TEDGlobal 2011
Lee Cronin: Making matter come alive
Lee Cronin: Fazendo matéria ganhar vida
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Antes de existir vida na Terra, existia apenas matéria, "coisa" inorgânica morta. Quão improvável foi o surgimento da vida? E -- poderia ter sido usado um tipo diferente de química? Usando uma definição elegante da vida (qualquer coisa pode evoluir), o químico Lee Cronin está explorando esta questão sobre a tentativa de se criar células inteiramente inorgânicas usando um "kit Lego" de moléculas inorgânicas -- sem carbono -- que podem se juntar, replicar e competir.
Lee Cronin - Chemist
A professor of chemistry, nanoscience and chemical complexity, Lee Cronin and his research group investigate how chemistry can revolutionize modern technology and even create life. Full bio
A professor of chemistry, nanoscience and chemical complexity, Lee Cronin and his research group investigate how chemistry can revolutionize modern technology and even create life. Full bio
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What I'm going to try and do in the next 15 minutes or so
0
0
3000
O que irei tentar fazer nos próximos 15 minutos
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is tell you about an idea
1
3000
2000
é contar a vocês sobre uma ideia
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of how we're going to make matter come alive.
2
5000
3000
de como tentaremos fazer matéria ganhar vida.
00:23
Now this may seem a bit ambitious,
3
8000
2000
Isso pode soar um pouco ambicioso,
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but when you look at yourself, you look at your hands,
4
10000
2000
mas quando você olha para si mesmo, olha para suas mãos,
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you realize that you're alive.
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2000
você percebe que está vivo.
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So this is a start.
6
14000
2000
Então este é um começo.
00:31
Now this quest started four billion years ago on planet Earth.
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16000
3000
Agora, essa busca começou há 4 bilhões de anos no planeta Terra.
00:34
There's been four billion years
8
19000
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Houve 4 bilhões de anos
00:36
of organic, biological life.
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21000
2000
vida biológica, orgânica.
00:38
And as an inorganic chemist,
10
23000
2000
E como um químico inorgânico,
00:40
my friends and colleagues make this distinction
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25000
2000
meus amigos e colegas fazem essa distinção
00:42
between the organic, living world
12
27000
3000
entre orgânico, mundo vivo
00:45
and the inorganic, dead world.
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30000
2000
e o inorgânico, mundo morto.
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And what I'm going to try and do is plant some ideas
14
32000
3000
E o que irei tentar fazer é plantar algumas ideias
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about how we can transform inorganic, dead matter
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35000
4000
sobre como podemos transformar matéria morta, inorgânica
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into living matter, into inorganic biology.
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39000
3000
em matéria viva, em biologia inorgânica.
00:57
Before we do that,
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42000
2000
Então, antes de fazermos isso,
00:59
I want to kind of put biology in its place.
18
44000
3000
eu gostaria de gentilmente colocar a biologia em seu lugar.
01:02
And I'm absolutely enthralled by biology.
19
47000
2000
E eu sou absolutamente fascinado pela biologia.
01:04
I love to do synthetic biology.
20
49000
2000
Eu adoro fazer biologia sintética.
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I love things that are alive.
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51000
2000
Eu adoro coisas vivas.
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I love manipulating the infrastructure of biology.
22
53000
2000
Eu adoro manipular a infraestrutura da biologia.
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But within that infrastructure,
23
55000
2000
Mas com essa infraestrutura,
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we have to remember
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57000
2000
temos que lembrar
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that the driving force of biology
25
59000
2000
que a força motriz da biologia
01:16
is really coming from evolution.
26
61000
2000
vem realmente da evolução.
01:18
And evolution,
27
63000
2000
E evolução,
01:20
although it was established well over 100 years ago by Charles Darwin
28
65000
3000
apesar de ter sido estabelecida há mais de 100 anos atrás por Charles Darwin
01:23
and a vast number of other people,
29
68000
2000
e um vasto número de outras pessoas,
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evolution still is a little bit intangible.
30
70000
3000
evolução ainda é um pouco intagível.
01:28
And when I talk about Darwinian evolution,
31
73000
2000
E quando eu falo sobre a evolução Darwiniana,
01:30
I mean one thing and one thing only,
32
75000
2000
eu me refiro a uma coisa e apenas uma coisa,
01:32
and that is survival of the fittest.
33
77000
2000
e está é a sobrevivência do mais apto.
01:34
And so forget about evolution
34
79000
2000
Então esqueça sobre a evolução
01:36
in a kind of metaphysical way.
35
81000
2000
de uma forma meio que metafísica.
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Think about evolution
36
83000
2000
Pense sobre evolução
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in terms of offspring competing,
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85000
2000
em termos de competição de descendentes,
01:42
and some winning.
38
87000
2000
e alguns ganhando.
01:44
So bearing that in mind,
39
89000
2000
Então tendo isso em mente,
01:46
as a chemist, I wanted to ask myself
40
91000
2000
enquanto químico, quero perguntar a mim mesmo
01:48
the question frustrated by biology:
41
93000
2000
a questão frustrada pela biologia:
01:50
What is the minimal unit of matter
42
95000
3000
Qual é a menor unidade de matéria
01:53
that can undergo Darwinian evolution?
43
98000
3000
que pode sofrer a evolução Darwiniana?
01:56
And this seems quite a profound question.
44
101000
2000
E esta parecer ser uma questão bem profunda.
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And as a chemist,
45
103000
2000
E como um químico,
02:00
we're not used to profound questions every day.
46
105000
2000
não estamos habituados a questões profundas todos os dias.
02:02
So when I thought about it,
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107000
2000
Então quando pensei sobre isso,
02:04
then suddenly I realized
48
109000
2000
percebi de repente
02:06
that biology gave us the answer.
49
111000
2000
que a biologia nos deu a resposta.
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And in fact, the smallest unit of matter
50
113000
2000
e na verdade, a menor unidade da matéria
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that can evolve independently
51
115000
2000
que pode evoluir independemente
02:12
is, in fact, a single cell --
52
117000
2000
é, na verdade, uma única célula --
02:14
a bacteria.
53
119000
2000
a bactéria.
02:16
So this raises three really important questions:
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121000
3000
Então isto levanta 3 importantes questões:
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What is life?
55
124000
2000
O que é a vida?
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Is biology special?
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126000
2000
A biologia é especial?
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Biologists seem to think so.
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128000
2000
Biólogos parecem acreditar que sim.
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Is matter evolvable?
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130000
2000
A matéria evolui?
02:27
Now if we answer those questions in reverse order,
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132000
3000
Agora se respondermos essas questões na ordem inversa,
02:30
the third question -- is matter evolvable? --
60
135000
2000
a terceira questão -- a matéria evolui? --
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if we can answer that,
61
137000
2000
se conseguirmos responder isto,
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then we're going to know how special biology is,
62
139000
2000
então saberemos quão especial a biologia é,
02:36
and maybe, just maybe,
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141000
2000
e talvez, apenas talvez,
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we'll have some idea of what life really is.
64
143000
3000
teremos uma ideia do que a vida realmente é.
02:41
So here's some inorganic life.
65
146000
2000
Então aqui está a vida inorgânica.
02:43
This is a dead crystal,
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148000
2000
Este é um cristal morto,
02:45
and I'm going to do something to it,
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150000
2000
e eu irei fazer algo com ele,
02:47
and it's going to become alive.
68
152000
2000
e ele irá ganhar vida.
02:49
And you can see,
69
154000
2000
E vocês podem ver,
02:51
it's kind of pollinating, germinating, growing.
70
156000
3000
é uma espécie de polinização, germinando, crescendo.
02:54
This is an inorganic tube.
71
159000
2000
Este é um tubo inorgânico.
02:56
And all these crystals here under the microscope
72
161000
2000
E todos esses cristais aqui debaixo do microscópio
02:58
were dead a few minutes ago, and they look alive.
73
163000
2000
estavam mortos alguns minutos atrás, e eles parecem vivos.
03:00
Of course, they're not alive.
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165000
2000
É claro que eles não estão vivos.
03:02
It's a chemistry experiment where I've made a crystal garden.
75
167000
3000
É um experimento químico em que fiz um jardim de cristal.
03:05
But when I saw this, I was really fascinated,
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170000
3000
Mas quando vi isso, eu fiquei realmente fascinado,
03:08
because it seemed lifelike.
77
173000
2000
porque parece ter vida.
03:10
And as I pause for a few seconds, have a look at the screen.
78
175000
3000
E quando paro por alguns segundos, vejam a tela.
03:15
You can see there's architecture growing, filling the void.
79
180000
3000
Você pode ver que tem uma arquitetura crescendo, preenchendo o vazio.
03:18
And this is dead.
80
183000
2000
E isto está morto.
03:20
So I was positive that,
81
185000
2000
Então eu estava certo que,
03:22
if somehow we can make things mimic life,
82
187000
2000
se de alguma forma conseguissemos imitar a vida,
03:24
let's go one step further.
83
189000
2000
iríamos dar um passo adiante.
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Let's see if we can actually make life.
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191000
2000
Vamos ver se realmente conseguimos fazer vida.
03:28
But there's a problem,
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193000
2000
Mas tem um problema,
03:30
because up until maybe a decade ago,
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195000
2000
porque cerca de mais de uma década atrás,
03:32
we were told that life was impossible
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197000
2000
nos disseram que a vida era impossível
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and that we were the most incredible miracle in the universe.
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199000
3000
e que nós éramos o mais incrível milagre do universo.
03:37
In fact, we were the only people
89
202000
2000
Na verdade, somos as únicas pessoas
03:39
in the universe.
90
204000
2000
no universo.
03:41
Now, that's a bit boring.
91
206000
2000
Agora, isto é um pouco chato.
03:43
So as a chemist,
92
208000
2000
Então como químico,
03:45
I wanted to say, "Hang on. What is going on here?
93
210000
2000
eu gostaria de dizer, "Espere aí. O que está acontecendo aqui?
03:47
Is life that improbable?"
94
212000
2000
É a vida assim tão improvável?"
03:49
And this is really the question.
95
214000
3000
E está é realmente a questão.
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I think that perhaps the emergence of the first cells
96
217000
3000
Eu penso que talvez o surgimento das primeiras células
03:55
was as probable as the emergence of the stars.
97
220000
3000
foi tão provável quanto o surgimento das estrelas.
03:58
And in fact, let's take that one step further.
98
223000
3000
E na verdade, vamos dar um passo além.
04:01
Let's say
99
226000
2000
Digamos
04:03
that if the physics of fusion
100
228000
2000
que se a física da fusão
04:05
is encoded into the universe,
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230000
2000
está codificada no universo,
04:07
maybe the physics of life is as well.
102
232000
2000
talvez a física da vida também esteja.
04:09
And so the problem with chemists --
103
234000
2000
Então o problema com os químicos --
04:11
and this is a massive advantage as well --
104
236000
2000
e esta é uma grande vantagem também --
04:13
is we like to focus on our elements.
105
238000
2000
é que gostamos de focar em nossos elementos.
04:15
In biology, carbon takes center stage.
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240000
3000
Na biologia, o carbono toma o centro do palco.
04:18
And in a universe where carbon exists
107
243000
2000
E em um universo onde existe carbono
04:20
and organic biology,
108
245000
2000
e biologia orgânica,
04:22
then we have all this wonderful diversity of life.
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247000
3000
então temos toda essa maravilhosa diversidade de vida.
04:25
In fact, we have such amazing lifeforms that we can manipulate.
110
250000
4000
De fato, temos tantas formas de vida impressionantes que podemos manipular.
04:29
We're awfully careful in the lab
111
254000
2000
Somos terrivelmente cuidadosos no laboratório
04:31
to try and avoid various biohazards.
112
256000
2000
para tentar evitar vários riscos biológicos.
04:33
Well what about matter?
113
258000
2000
Bem e sobre a matéria?
04:35
If we can make matter alive, would we have a matterhazard?
114
260000
3000
Se quisermos fazer matéria viva, teremos riscos com a matéria?
04:38
So think, this is a serious question.
115
263000
2000
Então pensem, esta é uma questão séria.
04:40
If your pen could replicate,
116
265000
3000
Se sua caneta pudesse se copiar,
04:43
that would be a bit of a problem.
117
268000
2000
isso poderia ser um pequeno problema.
04:45
So we have to think differently
118
270000
2000
Então temos de pensar diferentemente
04:47
if we're going to make stuff come alive.
119
272000
2000
se formos fazer coisas ganharem vida.
04:49
And we also have to be aware of the issues.
120
274000
2000
E também temos que estar atentos aos problemas.
04:51
But before we can make life,
121
276000
2000
Mas antes de fazermos vida,
04:53
let's think for a second
122
278000
2000
vamos pensar por um segundo
04:55
what life really is characterized by.
123
280000
2000
o que realmente caracteriza a vida.
04:57
And forgive the complicated diagram.
124
282000
2000
E esqueçam o diagrama complicado.
04:59
This is just a collection of pathways in the cell.
125
284000
3000
Isto é apenas uma coleção de caminhos na célula.
05:02
And the cell is obviously for us
126
287000
2000
E a célula obviamente para nós
05:04
a fascinating thing.
127
289000
2000
é uma coisa fascinante.
05:06
Synthetic biologists are manipulating it.
128
291000
3000
Biólogos sintéticos estão manipulando-a.
05:09
Chemists are trying to study the molecules to look at disease.
129
294000
3000
Químicos estão tentando estudar moléculas para observar doenças.
05:12
And you have all these pathways going on at the same time.
130
297000
2000
E temos todos esses caminhos acontecendo ao mesmo tempo.
05:14
You have regulation;
131
299000
2000
Você tem regulamentação;
05:16
information is transcribed;
132
301000
2000
informação é transcrita;
05:18
catalysts are made; stuff is happening.
133
303000
2000
catalisadores são feitos; coisas acontecem.
05:20
But what does a cell do?
134
305000
2000
Mas o que a célula faz?
05:22
Well it divides, it competes,
135
307000
2000
Bem ela divide, compete,
05:24
it survives.
136
309000
2000
sobrevive.
05:26
And I think that is where we have to start
137
311000
2000
E eu acredito que aqui é onde devemos começar
05:28
in terms of thinking about
138
313000
2000
em termos de pensar sobre
05:30
building from our ideas in life.
139
315000
2000
a construção de nossas ideias na vida.
05:32
But what else is life characterized by?
140
317000
2000
Mas pelo que mais a vida é caracterizada?
05:34
Well, I like think of it
141
319000
2000
Bem, eu gosto de pensar nisso
05:36
as a flame in a bottle.
142
321000
2000
como uma chama numa garrafa.
05:38
And so what we have here
143
323000
2000
E por isso o que temos aqui
05:40
is a description of single cells
144
325000
2000
é uma descrição de células simples
05:42
replicating, metabolizing,
145
327000
2000
duplicando, metabolizando,
05:44
burning through chemistries.
146
329000
2000
queimando através de químicos.
05:46
And so we have to understand
147
331000
2000
E então temos de entender
05:48
that if we're going to make artificial life or understand the origin of life,
148
333000
3000
que se formos fazer vida artificial ou entender a origem da vida,
05:51
we need to power it somehow.
149
336000
2000
precisamos prover energia de alguma forma.
05:53
So before we can really start to make life,
150
338000
3000
Assim antes de realmente começarmos a fazer vida,
05:56
we have to really think about where it came from.
151
341000
2000
temos de pensar de onde ela realmente veio.
05:58
And Darwin himself mused in a letter to a colleague
152
343000
2000
E Darwin mesmo ponderou isto numa carta a um colega
06:00
that he thought that life probably emerged
153
345000
2000
e ele pensava que a vida provavelmente surgiu
06:02
in some warm little pond somewhere --
154
347000
3000
em algum pequeno lago aquecido em algum lugar --
06:05
maybe not in Scotland, maybe in Africa,
155
350000
2000
talvez na Escócia, talvez na África,
06:07
maybe somewhere else.
156
352000
2000
talvez em outro lugar.
06:09
But the real honest answer is, we just don't know,
157
354000
3000
Mas a verdadeira e honesta resposta é: nós não sabemos,
06:12
because there is a problem with the origin.
158
357000
3000
porque existe um problema com a origem.
06:15
Imagine way back, four and a half billion years ago,
159
360000
3000
Imaginem há 4 e meio bilhões de anos,
06:18
there is a vast chemical soup of stuff.
160
363000
2000
existe uma vasta sopa química de coisas.
06:20
And from this stuff we came.
161
365000
2000
E desta coisa nós surgimos.
06:22
So when you think about the improbable nature
162
367000
3000
Então quando pensamos sobre a improbabilidade da natureza
06:25
of what I'm going to tell you in the next few minutes,
163
370000
2000
daquilo que irei contar-lhes em alguns minutos,
06:27
just remember,
164
372000
2000
apenas lembrem-se,
06:29
we came from stuff on planet Earth.
165
374000
2000
nós viemos de coisas no planeta Terra.
06:31
And we went through a variety of worlds.
166
376000
3000
E passamos por uma variedade de mundos.
06:34
The RNA people would talk about the RNA world.
167
379000
3000
As pessoas do RNA falam sobre o mundo do RNA.
06:37
We somehow got to proteins and DNA.
168
382000
2000
Nós de certa forma chegamos a proteínas e DNA.
06:39
We then got to the last ancestor.
169
384000
2000
Chegamos então ao último ancestral.
06:41
Evolution kicked in -- and that's the cool bit.
170
386000
3000
O pontapé da evolução -- e essa é a parte legal.
06:44
And here we are.
171
389000
2000
E aqui estamos.
06:46
But there's a roadblock that you can't get past.
172
391000
3000
Mas existe um obstáculo que não podemos passar.
06:49
You can decode the genome, you can look back,
173
394000
3000
Você pode decodificar o genoma, você pode olhar para trás,
06:52
you can link us all together by a mitochondrial DNA,
174
397000
3000
você pode ligar todos nós através de um DNA mitocondrial,
06:55
but we can't get further than the last ancestor,
175
400000
3000
mas não conseguimos ir além do último ancestral,
06:58
the last visible cell
176
403000
2000
a última célula visível
07:00
that we could sequence or think back in history.
177
405000
3000
com a qual poderíamos sequenciar ou pensar a história anterior.
07:03
So we don't know how we got here.
178
408000
3000
Então nós não sabemos com chegamos aqui.
07:06
So there are two options:
179
411000
2000
Então temos 2 opções:
07:08
intelligent design, direct and indirect --
180
413000
2000
design inteligente, direto e indireto --
07:10
so God,
181
415000
2000
portanto Deus,
07:12
or my friend.
182
417000
3000
ou meu amigo.
07:15
Now talking about E.T. putting us there, or some other life,
183
420000
3000
Agora falando sobre E.T.s nos colocando aqui, ou outra vida,
07:18
just pushes the problem further on.
184
423000
3000
apenas empurra o problema para frente.
07:21
I'm not a politician, I'm a scientist.
185
426000
3000
Não sou político, sou cientista.
07:24
The other thing we need to think about
186
429000
2000
A outra coisa que precisamos pensar
07:26
is the emergence of chemical complexity.
187
431000
2000
é o surgimento da complexidade química.
07:28
This seems most likely.
188
433000
2000
Isto parece mais provável.
07:30
So we have some kind of primordial soup.
189
435000
2000
Então temos um tipo de sopa primordial.
07:32
And this one happens to be
190
437000
2000
E esta parece ser
07:34
a good source of all 20 amino acids.
191
439000
2000
uma boa fonte de todos os 20 aminoácidos.
07:36
And somehow
192
441000
2000
E de alguma forma
07:38
these amino acids are combined,
193
443000
2000
esse aminoácidos são combinados.
07:40
and life begins.
194
445000
2000
e a vida começa.
07:42
But life begins, what does that mean?
195
447000
2000
Mas a vida começa, o que isso quer dizer?
07:44
What is life? What is this stuff of life?
196
449000
3000
O que é a vida? O que é essa coisa da vida?
07:47
So in the 1950s,
197
452000
2000
Então na década de 1950,
07:49
Miller-Urey did their fantastic chemical Frankenstein experiment,
198
454000
5000
Miller-Urey fizeram um fantástico Frankestein de experimento químico,
07:54
where they did the equivalent in the chemical world.
199
459000
2000
no qual fizeram o equivalente no mundo químico.
07:56
They took the basic ingredients, put them in a single jar
200
461000
3000
Eles pegaram os ingredientes básicos, o colocaram em uma jarra
07:59
and ignited them
201
464000
2000
e acenderam eles
08:01
and put a lot of voltage through.
202
466000
2000
e passaram muita voltagem.
08:03
And they had a look at what was in the soup,
203
468000
2000
E eles olharam o que tinha na sopa,
08:05
and they found amino acids,
204
470000
3000
e descobriram aminoácidos,
08:08
but nothing came out, there was no cell.
205
473000
2000
mas nada surgiu, não havia célula.
08:10
So the whole area's been stuck for a while,
206
475000
3000
Então toda área ficou emperrada por um tempo,
08:13
and it got reignited in the '80s
207
478000
3000
e foi novamente iniciada nos anos 80
08:16
when analytical technologies and computer technologies were coming on.
208
481000
3000
quando a tecnologia analítica e a tecnologia do computador estavam surgindo.
08:19
In my own laboratory,
209
484000
2000
Em meu próprio laboratório,
08:21
the way we're trying to create inorganic life
210
486000
3000
a forma como estamos tentando criar vida inorgância
08:24
is by using many different reaction formats.
211
489000
2000
é usando muitos formatos de reações diferentes.
08:26
So what we're trying to do is do reactions --
212
491000
2000
Então o que estamos tentando fazer são reações --
08:28
not in one flask, but in tens of flasks,
213
493000
2000
não em um frasco, mas em dezenas de frascos,
08:30
and connect them together,
214
495000
2000
e conectando-os juntos,
08:32
as you can see with this flow system, all these pipes.
215
497000
2000
como vocês podem ver neste sistema de fluxos, todos esses canos.
08:34
We can do it microfluidically, we can do it lithographically,
216
499000
3000
Podemos fazer de maneira microfluídica, podemos fazer litograficamente,
08:37
we can do it in a 3D printer,
217
502000
2000
podemos fazer em uma impressora 3D,
08:39
we can do it in droplets for colleagues.
218
504000
2000
podemos fazer em conta-gotas para colegas.
08:41
And the key thing is to have lots of complex chemistry
219
506000
3000
E a chave é ter muita química complexa
08:44
just bubbling away.
220
509000
2000
apenas borbulhando.
08:46
But that's probably going to end in failure,
221
511000
4000
Mas isto provavelmente vai terminar em fracasso,
08:50
so we need to be a bit more focused.
222
515000
2000
então precisamos ser mais focados.
08:52
And the answer, of course, lies with mice.
223
517000
2000
E a resposta, é claro, encontra-se com os ratos.
08:54
This is how I remember what I need as a chemist.
224
519000
3000
Isto é como me lembro do que preciso como químico.
08:57
I say, "Well I want molecules."
225
522000
2000
Eu digo, "Bem eu quero moléculas."
08:59
But I need a metabolism, I need some energy.
226
524000
3000
Mas preciso de metabolismo, preciso de alguma energia.
09:02
I need some information, and I need a container.
227
527000
3000
Preciso de alguma informação, preciso de um receptáculo.
09:05
Because if I want evolution,
228
530000
2000
Porque se quero evolução,
09:07
I need containers to compete.
229
532000
2000
Preciso de um receptáculo que compita.
09:09
So if you have a container,
230
534000
2000
Então se você tem um receptáculo,
09:11
it's like getting in your car.
231
536000
2000
é como entrar no seu carro.
09:13
"This is my car,
232
538000
2000
"Este é meu carro,
09:15
and I'm going to drive around and show off my car."
233
540000
2000
e eu vou dirigir por aí e mostrar meu carro."
09:17
And I imagine you have a similar thing
234
542000
2000
E eu imagino que se tem algo similar
09:19
in cellular biology
235
544000
2000
na biologia celular
09:21
with the emergence of life.
236
546000
2000
com o surgimento da vida.
09:23
So these things together give us evolution, perhaps.
237
548000
3000
Então essas coisas juntas nos dão a evolução, talvez.
09:26
And the way to test it in the laboratory
238
551000
2000
E a forma de testar no laboratório
09:28
is to make it minimal.
239
553000
2000
é fazê-lo de forma minimal.
09:30
So what we're going to try and do
240
555000
2000
Então o que iremos tentar e faremos
09:32
is come up with an inorganic Lego kit of molecules.
241
557000
3000
é criar moléculas com um kit Lego inorgânico.
09:35
And so forgive the molecules on the screen,
242
560000
2000
Então perdoe as moléculas na tela,
09:37
but these are a very simple kit.
243
562000
2000
mas este é um kit muito simples.
09:39
There's only maybe three or four different types of building blocks present.
244
564000
2000
Existem apenas 3 ou 4 tipos diferentes de blocos presentes.
09:41
And we can aggregate them together
245
566000
2000
E nós podemos agregá-los
09:43
and make literally thousands and thousands
246
568000
2000
e fazer literalmente milhares e milhares
09:45
of really big nano-molecular molecules
247
570000
3000
de moléculas nano-moleculares realmente grandes
09:48
the same size of DNA and proteins,
248
573000
2000
do mesmo tamanho do DNA e protéinas,
09:50
but there's no carbon in sight.
249
575000
2000
mas não tem carbono a vista.
09:52
Carbon is banned.
250
577000
2000
Carbono é mau.
09:54
And so with this Lego kit,
251
579000
2000
E assim com esse kit Lego,
09:56
we have the diversity required
252
581000
2000
temos a diversidade necessária
09:58
for complex information storage
253
583000
3000
para armazenamento de informações complexas
10:01
without DNA.
254
586000
2000
sem DNA.
10:03
But we need to make some containers.
255
588000
2000
Mas precisamos fazer alguns receptáculos.
10:05
And just a few months ago in my lab,
256
590000
2000
E apenas alguns meses atrás no meu laboratório,
10:07
we were able to take these very same molecules and make cells with them.
257
592000
3000
fomos capazes de pegar essas mesmas moléculas e transformá-las em células.
10:10
And you can see on the screen a cell being made.
258
595000
3000
E você pode ver na tela uma célula sendo feita.
10:13
And we're now going to put some chemistry inside and do some chemistry in this cell.
259
598000
3000
E agora iremos colocar alguma química dentro e fazer química nesta célula.
10:16
And all I wanted to show you
260
601000
2000
E tudo que quero mostrar-lhes
10:18
is we can set up molecules
261
603000
2000
é que podemos montar moléculas
10:20
in membranes, in real cells,
262
605000
2000
em membranas, em células reais,
10:22
and then it sets up a kind of molecular Darwinism,
263
607000
4000
e aí é montados um tipo de Darwinismo molecular,
10:26
a molecular survival of the fittest.
264
611000
2000
a sobrevivência da molécula mais apta.
10:28
And this movie here
265
613000
2000
E este filme aqui
10:30
shows this competition between molecules.
266
615000
2000
mostra essa competição entre as moléculas.
10:32
Molecules are competing for stuff.
267
617000
2000
Moléculas estão competindo por material.
10:34
They're all made of the same stuff,
268
619000
2000
Elas são todas feitas do mesmo material,
10:36
but they want their shape to win.
269
621000
2000
mas elas querem que o seu formato ganhe.
10:38
They want their shape to persist.
270
623000
2000
Elas querem que seu formato persista.
10:40
And that is the key.
271
625000
2000
E esta é a chave.
10:42
If we can somehow encourage these molecules
272
627000
2000
Se nós de alguma forma encorajarmos essas moléculas
10:44
to talk to each other and make the right shapes and compete,
273
629000
3000
a falar umas com as outras e fazer as formas corretas competirem,
10:47
they will start to form cells
274
632000
2000
elas começarão a formar células
10:49
that will replicate and compete.
275
634000
2000
que irão duplicar e competir.
10:51
If we manage to do that,
276
636000
2000
Se conseguirmos fazer isso,
10:53
forget the molecular detail.
277
638000
3000
esqueça o detalhe molecular.
10:56
Let's zoom out to what that could mean.
278
641000
2000
Vamos diminuir o zoom e ver o que isso pode significar.
10:58
So we have this special theory of evolution
279
643000
2000
Então temos essa teoria especial da evolução
11:00
that applies only to organic biology, to us.
280
645000
3000
que se aplica apenas à biologia orgânica, para nós.
11:03
If we could get evolution into the material world,
281
648000
3000
Se pudessemos trazer a evolução para o mundo material,
11:06
then I propose we should have a general theory of evolution.
282
651000
3000
então eu proponho que deveriamos ter uma teoria geral da evolução.
11:09
And that's really worth thinking about.
283
654000
3000
e isto realmente vale a pena ser pensado.
11:12
Does evolution control
284
657000
2000
A evolução controla
11:14
the sophistication of matter in the universe?
285
659000
3000
a sofisticação da matéria no universo?
11:17
Is there some driving force through evolution
286
662000
3000
Existe alguma força motriz através da evolução
11:20
that allows matter to compete?
287
665000
2000
que permita a matéria competir?
11:22
So that means we could then start
288
667000
2000
Então isto significa que poderiamos começar
11:24
to develop different platforms
289
669000
3000
a desenvolver diferentes plataformas
11:27
for exploring this evolution.
290
672000
2000
para explorar essa evolução.
11:29
So you imagine,
291
674000
2000
Então imagine,
11:31
if we're able to create a self-sustaining artificial life form,
292
676000
3000
se formos capazes de criar uma forma de vida artificial auto-sustentável,
11:34
not only will this tell us about the origin of life --
293
679000
3000
isso não apenas nos contará sobre a origem da vida --
11:37
that it's possible that the universe doesn't need carbon to be alive;
294
682000
3000
que é possível que o universo não precise de carbono para viver;
11:40
it can use anything --
295
685000
2000
pode usar qualquer coisa --
11:42
we can then take [it] one step further and develop new technologies,
296
687000
3000
podemos então dar um passo além e desenvolver novas tecnologias,
11:45
because we can then use software control
297
690000
2000
porque podemos então usar controle de softwares
11:47
for evolution to code in.
298
692000
2000
para o código da evolução.
11:49
So imagine we make a little cell.
299
694000
2000
Então imagine que façamos uma célula pequena.
11:51
We want to put it out in the environment,
300
696000
2000
Queremos colocá-la fora no ambiente,
11:53
and we want it to be powered by the Sun.
301
698000
2000
e queremos que ela seja alimentada pelo Sol.
11:55
What we do is we evolve it in a box with a light on.
302
700000
3000
O que fazemos é envolvê-la em uma caixa com a luz ligada.
11:58
And we don't use design anymore. We find what works.
303
703000
3000
E não usamos mais design. Encontramos o que funciona.
12:01
We should take our inspiration from biology.
304
706000
2000
Podemos pegar nossa inspiração da biologia.
12:03
Biology doesn't care about the design
305
708000
2000
Biologia não liga para design
12:05
unless it works.
306
710000
2000
a menos que funcione.
12:07
So this will reorganize
307
712000
2000
Então isso irá reorganizar
12:09
the way we design things.
308
714000
2000
a forma como criamos o design das coisas.
12:11
But not only just that,
309
716000
2000
Mas não apenas isso,
12:13
we will start to think about
310
718000
2000
nós começaremos a pensar sobre
12:15
how we can start to develop a symbiotic relationship with biology.
311
720000
3000
como podemos começar a desenvolver uma relação simbiótica com a biologia.
12:18
Wouldn't it be great
312
723000
2000
Não seria o máximo
12:20
if you could take these artificial biological cells
313
725000
2000
se pudéssemos pegar essas células biológicas artificiais
12:22
and fuse them with biological ones
314
727000
2000
e fundi-las com as biológicas
12:24
to correct problems that we couldn't really deal with?
315
729000
3000
para corrigir problemas que não podemos realmente lidar?
12:27
The real issue in cellular biology
316
732000
2000
A real questão em biologia celular
12:29
is we are never going to understand everything,
317
734000
3000
é que nós nunca vamos entender tudo,
12:32
because it's a multidimensional problem put there by evolution.
318
737000
3000
porque é um problema multidimensional colocado pela evolução.
12:35
Evolution cannot be cut apart.
319
740000
3000
Evolução não pode ser cortada.
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You need to somehow find the fitness function.
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3000
Você precisa de alguma forma encontrar a função de aptidão.
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And the profound realization for me
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2000
e a profunda realização para mim
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is that, if this works,
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748000
2000
é que, se isto funcionar,
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the concept of the selfish gene gets kicked up a level,
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750000
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o conceito egoísta de gene será jogado um nível para cima,
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and we really start talking about selfish matter.
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753000
3000
e nós realmente começamos a falar sobre matéria egoísta.
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And what does that mean in a universe
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2000
E o que isto significa em um universo
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where we are right now the highest form of stuff?
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em que somos agora a mais alta forma de material?
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You're sitting on chairs.
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2000
Vocês estão sentados em cadeiras.
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They're inanimate, they're not alive.
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Elas são inanimadas, não estão vivas.
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But you are made of stuff, and you are using stuff,
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2000
Mas você é feito de material, e você está usando material,
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and you enslave stuff.
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e você está escravizando material.
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So using evolution
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Então usando evolução
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in biology,
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na biologia,
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and in inorganic biology,
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e na biologia inorgânica,
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for me is quite appealing, quite exciting.
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775000
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para mim é muito atraente, bem excitante.
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And we're really becoming very close
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E nós estamos realmente chegando muito perto
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to understanding the key steps
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de entender esses passos chave
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that makes dead stuff come alive.
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que fez coisas mortas ganharem vida.
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And again, when you're thinking about how improbable this is,
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E novamente, quando você pensar sobre o quão improvável isto é,
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remember, five billion years ago,
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lembre-se, 5 bilhões de anos atrás,
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we were not here, and there was no life.
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nós não estávamos aqui, e não havia vida.
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So what will that tell us
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2000
Então o que isso irá nos contar
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about the origin of life and the meaning of life?
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sobre a origem e o sentido da vida?
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But perhaps, for me as a chemist,
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Talvez, para mim enquanto químico,
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I want to keep away from general terms;
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eu quero distância de termos gerais;
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I want to think about specifics.
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Eu quero pensar sobre as especificidades.
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So what does it mean about defining life?
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Então o que isto significa sobre a definição da vida?
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We really struggle to do this.
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2000
Nós realmente lutamos para fazer isto.
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And I think, if we can make inorganic biology,
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2000
E eu penso, se pudermos fazer biologia inorgânica,
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and we can make matter become evolvable,
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e se pudermos fazer matéria evoluir,
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that will in fact define life.
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2000
isto irá de fato definir a vida.
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I propose to you
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2000
Eu proponho para você
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that matter that can evolve is alive,
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que matéria que pode evoluir está viva,
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and this gives us the idea of making evolvable matter.
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820000
3000
e isto nos dá a ideia de fazer matéria evoluir.
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Thank you very much.
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2000
Muito obrigado.
14:00
(Applause)
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825000
7000
(Aplausos)
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Chris Anderson: Just a quick question on timeline.
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4000
Chris Anderson: Apenas uma rápida pergunta sobre linha do tempo.
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You believe you're going to be successful in this project?
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836000
2000
Você acredita que irá ser bem sucedido neste projeto?
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When?
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838000
2000
Quando?
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Lee Cronin: So many people think
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2000
Lee Cronin: Muitas pessoas pensam
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that life took millions of years to kick in.
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842000
2000
que a vida levou milhões de anos para surgir.
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We're proposing to do it in just a few hours,
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3000
Estamos propondo fazer isto em apenas algumas horas,
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once we've set up
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assim que tenhamos estabelecido
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the right chemistry.
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a química certa.
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CA: And when do you think that will happen?
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851000
2000
CA: E quando você acha que isto vai acontecer?
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LC: Hopefully within the next two years.
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853000
3000
LC: Esperançosamente nós próximos 2 anos.
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CA: That would be a big story.
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2000
CA: Isto seria uma grande história.
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(Laughter)
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2000
(Risadas)
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In your own mind, what do you believe the chances are
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2000
Em sua mente, quais você acredita serem as chances
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that walking around on some other planet
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2000
de andando em algum outro planeta
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is non-carbon-based life,
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2000
tenha vida sem carbono
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walking or oozing or something?
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2000
andando ou escorrendo ou algo do tipo?
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LC: I think it's 100 percent.
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2000
LC: Eu penso que de 100%.
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Because the thing is, we are so chauvinistic to biology,
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3000
Porque a questão é, nós somos tão chauvinistas com a biologia,
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if you take away carbon, there's other things that can happen.
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se você tira o carbono, existem outras coisas que podem acontecer.
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So the other thing
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2000
Então a outra coisa
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that if we were able to create life that's not based on carbon,
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2000
que se formos capazes de criar vida que não é baseada em carbono,
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maybe we can tell NASA what really to look for.
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talvez possamos dizer para NASA o que realmente procurar.
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Don't go and look for carbon, go and look for evolvable stuff.
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Não vá procurando por carbono, vá e procure por coisas que evoluem.
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CA: Lee Cronin, good luck. (LC: Thank you very much.)
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885000
2000
CA: Lee Cronin, boa sorte. (LC: Muito obrigado.)
15:02
(Applause)
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2000
(Aplausos)
ABOUT THE SPEAKER
Lee Cronin - ChemistA professor of chemistry, nanoscience and chemical complexity, Lee Cronin and his research group investigate how chemistry can revolutionize modern technology and even create life.
Why you should listen
Lee Cronin's lab at the University of Glasgow does cutting-edge research into how complex chemical systems, created from non-biological building blocks, can have real-world applications with wide impact. At TEDGlobal 2012, Cronin shared some of the lab's latest work: creating a 3D printer for molecules. This device -- which has been prototyped -- can download plans for molecules and print them, in the same way that a 3D printer creates objects. In the future, Cronin says this technology could potentially be used to print medicine -- cheaply and wherever it is needed. As Cronin says: "What Apple did for music, I'd like to do for the discovery and distribution of prescription drugs."
At TEDGlobal 2011, Cronin shared his lab's bold plan to create life. At the moment, bacteria is the minimum unit of life -- the smallest chemical unit that can undergo evolution. But in Cronin's emerging field, he's thinking about forms of life that won't be biological. To explore this, and to try to understand how life itself originated from chemicals, Cronin and others are attempting to create truly artificial life from completely non-biological chemistries that mimic the behavior of natural cells. They call these chemical cells, or Chells.
Cronin's research interests also encompass self-assembly and self-growing structures -- the better to assemble life at nanoscale. At the University of Glasgow, this work on crystal structures is producing a raft of papers from his research group. He says: "Basically one of my longstanding research goals is to understand how life emerged on planet Earth and re-create the process."
Read the papers referenced in his TEDGlobal 2102 talk:
Integrated 3D-printed reactionware for chemical synthesis and analysis, Nature Chemistry
Configurable 3D-Printed millifluidic and microfluidic ‘lab on a chip’ reactionware devices, Lab on a Chip
Lee Cronin | Speaker | TED.com