TEDGlobal 2005
Craig Venter: Sampling the ocean's DNA
クレイグ・ヴェンター: DNAと海
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クレイグ・ヴェンターの叙事詩的な世界周遊の探検も一休みです。彼は海洋生物多様性の分布を研究する中でこれまでに発見した何百万もの遺伝子について語ります。
Craig Venter - Biologist, genetics pioneer
In 2001, Craig Venter made headlines for sequencing the human genome. In 2003, he started mapping the ocean's biodiversity. And now he's created the first synthetic lifeforms -- microorganisms that can produce alternative fuels. Full bio
In 2001, Craig Venter made headlines for sequencing the human genome. In 2003, he started mapping the ocean's biodiversity. And now he's created the first synthetic lifeforms -- microorganisms that can produce alternative fuels. Full bio
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00:25
At the break, I was asked by several people
0
0
2000
休憩中に何人かの方に
00:27
about my comments about the aging debate.
1
2000
3000
老化の議論について
00:30
And this will be my only comment on it.
2
5000
2000
コメントを求められました
00:32
And that is, I understand
3
7000
2000
私から言えるのは
00:34
that optimists greatly outlive pessimists.
4
9000
2000
楽天家は 悲観者より
00:36
(Laughter)
5
11000
4000
長生きするという事くらいです（笑）
00:41
What I'm going to tell you about in my 18 minutes is
6
16000
3000
これからお話しする18分間は
00:44
how we're about to switch from reading the genetic code
7
19000
4000
我々が 遺伝子コードを解読する段階から
00:48
to the first stages of beginning
8
23000
2000
新しく遺伝子コードを書き出す段階になったことについて
00:50
to write the code ourselves.
9
25000
2000
お話ししたいと思います
00:53
It's only 10 years ago this month
10
28000
2000
独立した生物
00:55
when we published the first sequence
11
30000
2000
ヘモフィルス インフルエンザ菌の
00:57
of a free-living organism,
12
32000
2000
最初の遺伝子配列を発表したのが
00:59
that of haemophilus influenzae.
13
34000
2000
ちょうど10年前のこの月です
01:01
That took a genome project
14
36000
2000
これはヒューマンジノムプロジェクトを
01:03
from 13 years down to four months.
15
38000
3000
13年から4ヶ月へ短縮させるような技術でした
01:07
We can now do that same genome project
16
42000
2000
今なら同様のヒューマンジノムプロジェクトを
01:09
in the order of
17
44000
2000
2~8時間で
01:11
two to eight hours.
18
46000
2000
完了できます
01:13
So in the last decade, a large number of genomes have been added:
19
48000
3000
過去10年間で ヒトジノムを含め
01:16
most human pathogens,
20
51000
3000
ヒトの病原体のほとんど
01:19
a couple of plants,
21
54000
2000
いくつかの植物
01:21
several insects and several mammals,
22
56000
3000
昆虫 哺乳類のジノムが
01:24
including the human genome.
23
59000
3000
解読されました
01:27
Genomics at this stage of the thinking
24
62000
3000
10年前の研究スピードから考えると
01:30
from a little over 10 years ago
25
65000
2000
遺伝子解読は 今年の暮れまでに
01:32
was, by the end of this year, we might have
26
67000
2000
３〜５のジノム解読を修了しているはずでしたが
01:34
between three and five genomes sequenced;
27
69000
3000
それが実際には数百になりました
01:37
it's on the order of several hundred.
28
72000
3000
それが実際には数百になりました
01:40
We just got a grant from the Gordon and Betty Moore Foundation
29
75000
3000
ゴードン・アンド・ベティ・ムーア財団から
01:43
to sequence 130 genomes this year,
30
78000
3000
環境生物研究として今年中に130のジノムの
01:46
as a side project from environmental organisms.
31
81000
4000
遺伝子配列を決定する研究費を獲得しました
01:50
So the rate of reading the genetic code has changed.
32
85000
3000
遺伝子解読のスピードは加速していますが
01:54
But as we look, what's out there,
33
89000
2000
見てみますと
01:56
we've barely scratched the surface
34
91000
2000
まだ地球上に存在する生物の
01:58
on what is available on this planet.
35
93000
4000
表面をかすっただけです
02:02
Most people don't realize it, because they're invisible,
36
97000
3000
目に見えないため 気づかれませんが
02:05
but microbes make up about a half of the Earth's biomass,
37
100000
4000
微生物は地球上のバイオマスのおよそ半分を占めており
02:09
whereas all animals only make up about
38
104000
3000
動物は全バイオマスの
02:12
one one-thousandth of all the biomass.
39
107000
2000
たった千分の一です
02:14
And maybe it's something that people in Oxford don't do very often,
40
109000
3000
オックスフォードの方々は
02:17
but if you ever make it to the sea,
41
112000
2000
こんなことはしないかもしれませんが
02:19
and you swallow a mouthful of seawater,
42
114000
3000
海水を一口飲んだら
02:22
keep in mind that each milliliter
43
117000
2000
その1ml当りに100万のバクテリアと
02:24
has about a million bacteria
44
119000
2000
1000万のウイルスが
02:26
and on the order of 10 million viruses.
45
121000
3000
いる事を覚えておいてください
02:29
Less than 5,000 microbial species
46
124000
3000
２年前までに 同定されている微生物は
02:32
have been characterized as of two years ago,
47
127000
2000
5,000以下でした
02:34
and so we decided to do something about it.
48
129000
2000
そこでわれわれは何かしようと決意し
02:36
And we started the Sorcerer II Expedition,
49
131000
3000
「ソーサラー2探検」をはじめました
02:39
where we were, as with great oceanographic expeditions,
50
134000
3000
これは320 kmごとにサンプリングを行う
02:42
trying to sample the ocean every 200 miles.
51
137000
3000
壮大な海洋探検旅行です
02:47
We started in Bermuda for our test project,
52
142000
2000
テスト航海としてバミューダからはじめ
02:49
then moved up to Halifax,
53
144000
2000
ハリファックスへと北上し
02:51
working down the U.S. East Coast,
54
146000
2000
アメリカ東海岸を南下して
02:53
the Caribbean Sea, the Panama Canal,
55
148000
3000
カリブ海 パナマ運河
02:58
through to the Galapagos, then across the Pacific,
56
153000
2000
ガラパゴスを抜けて 太平洋へ出ました
03:00
and we're in the process now of working our way
57
155000
2000
インド洋をわたり
03:02
across the Indian Ocean.
58
157000
2000
現在も航海を続けています
03:04
It's very tough duty; we're doing this on a sailing vessel,
59
159000
3000
大変な任務ですが
03:07
in part to help excite young people
60
162000
2000
若い人々が科学に興味を持てるよう
03:09
about going into science.
61
164000
3000
帆船を使います
03:12
The experiments are incredibly simple.
62
167000
2000
実験はいたって簡単
03:14
We just take seawater and we filter it,
63
169000
3000
海水を汲み取り フィルターのサイズごとに
03:17
and we collect different size organisms on different filters,
64
172000
4000
生物を集めます
03:21
and then take their DNA back to our lab in Rockville,
65
176000
3000
次に 24時間に１億塩基の遺伝子コードを読める
03:24
where we can sequence a hundred million letters
66
179000
3000
ロックビルの研究室に
03:27
of the genetic code every 24 hours.
67
182000
2000
DNAを送ります
03:29
And with doing this,
68
184000
2000
すでにいくつかの
03:31
we've made some amazing discoveries.
69
186000
2000
びっくりするような発見をしました
03:33
For example, it was thought that the visual pigments
70
188000
2000
たとえば われわれの目にある視色素は
03:35
that are in our eyes -- there was only one or two organisms
71
190000
2000
環境にいる生物では一 二種類が
03:38
in the environment that had these same pigments.
72
193000
4000
同じ色素を持っているだけです
03:42
It turns out, almost every species
73
197000
2000
温帯の海の
03:44
in the upper parts of the ocean
74
199000
2000
上部にいる
03:46
in warm parts of the world
75
201000
2000
ほとんどの生物が
03:48
have these same photoreceptors,
76
203000
2000
同じ光レセプターを持ち
03:50
and use sunlight as the source of their energy
77
205000
3000
日光をエネルギー源として使い
03:53
and communication.
78
208000
2000
コミュニケーションに使っています
03:55
From one site, from one barrel of seawater,
79
210000
3000
ある所では 160リットルの海水から
03:58
we discovered 1.3 million new genes
80
213000
3000
130万の新しい遺伝子と
04:01
and as many as 50,000 new species.
81
216000
4000
5万にも及ぶ新種の生物を見つけました
04:05
We've extended this to the air
82
220000
2000
同じように空中の生物を探索するために
04:07
now with a grant from the Sloan Foundation.
83
222000
3000
スローン財団から研究費を獲得しました
04:10
We're measuring how many viruses and bacteria
84
225000
2000
何種類のウィルスや細菌を
04:12
all of us are breathing in and out every day,
85
227000
3000
毎日呼吸しているか数えます
04:15
particularly on airplanes
86
230000
2000
特に飛行機の中や
04:17
or closed auditoriums.
87
232000
2000
閉ざされたた講堂の中で
04:19
(Laughter)
88
234000
3000
（笑）
04:22
We filter through some simple apparatuses;
89
237000
2000
簡単な装置を使ってフィルターし
04:24
we collect on the order of a billion microbes from just a day
90
239000
3000
たった一日で10億もの微生物を集め
04:27
filtering on top of a building in New York City.
91
242000
4000
ニューヨークのビルディングの上でもサンプルを集めます
04:31
And we're in the process of sequencing all that
92
246000
2000
今そのサンプル全部の
04:33
at the present time.
93
248000
2000
塩基配列決定をしています
04:35
Just on the data collection side,
94
250000
2000
データ収集場所からいうと
04:37
just where we are through the Galapagos,
95
252000
3000
ちょうどガラパゴス諸島を通過したところです
04:40
we're finding that almost every 200 miles,
96
255000
2000
320 kmごとの
04:42
we see tremendous diversity
97
257000
2000
海水サンプルに
04:44
in the samples in the ocean.
98
259000
2000
とてつもない多様性を見つけています
04:47
Some of these make logical sense,
99
262000
2000
いくつかは論理に合います
04:49
in terms of different temperature gradients.
100
264000
3000
海水には温度差がありますから
04:52
So this is a satellite photograph
101
267000
2000
これは衛星写真で 海の温度を示しています
04:54
based on temperatures -- red being warm,
102
269000
2000
赤が高温で
04:56
blue being cold --
103
271000
3000
青が低温です
04:59
and we found there's a tremendous difference between
104
274000
3000
暖水域のサンプルと
05:02
the warm water samples and the cold water samples,
105
277000
2000
冷水域のサンプルの間には
05:04
in terms of abundant species.
106
279000
3000
種の豊富さについて大きな違いがあります
05:07
The other thing that surprised us quite a bit
107
282000
2000
もう一つ私たちを驚かせたのは
05:09
is these photoreceptors detect different wavelengths of light,
108
284000
4000
光レセプターが違った波長の光を感知することです
05:13
and we can predict that based on their amino acid sequence.
109
288000
4000
アミノ酸配列を見ればそれがわかります
05:17
And these vary tremendously from region to region.
110
292000
3000
これは海域によっても大きく異なります
05:20
Maybe not surprisingly,
111
295000
2000
驚くことではありませんが
05:22
in the deep ocean, where it's mostly blue,
112
297000
2000
深海では光はほとんど青色なので
05:24
the photoreceptors tend to see blue light.
113
299000
4000
光レセプターは青色を感知します
05:28
When there's a lot of chlorophyll around,
114
303000
2000
クロロフィルが周囲にたくさんあるときには
05:30
they see a lot of green light.
115
305000
2000
緑色の光をよく感知します
05:32
But they vary even more,
116
307000
2000
感知する光の色は
05:34
possibly moving towards infrared and ultraviolet
117
309000
3000
極端な場合
05:37
in the extremes.
118
312000
2000
紫外光から赤外光まで広い範囲に及びます
05:40
Just to try and get an assessment
119
315000
2000
これまでに集めた遺伝子の
05:42
of what our gene repertoire was,
120
317000
2000
レパートリーを評価するために
05:44
we assembled all the data --
121
319000
2000
データをまとめてみました
05:46
including all of ours thus far from the expedition,
122
321000
3000
今回の探検で得られた全ての遺伝子は
05:49
which represents more than half of all the gene data on the planet --
123
324000
3000
地球上の遺伝子データの半分以上になりますが
05:52
and it totaled around 29 million genes.
124
327000
4000
約2900万遺伝子です
05:56
And we tried to put these into gene families
125
331000
2000
同系の遺伝子ごとにまとめ
05:58
to see what these discoveries are:
126
333000
2000
発見がどんなものか―
06:00
Are we just discovering new members of known families,
127
335000
3000
同じ科に属する新しい種か
06:03
or are we discovering new families?
128
338000
2000
それとも新しい科か
調べてみたのです
調べてみたのです
06:05
And it turns out we have about 50,000
129
340000
2000
するとなんと5万もの
06:07
major gene families,
130
342000
3000
独立した科が見つかっており
06:10
but every new sample we take in the environment
131
345000
3000
新しい場所でサンプルを採取すると
06:13
adds in a linear fashion to these new families.
132
348000
3000
また新しい科が見つかります
06:16
So we're at the earliest stages of discovery
133
351000
2000
ですから私たちはまだ基本的遺伝子や
06:18
about basic genes,
134
353000
3000
遺伝子の構成要素といった
地球上の生命
地球上の生命
06:21
components and life on this planet.
135
356000
3000
の発見段階の初めにいると言えるでしょう
06:25
When we look at the so-called evolutionary tree,
136
360000
3000
いわゆる系統樹を見ますと
06:28
we're up on the upper right-hand corner with the animals.
137
363000
4000
人間はほかの動物と共に右上にいます
06:32
Of those roughly 29 million genes,
138
367000
4000
これまで発見された2900万と比較して
06:36
we only have around 24,000
139
371000
2000
人間のジノムは
06:38
in our genome.
140
373000
2000
たった24000の遺伝子からできています
06:40
And if you take all animals together,
141
375000
2000
動物の遺伝子全部を合わせても
06:42
we probably share less than 30,000
142
377000
3000
30,000以下でしょう
06:45
and probably maybe a dozen
143
380000
3000
たぶん
06:48
or more thousand different gene families.
144
383000
3000
1万数千の遺伝子ファミリーです
06:52
I view that these genes are now
145
387000
2000
わたしはこれらの遺伝子について
06:54
not only the design components of evolution.
146
389000
3000
進化を方向付ける要素と
言うだけではないと思っています
言うだけではないと思っています
06:57
And we think in a gene-centric view --
147
392000
2000
多分リチャード ドーキンスの考え方に始まり --
06:59
maybe going back to Richard Dawkins' ideas --
148
394000
3000
ジノム中心的な見方ではなく
07:02
than in a genome-centric view,
149
397000
2000
我々は遺伝子中心的な見方をしています --
07:04
which are different constructs of these gene components.
150
399000
4000
ジノムは遺伝子の違った組み合わせでできているわけです
07:09
Synthetic DNA, the ability to synthesize DNA,
151
404000
3000
ここ10年から20年にかけて
07:12
has changed at sort of the same pace
152
407000
2000
DNAを人工合成する技術は
07:14
that DNA sequencing has
153
409000
2000
DNA配列を決定する技術と
07:16
over the last decade or two,
154
411000
2000
ほぼ同じ速さで進歩し
07:18
and is getting very rapid and very cheap.
155
413000
3000
高速で安価になりました
07:21
Our first thought about synthetic genomics came
156
416000
2000
人工ジノムを作ってみようと思ったのは
07:23
when we sequenced the second genome back in 1995,
157
418000
4000
1995年に二つ目のジノムの塩基配列
07:27
and that from mycoplasma genitalium.
158
422000
2000
mycoplasma genitaliumの塩基配列を
決定している時でした
決定している時でした
07:29
And we have really nice T-shirts that say,
159
424000
3000
かっこいいTシャツも作りました
07:32
you know, "I heart my genitalium."
160
427000
2000
「アイ♡私の性器（細菌の名前）」
と書いてあります
と書いてあります
07:34
This is actually just a microorganism.
161
429000
3000
これはただの微生物ですが
07:38
But it has roughly 500 genes.
162
433000
4000
約500の遺伝子を持っています
07:42
Haemophilus had 1,800 genes.
163
437000
2000
ヘモフィルスは1,800です
07:44
And we simply asked the question,
164
439000
2000
一つの生物には800の遺伝子が必要 ほかの生物では500
07:46
if one species needs 800, another 500,
165
441000
2000
だったら一つの生物をつくるのに
07:48
is there a smaller set of genes
166
443000
2000
最低いくつの遺伝子が必要なんだろう
07:50
that might comprise a minimal operating system?
167
445000
4000
と考えました
07:54
So we started doing transposon mutagenesis.
168
449000
3000
そこでトランスポゾンを使った実験を始めました
07:57
Transposons are just small pieces of DNA
169
452000
3000
トランスポゾンは小さなDNAの断片で
08:00
that randomly insert in the genetic code.
170
455000
2000
遺伝子中にランダムに挿入されます
08:02
And if they insert in the middle of the gene, they disrupt its function.
171
457000
3000
遺伝子に挿入されればその遺伝子の機能はなくなります
08:06
So we made a map of all the genes
172
461000
2000
それを使ってトランスポゾンが挿入されても
08:08
that could take transposon insertions
173
463000
2000
機能を続けるすべての遺伝子の地図を作り
08:10
and we called those "non-essential genes."
174
465000
2000
「非必須遺伝子」と名付けました
08:13
But it turns out the environment is very critical for this,
175
468000
3000
しかし生物が生きるには
環境条件が非常に重要で
環境条件が非常に重要で
08:16
and you can only
176
471000
2000
「必須」「非必須」遺伝子は
08:18
define an essential or non-essential gene
177
473000
3000
その生物がどのような環境にいるかによって
08:21
based on exactly what's in the environment.
178
476000
3000
どちらかに変わることが分かりました
08:25
We also tried to take a more directly intellectual approach
179
480000
2000
13の類似した生物のジノムを使って
08:27
with the genomes of 13 related organisms,
180
482000
5000
もっと知的な方法も試しました
08:32
and we tried to compare all of those, to see what they had in common.
181
487000
3000
これらに共通な遺伝子を探すと
08:36
And we got these overlapping circles. And we found only 173 genes
182
491000
4000
13の生物全てに共通であったのは
08:40
common to all 13 organisms.
183
495000
3000
たった173の遺伝子でした
08:43
The pool expanded a little bit if we ignored
184
498000
2000
ある細胞内寄生微生物を除外すると
08:45
one intracellular parasite;
185
500000
2000
共通遺伝子の数は少し増えます
08:47
it expanded even more
186
502000
2000
重要な働きを持つ遺伝子を加えると
08:49
when we looked at core sets of genes
187
504000
2000
さらに増えて
08:51
of around 310 or so.
188
506000
2000
310ほどになりました
08:53
So we think that we can expand
189
508000
2000
考え方次第で
08:55
or contract genomes, depending on your point of view here,
190
510000
3000
共通遺伝子の数は増減しますが
08:58
to maybe 300 to 400 genes
191
513000
3000
自然の生物は最低遺伝子を500持っていますから
09:01
from the minimal of 500.
192
516000
2000
「必須」遺伝子の数は300から400遺伝子の間でしょう
09:03
The only way to prove these ideas
193
518000
3000
これを実際に証明するには
09:06
was to construct an artificial chromosome with those genes in them,
194
521000
3000
このジノムを使ってカセット方式で
09:09
and we had to do this in a cassette-based fashion.
195
524000
3000
これらの遺伝子を含む
人工染色体を作ることです
人工染色体を作ることです
09:12
We found that synthesizing accurate DNA
196
527000
2000
正確な配列の大きなDNA断片を作ることは
09:14
in large pieces was extremely difficult.
197
529000
3000
大変難しいことだと分かりました
09:17
Ham Smith and Clyde Hutchison, my colleagues on this,
198
532000
3000
私の同僚のハム・スミスとクライド・ハッチソンが
09:20
developed an exciting new method
199
535000
2000
画期的な新しい方法を編み出しました
09:22
that allowed us to synthesize a 5,000-base pair virus
200
537000
3000
それで5000塩基対のウィルスを
2週間で合成できます
2週間で合成できます
09:25
in only a two-week period
201
540000
2000
それで5000塩基対のウィルスを
2週間で合成できます
2週間で合成できます
09:27
that was 100 percent accurate,
202
542000
3000
しかもその塩基配列と生物学的性質は
09:30
in terms of its sequence and its biology.
203
545000
2000
100パーセント正確です
09:33
It was a quite exciting experiment -- when we just took the synthetic piece of DNA,
204
548000
4000
興奮するような実験でした -- 人工合成したDNAを
09:37
injected it in the bacteria and all of a sudden,
205
552000
2000
細菌に注入するとすぐに
09:39
that DNA started driving the production of the virus particles
206
554000
5000
DNAはウィルス粒子を作り始めました
09:44
that turned around and then killed the bacteria.
207
559000
3000
やがてそのウイルスは
細菌を殺しました
細菌を殺しました
09:47
This was not the first synthetic virus --
208
562000
2000
これは初めての人工ウィルスではありませんでした --
09:49
a polio virus had been made a year before --
209
564000
3000
ポリオウィルスが一年前に合成されていました --
09:53
but it was only one ten-thousandth as active
210
568000
2000
しかしその活性は1万分の1しかなく
09:55
and it took three years to do.
211
570000
3000
合成に3年もかかりました
09:58
This is a cartoon of the structure of phi X 174.
212
573000
4000
これはウィルスphi X 174の構造図です
10:02
This is a case where the software now builds its own hardware,
213
577000
4000
これはソフトウェアから
ハードウェアが作られる例で
ハードウェアが作られる例で
10:06
and that's the notions that we have with biology.
214
581000
4000
まさに生物学の概念です
10:10
People immediately jump to concerns about biological warfare,
215
585000
4000
人々は生物兵器にすぐ結びつけるもので
10:14
and I had recent testimony before a Senate committee,
216
589000
4000
最近わたしは上院の公聴会で訊問されました
10:18
and a special committee the U.S. government has set up
217
593000
2000
アメリカ政府ではこの分野を調査する
10:20
to review this area.
218
595000
2000
特別委員会を設けました
10:22
And I think it's important to keep reality in mind,
219
597000
3000
重要なのは現実的であることで
10:25
versus what happens with people's imaginations.
220
600000
4000
空想とは区別する必要があります
10:29
Basically, any virus that's been sequenced today --
221
604000
3000
これまでに塩基配列が決定されたどのウィルスからでも
10:32
that genome can be made.
222
607000
2000
ジノムを作ることが可能です
10:34
And people immediately freak out about things about Ebola or smallpox,
223
609000
4000
エボラ熱や天然痘のことを聞くと
人々は卒倒しそうになりますが
人々は卒倒しそうになりますが
10:38
but the DNA from this organism is not infective.
224
613000
4000
これらのウィルスのDNA自体に感染力はありません
10:42
So even if somebody made the smallpox genome,
225
617000
3000
だれかが天然痘のジノムを作ったとしても
10:45
that DNA itself would not cause infections.
226
620000
3000
DNA自体は感染力を持ちません
10:49
The real concern that security departments have
227
624000
3000
公安の関係者が本当に心配するのは
10:52
is designer viruses.
228
627000
2000
デザイナー・ウイルスです
10:54
And there's only two countries, the U.S. and the former Soviet Union,
229
629000
4000
世界で二か国だけ アメリカと前ソ連が
10:58
that had major efforts
230
633000
2000
生物兵器を
11:00
on trying to create biological warfare agents.
231
635000
3000
作ろうとしました
11:03
If that research is truly discontinued,
232
638000
3000
もしそこで研究が本当に中止されたのであれば
11:06
there should be very little activity
233
641000
2000
将来にわたっても
新しくデザイナー・ウィルスを
新しくデザイナー・ウィルスを
11:08
on the know-how to make designer viruses in the future.
234
643000
4000
作る方法は開発されないでしょう
11:12
I think single-cell organisms are possible within two years.
235
647000
4000
人工単細胞生物は二年以内に作成可能になると思います
11:16
And possibly eukaryotic cells,
236
651000
3000
私たちが持っているような
11:19
those that we have,
237
654000
2000
真核細胞を作ることは
11:21
are possible within a decade.
238
656000
2000
10年以内に可能になると思います
11:24
So we're now making several dozen different constructs,
239
659000
4000
私たちは今数十個の遺伝子断片を作っています
11:28
because we can vary the cassettes and the genes
240
663000
3000
これらを使ってカセットや遺伝子を作り
11:31
that go into this artificial chromosome.
241
666000
2000
人工染色体を作ります
11:33
The key is, how do you put all of the others?
242
668000
2000
鍵となるのは これら全部をどうやって詰め込むかです
11:35
We start with these fragments,
243
670000
2000
DNA断片から初めて
11:37
and then we have a homologous recombination system
244
672000
3000
これを相同的組み換えのシステムを使い
染色体として並び替えるのです
染色体として並び替えるのです
11:40
that reassembles those into a chromosome.
245
675000
4000
この組み換えシステムは デイノコッカス・ラディオデュランス
11:44
This is derived from an organism, deinococcus radiodurans,
246
679000
3000
と呼ばれる細菌に由来するものです
11:47
that can take three million rads of radiation and not be killed.
247
682000
5000
この細菌は300万ラドの放射能を受けても死にません
11:53
It reassembles its genome after this radiation burst
248
688000
4000
大量の放射線を受けると12から24時間以内に
11:57
in about 12 to 24 hours,
249
692000
2000
文字通り染色体がバラバラになった後で
11:59
after its chromosomes are literally blown apart.
250
694000
3000
ジノムの再編成を始めます
12:02
This organism is ubiquitous on the planet,
251
697000
2000
この細菌は地球上のどこにでもいて
12:04
and exists perhaps now
252
699000
2000
われわれがすでに宇宙旅行をしたので
12:06
in outer space due to all our travel there.
253
701000
3000
宇宙にも広がっているかもしれません
12:10
This is a glass beaker after
254
705000
2000
これは約50万ラドの放射線を
12:12
about half a million rads of radiation.
255
707000
2000
あてた後のガラスビーカーです
12:14
The glass started to burn and crack,
256
709000
2000
ガラスですら熱せられひびが入りましたが
12:16
while the microbes sitting in the bottom
257
711000
2000
この細菌は
12:18
just got happier and happier.
258
713000
2000
底で幸福にしています
12:20
Here's an actual picture of what happens:
259
715000
2000
この写真が実際に起こったことです
12:22
the top of this shows the genome
260
717000
2000
上の方にあるのが170万ラッドの放射線を
12:24
after 1.7 million rads of radiation.
261
719000
3000
照射後のジノムでです
12:27
The chromosome is literally blown apart.
262
722000
2000
染色体は文字通りバラバラになりました
12:29
And here's that same DNA automatically reassembled
263
724000
4000
これが24時間後に同じDNAが
12:33
24 hours later.
264
728000
2000
自動的に再構成したところです
12:35
It's truly stunning that these organisms can do that,
265
730000
3000
この細菌の能力には本当にびっくりします
12:38
and we probably have thousands,
266
733000
2000
地球上には数千種類の
12:40
if not tens of thousands, of different species
267
735000
2000
同じようなことのできる
12:42
on this planet that are capable of doing that.
268
737000
3000
細菌がいます
12:45
After these genomes are synthesized,
269
740000
2000
このようにジノムができたら
12:47
the first step is just transplanting them
270
742000
2000
最初に試すことは
12:49
into a cell without a genome.
271
744000
4000
ジノムを持たない細胞に移植してみることです
12:53
So we think synthetic cells are going to have tremendous potential,
272
748000
4000
このように人工細胞を作ることは
12:57
not only for understanding the basis of biology
273
752000
3000
基本的な生物学を理解することだけでなく
13:00
but for hopefully environmental and society issues.
274
755000
3000
環境や社会問題を理解するのに大きな可能性を持っていると思います
13:03
For example, from the third organism we sequenced,
275
758000
3000
たとえば 3番目に塩基配列を決定した
13:06
Methanococcus jannaschii -- it lives in boiling water temperatures;
276
761000
4000
メタノカルドコックス・ヤンナスキイ
という沸騰水中に住む細菌は
という沸騰水中に住む細菌は
13:10
its energy source is hydrogen
277
765000
2000
水素をエネルギー源に使い
13:12
and all its carbon comes from CO2 it captures back from the environment.
278
767000
5000
環境中のCO2から炭素を手に入れます
13:17
So we know lots of different pathways,
279
772000
2000
こういった異なる代謝経路を持つ
13:19
thousands of different organisms now
280
774000
3000
数千もの生物が
13:22
that live off of CO2,
281
777000
2000
CO2を使って生存し
13:24
and can capture that back.
282
779000
2000
環境からCO2を捕捉することが出来ます
13:26
So instead of using carbon from oil
283
781000
3000
有機合成のために
13:29
for synthetic processes,
284
784000
2000
石油からの炭素を使わずに
13:31
we have the chance of using carbon
285
786000
3000
大気中の炭素を捕捉して
13:34
and capturing it back from the atmosphere,
286
789000
3000
使い
13:37
converting that into biopolymers
287
792000
2000
生物ポリマーや
13:39
or other products.
288
794000
2000
他の製品を作ることが可能です
13:41
We have one organism that lives off of carbon monoxide,
289
796000
3000
一酸化炭素を利用できる生物もあります
13:44
and we use as a reducing power
290
799000
2000
これを還元物質として使い
13:46
to split water to produce hydrogen and oxygen.
291
801000
4000
水を酸素と水素に分解します
13:50
Also, there's numerous pathways
292
805000
2000
別の代謝経路を使って
13:52
that can be engineered metabolizing methane.
293
807000
4000
メタンガスを代謝するよう設計することも可能です
13:56
And DuPont has a major program with Statoil in Norway
294
811000
4000
デュポンはノルウェーのスタトイルと共同で
14:00
to capture and convert the methane
295
815000
2000
ガス田からのメタンガスを捕捉し
14:02
from the gas fields there into useful products.
296
817000
4000
役立つ製品を作る大型プロジェクトを持っています
14:06
Within a short while, I think there's going to be a new field
297
821000
2000
近い将来「組み合わせジノム学」とよばれるような
14:08
called "Combinatorial Genomics,"
298
823000
2000
新しい分野ができるかも知れません
14:10
because with these new synthesis capabilities,
299
825000
3000
これらの新しい合成技術を使って
14:13
these vast gene array repertoires
300
828000
3000
種々の遺伝子配列と
14:16
and the homologous recombination,
301
831000
2000
相同的組み換え技術を使えば
14:18
we think we can design a robot to make
302
833000
2000
一日に百万種類もの染色体を
14:20
maybe a million different chromosomes a day.
303
835000
3000
作れるロボットを設計することが可能でしょう
14:24
And therefore, as with all biology,
304
839000
2000
すべての生物現象と同じように
14:26
you get selection through screening,
305
841000
3000
スクリーニングによって選択を行い
14:29
whether you're screening for hydrogen production,
306
844000
2000
水素生産や化学合成 または単に生存力を
14:31
or chemical production, or just viability.
307
846000
3000
指標にスクリーニングを行います
14:34
To understand the role of these genes
308
849000
2000
これらの遺伝子の役割を理解することは
14:36
is going to be well within reach.
309
851000
2000
十分可能です
14:38
We're trying to modify photosynthesis
310
853000
3000
私達は現在 光合成を改良して
14:41
to produce hydrogen directly from sunlight.
311
856000
3000
太陽光から直接水素を作ろうとしています
14:44
Photosynthesis is modulated by oxygen,
312
859000
3000
光合成は酸素により調節されますが
14:47
and we have an oxygen-insensitive hydrogenase
313
862000
3000
酸素非感受性のハイドロジネースもあり
14:50
that we think will totally change this process.
314
865000
5000
これは化学反応過程をすっかり変えてしまう可能性があります
14:55
We're also combining cellulases,
315
870000
2000
セルロースを単糖に分解する
14:57
the enzymes that break down complex sugars into simple sugars
316
872000
3000
セルロース分解酵素を
15:00
and fermentation in the same cell
317
875000
3000
同じ細胞の中で発酵反応と組み合わせて
15:03
for producing ethanol.
318
878000
2000
エタノールを作ります
15:06
Pharmaceutical production is already under way
319
881000
2000
細菌を使った
15:08
in major laboratories
320
883000
2000
製薬はすでに
15:10
using microbes.
321
885000
2000
主な研究室で行われています
15:12
The chemistry from compounds in the environment
322
887000
3000
環境中にある化合物は
15:15
is orders of magnitude more complex
323
890000
2000
化学者が作れる物質よりはるかに複雑ですが
15:17
than our best chemists can produce.
324
892000
2000
化学者が作れる物質よりはるかに複雑ですが
15:20
I think future engineered species
325
895000
2000
将来の人工生物は
15:22
could be the source of food,
326
897000
2000
食糧にもなるし
15:24
hopefully a source of energy,
327
899000
2000
エネルギー源にも
15:26
environmental remediation
328
901000
3000
環境の回復
15:29
and perhaps
329
904000
2000
そして
15:31
replacing the petrochemical industry.
330
906000
2000
石油工業の代替となると考えています
15:33
Let me just close with ethical and policy studies.
331
908000
3000
最後に倫理的な 政策研究について述べて
締めくくります
締めくくります
15:37
We delayed the start of our experiments in 1999
332
912000
4000
1999年にわれわれは1年半にわたる生命倫理審査が終わるまで
15:41
until we completed a year-and-a-half bioethical review
333
916000
3000
人工生物を作る試みを
15:44
as to whether we should try and make an artificial species.
334
919000
4000
遅らせました
15:48
Every major religion participated in this.
335
923000
3000
すべての主要な宗教が参加しました
15:51
It was actually a very strange study,
336
926000
2000
とても変った審査でした
15:53
because the various religious leaders were using their scriptures as law books,
337
928000
5000
宗教の指導者たちは自分たちの経典を
法律書と見做していましたが
法律書と見做していましたが
15:58
and they couldn't find anything in them prohibiting making life,
338
933000
3000
生命を作ることを禁ずる項目が見つからなかったので
16:01
so it must be OK. The only ultimate concerns
339
936000
3000
問題はないだろうと考えられ
16:04
were biological warfare aspects of this,
340
939000
3000
生物学兵器に利用されるのでは
という心配はありましたが
という心配はありましたが
16:08
but gave us the go ahead to start these experiments
341
943000
3000
私たちが掲げた実験の目的にてらして
16:11
for the reasons we were doing them.
342
946000
2000
実験開始を許可するとの
結論に至りました
結論に至りました
16:13
Right now the Sloan Foundation has just funded
343
948000
2000
さて スローン財団がこの課題に関する
16:15
a multi-institutional study on this,
344
950000
3000
複数研究機関の協同研究に
研究費を出資したところです
研究費を出資したところです
16:18
to work out what the risk and benefits to society are,
345
953000
3000
社会にとってこのような研究の持つ危険と利益を調査し
16:21
and the rules that scientific teams such as my own
346
956000
3000
我々のような研究チームがこの分野で
16:24
should be using in this area,
347
959000
2000
守るべき規則を作るためです
16:26
and we're trying to set good examples as we go forward.
348
961000
3000
私たちは研究を進めるにあたって
模範となることを心がけています
模範となることを心がけています
16:30
These are complex issues.
349
965000
2000
これらの問題は複雑ですが
16:32
Except for the threat of bio-terrorism,
350
967000
2000
バイオテロリズムの恐れを除外すると
16:34
they're very simple issues in terms of,
351
969000
2000
クリーンエネルギーを作る方法を設計したり
16:36
can we design things to produce clean energy,
352
971000
4000
発展途上国が
16:40
perhaps revolutionizing
353
975000
2000
驚異的に発展できるように
16:42
what developing countries can do
354
977000
3000
シンプルな方法を提供するという意味では
16:45
and provide through various simple processes.
355
980000
3000
問題は単純です
16:48
Thank you very much.
356
983000
2000
（拍手）
ABOUT THE SPEAKER
Craig Venter - Biologist, genetics pioneerIn 2001, Craig Venter made headlines for sequencing the human genome. In 2003, he started mapping the ocean's biodiversity. And now he's created the first synthetic lifeforms -- microorganisms that can produce alternative fuels.
Why you should listen
Craig Venter, the man who led the private effort to sequence the human genome, is hard at work now on even more potentially world-changing projects.
First, there's his mission aboard the Sorcerer II, a 92-foot yacht, which, in 2006, finished its voyage around the globe to sample, catalouge and decode the genes of the ocean's unknown microorganisms. Quite a task, when you consider that there are tens of millions of microbes in a single drop of sea water. Then there's the J. Craig Venter Institute, a nonprofit dedicated to researching genomics and exploring its societal implications.
In 2005, Venter founded Synthetic Genomics, a private company with a provocative mission: to engineer new life forms. Its goal is to design, synthesize and assemble synthetic microorganisms that will produce alternative fuels, such as ethanol or hydrogen. He was on Time magzine's 2007 list of the 100 Most Influential People in the World.
In early 2008, scientists at the J. Craig Venter Institute announced that they had manufactured the entire genome of a bacterium by painstakingly stitching together its chemical components. By sequencing a genome, scientists can begin to custom-design bootable organisms, creating biological robots that can produce from scratch chemicals humans can use, such as biofuel. And in 2010, they announced, they had created "synthetic life" -- DNA created digitally, inserted into a living bacterium, and remaining alive.
Craig Venter | Speaker | TED.com