TEDGlobal 2011
Lee Cronin: Making matter come alive
Lee Cronin: Dar vida à matéria
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Antes de existir vida na Terra, havia apenas matéria, coisas inorgânicas mortas. Quão provável é o aparecimento da vida? E -- poderia ter usado um tipo diferente de química? Usando uma definição elegante de vida (qualquer coisa que pode evoluir), o químico Lee Cronin está a explorar esta questão tentando criar uma célula inteiramente inorgânica usando um "kit lego" de moléculas inorgânicas -- sem carbono -- que se pode 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 eu vou tentar fazer nos próximos 15 minutos
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is tell you about an idea
1
3000
2000
é falar-vos de uma ideia
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of how we're going to make matter come alive.
2
5000
3000
de como vamos dar vida à matéria.
00:23
Now this may seem a bit ambitious,
3
8000
2000
Agora, isto pode parecer um pouco ambíguo,
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but when you look at yourself, you look at your hands,
4
10000
2000
mas quando olham para vocês, quando olham para as vossas mãos,
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you realize that you're alive.
5
12000
2000
apercebem-se de que estão vivos.
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So this is a start.
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14000
2000
Ok, esse é um princípio.
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Now this quest started four billion years ago on planet Earth.
7
16000
3000
Esta demanda começou há quatro mil milhões de anos no planeta Terra.
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There's been four billion years
8
19000
2000
Tem havido quatro mil milhões de anos
00:36
of organic, biological life.
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21000
2000
de vida biológica, orgânica.
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And as an inorganic chemist,
10
23000
2000
E eu como um químico inorgânico,
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my friends and colleagues make this distinction
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25000
2000
os meus amigos e colegas fazem esta distinção
00:42
between the organic, living world
12
27000
3000
entre o mundo vivo, orgânico
00:45
and the inorganic, dead world.
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30000
2000
e o mundo morto, inorgânico.
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And what I'm going to try and do is plant some ideas
14
32000
3000
E o que eu vou tentar fazer é plantar algumas ideias
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about how we can transform inorganic, dead matter
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35000
4000
de 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, na biologia inorgânica.
00:57
Before we do that,
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42000
2000
Mas antes de fazermos isso,
00:59
I want to kind of put biology in its place.
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44000
3000
eu estava ansioso por por a biologia no seu lugar.
01:02
And I'm absolutely enthralled by biology.
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47000
2000
Eu sou absolutamente apaixonado por biologia.
01:04
I love to do synthetic biology.
20
49000
2000
Adoro fazer biologia sintética.
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I love things that are alive.
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51000
2000
Adoro dar vida às coisas.
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I love manipulating the infrastructure of biology.
22
53000
2000
Adoro manipular a infraestrutura da biologia.
01:10
But within that infrastructure,
23
55000
2000
Mas, dentro dessa infraestrutura,
01:12
we have to remember
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57000
2000
temos de nos lembrar
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that the driving force of biology
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59000
2000
que a força motriz da biologia
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is really coming from evolution.
26
61000
2000
deriva 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
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65000
3000
ainda que tenha sido bem estabelecida há mais de 100 anos por Charles Darwin
01:23
and a vast number of other people,
29
68000
2000
e um número vasto de outras pessoas,
01:25
evolution still is a little bit intangible.
30
70000
3000
evolução ainda é um pouco intangível.
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And when I talk about Darwinian evolution,
31
73000
2000
Quando eu falo de evolução Darwiniana,
01:30
I mean one thing and one thing only,
32
75000
2000
quero dizer uma coisa, e uma coisa apenas,
01:32
and that is survival of the fittest.
33
77000
2000
que é a sobrevivência do mais forte.
01:34
And so forget about evolution
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79000
2000
Então esqueçam a evolução
01:36
in a kind of metaphysical way.
35
81000
2000
numa forma metafísica.
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Think about evolution
36
83000
2000
Pensem na evolução
01:40
in terms of offspring competing,
37
85000
2000
em termos da descendência a competir,
01:42
and some winning.
38
87000
2000
e alguns a ganhar.
01:44
So bearing that in mind,
39
89000
2000
Tenham em mente,
01:46
as a chemist, I wanted to ask myself
40
91000
2000
como um 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 unidade mínima de matéria
01:53
that can undergo Darwinian evolution?
43
98000
3000
que pode seguir uma evolução Darwiniana?
01:56
And this seems quite a profound question.
44
101000
2000
Esta parece ser uma questão bastante 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
nós não estamos habituados a questões profundas todos os dias.
02:02
So when I thought about it,
47
107000
2000
Então quando pensei sobre isto,
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then suddenly I realized
48
109000
2000
apercebi-me subitamente
02:06
that biology gave us the answer.
49
111000
2000
que a biologia dava-nos a resposta.
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And in fact, the smallest unit of matter
50
113000
2000
E, de facto, a unidade mais pequena de matéria
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that can evolve independently
51
115000
2000
que pode evoluir independentemente
02:12
is, in fact, a single cell --
52
117000
2000
é, de facto, uma única célula --
02:14
a bacteria.
53
119000
2000
uma bactéria.
02:16
So this raises three really important questions:
54
121000
3000
Então isto levanta três questões realmente importantes:
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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
É biologicamente especial?
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Biologists seem to think so.
57
128000
2000
Os biólogos parecem pensar que sim.
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Is matter evolvable?
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130000
2000
A matéria pode evoluir?
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Now if we answer those questions in reverse order,
59
132000
3000
Agora, se respondermos a estas questões em ordem inversa,
02:30
the third question -- is matter evolvable? --
60
135000
2000
a terceira questão -- pode a matéria evoluir? --
02:32
if we can answer that,
61
137000
2000
se pudermos responder a isso,
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then we're going to know how special biology is,
62
139000
2000
então iremos saber quão especial é a biologia,
02:36
and maybe, just maybe,
63
141000
2000
e talvez, apenas talvez,
02:38
we'll have some idea of what life really is.
64
143000
3000
tenhamos alguma ideia sobre o que é, de facto, a vida.
02:41
So here's some inorganic life.
65
146000
2000
Aqui temos uma vida inorgânica.
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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,
67
150000
2000
e eu vou-lhe fazer algo,
02:47
and it's going to become alive.
68
152000
2000
e ele irá tornar-se vivo.
02:49
And you can see,
69
154000
2000
E podem ver,
02:51
it's kind of pollinating, germinating, growing.
70
156000
3000
está, de certa forma, a polinizar, germinar e crescer.
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 estes cristais aqui sob o microscópio
02:58
were dead a few minutes ago, and they look alive.
73
163000
2000
estavam mortos há alguns muitos, e agora parecem vivos.
03:00
Of course, they're not alive.
74
165000
2000
Claro, eles não estão vivos.
03:02
It's a chemistry experiment where I've made a crystal garden.
75
167000
3000
É uma experiência química onde criei um jardim de cristais.
03:05
But when I saw this, I was really fascinated,
76
170000
3000
Mas, quando eu vi isto fiquei fascinado,
03:08
because it seemed lifelike.
77
173000
2000
porque parecia como a vida.
03:10
And as I pause for a few seconds, have a look at the screen.
78
175000
3000
E, enquanto paro durante uns segundos, olhem para o ecrã.
03:15
You can see there's architecture growing, filling the void.
79
180000
3000
Podem ver que há um crescimento arquitectónico a preencher o vazio.
03:18
And this is dead.
80
183000
2000
E tudo isto está morto.
03:20
So I was positive that,
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185000
2000
Então eu estou certo que
03:22
if somehow we can make things mimic life,
82
187000
2000
se, de alguma forma, pudermos fazer as coisas imitar a vida,
03:24
let's go one step further.
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189000
2000
vamos um passo mais longe.
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Let's see if we can actually make life.
84
191000
2000
Vamos ver se realmente conseguimos fazer vida.
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But there's a problem,
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193000
2000
Contudo, há um problema,
03:30
because up until maybe a decade ago,
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195000
2000
porque até há, talvez, uma década,
03:32
we were told that life was impossible
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197000
2000
era-nos dito 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 milagre mais imprevisível do universo.
03:37
In fact, we were the only people
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202000
2000
De facto, nós éramos as únicas pessoas
03:39
in the universe.
90
204000
2000
no universo.
03:41
Now, that's a bit boring.
91
206000
2000
Ok, isso é um bocado aborrecido.
03:43
So as a chemist,
92
208000
2000
Enquanto químico,
03:45
I wanted to say, "Hang on. What is going on here?
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210000
2000
eu queria dizer, "Esperem lá. O que se está a passar aqui?
03:47
Is life that improbable?"
94
212000
2000
A vida é de facto tão improvável?"
03:49
And this is really the question.
95
214000
3000
E esta 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 aparecimento das primeiras células
03:55
was as probable as the emergence of the stars.
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220000
3000
foi tão provável como a aparecimento das estrelas.
03:58
And in fact, let's take that one step further.
98
223000
3000
E, de facto, vamos um passo mais longe.
04:01
Let's say
99
226000
2000
Digamos
04:03
that if the physics of fusion
100
228000
2000
que se a física de fusão
04:05
is encoded into the universe,
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230000
2000
está inserida 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 também uma enorme vantagem --
04:13
is we like to focus on our elements.
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238000
2000
é que gostamos de nos focar nos nossos elementos.
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In biology, carbon takes center stage.
106
240000
3000
Na biologia o carbono toma uma posição central.
04:18
And in a universe where carbon exists
107
243000
2000
E num 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.
109
247000
3000
temos esta diversidade maravilhosa de vida.
04:25
In fact, we have such amazing lifeforms that we can manipulate.
110
250000
4000
De facto, temos formas de vida fantásticas que podemos manipular.
04:29
We're awfully careful in the lab
111
254000
2000
Nós somos extremamente cuidadosos no laboratório
04:31
to try and avoid various biohazards.
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256000
2000
para tentar evitar vários riscos biológicos.
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Well what about matter?
113
258000
2000
Então e acerca da matéria?
04:35
If we can make matter alive, would we have a matterhazard?
114
260000
3000
Se pudemos tornar viva a matéria, teríamos o mesmo tipo de riscos?
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 as vossas canetas se pudesse replicar,
04:43
that would be a bit of a problem.
117
268000
2000
isso seria um problema.
04:45
So we have to think differently
118
270000
2000
Então temos de pensar de forma diferente
04:47
if we're going to make stuff come alive.
119
272000
2000
se vamos dar vida às coisas.
04:49
And we also have to be aware of the issues.
120
274000
2000
E também temos de estar alerta para os problemas.
04:51
But before we can make life,
121
276000
2000
Mas, antes de podermos fazer 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
sobre o que realmente caracteriza a vida.
04:57
And forgive the complicated diagram.
124
282000
2000
E, desculpem o diagrama complicado.
04:59
This is just a collection of pathways in the cell.
125
284000
3000
É apenas uma colecção de caminhos na célula.
05:02
And the cell is obviously for us
126
287000
2000
A célula é para nós, obviamente,
05:04
a fascinating thing.
127
289000
2000
uma coisa fascinante.
05:06
Synthetic biologists are manipulating it.
128
291000
3000
Biólogos sintéticos estão a manipula-la.
05:09
Chemists are trying to study the molecules to look at disease.
129
294000
3000
Químicos estão a tentar estudar que moléculas relacionadas com doenças.
05:12
And you have all these pathways going on at the same time.
130
297000
2000
E nós temos todos estes caminhos a ocorrerem ao mesmo tempo.
05:14
You have regulation;
131
299000
2000
Temos regulação;
05:16
information is transcribed;
132
301000
2000
informação é transcrita;
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catalysts are made; stuff is happening.
133
303000
2000
são feitos fatalizadores; estão a acontecer coisas.
05:20
But what does a cell do?
134
305000
2000
Mas, o que faz uma célula?
05:22
Well it divides, it competes,
135
307000
2000
Bem, divide-se, 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 penso que aqui é onde temos de começar
05:28
in terms of thinking about
138
313000
2000
quando pensamos acerca de
05:30
building from our ideas in life.
139
315000
2000
criar a partir das nossas ideias na vida.
05:32
But what else is life characterized by?
140
317000
2000
Mas, que outras coisas caracterizam a vida?
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 então o que nós temos aqui
05:40
is a description of single cells
144
325000
2000
é a descrição de células singulares
05:42
replicating, metabolizing,
145
327000
2000
a replicarem-se, a metabolizar,
05:44
burning through chemistries.
146
329000
2000
queimando compostos químicos.
05:46
And so we have to understand
147
331000
2000
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 vamos tentar criar vida artificial ou entender a origem da vida,
05:51
we need to power it somehow.
149
336000
2000
temos de, de alguma forma, lhe fornecer energia.
05:53
So before we can really start to make life,
150
338000
3000
Então antes de começarmos realmente a fazer vida,
05:56
we have to really think about where it came from.
151
341000
2000
nós temos de pensar realmente sobre de onde ela veio.
05:58
And Darwin himself mused in a letter to a colleague
152
343000
2000
O próprio Darwin meditou numa carta a um colega
06:00
that he thought that life probably emerged
153
345000
2000
que pensava que a vida tinha provavelmente emergido
06:02
in some warm little pond somewhere --
154
347000
3000
num qualquer pequeno lago algures --
06:05
maybe not in Scotland, maybe in Africa,
155
350000
2000
talvez não na Escócia, talvez em África,
06:07
maybe somewhere else.
156
352000
2000
talvez noutro lugar qualquer.
06:09
But the real honest answer is, we just don't know,
157
354000
3000
Mas, a única resposta realmente honesta é que não sabemos.
06:12
because there is a problem with the origin.
158
357000
3000
porque há um problema com a origem.
06:15
Imagine way back, four and a half billion years ago,
159
360000
3000
Imaginem até há 4,5 mil milhões de anos,
06:18
there is a vast chemical soup of stuff.
160
363000
2000
havia uma vasta sopa de coisas químicas.
06:20
And from this stuff we came.
161
365000
2000
E foi dessa coisa que nós saímos.
06:22
So when you think about the improbable nature
162
367000
3000
Então quando pensarem acerca da improvável natureza
06:25
of what I'm going to tell you in the next few minutes,
163
370000
2000
do que eu vou dizer-vos nos próximos minutos,
06:27
just remember,
164
372000
2000
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 nós passamos por uma variedade de mundos.
06:34
The RNA people would talk about the RNA world.
167
379000
3000
As pessoas do ARN falariam do mundo do ARN.
06:37
We somehow got to proteins and DNA.
168
382000
2000
De alguma forma chegámos às proteínas e ao ADN.
06:39
We then got to the last ancestor.
169
384000
2000
Depois chegámos ao último ancestral.
06:41
Evolution kicked in -- and that's the cool bit.
170
386000
3000
A evolução entrou em acção -- e essa é a parte divertida.
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, há uma barreira que não conseguimos passar.
06:49
You can decode the genome, you can look back,
173
394000
3000
Nós podemos descodificar o genoma, podemos olhar para trás
06:52
you can link us all together by a mitochondrial DNA,
174
397000
3000
e ligar-nos a todos pelo ADN 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
que poderíamos sequenciar ou pensar atrás na história.
07:03
So we don't know how we got here.
178
408000
3000
Então nós não sabemos como aqui chegámos.
07:06
So there are two options:
179
411000
2000
Aqui estão duas opções:
07:08
intelligent design, direct and indirect --
180
413000
2000
design inteligente, directo ou indirecto --
07:10
so God,
181
415000
2000
portanto, Deus.
07:12
or my friend.
182
417000
3000
ou o meu amigo.
07:15
Now talking about E.T. putting us there, or some other life,
183
420000
3000
Agora pensem no E.T. a colocar-nos aqui, ou outra qualquer vida,
07:18
just pushes the problem further on.
184
423000
3000
apenas empurra o problema para a frente.
07:21
I'm not a politician, I'm a scientist.
185
426000
3000
Eu não sou um político, sou um cientista.
07:24
The other thing we need to think about
186
429000
2000
A outra coisa em que precisamos de pensar
07:26
is the emergence of chemical complexity.
187
431000
2000
é a emergência 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 nós temos esta espécie de sopa primordial.
07:32
And this one happens to be
190
437000
2000
E esta acontece 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
estes 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 é que isto significa?
07:44
What is life? What is this stuff of life?
196
449000
3000
O que é vida? O que é esta coisa da vida?
07:47
So in the 1950s,
197
452000
2000
Então, nos da década de 1950
07:49
Miller-Urey did their fantastic chemical Frankenstein experiment,
198
454000
5000
Miller-Urey fizeram a sua fantástica experiência química tipo Frankenstein,
07:54
where they did the equivalent in the chemical world.
199
459000
2000
onde eles fizeram o equivalente ao que acontece no mundo químico.
07:56
They took the basic ingredients, put them in a single jar
200
461000
3000
Eles pegaram nos ingredientes básicos, e puseram-nos num único frasco
07:59
and ignited them
201
464000
2000
e pegaram-lhes fofo
08:01
and put a lot of voltage through.
202
466000
2000
e fizeram-lhes passar uma grande voltagem.
08:03
And they had a look at what was in the soup,
203
468000
2000
E, eles olharam para o que estava na sopa,
08:05
and they found amino acids,
204
470000
3000
e encontram aminoácidos,
08:08
but nothing came out, there was no cell.
205
473000
2000
mas nada saio, não haviam células.
08:10
So the whole area's been stuck for a while,
206
475000
3000
Toda a área tem estado um pouco parada,
08:13
and it got reignited in the '80s
207
478000
3000
até que voltou a ver acendida nos anos 80
08:16
when analytical technologies and computer technologies were coming on.
208
481000
3000
quando tecnologias analíticas e computacionais começaram a ser usadas.
08:19
In my own laboratory,
209
484000
2000
No meu próprio laboratório,
08:21
the way we're trying to create inorganic life
210
486000
3000
a maneira como estamos a tentar criar vida inorgânica
08:24
is by using many different reaction formats.
211
489000
2000
é usando muitos formatos diferentes de reacções.
08:26
So what we're trying to do is do reactions --
212
491000
2000
O que estamos a tentar fazer é fazer reacções --
08:28
not in one flask, but in tens of flasks,
213
493000
2000
não num frasco, mas em dezenas de frascos,
08:30
and connect them together,
214
495000
2000
e conecta-los,
08:32
as you can see with this flow system, all these pipes.
215
497000
2000
como podem ver neste sistema fluído, todos estes tubos.
08:34
We can do it microfluidically, we can do it lithographically,
216
499000
3000
Podemos fazê-lo em modo microfuído, litograficamente
08:37
we can do it in a 3D printer,
217
502000
2000
podemos usar impressoras 3D,
08:39
we can do it in droplets for colleagues.
218
504000
2000
podemos fazê-lo em gotas para colegas.
08:41
And the key thing is to have lots of complex chemistry
219
506000
3000
O ponto principal é ter muita química complexa
08:44
just bubbling away.
220
509000
2000
simplesmente a borbulhar.
08:46
But that's probably going to end in failure,
221
511000
4000
Mas, isto vai provavelmente redundar em falhanço,
08:50
so we need to be a bit more focused.
222
515000
2000
por isso precisamos ser um pouco mais focados.
08:52
And the answer, of course, lies with mice.
223
517000
2000
E, a resposta, claro, reside nos ratos.
08:54
This is how I remember what I need as a chemist.
224
519000
3000
Isto é como eu lembro o 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, e preciso de um recipiente.
09:05
Because if I want evolution,
228
530000
2000
Porque se eu quero evolução,
09:07
I need containers to compete.
229
532000
2000
necessito de recipientes para competir.
09:09
So if you have a container,
230
534000
2000
Portanto se temos um recipiente,
09:11
it's like getting in your car.
231
536000
2000
é como entrar num carro.
09:13
"This is my car,
232
538000
2000
"Este é o meu carro,
09:15
and I'm going to drive around and show off my car."
233
540000
2000
e eu vou guiá-lo por ai e mostrá-lo."
09:17
And I imagine you have a similar thing
234
542000
2000
Eu imagino que tenham uma coisa similar
09:19
in cellular biology
235
544000
2000
na biologia celular
09:21
with the emergence of life.
236
546000
2000
com a emergência da célula.
09:23
So these things together give us evolution, perhaps.
237
548000
3000
Então, estas coisas juntas talvez nos dão evolução.
09:26
And the way to test it in the laboratory
238
551000
2000
E a forma de testar isso no laboratório
09:28
is to make it minimal.
239
553000
2000
é fazê-lo em pequeno.
09:30
So what we're going to try and do
240
555000
2000
Então, o que eu vou tentar fazer
09:32
is come up with an inorganic Lego kit of molecules.
241
557000
3000
é arranjar um kit Lego de moléculas inorgânicas.
09:35
And so forgive the molecules on the screen,
242
560000
2000
Desculpem as moléculas no ecrã,
09:37
but these are a very simple kit.
243
562000
2000
mas este é um kit bastante simples.
09:39
There's only maybe three or four different types of building blocks present.
244
564000
2000
Estão presentes apenas três ou quatro tipos diferentes de tipos.
09:41
And we can aggregate them together
245
566000
2000
E, nós podemos juntá-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 nano-moléculas muito grandes
09:48
the same size of DNA and proteins,
248
573000
2000
do mesmo tamanho que o ADN e proteínas,
09:50
but there's no carbon in sight.
249
575000
2000
mas, não está nenhum carbono à vista.
09:52
Carbon is banned.
250
577000
2000
Carbono é mau.
09:54
And so with this Lego kit,
251
579000
2000
Então, com este 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 guardar informação complexa
10:01
without DNA.
254
586000
2000
sem ADN.
10:03
But we need to make some containers.
255
588000
2000
Mas, necessitamos de fazer alguns recipientes.
10:05
And just a few months ago in my lab,
256
590000
2000
E, há apenas alguns meses 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 fazer estas moléculas muito simples e fazer células com elas.
10:10
And you can see on the screen a cell being made.
258
595000
3000
Podem ver no ecrã uma célula a ser feita.
10:13
And we're now going to put some chemistry inside and do some chemistry in this cell.
259
598000
3000
Agora vamos por alguma química lá dentro e fazer alguma química nesta célula.
10:16
And all I wanted to show you
260
601000
2000
E, tudo o que vos queria mostrar
10:18
is we can set up molecules
261
603000
2000
é que podemos colocar 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
o que depois desencadeia um género de Darwinismo molecular,
10:26
a molecular survival of the fittest.
264
611000
2000
uma sobrevivência do mais forte molecular.
10:28
And this movie here
265
613000
2000
E, este filme aqui
10:30
shows this competition between molecules.
266
615000
2000
mostra esta competição entre moléculas.
10:32
Molecules are competing for stuff.
267
617000
2000
As moléculas estão a competir por coisas.
10:34
They're all made of the same stuff,
268
619000
2000
Todas elas são feitas das mesmas coisas,
10:36
but they want their shape to win.
269
621000
2000
mas querem que a sua forma ganhe.
10:38
They want their shape to persist.
270
623000
2000
Querem que a sua forma persista.
10:40
And that is the key.
271
625000
2000
E, esse é o ponto.
10:42
If we can somehow encourage these molecules
272
627000
2000
Se conseguirmos, de alguma forma, encorajar estas 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 certas e competir,
10:47
they will start to form cells
274
632000
2000
elas irão começar a formar células
10:49
that will replicate and compete.
275
634000
2000
que irão replicar-se 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
esqueçam os detalhes moleculares.
10:56
Let's zoom out to what that could mean.
278
641000
2000
Vamos alargar a visão e ver o que isso pode significar.
10:58
So we have this special theory of evolution
279
643000
2000
Nós temos esta teoria da evolução especial
11:00
that applies only to organic biology, to us.
280
645000
3000
que se aplica unicamente à biologia orgânica, a nós.
11:03
If we could get evolution into the material world,
281
648000
3000
Se conseguirmos por a evolução neste muito material,
11:06
then I propose we should have a general theory of evolution.
282
651000
3000
então, eu proponho que devemos ter uma teoria geral da evolução.
11:09
And that's really worth thinking about.
283
654000
3000
E, isso realmente merece ser pensado.
11:12
Does evolution control
284
657000
2000
Será que 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
Haverá alguma força motriz na evolução
11:20
that allows matter to compete?
287
665000
2000
que permite à matéria competir?
11:22
So that means we could then start
288
667000
2000
Isso significa que poderíamos 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 esta evolução.
11:29
So you imagine,
291
674000
2000
Então, imaginem
11:31
if we're able to create a self-sustaining artificial life form,
292
676000
3000
se formos capazes de criar vida artificial auto-sustentável,
11:34
not only will this tell us about the origin of life --
293
679000
3000
isto não nos irá apenas dizer 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 estar vivo;
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 ir um passo mais longe e desenvolver novas tecnologias,
11:45
because we can then use software control
297
690000
2000
porque podemos usar controlo por software
11:47
for evolution to code in.
298
692000
2000
para codificar a evolução.
11:49
So imagine we make a little cell.
299
694000
2000
Imaginem então que fazemos uma pequena célula.
11:51
We want to put it out in the environment,
300
696000
2000
Queremos colocá-la no ambiente,
11:53
and we want it to be powered by the Sun.
301
698000
2000
e queremos que 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 envolve-la numa 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. A célula descobre o que funciona.
12:01
We should take our inspiration from biology.
304
706000
2000
Nós devemos tirar inspiração da biologia.
12:03
Biology doesn't care about the design
305
708000
2000
A biologia não se interessa pelo design
12:05
unless it works.
306
710000
2000
a menos que funcione.
12:07
So this will reorganize
307
712000
2000
Isto irá, então, reorganizar
12:09
the way we design things.
308
714000
2000
o modo como desenvolvemos as 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
iremos começar a pensar acerca
12:15
how we can start to develop a symbiotic relationship with biology.
311
720000
3000
de como podemos começar a desenvolver relações simbióticas com a biologia.
12:18
Wouldn't it be great
312
723000
2000
Não seria fantástico
12:20
if you could take these artificial biological cells
313
725000
2000
se pudéssemos pegar nestas 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 poderíamos realmente lidar?
12:27
The real issue in cellular biology
316
732000
2000
O assunto principal na biologia celular
12:29
is we are never going to understand everything,
317
734000
3000
é que nunca vamos entender tudo,
12:32
because it's a multidimensional problem put there by evolution.
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737000
3000
porque é um problema multidimensional criado pela evolução.
12:35
Evolution cannot be cut apart.
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740000
3000
A evolução não pode ser cortada aos bocados.
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You need to somehow find the fitness function.
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743000
3000
Nós necessitamos de, de alguma forma, encontrar a função resumo.
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And the profound realization for me
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746000
2000
E, para mim, a realização profunda
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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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o conceito do gene egoísta é elevado,
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and we really start talking about selfish matter.
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753000
3000
e podemos começar a falar de matéria egoísta.
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And what does that mean in a universe
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756000
2000
E, o que isso significa no universo
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where we are right now the highest form of stuff?
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onde somos agora a maior forma de matéria?
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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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Mas, vocês são feitos de coisas, e estão a usar coisas,
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and you enslave stuff.
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767000
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estão a escravizar coisas.
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So using evolution
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Usando a evolução
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in biology,
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2000
na biologia,
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and in inorganic biology,
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e na biologia orgânica,
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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, muito excitante.
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And we're really becoming very close
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3000
E, estamos realmente muito perto
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to understanding the key steps
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de entender alguns aspectos chave
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that makes dead stuff come alive.
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do que faz material morto ganhar vida.
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And again, when you're thinking about how improbable this is,
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785000
3000
E novamente, quando estão a pensar no quão improvável isto é,
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remember, five billion years ago,
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788000
2000
lembrem-se, há 5 mil milhões de anos,
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we were not here, and there was no life.
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790000
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nós não estávamos aqui, não havia vida.
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So what will that tell us
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793000
2000
Então, o que nos irá dizer
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about the origin of life and the meaning of life?
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795000
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acerca da origem da vida e do significado da vida?
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But perhaps, for me as a chemist,
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798000
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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 manter afastados termos gerais;
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I want to think about specifics.
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quero pensar especificamente.
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So what does it mean about defining life?
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2000
Então, o que significa definir vida?
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We really struggle to do this.
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2000
Nós debatermo-nos muito para fazer isso.
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And I think, if we can make inorganic biology,
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2000
E, eu penso, se conseguirmos fazer biologia inorgânica,
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and we can make matter become evolvable,
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810000
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e se conseguirmos fazer matéria evoluir,
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that will in fact define life.
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813000
2000
isso irá, de facto, definir vida.
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I propose to you
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2000
Eu proponho-vos
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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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3000
e isto dá-nos a ideia de fazer matéria que possa 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
Chis Anderson: Apenas uma rápida pergunta quanto a prazos.
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You believe you're going to be successful in this project?
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836000
2000
Acredita que vai ter sucesso neste projecto?
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When?
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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 demorou milhões de anos a aparecer.
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We're proposing to do it in just a few hours,
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844000
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Nós estamos a propor fazê-lo em apenas algumas horas,
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once we've set up
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847000
2000
uma vez colocada
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the right chemistry.
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849000
2000
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 é que pensa que isso irá acontecer?
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LC: Hopefully within the next two years.
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853000
3000
LC: Esperamos que aconteça nos próximos dois anos.
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CA: That would be a big story.
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856000
2000
CA: Essa seria uma grande notícia.
14:33
(Laughter)
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858000
2000
(Risos)
14:35
In your own mind, what do you believe the chances are
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860000
2000
Para si, quais são as hipóteses de
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that walking around on some other planet
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2000
andarem de um lado para o outro num outro planeta
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is non-carbon-based life,
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vida não baseada no carbono
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walking or oozing or something?
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2000
a andar, ou flutuar ou qualquer coisa?
14:43
LC: I think it's 100 percent.
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2000
LC: Eu penso que é 100%.
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Because the thing is, we are so chauvinistic to biology,
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3000
Porque acho, nós somos tão chauvinistas para a biologia,
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if you take away carbon, there's other things that can happen.
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se tirarmos o carbono, há 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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é se conseguirmos criar vida não baseada no carbono,
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maybe we can tell NASA what really to look for.
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3000
talvez possamos dizer à NASA o que realmente devem procurar.
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Don't go and look for carbon, go and look for evolvable stuff.
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Não vão procurar por carbono, vão procurar por coisas que possam evoluir.
15:00
CA: Lee Cronin, good luck. (LC: Thank you very much.)
379
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