TED2008
Craig Venter: On the verge of creating synthetic life
Craig Venter staat op het punt synthetisch leven te maken.
Filmed:
Readability: 4.7
1,196,566 views
"Kunnen we nieuw leven maken vanuit ons digitale universum?" vraagt Craig Venter zich af. Zijn antwoord is "Ja" -- en dat gebeurt al snel. Hij laat ons zijn meest recente onderzoek zien en belooft dat we snel in staat zullen zijn een synthetisch chromosoom te bouwen en op te starten.
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
Double-click the English transcript below to play the video.
00:19
You know, I've talked about some of these projects before --
0
1000
2000
Weet je, ik heb het al eens gehad over een paar van deze projecten,
00:21
about the human genome and what that might mean,
1
3000
4000
over het menselijk genoom en wat dat kan betekenen,
00:25
and discovering new sets of genes.
2
7000
3000
en het ontdekken van nieuwe sets van genen.
00:28
We're actually starting at a new point:
3
10000
3000
We starten eigenlijk vanaf een nieuw punt:
00:31
we've been digitizing biology,
4
13000
4000
we waren de biologie aan het digitaliseren,
00:35
and now we're trying to go from that digital code
5
17000
3000
en nu proberen we om van die digitale code
00:38
into a new phase of biology
6
20000
2000
naar een nieuwe fase in de biologie te gaan,
00:40
with designing and synthesizing life.
7
22000
3000
met het ontwerpen en synthetiseren van leven.
00:43
So, we've always been trying to ask big questions.
8
25000
3000
We hebben dus altijd geprobeerd om de grote vragen te stellen.
00:48
"What is life?" is something that I think many biologists
9
30000
2000
"Wat is leven?" is iets waarvan ik denk wat veel biologen
00:50
have been trying to understand
10
32000
2000
hebben geprobeerd het te begrijpen
00:52
at various levels.
11
34000
2000
op verschillende niveaus.
00:54
We've tried various approaches,
12
36000
3000
We hebben verschillende benaderingen geprobeerd,
00:57
paring it down to minimal components.
13
39000
3000
het terug brengen tot minimale componenten.
01:01
We've been digitizing it now for almost 20 years;
14
43000
2000
We zijn het nu bijna 20 jaar aan het digitaliseren.
01:03
when we sequenced the human genome,
15
45000
2000
Toen we het menselijk genoom hebben gesequenced,
01:05
it was going from the analog world of biology
16
47000
3000
ging het vanuit de analoge wereld van de biologie,
01:08
into the digital world of the computer.
17
50000
4000
naar de digitale wereld van de computer.
01:12
Now we're trying to ask, "Can we regenerate life
18
54000
4000
Nu proberen we te vragen: kunnen we leven regenereren,
01:16
or can we create new life
19
58000
2000
of kunnen we nieuw leven creëren,
01:18
out of this digital universe?"
20
60000
3000
uit dit digitale universum?
01:21
This is the map of a small organism,
21
63000
3000
Dit is de kaart van een klein organisme,
01:24
Mycoplasma genitalium,
22
66000
2000
Mycoplasma genitalium,
01:26
that has the smallest genome for a species
23
68000
3000
met het kleinste genoom voor een soort
01:29
that can self-replicate in the laboratory,
24
71000
3000
dat zichzelf kan vermenigvuldigen in een laboratorium.
01:32
and we've been trying to just see if
25
74000
2000
En we hebben geprobeerd te kijken of
01:34
we can come up with an even smaller genome.
26
76000
3000
we tot een nóg kleiner genoom kunnen komen.
01:38
We're able to knock out on the order of 100 genes
27
80000
2000
We kunnen in de orde van honderd genen eruit gooien
01:40
out of the 500 or so that are here.
28
82000
3000
van de 500 of zo, die er zijn.
01:43
When we look at its metabolic map,
29
85000
2000
Maar als we kijken naar de metabolische kaart,
01:45
it's relatively simple
30
87000
2000
is die relatief eenvoudig
01:47
compared to ours --
31
89000
2000
vergeleken met de onze.
01:49
trust me, this is simple --
32
91000
2000
Geloof me, dit is eenvoudig.
01:51
but when we look at all the genes
33
93000
2000
Maar wanneer we naar alle genen kijken
01:53
that we can knock out one at a time,
34
95000
3000
die we per stuk kunnen uitschakelen,
01:56
it's very unlikely that this would yield
35
98000
2000
is het zeer onwaarschijnlijk dat dit
01:58
a living cell.
36
100000
2000
een levende cel zou opleveren.
02:01
So we decided the only way forward
37
103000
2000
We besloten daarom dat de enige route voorwaarts
02:03
was to actually synthesize this chromosome
38
105000
3000
was om dit dit chromosoom te synthetiseren
02:06
so we could vary the components
39
108000
3000
zodat we de componenten konden afwisselen
02:09
to ask some of these most fundamental questions.
40
111000
4000
om zo de een paar van de meest fundamentele vragen te kunnen stellen.
02:13
And so we started down the road of:
41
115000
2000
En zo zijn we begonnen met vragen als:
02:15
can we synthesize a chromosome?
42
117000
3000
"Kunnen we een chromosoom synthetiseren?"
02:19
Can chemistry permit making
43
121000
2000
Staat de chemie het toe
02:21
these really large molecules
44
123000
2000
deze zeer grote moleculen te maken
02:23
where we've never been before?
45
125000
2000
die we nog nooit eerder hebben gezien?
02:25
And if we do, can we boot up a chromosome?
46
127000
3000
En, als we dat doen, kunnen een chromosoom 'opstarten'?
02:28
A chromosome, by the way, is just a piece of inert chemical material.
47
130000
3000
Een chromosoom is trouwens maar een stukje chemisch inert materiaal.
02:32
So, our pace of digitizing life has been increasing
48
134000
3000
Dus, ons tempo van het digitaliseren van het leven is versneld
02:35
at an exponential pace.
49
137000
3000
op exponentiële wijze.
02:38
Our ability to write the genetic code
50
140000
3000
Ons vermogen om de genetische code te schrijven
02:41
has been moving pretty slowly
51
143000
2000
verliep nogal langzaam,
02:43
but has been increasing,
52
145000
3000
maar is wel toegenomen.
02:46
and our latest point would put it on, now, an exponential curve.
53
148000
4000
En ons laatste punt zou het op dit moment plaatsen op een exponentiële curve.
02:51
We started this over 15 years ago.
54
153000
2000
We zijn hier meer dan 15 jaar geleden mee begonnen.
02:53
It took several stages, in fact,
55
155000
3000
Er waren een aantal stadia voor nodig,
02:56
starting with a bioethical review before we did the first experiments.
56
158000
3000
te beginnen met een bio-ethische toetsing voorafgaand aan de eerste experimenten.
03:00
But it turns out synthesizing DNA
57
162000
2000
Maar het blijkt dat de synthese van DNA
03:02
is very difficult.
58
164000
2000
erg moeilijk is.
03:04
There are tens of thousands of machines around the world
59
166000
3000
Er zijn tienduizenden machines in de wereld
03:07
that make small pieces of DNA --
60
169000
2000
die kleine stukjes DNA maken,
03:09
30 to 50 letters in length --
61
171000
3000
30 tot 50 letters in lengte,
03:12
and it's a degenerate process, so the longer you make the piece,
62
174000
3000
en het is een degeneratief proces, dus hoe langer je het stuk maakt,
03:15
the more errors there are.
63
177000
2000
hoe meer fouten er zijn.
03:17
So we had to create a new method
64
179000
2000
Dus moesten we een nieuwe methode maken
03:19
for putting these little pieces together and correct all the errors.
65
181000
3000
voor het samenvoegen van deze kleine stukjes en het corrigeren van alle fouten.
03:23
And this was our first attempt, starting with the digital information
66
185000
3000
En dit was onze eerste poging, te beginnen met de digitale informatie
03:26
of the genome of phi X174.
67
188000
2000
van het genoom Phi X 174.
03:28
It's a small virus that kills bacteria.
68
190000
3000
Dat is een klein virus dat bacteriën doodt.
03:32
We designed the pieces, went through our error correction
69
194000
3000
We ontwierpen de stukjes, deden de foutcorrectie...
03:35
and had a DNA molecule
70
197000
2000
en hadden een DNA-molecuul
03:37
of about 5,000 letters.
71
199000
3000
van ongeveer 5.000 letters.
03:40
The exciting phase came when we took this piece of inert chemical
72
202000
4000
Het spannende deel begon toen we een inert stukje chemische stof
03:44
and put it in the bacteria,
73
206000
2000
in de bacteriën stopten,
03:46
and the bacteria started to read this genetic code,
74
208000
4000
en de bacteriën de genetische code gingen lezen,
03:50
made the viral particles.
75
212000
2000
en virale deeltjes gingen maken.
03:52
The viral particles then were released from the cells
76
214000
2000
De virale deeltjes werden toen losgelaten uit de cellen,
03:54
and came back and killed the E. coli.
77
216000
3000
ze kwamen daarna terug en doodden de E. coli.
03:57
I was talking to the oil industry recently
78
219000
3000
Ik was onlangs in gesprek met de olieindustrie,
04:00
and I said they clearly understood that model.
79
222000
3000
en ik zei dat ze dat model maar al te goed snapten.
04:03
(Laughter)
80
225000
3000
(Gelach)
04:06
They laughed more than you guys are. (Laughter)
81
228000
3000
Zij lachten meer dan jullie.
04:10
And so, we think this is a situation
82
232000
2000
Daarom denken we dat dit een situatie is
04:12
where the software can actually build its own hardware
83
234000
3000
waarin de software zijn eigen hardware kan bouwen
04:15
in a biological system.
84
237000
2000
in een biologisch systeem.
04:17
But we wanted to go much larger:
85
239000
2000
Maar we wilde iets veel groters.
04:19
we wanted to build the entire bacterial chromosome --
86
241000
3000
We wilden het volledige bacteriële chromosoom bouwen.
04:22
it's over 580,000 letters of genetic code --
87
244000
4000
Dat is meer dan 580.000 letters genetische code.
04:26
so we thought we'd build them in cassettes the size of the viruses
88
248000
3000
Daarom besloten we ze te bouwen in cassettes ter grootte van virussen,
04:29
so we could actually vary the cassettes
89
251000
2000
zodat we de cassettes konden variëren...
04:31
to understand
90
253000
2000
om te gaan begrijpen
04:33
what the actual components of a living cell are.
91
255000
3000
wat de daadwerkelijke componenten van een levende cel zijn.
04:36
Design is critical,
92
258000
2000
Het ontwerp is cruciaal,
04:38
and if you're starting with digital information in the computer,
93
260000
3000
en als je begint met digitale informatie in de computer
04:41
that digital information has to be really accurate.
94
263000
4000
dan moet die digitale informatie erg accuraat zijn.
04:45
When we first sequenced this genome in 1995,
95
267000
3000
Toen we voor het eerst dit genoom samenstelden in 1995
04:48
the standard of accuracy was one error per 10,000 base pairs.
96
270000
4000
was de standaard-precisie één fout per 10.000 baseparen.
04:52
We actually found, on resequencing it,
97
274000
2000
Uiteindelijk vonden we na resequencing
04:54
30 errors; had we used that original sequence,
98
276000
3000
30 fouten. Als we de oorspronkelijke sequence hadden gebruikt
04:57
it never would have been able to be booted up.
99
279000
3000
dan was het niet in staat geweest op te starten.
05:00
Part of the design is designing pieces
100
282000
2000
Onderdeel van het ontwerp is het ontwerpen van stukken
05:02
that are 50 letters long
101
284000
3000
die 50 letters lang zijn
05:05
that have to overlap with all the other 50-letter pieces
102
287000
3000
die moeten overlappen met alle andere stukken van 50 letters
05:08
to build smaller subunits
103
290000
2000
om zodoende kleinere sub-eenheden te bouwen
05:10
we have to design so they can go together.
104
292000
3000
die we moeten ontwerpen zodat ze samen kunnen gaan.
05:13
We design unique elements into this.
105
295000
3000
We ontwerpen hier unieke onderdelen in.
05:16
You may have read that we put watermarks in.
106
298000
2000
Misschien hebben jullie gelezen dat we er watermerken in stoppen.
05:18
Think of this:
107
300000
2000
Bedenk dit:
05:20
we have a four-letter genetic code -- A, C, G and T.
108
302000
3000
we hebben een vierletterige genetische code: A, C, G en T.
05:23
Triplets of those letters
109
305000
3000
Trio's van die letters
05:26
code for roughly 20 amino acids,
110
308000
2000
coderen voor ruwweg 20 aminozuren --
05:28
such that there's a single letter designation
111
310000
3000
dat er een eenletterige aanduiding is
05:31
for each of the amino acids.
112
313000
2000
voor elk aminozuur.
05:33
So we can use the genetic code to write out words,
113
315000
3000
We kunnen dus de genetische code gebruiken om woorden te schrijven,
05:36
sentences, thoughts.
114
318000
2000
zinnen, gedachten.
05:39
Initially, all we did was autograph it.
115
321000
2000
Aanvankelijk signeerden we 'm alleen maar.
05:41
Some people were disappointed there was not poetry.
116
323000
3000
Sommigen waren teleurgesteld dat er geen gedichten waren.
05:44
We designed these pieces so
117
326000
2000
We hebben deze stukjes zo ontworpen
05:46
we can just chew back with enzymes;
118
328000
3000
dat we ze kunnen opeten met enzymen.
05:50
there are enzymes that repair them and put them together.
119
332000
3000
Er zijn enzymen die ze repareren en in elkaar zetten.
05:53
And we started making pieces,
120
335000
2000
En we begonnen stukjes te maken,
05:55
starting with pieces that were 5,000 to 7,000 letters,
121
337000
4000
te beginnen met stukjes die vijf tot 7.000 letters lang waren,
05:59
put those together to make 24,000-letter pieces,
122
341000
4000
pas die aan elkaar en je hebt stukken van 24.000 letter,
06:03
then put sets of those going up to 72,000.
123
345000
4000
neem dan sets daarvan, tot aan 72.000.
06:07
At each stage, we grew up these pieces in abundance
124
349000
2000
In elk stadium kweekten we een overvloed van deze stukken
06:09
so we could sequence them
125
351000
2000
zodat we ze konden sequencen
06:11
because we're trying to create a process that's extremely robust
126
353000
3000
omdat we een proces willen creëren dat zeer robuust is --
06:14
that you can see in a minute.
127
356000
3000
dat zullen jullie straks zien.
06:17
We're trying to get to the point of automation.
128
359000
3000
We proberen het punt van automatisering te bereiken.
06:20
So, this looks like a basketball playoff.
129
362000
2000
Dit ziet er dus uit als een basketbalfinale.
06:22
When we get into these really large pieces
130
364000
2000
Zodra we toe komen aan de echt grote stukken --
06:24
over 100,000 base pairs,
131
366000
4000
meer dan 100.000 baseparen --
06:28
they won't any longer grow readily in E. coli --
132
370000
2000
dan groeien ze niet zo makkelijk meer in E. coli.
06:30
it exhausts all the modern tools of molecular biology --
133
372000
4000
Dat vergt het uiterste van alle moderne gereedschappen van de moleculaire biologie.
06:34
and so we turned to other mechanisms.
134
376000
4000
Daarom gingen we te rade bij andere mechanismen.
06:38
We knew there's a mechanism called homologous recombination
135
380000
3000
We kenden een mechanisme dat 'homologe recombinatie' heet,
06:41
that biology uses to repair DNA
136
383000
3000
dat wordt gebruikt door de biologie om DNA te repareren,
06:44
that can put pieces together.
137
386000
3000
dat stukjes samen kan voegen.
06:47
Here's an example of it:
138
389000
1000
Hier is er een voorbeeld van.
06:48
there's an organism called
139
390000
1000
Er is een organisme genaamd
06:49
Deinococcus radiodurans
140
391000
2000
Deinococcus radiodurans
06:51
that can take three millions rads of radiation.
141
393000
3000
dat drie miljoen rad aan straling aan kan.
06:54
You can see in the top panel, its chromosome just gets blown apart.
142
396000
4000
Dat ziet u in het bovenste paneel, z'n chromosoom knalt gewoon uit elkaar.
06:58
Twelve to 24 hours later, it put it
143
400000
3000
12 ot 24 uur later zette hij het weer
07:01
back together exactly as it was before.
144
403000
2000
in elkaar, precies zoals het eerst was.
07:03
We have thousands of organisms that can do this.
145
405000
3000
Er zijn duizenden organismen die dit kunnen.
07:06
These organisms can be totally desiccated;
146
408000
2000
Deze organismen kunnen volledig opgedroogd zijn.
07:08
they can live in a vacuum.
147
410000
2000
Ze kunnen in een vacuüm leven.
07:11
I am absolutely certain that life can exist in outer space,
148
413000
3000
Ik weet absoluut zeker dat er leven in de ruimte kan bestaan,
07:14
move around, find a new aqueous environment.
149
416000
3000
dat zich kan voortbewegen, een nieuw aquatisch milieu kan vinden.
07:17
In fact, NASA has shown a lot of this is out there.
150
419000
4000
NASA heeft trouwens laten zien dat er hier veel van is, daar buiten.
07:21
Here's an actual micrograph of the molecule we built
151
423000
4000
Hier is een daadwerkelijke microfoto van het molecuul dat we hebben gemaakt
07:25
using these processes, actually just using yeast mechanisms
152
427000
4000
met deze processen -- feitelijk met alleen maar gist-mechanismen
07:29
with the right design of the pieces we put them in;
153
431000
3000
met het juiste ontwerp van de stukjes waar we ze in deden.
07:32
yeast puts them together automatically.
154
434000
3000
Gist zorgt ervoor dat ze automatisch samenvoegen.
07:35
This is not an electron micrograph;
155
437000
2000
Dit is geen electronen-microscoopfoto;
07:37
this is just a regular photomicrograph.
156
439000
2000
dit is een gewone microscoopfoto.
07:39
It's such a large molecule
157
441000
2000
Het is zo'n groot molecuul
07:41
we can see it with a light microscope.
158
443000
3000
dat we het met een lichtmicroscoop kunnen zien.
07:44
These are pictures over about a six-second period.
159
446000
3000
Dit zijn foto's, genomen over een periode van zes seconden.
07:47
So, this is the publication we had just a short while ago.
160
449000
4000
Dit is de publicatie die we onlangs uitbrachten.
07:51
This is over 580,000 letters of genetic code;
161
453000
3000
Dit is meer dan 580.000 letters aan genetische code.
07:54
it's the largest molecule ever made by humans of a defined structure.
162
456000
5000
Het is het grootste molecuul ooit gemaakt door mensen, met een duidelijke structuur.
07:59
It's over 300 million molecular weight.
163
461000
3000
Het molecuulgewicht is meer dan 300 miljoen.
08:02
If we printed it out at a 10 font with no spacing,
164
464000
3000
Als we het zouden afdrukken met een 10-punts letter, zonder spaties,
08:05
it takes 142 pages
165
467000
2000
dan is er 142 pagina's nodig
08:07
just to print this genetic code.
166
469000
4000
alleen maar om de genetische code af te drukken.
08:11
Well, how do we boot up a chromosome? How do we activate this?
167
473000
3000
Goed, hoe starten we een chromosoom op? Hoe activeren we het?
08:14
Obviously, with a virus it's pretty simple;
168
476000
3000
Met een virus is het duidelijk nogal makkelijk.
08:17
it's much more complicated dealing with bacteria.
169
479000
3000
Met een bacterie is het veel ingewikkelder.
08:20
It's also simpler when you go
170
482000
2000
Het is ook simpeler als je je begeeft
08:22
into eukaryotes like ourselves:
171
484000
2000
onder eukaryoten, zoals wij:
08:24
you can just pop out the nucleus
172
486000
2000
je wipt er gewoon de celkern uit
08:26
and pop in another one,
173
488000
2000
en doet er een andere in,
08:28
and that's what you've all heard about with cloning.
174
490000
3000
en dat is wat jullie kennen als het klonen.
08:31
With bacteria and Archaea, the chromosome is integrated into the cell,
175
493000
4000
Bij de bacteriesoorten is het chromosoom geïntegreerd in de cel,
08:35
but we recently showed that we can do a complete transplant
176
497000
4000
maar we hebben onlangs laten zien dat we een volledige transplantatie
08:39
of a chromosome from one cell to another
177
501000
2000
van een chromosoom kunnen uitvoeren van een cel naar een ander,
08:41
and activate it.
178
503000
3000
en het kunnen activeren.
08:44
We purified a chromosome from one microbial species --
179
506000
4000
We hebben een chromosoom gezuiverd van een microbensoort.
08:48
roughly, these two are as distant as human and mice --
180
510000
3000
Deze zijn ongeveer zo ver van elkaar verwijderd als mensen en muizen.
08:51
we added a few extra genes
181
513000
2000
We voegden wat extra genen toe
08:53
so we could select for this chromosome,
182
515000
2000
zodat we voor dit chromosoom konden selecteren.
08:55
we digested it with enzymes
183
517000
2000
We hebben het verteerd met enzymen
08:57
to kill all the proteins,
184
519000
2000
om alle eiwitten stuk te maken.
08:59
and it was pretty stunning when we put this in the cell --
185
521000
3000
Het was vrij sensationeel toen we dit in de cel stopten --
09:02
and you'll appreciate
186
524000
2000
en jullie zullen de zeer geavanceerde
09:04
our very sophisticated graphics here.
187
526000
3000
grafische beelden hier wel kunnen waarderen --
09:07
The new chromosome went into the cell.
188
529000
3000
het nieuwe chromosoom ging in de cel.
09:10
In fact, we thought this might be as far as it went,
189
532000
2000
We dachten zelfs dat hij maar tot zover zou komen,
09:12
but we tried to design the process a little bit further.
190
534000
3000
maar we probeerden het proces wat verder uit te ontwikkelen.
09:15
This is a major mechanism of evolution right here.
191
537000
3000
Dit hier is een essentieel evolutiemechanisme.
09:18
We find all kinds of species
192
540000
2000
We ontdekken allerlei soorten
09:20
that have taken up a second chromosome
193
542000
2000
die een tweede chromosoom hebben opgenomen
09:22
or a third one from somewhere,
194
544000
2000
of een derde ergens vandaan,
09:24
adding thousands of new traits
195
546000
2000
waarmee ze duizenden eigenschappen
09:26
in a second to that species.
196
548000
2000
in één keer toevoegen aan de soort.
09:28
So, people who think of evolution
197
550000
2000
Mensen die zich evolutie voorstellen
09:30
as just one gene changing at a time
198
552000
2000
alsof er één gen tegelijk verandert
09:32
have missed much of biology.
199
554000
3000
hebben niet veel biologie meegekregen.
09:35
There are enzymes called restriction enzymes
200
557000
2000
Er zijn enzymen die restrictie-enzymen worden genoemd
09:37
that actually digest DNA.
201
559000
2000
die werkelijk DNA verteren.
09:39
The chromosome that was in the cell
202
561000
2000
Het chromosoom dat in de cel was
09:41
doesn't have one;
203
563000
2000
heeft er niet een.
09:43
the chromosome we put in does.
204
565000
2000
De cel -- het chromosoom dat we erin stopten -- wel.
09:45
It got expressed and it recognized
205
567000
2000
Het werd uitgedrukt, en het herkende
09:47
the other chromosome as foreign material,
206
569000
3000
het andere chromosoom als vreemd materiaal,
09:50
chewed it up, and so we ended up
207
572000
2000
at het op, en daarom hadden we uiteindelijk
09:52
just with a cell with the new chromosome.
208
574000
4000
alleen de cel met het nieuwe chromosoom.
09:56
It turned blue because of the genes we put in it.
209
578000
3000
Hij werd blauw vanwege de genen die we erin hadden gestopt.
09:59
And with a very short period of time,
210
581000
2000
En in zeer korte tijd
10:01
all the characteristics of one species were lost
211
583000
3000
verdwenen alle karakteristieken van de ene soort,
10:04
and it converted totally into the new species
212
586000
3000
en veranderde hij compleet in de nieuwe soort,
10:07
based on the new software that we put in the cell.
213
589000
3000
gebaseerd op de nieuwe software die we in de cel hadden gestopt.
10:10
All the proteins changed,
214
592000
2000
Alle eiwitten veranderden,
10:12
the membranes changed;
215
594000
2000
de membranen veranderden --
10:14
when we read the genetic code, it's exactly what we had transferred in.
216
596000
4000
toen we de genetische code aflazen, was het precies waarin het was veranderd.
10:18
So, this may sound like genomic alchemy,
217
600000
3000
Dit mag dan klinken als genomische-alchemie,
10:21
but we can, by moving the software of DNA around,
218
603000
4000
maar we zijn in staat, door het veranderen van de software DNA,
10:25
change things quite dramatically.
219
607000
4000
om dingen fundamenteel te veranderen.
10:29
Now I've argued, this is not genesis;
220
611000
2000
Goed, ik heb al eerder betoogd dat dit geen schepping is --
10:31
this is building on three and a half billion years of evolution.
221
613000
4000
dit is voortborduren op 3,5 miljard jaar evolutie,
10:36
And I've argued that we're about to perhaps
222
618000
2000
en ik heb betoogd dat we misschien bijna
10:38
create a new version of the Cambrian explosion,
223
620000
3000
een nieuwe versie van de Cambrische explosie maken
10:41
where there's massive new speciation
224
623000
3000
waar er op grote schaal nieuwe soorten ontstaan,
10:45
based on this digital design.
225
627000
2000
gebaseerd op dit digitale ontwerp.
10:47
Why do this?
226
629000
2000
Waarom zou je dit doen?
10:49
I think this is pretty obvious in terms of some of the needs.
227
631000
2000
Volgens mij is het vrij duidelijk als je kijkt naar wat er nodig is.
10:51
We're about to go from six and a half
228
633000
2000
We gaan binnenkort van zes-en-een-half
10:53
to nine billion people over the next 40 years.
229
635000
3000
naar 9 miljard mensen, gedurende de komende 40 jaar.
10:56
To put it in context for myself:
230
638000
2000
Om het in mijn context te plaatsen:
10:58
I was born in 1946.
231
640000
2000
Ik ben geboren in 1946.
11:00
There are now three people on the planet
232
642000
2000
Er zijn nu drie mensen op deze planeet...
11:02
for every one of us that existed in 1946;
233
644000
4000
voor elk van ons die in leefde in 1946;
11:06
within 40 years, there'll be four.
234
648000
3000
binnen 40 jaar zullen dat er vier zijn.
11:09
We have trouble feeding, providing fresh, clean water,
235
651000
3000
We hebben moeite met voeding, met het verzorgen van schoon water,
11:12
medicines, fuel
236
654000
2000
medicijnen, brandstof
11:14
for the six and a half billion.
237
656000
3000
voor de zes-en-een-half miljard.
11:17
It's going to be a stretch to do it for nine.
238
659000
2000
Dat wordt lastig om dat voor negen te doen.
11:19
We use over five billion tons of coal,
239
661000
3000
We gebruiken 5 miljard ton kolen,
11:22
30 billion-plus barrels of oil --
240
664000
3000
meer dan 30 miljard vaten olie.
11:25
that's a hundred million barrels a day.
241
667000
4000
Dat is 100 miloen vaten per dag.
11:29
When we try to think of biological processes
242
671000
2000
Wanneer we biologische processen in ogenschouw nemen
11:31
or any process to replace that,
243
673000
3000
of welk proces dan ook om dat te vervangen;
11:34
it's going to be a huge challenge.
244
676000
2000
dan gaat dat een enorme uitdaging worden.
11:36
Then of course, there's all that
245
678000
2000
Dan is er natuurlijk al die
11:38
CO2 from this material
246
680000
2000
kooldioxide van de stof
11:40
that ends up in the atmosphere.
247
682000
3000
die in de atmosfeer terecht komt.
11:43
We now, from our discovery around the world,
248
685000
2000
Door al onze wereldwijde ontdekkingen hebben we nu
11:45
have a database with about 20 million genes,
249
687000
4000
een database met ongeveer 20 miljoen genen,
11:49
and I like to think of these as the design components of the future.
250
691000
4000
en die zou ik graag zien als de ontwerpcomponenten voor de toekomst.
11:53
The electronics industry only had a dozen or so components,
251
695000
3000
De electronicaindustrie had maar een dozijn verschillende componenten,
11:56
and look at the diversity that came out of that.
252
698000
4000
en kijk naar de diversiteit die daar uit is voortgekomen.
12:00
We're limited here primarily
253
702000
2000
We zijn voornamelijk beperkt
12:02
by a biological reality
254
704000
2000
door een biologische realiteit
12:04
and our imagination.
255
706000
2000
en onze verbeelding.
12:07
We now have techniques,
256
709000
2000
We hebben nu technieken
12:09
because of these rapid methods of synthesis,
257
711000
3000
dankzij snelle synthesemethoden
12:12
to do what we're calling combinatorial genomics.
258
714000
4000
om zogenaamde 'combinatie-genomics' te doen.
12:16
We have the ability now to build a large robot
259
718000
3000
We hebben nu de mogelijkheid om een grote robot te bouwen
12:19
that can make a million chromosomes a day.
260
721000
3000
die een miljoen chromosomen per dag kan maken.
12:23
When you think of processing these 20 million different genes
261
725000
3000
Als je aan de verwerking van 20 miljoen verschillende genen denkt,
12:26
or trying to optimize processes
262
728000
2000
of probeert processen te optimaliseren
12:28
to produce octane or to produce pharmaceuticals,
263
730000
3000
om octaan te maken of medicijnen te produceren,
12:31
new vaccines,
264
733000
3000
nieuwe vaccins,
12:34
we can just with a small team,
265
736000
3000
dan kunnen we met een klein team veranderen,
12:37
do more molecular biology
266
739000
2000
kunnen we meer moleculaire biologie doen
12:39
than the last 20 years of all science.
267
741000
3000
dan in de laatste 20 jaar van de wetenschap.
12:42
And it's just standard selection:
268
744000
2000
En het is alleen maar standaard selectie.
12:44
we can select for viability,
269
746000
2000
We kunnen selecteren voor levensvatbaarheid,
12:46
chemical or fuel production,
270
748000
2000
chemische of brandstofproductie,
12:48
vaccine production, etc.
271
750000
2000
vaccinproductie, enzovoorts.
12:50
This is a screen snapshot
272
752000
3000
Dit is een schermafbeelding
12:53
of some true design software
273
755000
3000
van wat echte ontwerpsoftware
12:56
that we're working on to actually be able to sit down
274
758000
3000
waar we aan werken, zodat je echt aan de gang kunt gaan
12:59
and design species in the computer.
275
761000
3000
en een nieuwe soort op de computer kunt ontwerpen.
13:03
You know, we don't know necessarily what it'll look like:
276
765000
3000
We weten niet persé hoe het er uit zal zien.
13:06
we know exactly what their genetic code looks like.
277
768000
3000
We weten precies hoe hun genetische code er uit ziet.
13:09
We're focusing on now fourth-generation fuels.
278
771000
5000
We richten ons nu op vierde generatie brandstoffen.
13:15
You've seen recently, corn to ethanol
279
777000
2000
Onlangs hebben jullie graan tot ethanol gezien,
13:17
is just a bad experiment.
280
779000
2000
gewoon een slecht experiment.
13:19
We have second- and third-generation fuels
281
781000
2000
We hebben tweede en derde generatie brandstoffen
13:21
that will be coming out relatively soon
282
783000
3000
die binnenkort zullen uit komen
13:24
that are sugar, to much higher-value fuels
283
786000
3000
zoals suiker, tot meer hoogwaardiger brandstoffen
13:27
like octane or different types of butanol.
284
789000
3000
zoals octaan of verschillende soorten butanol.
13:30
But the only way we think that biology
285
792000
3000
Maar de enige manier dat we denken dat biologie
13:33
can have a major impact without
286
795000
2000
grote invloed kan hebben zonder
13:36
further increasing the cost of food and limiting its availability
287
798000
3000
de voedselprijs hoger te maken en de beschikbaarheid te verlagen
13:39
is if we start with CO2 as its feedstock,
288
801000
3000
is als we beginnen met CO2 als zijn voedselvoorraad,
13:42
and so we're working with designing cells to go down this road.
289
804000
4000
en daarom zijn we bezig cellen te ontwerpen die het op die manier doen,
13:47
And we think we'll have the first fourth-generation fuels
290
809000
3000
en we denken dat we de eerste vierde generatie brandstoffen
13:50
in about 18 months.
291
812000
2000
binnen ongeveer 18 maanden te hebben.
13:52
Sunlight and CO2 is one method ...
292
814000
2000
Zonlicht en CO2 is één methode --
13:54
(Applause)
293
816000
5000
(Applaus)
13:59
but in our discovery around the world,
294
821000
2000
-- maar door onze wereldwijde ontdekkingstocht,
14:01
we have all kinds of other methods.
295
823000
2000
hebben we allerlei andere methoden.
14:03
This is an organism we described in 1996.
296
825000
4000
Dit is een organisme dat we hebben beschreven in 1996.
14:07
It lives in the deep ocean,
297
829000
2000
Het leeft in de diepzee,
14:09
about a mile and a half deep,
298
831000
2000
ongeveer 2,5 kilometer diep,
14:11
almost at boiling-water temperatures.
299
833000
2000
bij kokend hete temperaturen.
14:13
It takes CO2 to methane
300
835000
3000
Het maakt methaan van CO2
14:16
using molecular hydrogen as its energy source.
301
838000
3000
met behulp van moleculair waterstof als energiebron.
14:19
We're looking to see if we can take
302
841000
2000
We zijn aan het kijken of we
14:21
captured CO2,
303
843000
2000
vast CO2 kunnen nemen,
14:23
which can easily be piped to sites,
304
845000
2000
wat gemakkelijk via pijpen vervoerd kan worden naar fabrieken,
14:25
convert that CO2 back into fuel
305
847000
3000
waar die CO2 wordt teruggevormd naar brandstof,
14:28
to drive this process.
306
850000
3000
om dit proces aan te sturen.
14:31
So, in a short period of time,
307
853000
2000
Dus in een kort tijdsbestek
14:33
we think that we might be able to increase
308
855000
4000
denken we dat we in staat zijn uit te breiden
14:37
what the basic question is of "What is life?"
309
859000
3000
op de basale vraag: "Wat is leven?"
14:40
We truly, you know,
310
862000
2000
We hebben werkelijk, weet u --
14:42
have modest goals
311
864000
2000
hebben de bescheiden doelen
14:44
of replacing the whole petrol-chemical industry --
312
866000
3000
de petrochemische industrie te vervangen.
14:47
(Laughter) (Applause)
313
869000
3000
(Gelach) (Applaus)
14:50
Yeah. If you can't do that at TED, where can you? --
314
872000
3000
Ja. Als je dit niet bij TED kunt doen, waar dan wel?
14:53
(Laughter)
315
875000
2000
(Gelach)
14:55
become a major source of energy ...
316
877000
2000
Een belangrijke energiebron worden.
14:57
But also, we're now working on using these same tools
317
879000
3000
Maar we werken nu ook aan het gebruiken van deze werktuigen
15:00
to come up with instant sets of vaccines.
318
882000
3000
om snelle series vaccins te bedenken.
15:03
You've seen this year with flu;
319
885000
2000
Dit jaar was er de griep,
15:05
we're always a year behind and a dollar short
320
887000
3000
we lopen altijd net iets achter de feiten aan
15:08
when it comes to the right vaccine.
321
890000
2000
als het aankomt op het juiste vaccin.
15:10
I think that can be changed
322
892000
2000
Ik denk dat dat kan veranderen
15:12
by building combinatorial vaccines in advance.
323
894000
3000
door van tevoren gecombineerde vaccins te maken.
15:16
Here's what the future may begin to look like
324
898000
3000
Hier zie je hoe de toekomst eruit kan gaan zien
15:19
with changing, now, the evolutionary tree,
325
901000
4000
doordat de evolutieboom nu gaat veranderen,
15:23
speeding up evolution
326
905000
2000
het versnellen van evolutie
15:25
with synthetic bacteria, Archaea
327
907000
3000
met synthetische bacteriën, archea,
15:28
and, eventually, eukaryotes.
328
910000
3000
en uiteindelijk eukaryota.
15:32
We're a ways away from improving people:
329
914000
2000
We zijn nog ver verwijderd van het verbeteren van mensen.
15:34
our goal is just to make sure that we have a chance
330
916000
3000
Ons doel is zeker te stellen dat we een kans maken
15:37
to survive long enough to maybe do that. Thank you very much.
331
919000
3000
om lang genoeg te overleven om dat wellicht te doen. Dank u wel.
15:40
(Applause)
332
922000
7000
(Applaus)
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