TED2018
Floyd E. Romesberg: The radical possibilities of man-made DNA
Floyd E. Romesberg: Le possibilità radicali del DNA creato dall'uomo
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Ogni cellula che sia mai esistita è il risultato dell'alfabeto genetico a quattro lettere: A, T, C e G, le unità di base del DNA. Ma ora tutto è cambiato. In un discorso visionario, il biologo sintetico Floyd E. Romesberg ci presenta i primi organismi viventi creati con un DNA di sei lettere: le quattro lettere naturali più due nuove, X e Y, ed esplora come questa scoperta potrebbe sfidare la nostra comprensione di base del disegno della natura.
Floyd E. Romesberg - Chemist, synthetic biologist
Floyd E. Romesberg uses chemistry, biology and physics to study how biomolecules work and to create biomolecules with new forms and functions. Full bio
Floyd E. Romesberg uses chemistry, biology and physics to study how biomolecules work and to create biomolecules with new forms and functions. Full bio
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00:12
All life,
0
760
1336
Tutto ciò che è vita,
00:14
every living thing ever,
1
2120
1736
ogni essere vivente,
00:15
has been built according
to the information in DNA.
to the information in DNA.
2
3880
2936
è costruito in base
alle informazioni contenute nel DNA.
alle informazioni contenute nel DNA.
00:18
What does that mean?
3
6840
1376
Che cosa significa?
00:20
Well, it means that just
as the English language
as the English language
4
8240
2496
Che proprio come la lingua inglese
00:22
is made up of alphabetic letters
that, when combined into words,
that, when combined into words,
5
10760
3216
è formata da lettere dell'alfabeto
che, combinate in parole,
che, combinate in parole,
00:26
allow me to tell you the story
I'm going to tell you today,
I'm going to tell you today,
6
14000
2816
mi permettono di raccontarvi
ciò che sto per raccontarvi,
ciò che sto per raccontarvi,
00:28
DNA is made up of genetic letters
that, when combined into genes,
that, when combined into genes,
7
16840
4096
il DNA è composto da lettere genetiche
che, combinate in geni,
che, combinate in geni,
permettono alle cellule
di produrre proteine,
di produrre proteine,
00:32
allow cells to produce proteins,
8
20960
1736
00:34
strings of amino acids
that fold up into complex structures
that fold up into complex structures
9
22720
3056
sequenze di amminoacidi
ripiegate in strutture complesse
ripiegate in strutture complesse
che permettono alla cellula
di fare quello che fa,
di fare quello che fa,
00:37
that perform the functions
that allow a cell to do what it does,
that allow a cell to do what it does,
10
25800
3016
di raccontare le sue storie.
00:40
to tell its stories.
11
28840
1736
00:42
The English alphabet has 26 letters,
and the genetic alphabet has four.
and the genetic alphabet has four.
12
30600
3936
L'alfabeto inglese ha 26 lettere
e quello genetico ne ha quattro.
e quello genetico ne ha quattro.
00:46
They're pretty famous.
Maybe you've heard of them.
Maybe you've heard of them.
13
34560
2376
Sono famose, le avrete sentite nominare.
Spesso vengono chiamate G, C, A e T.
Spesso vengono chiamate G, C, A e T.
00:48
They are often just
referred to as G, C, A and T.
referred to as G, C, A and T.
14
36960
2320
00:52
But it's remarkable
that all the diversity of life
that all the diversity of life
15
40520
3416
Ma è sorprendente
che tutta la varietà della vita
che tutta la varietà della vita
00:55
is the result of four genetic letters.
16
43960
2080
sia il risultato
di quattro lettere genetiche.
di quattro lettere genetiche.
00:59
Imagine what it would be like
if the English alphabet had four letters.
if the English alphabet had four letters.
17
47240
4016
Immaginate se l'alfabeto inglese
avesse quattro lettere.
avesse quattro lettere.
01:03
What sort of stories
would you be able to tell?
would you be able to tell?
18
51280
2280
Che tipo di storie
potreste raccontare?
potreste raccontare?
E se l'alfabeto genetico
avesse più lettere?
avesse più lettere?
01:07
What if the genetic alphabet
had more letters?
had more letters?
19
55280
2160
01:11
Would life with more letters
be able to tell different stories,
be able to tell different stories,
20
59440
2976
La vita con più lettere potrebbe
raccontare storie diverse?
raccontare storie diverse?
01:14
maybe even more interesting ones?
21
62440
2000
Forse anche più interessanti?
Nel 1999, all'Istituto di ricerca
Scripps a La Jolla, in California
Scripps a La Jolla, in California
01:18
In 1999, my lab at the Scripps
Research Institute in La Jolla, California
Research Institute in La Jolla, California
22
66480
3816
01:22
started working on this question
with the goal of creating living organisms
with the goal of creating living organisms
23
70320
3696
abbiamo iniziato a lavorare su questo
con lo scopo di creare organismi viventi
con lo scopo di creare organismi viventi
01:26
with DNA made up
of a six-letter genetic alphabet,
of a six-letter genetic alphabet,
24
74040
3016
con un DNA composto
da sei lettere genetiche,
da sei lettere genetiche,
01:29
the four natural letters
plus two additional new man-made letters.
plus two additional new man-made letters.
25
77080
4480
le quattro lettere naturali e in aggiunta
due lettere create dall'uomo.
due lettere create dall'uomo.
Un tale organismo sarebbe stato la prima
forma di vita alterata mai creata.
forma di vita alterata mai creata.
01:35
Such an organism would be
26
83120
1256
01:36
the first radically altered
form of life ever created.
form of life ever created.
27
84400
2856
01:39
It would be a semisynthetic form of life
28
87280
1936
Una forma di vita semisintetica
01:41
that stores more information
than life ever has before.
than life ever has before.
29
89240
3880
contente più informazioni di quante
la vita ne abbia mai contenute.
la vita ne abbia mai contenute.
01:46
It would be able to make new proteins,
30
94120
1856
Potrebbe creare nuove proteine,
01:48
proteins built from more
than the 20 normal amino acids
than the 20 normal amino acids
31
96000
2736
costruite con più
dei 20 amminoacidi naturali
dei 20 amminoacidi naturali
01:50
that are usually used to build proteins.
32
98760
1920
che solitamente formano le proteine.
01:53
What sort of stories could that life tell?
33
101560
2080
Che storie racconterebbe quella vita?
01:57
With the power of synthetic chemistry
and molecular biology
and molecular biology
34
105400
2816
Grazie alla chimica sintetica
e alla biologia molecolare
e alla biologia molecolare
e con poco meno
di 20 anni di lavoro,
di 20 anni di lavoro,
02:00
and just under 20 years of work,
35
108240
1576
abbiamo creato dei batteri
con un DNA a sei lettere.
con un DNA a sei lettere.
02:01
we created bacteria with six-letter DNA.
36
109840
2536
02:04
Let me tell you how we did it.
37
112400
1429
Vi spiego come.
02:06
All you have to remember
from your high school biology
from your high school biology
38
114640
2536
Ricorderete, dalle lezioni
di biologia del liceo,
di biologia del liceo,
che le quattro lettere naturali si abbinano
per formare due coppie di basi.
per formare due coppie di basi.
02:09
is that the four natural letters
pair together to form two base pairs.
pair together to form two base pairs.
39
117200
3496
02:12
G pairs with C and A pairs with T,
40
120720
2256
La G si unisce alla C
e la A alla T.
e la A alla T.
02:15
so to create our new letters,
41
123000
1816
Per creare le nostre nuove lettere,
02:16
we synthesized hundreds of new candidates,
new candidate letters,
new candidate letters,
42
124840
3536
abbiamo sintetizzato centinaia
di nuove possibili lettere
di nuove possibili lettere
02:20
and examined their abilities
to selectively pair with each other.
to selectively pair with each other.
43
128400
3048
e studiato la loro capacità
di unirsi selettivamente l'un l'altra.
di unirsi selettivamente l'un l'altra.
02:23
And after about 15 years of work,
44
131472
1704
E dopo circa 15 anni di lavoro
02:25
we found two that paired
together really well,
together really well,
45
133200
2576
ne abbiamo trovate due
che si abbinano proprio bene,
che si abbinano proprio bene,
02:27
at least in a test tube.
46
135800
1696
almeno nei test in provetta.
02:29
They have complicated names,
47
137520
1696
Hanno nomi complicati,
02:31
but let's just call them X and Y.
48
139240
1620
ma chiamiamole solo X e Y.
Lo step successivo era trovare un modo
per inserire X e Y nelle cellule,
per inserire X e Y nelle cellule,
02:33
The next thing we needed to do
was find a way to get X and Y into cells,
was find a way to get X and Y into cells,
49
141960
3416
e abbiamo scoperto che una proteina
che fa qualcosa di simile nelle alghe
che fa qualcosa di simile nelle alghe
02:37
and eventually we found that a protein
that does something similar in algae
that does something similar in algae
50
145400
3536
funzionava nei nostri batteri.
02:40
worked in our bacteria.
51
148960
1376
02:42
So the final thing that we needed to do
was to show that with X and Y provided,
was to show that with X and Y provided,
52
150360
4496
L'ultima cosa da fare
era dimostrare
che con l'aggiunta di X e Y,
che con l'aggiunta di X e Y,
02:46
cells could grow and divide
and hold on to X and Y in their DNA.
and hold on to X and Y in their DNA.
53
154880
3520
le cellule potevano crescere, dividersi
e mantenere X e Y nel loro DNA.
e mantenere X e Y nel loro DNA.
02:51
Everything we had done up to then
took longer than I had hoped --
took longer than I had hoped --
54
159880
3096
Per fare tutto questo,
ci avevamo messo più del previsto.
ci avevamo messo più del previsto.
Io sono una persona molto impaziente.
02:55
I am actually a really impatient person --
55
163000
2016
Ma questo, il passo più importante,
ha funzionato prima di quanto sperassi.
ha funzionato prima di quanto sperassi.
02:57
but this, the most important step,
worked faster than I dreamed,
worked faster than I dreamed,
56
165040
3800
03:01
basically immediately.
57
169840
1200
Praticamente subito.
03:04
On a weekend in 2014,
58
172640
2216
In un fine settimana del 2014,
03:06
a graduate student in my lab
grew bacteria with six-letter DNA.
grew bacteria with six-letter DNA.
59
174880
3080
un mio studente ha fatto crescere
dei batteri con DNA a sei lettere.
dei batteri con DNA a sei lettere.
03:10
Let me take the opportunity
to introduce you to them right now.
to introduce you to them right now.
60
178800
2976
Colgo l'occasione per presentarveli.
Questa è una loro immagine.
03:13
This is an actual picture of them.
61
181800
1640
03:16
These are the first
semisynthetic organisms.
semisynthetic organisms.
62
184880
2440
Questi sono i primi
organismi semisintetici.
organismi semisintetici.
03:21
So bacteria with six-letter DNA,
that's really cool, right?
that's really cool, right?
63
189480
2776
Dei batteri che hanno
un DNA a sei lettere, bello vero?
un DNA a sei lettere, bello vero?
Alcuni di voi si staranno
ancora chiedendo perché.
ancora chiedendo perché.
03:24
Well, maybe some of you
are still wondering why.
are still wondering why.
64
192280
2440
03:27
So let me tell you a little bit more
about some of our motivations,
about some of our motivations,
65
195680
3176
Vi spiego meglio le nostre motivazioni,
sia sul piano teorico che pratico.
03:30
both conceptual and practical.
66
198880
1936
Dal punto di vista teorico,
la gente riflette sulla vita,
la gente riflette sulla vita,
03:32
Conceptually, people have
thought about life, what it is,
thought about life, what it is,
67
200840
2696
su cosa differisca
da ciò che non è vivo,
da ciò che non è vivo,
03:35
what makes it different
from things that are not alive,
from things that are not alive,
68
203560
2616
dagli albori del pensiero.
03:38
since people have had thoughts.
69
206200
1656
03:39
Many have interpreted
life as being perfect,
life as being perfect,
70
207880
2296
Molti pensano
che la vita sia la perfezione
che la vita sia la perfezione
03:42
and this was taken
as evidence of a creator.
as evidence of a creator.
71
210200
2496
e che sia la prova
dell'esistenza di un creatore.
dell'esistenza di un creatore.
03:44
Living things are different
because a god breathed life into them.
because a god breathed life into them.
72
212720
3656
Gli essere viventi sono diversi perché
qualche Dio ha dato loro la vita.
qualche Dio ha dato loro la vita.
Altri hanno cercato
una spiegazione più scientifica,
una spiegazione più scientifica,
03:48
Others have sought
a more scientific explanation,
a more scientific explanation,
73
216400
2336
03:50
but I think it's fair to say
74
218760
1376
ma si può dire che anche loro
ritengano speciali le molecole della vita.
ritengano speciali le molecole della vita.
03:52
that they still consider
the molecules of life to be special.
the molecules of life to be special.
75
220160
2896
Insomma, l'evoluzione le ha perfezionate
per miliardi di anni, giusto?
per miliardi di anni, giusto?
03:55
I mean, evolution has been optimizing them
for billions of years, right?
for billions of years, right?
76
223080
3416
Da qualunque punto di vista,
sembra impossibile
sembra impossibile
03:58
Whatever perspective you take,
it would seem pretty impossible
it would seem pretty impossible
77
226520
2936
che i chimici possano costruire
nuovi pezzi
nuovi pezzi
04:01
for chemists to come in
and build new parts
and build new parts
78
229480
2016
che funzionano accanto e all'interno
delle naturali molecole della vita
delle naturali molecole della vita
04:03
that function within and alongside
the natural molecules of life
the natural molecules of life
79
231520
3016
04:06
without somehow
really screwing everything up.
really screwing everything up.
80
234560
2360
senza in qualche modo incasinare tutto.
04:10
But just how perfectly
created or evolved are we?
created or evolved are we?
81
238400
3056
Ma quanto è stata perfetta
la nostra creazione o evoluzione?
la nostra creazione o evoluzione?
04:13
Just how special
are the molecules of life?
are the molecules of life?
82
241480
2240
Quanto sono speciali
le molecole della vita?
le molecole della vita?
04:16
These questions have been
impossible to even ask,
impossible to even ask,
83
244640
2336
Queste erano domande impossibili da fare,
perché non avevamo nulla
a cui paragonare la vita.
a cui paragonare la vita.
04:19
because we've had nothing
to compare life to.
to compare life to.
84
247000
2120
Ora il nostro lavoro suggerisce
04:22
Now for the first time, our work suggests
85
250000
1976
che forse le molecole della vita
non sono così speciali.
non sono così speciali.
04:24
that maybe the molecules of life
aren't that special.
aren't that special.
86
252000
2696
04:26
Maybe life as we know it
isn't the only way it could be.
isn't the only way it could be.
87
254720
3040
Forse la vita come la conosciamo
non è l'unica possibilità.
non è l'unica possibilità.
04:30
Maybe we're not the only solution,
maybe not even the best solution,
maybe not even the best solution,
88
258920
3216
Forse non siamo l'unica possibilità
e neppure la migliore.
e neppure la migliore.
Solo una possibilità.
04:34
just a solution.
89
262160
1440
04:37
These questions address
fundamental issues about life,
fundamental issues about life,
90
265600
2576
Queste sono domande
fondamentali sulla vita,
fondamentali sulla vita,
ma forse suonano un po' esoteriche.
04:40
but maybe they seem a little esoteric.
91
268200
1856
Quindi, quali sono
le motivazioni pratiche?
le motivazioni pratiche?
04:42
So what about practical motivations?
92
270080
1736
04:43
Well, we want to explore
what sort of new stories
what sort of new stories
93
271840
2776
Vogliamo esplorare quali nuove storie
04:46
life with an expanded
vocabulary could tell,
vocabulary could tell,
94
274640
2096
racconterebbe la vita
a vocabolario espanso.
a vocabolario espanso.
04:48
and remember, stories here
are the proteins that a cell produces
are the proteins that a cell produces
95
276760
3216
Le storie, in questo caso,
sono le proteine prodotte
dalle cellule e le funzioni che hanno.
dalle cellule e le funzioni che hanno.
04:52
and the functions they have.
96
280000
1376
Quindi, quali nuove proteine
con nuove funzioni
con nuove funzioni
04:53
So what sort of new proteins
with new types of functions
with new types of functions
97
281400
3096
04:56
could our semisynthetic organisms
make and maybe even use?
make and maybe even use?
98
284520
3656
potrebbero creare e magari usare
i nostri organismi semisintetici?
i nostri organismi semisintetici?
05:00
Well, we have a couple of things in mind.
99
288200
1960
Abbiamo un paio di cose in mente.
05:03
The first is to get the cells
to make proteins for us, for our use.
to make proteins for us, for our use.
100
291240
4576
La prima è indurre le cellule
a creare proteine per il nostro uso.
a creare proteine per il nostro uso.
Oggi le proteine sono usate
05:07
Proteins are being used today
101
295840
1416
per un numero sempre
crescente di applicazioni,
crescente di applicazioni,
05:09
for an increasingly broad
range of different applications,
range of different applications,
102
297280
2736
dai materiali per le protezioni militari
05:12
from materials that protect
soldiers from injury
soldiers from injury
103
300040
2256
ai sistemi che individuano
sostanze pericolose,
sostanze pericolose,
05:14
to devices that detect
dangerous compounds,
dangerous compounds,
104
302320
2216
05:16
but at least to me,
105
304560
1336
ma, almeno per me,
05:17
the most exciting application
is protein drugs.
is protein drugs.
106
305920
2400
l'uso più interessante
è quello a scopo medico.
è quello a scopo medico.
05:21
Despite being relatively new,
107
309160
1416
Nonostante siano recenti,
i farmaci proteici hanno già
rivoluzionato la medicina.
rivoluzionato la medicina.
05:22
protein drugs have already
revolutionized medicine,
revolutionized medicine,
108
310600
2416
05:25
and, for example, insulin is a protein.
109
313040
2696
Per esempio, l'insulina è una proteina.
05:27
You've probably heard of it,
and it's manufactured as a drug
and it's manufactured as a drug
110
315760
2856
La conoscerete, è prodotta come un farmaco
05:30
that has completely changed
how we treat diabetes.
how we treat diabetes.
111
318640
2656
che ha cambiato completamente
la cura del diabete.
la cura del diabete.
Il problema è che le proteine
sono difficili da produrre
sono difficili da produrre
05:33
But the problem is that proteins
are really hard to make
are really hard to make
112
321320
2976
05:36
and the only practical way to get them
is to get cells to make them for you.
is to get cells to make them for you.
113
324320
3600
e l'unica soluzione è far sì
che le cellule le producano per noi.
che le cellule le producano per noi.
05:40
So of course, with natural cells,
114
328880
1696
Ovviamente, con le cellule naturali
05:42
you can only get them to make
proteins with the natural amino acids,
proteins with the natural amino acids,
115
330600
3496
si possono creare solo proteine
con amminoacidi naturali,
con amminoacidi naturali,
05:46
and so the properties
those proteins can have,
those proteins can have,
116
334120
2216
e le proprietà che queste possono avere,
05:48
the applications
they could be developed for,
they could be developed for,
117
336360
2496
e le applicazioni per cui
si possono sviluppare,
si possono sviluppare,
05:50
must be limited by the nature
of those amino acids
of those amino acids
118
338880
2496
sono limitate dalla natura
degli amminoacidi
degli amminoacidi
05:53
that the protein's built from.
119
341400
1496
che le compongono.
05:54
So here they are,
120
342920
1216
Eccoli, quindi,
05:56
the 20 normal amino acids that are
strung together to make a protein,
strung together to make a protein,
121
344160
3256
i normali 20 amminoacidi
che insieme formano una proteina,
che insieme formano una proteina,
penso riuscirete a vedere
che non sono poi tanto diversi.
che non sono poi tanto diversi.
05:59
and I think you can see,
they're not that different-looking.
they're not that different-looking.
122
347440
2856
Non hanno funzioni così differenti.
06:02
They don't bring
that many different functions.
that many different functions.
123
350320
2216
Non rendono disponibili
molte funzioni diverse.
molte funzioni diverse.
06:04
They don't make that many
different functions available.
different functions available.
124
352560
2656
Confrontatele con le piccole molecole
con cui i chimici realizzano i farmaci.
con cui i chimici realizzano i farmaci.
06:07
Compare that with the small molecules
that synthetic chemists make as drugs.
that synthetic chemists make as drugs.
125
355240
3576
Sono molto più semplici delle proteine,
06:10
Now, they're much simpler than proteins,
126
358840
1936
ma sono create da una gamma
più ampia di elementi diversi.
più ampia di elementi diversi.
06:12
but they're routinely built from
a much broader range of diverse things.
a much broader range of diverse things.
127
360800
3416
Non fate caso ai dettagli molecolari,
06:16
Don't worry about the molecular details,
128
364240
1936
ma penso noterete quanto sono differenti.
06:18
but I think you can see
how different they are.
how different they are.
129
366200
2216
Ed è la loro diversità
a renderle perfette come medicine
a renderle perfette come medicine
06:20
And in fact, it's their differences
that make them great drugs
that make them great drugs
130
368440
2936
per curare diverse malattie.
06:23
to treat different diseases.
131
371400
1376
06:24
So it's really provocative to wonder
what sort of new protein drugs
what sort of new protein drugs
132
372800
4176
È stimolante chiedersi
che nuovi medicinali a base di proteine
che nuovi medicinali a base di proteine
06:29
you could develop if you could build
proteins from more diverse things.
proteins from more diverse things.
133
377000
3360
si potrebbero avere se si creassero
proteine da componenti diversi.
proteine da componenti diversi.
06:33
So can we get our semisynthetic organism
134
381840
1936
Possiamo indurre
il nostro organismo semisintetico
il nostro organismo semisintetico
06:35
to make proteins that include
new and different amino acids,
new and different amino acids,
135
383800
3216
a fare proteine che includano
nuovi e diversi amminoacidi,
nuovi e diversi amminoacidi,
06:39
maybe amino acids
selected to confer the protein
selected to confer the protein
136
387040
2256
magari selezionati
per conferire alla proteina
per conferire alla proteina
06:41
with some desired property or function?
137
389320
2080
le funzioni e proprietà che desideriamo?
06:44
For example,
138
392640
1256
Per esempio,
06:45
many proteins just aren't stable
when you inject them into people.
when you inject them into people.
139
393920
3136
molte proteine non sono stabili
se iniettate nel nostro corpo.
se iniettate nel nostro corpo.
06:49
They are rapidly degraded or eliminated,
140
397080
2176
Vengono degradate o espulse velocemente
e ciò impedisce loro di agire da medicine.
06:51
and this stops them from being drugs.
141
399280
1800
E se creassimo proteine
con nuovi amminoacidi
con nuovi amminoacidi
06:54
What if we could make proteins
with new amino acids
with new amino acids
142
402080
2416
associando loro qualcosa
06:56
with things attached to them
143
404520
1816
06:58
that protect them from their environment,
144
406360
1976
che le protegga dall'ambiente,
07:00
that protect them
from being degraded or eliminated,
from being degraded or eliminated,
145
408360
3176
dall'essere degradate o espulse,
07:03
so that they could be better drugs?
146
411560
1680
per renderle dei farmaci migliori?
07:07
Could we make proteins
with little fingers attached
with little fingers attached
147
415560
2416
Possiamo creare proteine
con delle piccole dita
con delle piccole dita
07:10
that specifically
grab on to other molecules?
grab on to other molecules?
148
418000
2480
che si appiglino
ad altre specifiche molecole?
ad altre specifiche molecole?
07:13
Many small molecules
failed during development as drugs
failed during development as drugs
149
421480
2736
Molte piccole molecole
sono state inefficaci come farmaci
sono state inefficaci come farmaci
07:16
because they just weren't
specific enough to find their target
specific enough to find their target
150
424240
2936
perché non così specifiche
da trovare il loro bersaglio
da trovare il loro bersaglio
nel complesso ambiente del corpo umano.
07:19
in the complex environment
of the human body.
of the human body.
151
427200
2136
07:21
So could we take those molecules
and make them parts of new amino acids
and make them parts of new amino acids
152
429360
3616
Sarebbe possibile renderle
parti di nuovi amminoacidi
parti di nuovi amminoacidi
07:25
that, when incorporated into a protein,
153
433000
2776
che, incorporati in una proteina,
07:27
are guided by that protein
to their target?
to their target?
154
435800
2360
siano guidati dalla stessa
al loro bersaglio?
al loro bersaglio?
Ho fondato un'impresa
biotech chiamata Synthorx.
biotech chiamata Synthorx.
07:32
I started a biotech company
called Synthorx.
called Synthorx.
155
440040
2176
07:34
Synthorx stands for synthetic organism
156
442240
2616
Synthorx sta per "organismo sintetico"
07:36
with an X added at the end because
that's what you do with biotech companies.
that's what you do with biotech companies.
157
444880
3656
con la X finale aggiunta perché
nel nostro settore si fa così.
nel nostro settore si fa così.
(Risate)
07:40
(Laughter)
158
448560
1416
07:42
Synthorx is working closely with my lab,
159
450000
2016
Synthorx lavora con il mio laboratorio,
07:44
and they're interested in a protein
that recognizes a certain receptor
that recognizes a certain receptor
160
452040
4336
è interessata ad una proteina
che riconosce un certo recettore
che riconosce un certo recettore
07:48
on the surface of human cells.
161
456400
1696
sulla superficie di cellule umane.
07:50
But the problem is that it also recognizes
162
458120
2456
Il problema è che riconosce anche
07:52
another receptor on the surface
of those same cells,
of those same cells,
163
460600
2696
un altro recettore
sulla stessa superficie,
sulla stessa superficie,
07:55
and that makes it toxic.
164
463320
1640
e questo la rende tossica.
07:57
So could we produce
a variant of that protein
a variant of that protein
165
465800
2136
Potremmo fare una variante
di quella proteina
di quella proteina
07:59
where the part that interacts
with that second bad receptor is shielded,
with that second bad receptor is shielded,
166
467960
4336
in cui la parte che interagisce
con il recettore indesiderato sia coperta,
con il recettore indesiderato sia coperta,
08:04
blocked by something like a big umbrella
167
472320
1936
bloccata da una specie di ombrello
così che la proteina interagisca
solo con il recettore buono?
solo con il recettore buono?
08:06
so that the protein only interacts
with that first good receptor?
with that first good receptor?
168
474280
3080
08:10
Doing that would be really difficult
169
478520
1736
Sarebbe molto difficile da fare,
o impossibile con i normali amminoacidi,
08:12
or impossible to do
with the normal amino acids,
with the normal amino acids,
170
480280
2256
ma non con quelli pensati
specificatamente a tale scopo.
specificatamente a tale scopo.
08:14
but not with amino acids that are
specifically designed for that purpose.
specifically designed for that purpose.
171
482560
3440
08:20
So getting our semisynthetic cells
to act as little factories
to act as little factories
172
488520
3176
Far sì che le cellule semisintetiche
agiscano come fabbriche
di farmaci proteici migliori
di farmaci proteici migliori
08:23
to produce better protein drugs
173
491720
1496
non è l'unica applicazione interessante,
08:25
isn't the only potentially
really interesting application,
really interesting application,
174
493240
2736
perché sono le proteine a permettere
alle cellule di fare ciò che fanno.
alle cellule di fare ciò che fanno.
08:28
because remember, it's the proteins
that allow cells to do what they do.
that allow cells to do what they do.
175
496000
3400
08:32
So if we have cells that make
new proteins with new functions,
new proteins with new functions,
176
500320
3296
Quindi, se abbiamo cellule
che creano proteine con nuove funzioni,
che creano proteine con nuove funzioni,
08:35
could we get them to do things
that natural cells can't do?
that natural cells can't do?
177
503640
3576
possiamo indurle a fare quello
che le cellule naturali non fanno?
che le cellule naturali non fanno?
08:39
For example, could we develop
semisynthetic organisms
semisynthetic organisms
178
507240
2776
Per esempio, potremmo
sviluppare organismi semisintetici
sviluppare organismi semisintetici
08:42
that when injected into a person,
seek out cancer cells
seek out cancer cells
179
510040
4136
che, iniettati in una persona,
cerchino le cellule cancerose
cerchino le cellule cancerose
08:46
and only when they find them,
secrete a toxic protein that kills them?
secrete a toxic protein that kills them?
180
514200
3320
e, solo una volta trovate, emettano
una proteina tossica per ucciderle?
una proteina tossica per ucciderle?
08:50
Could we create bacteria
that eat different kinds of oil,
that eat different kinds of oil,
181
518400
2936
Potremmo creare
batteri che fagocitano olio
batteri che fagocitano olio
08:53
maybe to clean up an oil spill?
182
521360
1896
per rimuovere le perdite di petrolio?
08:55
These are just a couple
of the types of stories
of the types of stories
183
523280
2216
Queste sono solo
un paio di storie differenti
un paio di storie differenti
08:57
that we're going to see if life
with an expanded vocabulary can tell.
with an expanded vocabulary can tell.
184
525520
3256
che la vita a vocabolario espanso
potrebbe raccontare.
potrebbe raccontare.
09:00
So, sounds great, right?
185
528800
1496
Sembra fantastico, giusto?
09:02
Injecting semisynthetic
organisms into people,
organisms into people,
186
530320
2896
Iniettare nelle persone
organismi semisintetici,
organismi semisintetici,
rilasciare milioni e milioni
di litri dei nostri batteri nell'oceano
di litri dei nostri batteri nell'oceano
09:05
dumping millions and millions of gallons
of our bacteria into the ocean
of our bacteria into the ocean
187
533240
3376
o sulle nostre spiagge preferite?
09:08
or out on your favorite beach?
188
536640
1496
09:10
Oh, wait a minute,
actually it sounds really scary.
actually it sounds really scary.
189
538160
2456
Aspettate, in realtà
sembra davvero spaventoso.
sembra davvero spaventoso.
09:12
This dinosaur is really scary.
190
540640
2000
Questo dinosauro è spaventoso.
09:16
But here's the catch:
191
544480
1776
Ecco il punto:
09:18
our semisynthetic organisms
in order to survive,
in order to survive,
192
546280
3576
i nostri organismi semisintetici,
per poter sopravvivere,
per poter sopravvivere,
09:21
need to be fed the chemical
precursors of X and Y.
precursors of X and Y.
193
549880
2920
devono ricevere
i precursori chimici di X e Y.
i precursori chimici di X e Y.
09:25
X and Y are completely different
than anything that exists in nature.
than anything that exists in nature.
194
553800
3480
X e Y sono completamente diversi
da qualsiasi cosa esistente in natura.
da qualsiasi cosa esistente in natura.
09:30
Cells just don't have them
or the ability to make them.
or the ability to make them.
195
558160
2600
Le cellule non li posseggono
e non sanno produrli.
e non sanno produrli.
Così, quando li prepariamo
09:33
So when we prepare them,
196
561600
1256
e li facciamo crescere in laboratorio,
09:34
when we grow them up
in the controlled environment of the lab,
in the controlled environment of the lab,
197
562880
2936
li nutriamo con tanto cibo innaturale.
09:37
we can feed them
lots of the unnatural food.
lots of the unnatural food.
198
565840
2096
Poi, quando li rilasciamo
in una persona o su una spiaggia,
in una persona o su una spiaggia,
09:39
Then, when we deploy them
in a person or out on a beach
in a person or out on a beach
199
567960
3336
09:43
where they no longer
have access that special food,
have access that special food,
200
571320
2696
non hanno più accesso
al loro cibo speciale,
al loro cibo speciale,
09:46
they can grow for a little bit,
they can survive for a little,
they can survive for a little,
201
574040
3096
possono crescere
e sopravvivere per un po',
e sopravvivere per un po',
09:49
maybe just long enough
to perform some intended function,
to perform some intended function,
202
577160
3496
forse abbastanza da svolgere
qualche funzione desiderata,
qualche funzione desiderata,
09:52
but then they start
to run out of the food.
to run out of the food.
203
580680
2136
ma poi il cibo inizia a scarseggiare.
09:54
They start to starve.
204
582840
1336
Iniziano a soffrire la fame.
09:56
They starve to death
and they just disappear.
and they just disappear.
205
584200
2120
Muoiono di fame e scompaiono.
09:59
So not only could we get life
to tell new stories,
to tell new stories,
206
587480
2416
Non solo faremmo
raccontare alla vita nuove storie,
raccontare alla vita nuove storie,
10:01
we get to tell life when and where
to tell those stories.
to tell those stories.
207
589920
3000
ma le diremmo anche
quando e dove raccontarle.
quando e dove raccontarle.
10:07
At the beginning of this talk
I told you that we reported in 2014
I told you that we reported in 2014
208
595080
3536
All'inizio di questo intervento, ho detto
che nel 2014 abbiamo annunciato
che nel 2014 abbiamo annunciato
la creazione di un organismo
contenente nuove informazioni,
contenente nuove informazioni,
10:10
the creation of semisynthetic organisms
that store more information,
that store more information,
209
598640
3216
10:13
X and Y, in their DNA.
210
601880
2096
X e Y, nel suo DNA.
10:16
But all the motivations
that we just talked about
that we just talked about
211
604000
2456
Ma tutti gli scopi di cui
abbiamo appena parlato
abbiamo appena parlato
10:18
require cells to use X and Y
to make proteins,
to make proteins,
212
606480
2456
richiedono l'uso di
X e Y per fare proteine,
X e Y per fare proteine,
10:20
so we started working on that.
213
608960
1680
quindi abbiamo iniziato
a lavorarci.
a lavorarci.
10:23
Within a couple years, we showed
that the cells could take DNA with X and Y
that the cells could take DNA with X and Y
214
611600
3696
In un paio d'anni, abbiamo dimostrato
che le cellule prendono il DNA con X e Y
che le cellule prendono il DNA con X e Y
10:27
and copy it into RNA,
the working copy of DNA.
the working copy of DNA.
215
615320
2840
e lo trasformano in RNA,
la copia funzionale del DNA.
la copia funzionale del DNA.
10:31
And late last year,
216
619560
1816
E lo scorso anno,
10:33
we showed that they could then
use X and Y to make proteins.
use X and Y to make proteins.
217
621400
3136
abbiamo mostrato che possono
usare X e Y per creare proteine.
usare X e Y per creare proteine.
10:36
Here they are, the stars of the show,
218
624560
2656
Eccole, le star dello show,
10:39
the first fully-functional
semisynthetic organisms.
semisynthetic organisms.
219
627240
3480
i primi organismi semisintetici
completamente funzionanti.
completamente funzionanti.
10:43
(Applause)
220
631560
4640
(Applausi)
Queste cellule sono verdi perché
producono una proteina fluorescente verde.
producono una proteina fluorescente verde.
10:50
These cells are green because
they're making a protein that glows green.
they're making a protein that glows green.
221
638040
3496
10:53
It's a pretty famous protein,
actually, from jellyfish
actually, from jellyfish
222
641560
2536
È una proteina famosa,
estratta dalle meduse,
estratta dalle meduse,
che molti usano nella sua forma naturale
10:56
that a lot of people use
in its natural form
in its natural form
223
644120
2096
perché è facile vedere
che è stata prodotta.
che è stata prodotta.
10:58
because it's easy to see that you made it.
224
646240
2040
11:01
But within every one of these proteins,
225
649280
1896
Ma dentro a ciascuna proteina,
c'è un nuovo amminoacido con cui
la natura non può produrre proteine.
la natura non può produrre proteine.
11:03
there's a new amino acid that
natural life can't build proteins with.
natural life can't build proteins with.
226
651200
3760
11:09
Every living cell, every living cell ever,
227
657160
3840
Ogni cellula vivente,
ogni cellula mai esistita
ogni cellula mai esistita
11:14
has made every one of its proteins
228
662160
2376
ha creato tutte le sue proteine
11:16
using a four-letter genetic alphabet.
229
664560
2040
usando un alfabeto genetico
di quattro lettere.
di quattro lettere.
11:19
These cells are living and growing
and making protein
and making protein
230
667720
4136
Queste cellule vivono e crescono,
producendo proteine
producendo proteine
11:23
with a six-letter alphabet.
231
671880
1896
con un alfabeto a sei lettere.
11:25
These are a new form of life.
232
673800
1400
Sono una nuova forma di vita.
11:28
This is a semisynthetic form of life.
233
676360
2160
È una forma di vita semisintetica.
11:31
So what about the future?
234
679840
1776
Cosa ci aspetta in futuro?
11:33
My lab is already working on expanding
the genetic alphabet of other cells,
the genetic alphabet of other cells,
235
681640
3576
Stiamo già lavorando per espandere
l'alfabeto di altre cellule,
l'alfabeto di altre cellule,
incluse quelle umane,
11:37
including human cells,
236
685240
1216
11:38
and we're getting ready to start working
on more complex organisms.
on more complex organisms.
237
686480
3656
e ci prepariamo a lavorare
su organismi più complessi.
su organismi più complessi.
11:42
Think semisynthetic worms.
238
690160
1800
Pensate ai vermi semisintetici.
11:45
The last thing I want to say to you,
239
693360
1736
L'ultima cosa che voglio dirvi,
la cosa più importante che voglio dirvi,
11:47
the most important thing
that I want to say to you,
that I want to say to you,
240
695120
2416
11:49
is that the time
of semisynthetic life is here.
of semisynthetic life is here.
241
697560
2360
è che il tempo della vita
semisintetica è qui.
semisintetica è qui.
11:52
Thank you.
242
700760
1256
Grazie.
(Applausi)
11:54
(Applause)
243
702040
4680
12:05
Chris Anderson: I mean,
Floyd, this is so remarkable.
Floyd, this is so remarkable.
244
713480
2496
Chris Anderson:
Floyd, questo è straordinario.
Floyd, questo è straordinario.
12:08
I just wanted to ask you,
245
716000
2736
Volevo chiederti:
12:10
what are the implications of your work
246
718760
2496
quali sono le implicazioni del tuo lavoro
12:13
for how we should think
about the possibilities for life,
about the possibilities for life,
247
721280
3856
sul modo in cui pensiamo
alle possibilità della vita
alle possibilità della vita
12:17
like, in the universe, elsewhere?
248
725160
2256
in altre parti dell'universo?
12:19
It just seems like so much of life,
or so much of our assumptions are based
or so much of our assumptions are based
249
727440
4136
Sembra che molte delle nostre ipotesi
sulla vita siano basate
sulla vita siano basate
12:23
on the fact that of course,
it's got to be DNA,
it's got to be DNA,
250
731600
2856
sul fatto che si tratterà di DNA,
12:26
but is the possibility space
of self-replicating molecules
of self-replicating molecules
251
734480
4256
ma il campo delle possibilità
delle molecole autoreplicanti
delle molecole autoreplicanti
12:30
much bigger than DNA,
even just DNA with six letters?
even just DNA with six letters?
252
738760
3096
potrebbe essere più vasto del DNA,
o anche del DNA a sei lettere?
o anche del DNA a sei lettere?
12:33
Floyd Romesberg:
Absolutely, I think that's right,
Absolutely, I think that's right,
253
741880
2376
Floyd Romesberg:
Assolutamente sì,
Assolutamente sì,
penso che il nostro lavoro
dimostri, come ho già detto,
dimostri, come ho già detto,
12:36
and I think what our work has shown,
254
744280
1736
12:38
as I mentioned, is that
there's been always this prejudice
there's been always this prejudice
255
746040
3696
che c'è sempre stato il preconcetto
12:41
that sort of we're perfect,
256
749760
1376
che noi siamo perfetti,
12:43
we're optimal, God created us this way,
257
751160
2576
ottimali, che Dio ci ha creati così,
12:45
evolution perfected us this way.
258
753760
2096
che l'evoluzione ci ha resi così.
12:47
We've made molecules that work
right alongside the natural ones,
right alongside the natural ones,
259
755880
3280
Abbiamo creato molecole
che lavorano con quelle naturali,
che lavorano con quelle naturali,
12:52
and I think that suggests
that any molecules
that any molecules
260
760440
3216
e penso che questo
voglia dire che ogni molecola
voglia dire che ogni molecola
12:55
that obey the fundamental laws
of chemistry and physics
of chemistry and physics
261
763680
2656
che obbedisce alle leggi
della fisica e della chimica
della fisica e della chimica
e che si possa ottimizzare,
12:58
and you can optimize them
262
766360
1256
possa fare quello che fanno
le molecole naturali.
le molecole naturali.
12:59
could do the things that
the natural molecules of life do.
the natural molecules of life do.
263
767640
2736
Non c'è nulla di magico in questo.
13:02
There's nothing magic there.
264
770400
1736
13:04
And I think that it suggests
265
772160
1376
E penso significhi
che la vita si può
evolvere in molti modi,
evolvere in molti modi,
13:05
that life could evolve
many different ways,
many different ways,
266
773560
2056
13:07
maybe similar to us
with other types of DNA,
with other types of DNA,
267
775640
2856
forse simili a noi, con altri tipi di DNA,
13:10
maybe things without DNA at all.
268
778520
1720
forse anche senza DNA.
13:13
CA: I mean, in your mind,
269
781120
1256
CA: Secondo te,
13:14
how big might that possibility space be?
270
782400
3336
quanto sono vaste queste possibilità?
13:17
Do we even know? Are most things going
to look something like a DNA molecule,
to look something like a DNA molecule,
271
785760
3656
C'è modo di saperlo? Forse tutto
sarà simile alle molecole di DNA
sarà simile alle molecole di DNA
o sarà qualcosa di totalmente
differente che può autoriprodursi
differente che può autoriprodursi
13:21
or something radically different
that can still self-reproduce
that can still self-reproduce
272
789440
2936
13:24
and potentially create living organisms?
273
792400
1936
e creare organismi viventi?
FR: A mio parere,
se trovassimo una nuova vita,
se trovassimo una nuova vita,
13:26
FR: My personal opinion
is that if we found new life,
is that if we found new life,
274
794360
2496
potremmo non riconoscerla neanche.
13:28
we might not even recognize it.
275
796880
2216
13:31
CA: So this obsession
with the search for Goldilocks planets
with the search for Goldilocks planets
276
799120
2936
CA: Quindi questa ossessiva ricerca
di un pianeta Riccioli d'oro
di un pianeta Riccioli d'oro
13:34
in exactly the right place
with water and whatever,
with water and whatever,
277
802080
2416
situato nel posto giusto,
con acqua e tutto il resto,
con acqua e tutto il resto,
13:36
that's a very parochial
assumption, perhaps.
assumption, perhaps.
278
804520
2296
è un po' ingenua, forse.
13:38
FR: Well, if you want to find someone
you can talk to, then maybe not,
you can talk to, then maybe not,
279
806840
3416
FR: Se si cerca qualcuno
con cui parlare, forse no, ma...
con cui parlare, forse no, ma...
penso che se cerchi
una qualunque forma di vita,
una qualunque forma di vita,
13:42
but I think that if you're just
looking for any form of life,
looking for any form of life,
280
810280
2896
credo di sì, stai tentando
la via più semplice.
la via più semplice.
13:45
I think that's right, I think that you're
looking for life under the light post.
looking for life under the light post.
281
813200
3896
13:49
CA: Thank you for boggling all our minds.
Thank so much, Floyd.
Thank so much, Floyd.
282
817120
3336
CA: Grazie per averci sbalorditi.
Grazie davvero Floyd.
Grazie davvero Floyd.
13:52
(Applause)
283
820480
2640
(Applausi)
ABOUT THE SPEAKER
Floyd E. Romesberg - Chemist, synthetic biologistFloyd E. Romesberg uses chemistry, biology and physics to study how biomolecules work and to create biomolecules with new forms and functions.
Why you should listen
Floyd E. Romesberg is the director of a talented team of researchers at The Scripps Research Institute who are working to understand how evolution tailors protein function, to develop novel antibiotics and aptamers and to expand on the potential of evolution through the expansion of the genetic alphabet. A chemist by training, Romesberg works beyond the traditional divides between scientific disciplines.
Since the last common ancestor of all life on earth, biological information has been stored in a four-letter alphabet consisting of G, A, T and C. In 1998, Romesberg wondered: Is DNA limited to four letters? The answer is a resounding "No!" Romesberg and his research group have designed, tested and optimized hundreds of unnatural DNA letters, and they have achieved impressive milestones including replication and amplification of six-letter DNA in a test tube; the use of six-letter DNA to produce novel materials; and most recently the creation of semi-synthetic life that stores and retrieves the increased information. The advances led to Romesberg founding Synthorx, Inc., a biotechnology company that uses the expanded genetic alphabet to develop novel protein therapeutics.
Floyd E. Romesberg | Speaker | TED.com