseases in our bodies such as cancer.
Originally from Los Angeles, Danino received B.S. degrees from UCLA in Physics, Chemistry and Math, and received his Ph.D. in Bioengineering from UCSD. He did a postdoctoral fellowship at the Massachusetts Institute of Technology and is currently an assistant professor at Columbia University in New York.
Danino's work has been published in scientific journals and highlighted in several popular press venues. He actively develops "Bio-Art" projects that share perspectives and stories about science with recent projects featured in the New York Times, WIRED, and the Wall Street Journal.
Tal Danino | Speaker | TED.com