TEDGlobal 2005
Craig Venter: Sampling the ocean's DNA
Craig Venter despre ADN şi mare.
Filmed:
Readability: 5.3
635,285 views
Pionier al genomicii Craig Venter ia o pauză de la expediţia sa epică din jurul lumii pentru a vorbi despre milioanele de gene pe care echipa lui le-a descoperit până acum în încercarea de a cataloga biodiversitatea oceanului.
Craig Venter - Biologist, genetics pioneer
In 2001, Craig Venter made headlines for sequencing the human genome. In 2003, he started mapping the ocean's biodiversity. And now he's created the first synthetic lifeforms -- microorganisms that can produce alternative fuels. Full bio
In 2001, Craig Venter made headlines for sequencing the human genome. In 2003, he started mapping the ocean's biodiversity. And now he's created the first synthetic lifeforms -- microorganisms that can produce alternative fuels. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:25
At the break, I was asked by several people
0
0
2000
La pauză am fost întrebat de câţiva oameni
00:27
about my comments about the aging debate.
1
2000
3000
despre comentariile mele legate de dezbaterea îmbătrânirii.
00:30
And this will be my only comment on it.
2
5000
2000
Şi acesta va fi singurul meu comentariu despre ea.
00:32
And that is, I understand
3
7000
2000
Acela că, eu înţeleg
00:34
that optimists greatly outlive pessimists.
4
9000
2000
că optimiştii trăiesc mai mult decât pesimiştii.
00:36
(Laughter)
5
11000
4000
(Râsete)
00:41
What I'm going to tell you about in my 18 minutes is
6
16000
3000
Am să vă vorbesc în cele 18 minute ale mele despre
00:44
how we're about to switch from reading the genetic code
7
19000
4000
cum urmează să trecem de la citirea codului genetic
00:48
to the first stages of beginning
8
23000
2000
la primele stadii de a începe
00:50
to write the code ourselves.
9
25000
2000
să scriem noi codul.
00:53
It's only 10 years ago this month
10
28000
2000
Doar acum 10 ani luna aceasta
00:55
when we published the first sequence
11
30000
2000
am publicat prima secvenţă
00:57
of a free-living organism,
12
32000
2000
a unui organism liber viu,
00:59
that of haemophilus influenzae.
13
34000
2000
acela al haemophilus influenzae.
01:01
That took a genome project
14
36000
2000
Aceasta a redus un proiect genomial
01:03
from 13 years down to four months.
15
38000
3000
de la 13 ani la patru luni.
01:07
We can now do that same genome project
16
42000
2000
Acum putem face acelaşi proiect genomial
01:09
in the order of
17
44000
2000
la un ordin de
01:11
two to eight hours.
18
46000
2000
două până la patru ore.
01:13
So in the last decade, a large number of genomes have been added:
19
48000
3000
Deci în ultimul deceniu, un număr mare de genomi au fost adăugaţi:
01:16
most human pathogens,
20
51000
3000
majoritatea patogenilor umani,
01:19
a couple of plants,
21
54000
2000
câteva plante,
01:21
several insects and several mammals,
22
56000
3000
câteva insecte şi câteva mamifere,
01:24
including the human genome.
23
59000
3000
inclusiv genomul uman.
01:27
Genomics at this stage of the thinking
24
62000
3000
Genomica la nivelul de gândire
01:30
from a little over 10 years ago
25
65000
2000
de mai puţin de acum 10 ani
01:32
was, by the end of this year, we might have
26
67000
2000
se credea că la sfârşitul anului, s-ar putea să avem
01:34
between three and five genomes sequenced;
27
69000
3000
între trei şi cinci genomi secvenţate;
01:37
it's on the order of several hundred.
28
72000
3000
dar avem de ordinul a cîtorva sute.
01:40
We just got a grant from the Gordon and Betty Moore Foundation
29
75000
3000
De curând am primit o aprobare de la Fundaţia Gordon and Betty Moore
01:43
to sequence 130 genomes this year,
30
78000
3000
să secvenţăm 130 de genomi anul acesta,
01:46
as a side project from environmental organisms.
31
81000
4000
ca un proiect secundar de la organismele din mediu.
01:50
So the rate of reading the genetic code has changed.
32
85000
3000
Deci rata de citire a codului genetic s-a schimbat.
01:54
But as we look, what's out there,
33
89000
2000
Dar cum ne uităm, la ce este acolo,
01:56
we've barely scratched the surface
34
91000
2000
de-abia am zgâriat suprafaţa
01:58
on what is available on this planet.
35
93000
4000
la ce este disponibil pe această planetă.
02:02
Most people don't realize it, because they're invisible,
36
97000
3000
Mulţi oameni nu işi dau seama, pentru că sunt invizibili,
02:05
but microbes make up about a half of the Earth's biomass,
37
100000
4000
dar microbii constituie cam jumătate din biomasa Pământului,
02:09
whereas all animals only make up about
38
104000
3000
în timp ce toate animalele constituie cam
02:12
one one-thousandth of all the biomass.
39
107000
2000
o miime din toată biomasa.
02:14
And maybe it's something that people in Oxford don't do very often,
40
109000
3000
Şi poate e ceva ce mulţi oameni în Oxford nu fac prea des,
02:17
but if you ever make it to the sea,
41
112000
2000
dar dacă mergi vreodată la mare,
02:19
and you swallow a mouthful of seawater,
42
114000
3000
şi înghiţi o gură de apă de mare,
02:22
keep in mind that each milliliter
43
117000
2000
reţineţi că fiecare mililitru
02:24
has about a million bacteria
44
119000
2000
are în jur de 1 milion de bacterii
02:26
and on the order of 10 million viruses.
45
121000
3000
şi cam 10 milioane de viruşi.
02:29
Less than 5,000 microbial species
46
124000
3000
Mai puţin de 5000 de specii microbiale
02:32
have been characterized as of two years ago,
47
127000
2000
au fost caracterizate de acum doi ani,
02:34
and so we decided to do something about it.
48
129000
2000
şi ne-am hotărât să facem ceva în privinţa aceasta.
02:36
And we started the Sorcerer II Expedition,
49
131000
3000
Şi am început Expediţia Sorcerer II,
02:39
where we were, as with great oceanographic expeditions,
50
134000
3000
în care, la fel cu toate marile expediţii oceanografice,
02:42
trying to sample the ocean every 200 miles.
51
137000
3000
încercam să luam monstre din ocean odată la 200 de mile.
02:47
We started in Bermuda for our test project,
52
142000
2000
Am început în Bermuda pentru proiectul nostru de test.
02:49
then moved up to Halifax,
53
144000
2000
Apoi ne-am mutat în sus la Halifax,
02:51
working down the U.S. East Coast,
54
146000
2000
lucrând în jos dealungul coastei de est a S.U.A.,
02:53
the Caribbean Sea, the Panama Canal,
55
148000
3000
Marea Caraibelor, Canalul Panama,
02:58
through to the Galapagos, then across the Pacific,
56
153000
2000
prin Galapagos, apoi de-alungul Pacificului,
03:00
and we're in the process now of working our way
57
155000
2000
şi suntem in cursul de a lucra
03:02
across the Indian Ocean.
58
157000
2000
de-alungul Oceanului Indian.
03:04
It's very tough duty; we're doing this on a sailing vessel,
59
159000
3000
E o datorie foarte grea, facem asta pe un vas cu pânze,
03:07
in part to help excite young people
60
162000
2000
pe de-o parte pentru a stimula tinerii
03:09
about going into science.
61
164000
3000
să intre în ştiinţe.
03:12
The experiments are incredibly simple.
62
167000
2000
Experimentele sunt incredibil de simple.
03:14
We just take seawater and we filter it,
63
169000
3000
Doar luăm apă de mare şi o filtrăm,
03:17
and we collect different size organisms on different filters,
64
172000
4000
şi colectăm organisme de diferite mărimi în diferite filtre.
03:21
and then take their DNA back to our lab in Rockville,
65
176000
3000
Apoi le ducem ADN-ul înapoi la laboratorul nostru din Rockville,
03:24
where we can sequence a hundred million letters
66
179000
3000
unde putem secvenţa o sută de milioane de litere
03:27
of the genetic code every 24 hours.
67
182000
2000
de cod genetic la fiecare 24 de ore.
03:29
And with doing this,
68
184000
2000
Şi făcând asta,
03:31
we've made some amazing discoveries.
69
186000
2000
am făcut câteva descoperiri uimitoare.
03:33
For example, it was thought that the visual pigments
70
188000
2000
De exemplu, se credea ca pigmenţii vizuali
03:35
that are in our eyes -- there was only one or two organisms
71
190000
2000
din ochii nostri -- că doar una sau două organisme
03:38
in the environment that had these same pigments.
72
193000
4000
din mediul înconjurător aveau aceşti pigmenţi.
03:42
It turns out, almost every species
73
197000
2000
Reiese că, aproape fiecare specie
03:44
in the upper parts of the ocean
74
199000
2000
din zonele superioare ale oceanului
03:46
in warm parts of the world
75
201000
2000
în zone calde a lumii
03:48
have these same photoreceptors,
76
203000
2000
au aceeaşi foto-receptori,
03:50
and use sunlight as the source of their energy
77
205000
3000
şi folosesc lumina soarelui ca sursa energiei lor
03:53
and communication.
78
208000
2000
şi pentru comunicare.
03:55
From one site, from one barrel of seawater,
79
210000
3000
De la un site, dintr-un baril de apă de mare,
03:58
we discovered 1.3 million new genes
80
213000
3000
am descoperit 1.3 milioane de gene noi
04:01
and as many as 50,000 new species.
81
216000
4000
şi până la 50,000 de specii noi.
04:05
We've extended this to the air
82
220000
2000
Ne-am extins cu asta în aer
04:07
now with a grant from the Sloan Foundation.
83
222000
3000
acum cu o finanțare de la Fundaţia Sloan.
04:10
We're measuring how many viruses and bacteria
84
225000
2000
Măsurăm câţi viruşi şi bacterii
04:12
all of us are breathing in and out every day,
85
227000
3000
fiecare dintre noi inspira şi expiră zilnic,
04:15
particularly on airplanes
86
230000
2000
în special în avioane
04:17
or closed auditoriums.
87
232000
2000
şi auditorii închise.
04:19
(Laughter)
88
234000
3000
(Râsete)
04:22
We filter through some simple apparatuses;
89
237000
2000
Filtrăm prin nişte aparate simple,
04:24
we collect on the order of a billion microbes from just a day
90
239000
3000
şi colectăm în jur de un miliard de microbi din doar o zi
04:27
filtering on top of a building in New York City.
91
242000
4000
de filtrări de pe o clădire din oraşul New York.
04:31
And we're in the process of sequencing all that
92
246000
2000
Şi suntem în procesul de a secvenţa toate acestea
04:33
at the present time.
93
248000
2000
în acest moment.
04:35
Just on the data collection side,
94
250000
2000
Doar pe partea de colectări de date,
04:37
just where we are through the Galapagos,
95
252000
3000
chiar unde suntem prin Galapagos,
04:40
we're finding that almost every 200 miles,
96
255000
2000
descoperim că aproape la fiecare 200 de mile
04:42
we see tremendous diversity
97
257000
2000
vedem o diversitate imensă
04:44
in the samples in the ocean.
98
259000
2000
în monstrele din ocean.
04:47
Some of these make logical sense,
99
262000
2000
Unele din acestea au logică,
04:49
in terms of different temperature gradients.
100
264000
3000
datorită diferitelor gradiente de temperatură.
04:52
So this is a satellite photograph
101
267000
2000
Deci aceasta este o fotografie din satelit
04:54
based on temperatures -- red being warm,
102
269000
2000
bazată pe temperaturi -- roşu fiind cald,
04:56
blue being cold --
103
271000
3000
albastru fiind rece --
04:59
and we found there's a tremendous difference between
104
274000
3000
şi am descoperit că există o diferentă uriaşă între
05:02
the warm water samples and the cold water samples,
105
277000
2000
monstrele de apă caldă şi monstrele de apă rece,
05:04
in terms of abundant species.
106
279000
3000
în ceea ce priveşte abundenţa speciilor.
05:07
The other thing that surprised us quite a bit
107
282000
2000
Celălalt lucru ce ne-a surprins puţin
05:09
is these photoreceptors detect different wavelengths of light,
108
284000
4000
în aceste fotografii ce detectează diferite frecvenţe ale luminii,
05:13
and we can predict that based on their amino acid sequence.
109
288000
4000
şi putem prezice asta în funcţie de secvenţa aminoacizilor.
05:17
And these vary tremendously from region to region.
110
292000
3000
Şi acestea variază foarte mult de la regiune la regiune.
05:20
Maybe not surprisingly,
111
295000
2000
Mai puţin surpinzător,
05:22
in the deep ocean, where it's mostly blue,
112
297000
2000
în adâncul oceanului, unde e predominant albastru,
05:24
the photoreceptors tend to see blue light.
113
299000
4000
fotoreceptorii tind să vadă lumină albastră.
05:28
When there's a lot of chlorophyll around,
114
303000
2000
Când e multă clorofilă în jur,
05:30
they see a lot of green light.
115
305000
2000
văd multă lumină verde.
05:32
But they vary even more,
116
307000
2000
Dar variază şi mai mult,
05:34
possibly moving towards infrared and ultraviolet
117
309000
3000
posibil înspre infraroşu şi ultraviolet
05:37
in the extremes.
118
312000
2000
la extreme.
05:40
Just to try and get an assessment
119
315000
2000
Doar să încercăm să estimăm
05:42
of what our gene repertoire was,
120
317000
2000
care era repertoriul nostru genetic,
05:44
we assembled all the data --
121
319000
2000
am ansamblat toată datele --
05:46
including all of ours thus far from the expedition,
122
321000
3000
incluzând cele de până acum din expediţie
05:49
which represents more than half of all the gene data on the planet --
123
324000
3000
care reprezintă mai mult de jumătate din toate datele genetice de pe planetă --
05:52
and it totaled around 29 million genes.
124
327000
4000
şi care totalizează în jur de 29 de milioane de gene.
05:56
And we tried to put these into gene families
125
331000
2000
Şi am încercat să le punem în familii genetice
05:58
to see what these discoveries are:
126
333000
2000
să vedem ce erau aceste descoperiri:
06:00
Are we just discovering new members of known families,
127
335000
3000
Descoperim noi membrii ai unor familii cunoscute,
06:03
or are we discovering new families?
128
338000
2000
sau descoperim familii noi?
06:05
And it turns out we have about 50,000
129
340000
2000
Se dovedește că avem în jur de 50,000 de
06:07
major gene families,
130
342000
3000
familii genetice majore,
06:10
but every new sample we take in the environment
131
345000
3000
dar fiecare monstra nouă care o luăm din mediu
06:13
adds in a linear fashion to these new families.
132
348000
3000
crește liniar aceste familii noi.
06:16
So we're at the earliest stages of discovery
133
351000
2000
Deci suntem la cele mai recente stadii ale descoperirilor
06:18
about basic genes,
134
353000
3000
legate de genele de bază,
06:21
components and life on this planet.
135
356000
3000
componente şi viaţa de pe această planetă.
06:25
When we look at the so-called evolutionary tree,
136
360000
3000
Când ne uităm la aşa numitul copac al evoluţiei
06:28
we're up on the upper right-hand corner with the animals.
137
363000
4000
suntem sus în colţul din dreapta cu animalele.
06:32
Of those roughly 29 million genes,
138
367000
4000
Din acele 29 de milioane de gene,
06:36
we only have around 24,000
139
371000
2000
avem doar în jur de 24,000
06:38
in our genome.
140
373000
2000
în genomul nostru.
06:40
And if you take all animals together,
141
375000
2000
Şi dacă luăm toate animalele la un loc
06:42
we probably share less than 30,000
142
377000
3000
avem în comun mai puţin de 30,000
06:45
and probably maybe a dozen
143
380000
3000
şi probabil o duzină
06:48
or more thousand different gene families.
144
383000
3000
sau mai multe mii de familii genetice diferite.
06:52
I view that these genes are now
145
387000
2000
Eu văd că aceste gene sunt acum
06:54
not only the design components of evolution.
146
389000
3000
nu doar părţile componente ale evoluţiei.
06:57
And we think in a gene-centric view --
147
392000
2000
Şi ne gândim într-un mod geno-centric --
06:59
maybe going back to Richard Dawkins' ideas --
148
394000
3000
poate reîntorcându-ne la ideile lui Richard Dawkins --
07:02
than in a genome-centric view,
149
397000
2000
că într-o perspectivă genom-centrică
07:04
which are different constructs of these gene components.
150
399000
4000
care sunt diferitele părţi constructive ale acestor gene componente.
07:09
Synthetic DNA, the ability to synthesize DNA,
151
404000
3000
ADN-ul sintetic, capacitatea de a sintetiza ADN,
07:12
has changed at sort of the same pace
152
407000
2000
s-a schimbat cam în acelaşi ritm
07:14
that DNA sequencing has
153
409000
2000
în care secvenţarea ADN a făcut-o
07:16
over the last decade or two,
154
411000
2000
în ultimele două decenii,
07:18
and is getting very rapid and very cheap.
155
413000
3000
şi devine foarte rapid şi foarte ieftin.
07:21
Our first thought about synthetic genomics came
156
416000
2000
Prima dată ne-am gândit la genomica sintetică
07:23
when we sequenced the second genome back in 1995,
157
418000
4000
când am secvenţat al doilea genom în 1995,
07:27
and that from mycoplasma genitalium.
158
422000
2000
acela de la mycoplasma genitalium.
07:29
And we have really nice T-shirts that say,
159
424000
3000
Şi avem tricouri foarte drăguţe pe care scrie,
07:32
you know, "I heart my genitalium."
160
427000
2000
ştii, "Eu îmi iubesc genitaliumul."
07:34
This is actually just a microorganism.
161
429000
3000
Acesta e de fapt doar un microorganism.
07:38
But it has roughly 500 genes.
162
433000
4000
Dar are cam 500 de gene.
07:42
Haemophilus had 1,800 genes.
163
437000
2000
Haemophilus avea 1,800 de gene.
07:44
And we simply asked the question,
164
439000
2000
Şi atunci ne-am pus simpla întrebare,
07:46
if one species needs 800, another 500,
165
441000
2000
dacă o specie are nevoie de 800, alta de 500,
07:48
is there a smaller set of genes
166
443000
2000
este un număr mai mic de gene
07:50
that might comprise a minimal operating system?
167
445000
4000
care ar putea constitui un sistem de operare minim?
07:54
So we started doing transposon mutagenesis.
168
449000
3000
Şi am început să facem mutageneză transpusă.
07:57
Transposons are just small pieces of DNA
169
452000
3000
Transpunerile sunt doar părţi mici de ADN
08:00
that randomly insert in the genetic code.
170
455000
2000
ce se înserează aleatoriu în codul genetic.
08:02
And if they insert in the middle of the gene, they disrupt its function.
171
457000
3000
Şi dacă se înserează în mijlocul genei, îi împiedică funcţionarea.
08:06
So we made a map of all the genes
172
461000
2000
Aşa că am făcut o hartă cu toate genele
08:08
that could take transposon insertions
173
463000
2000
ce puteau suporta înserări de transpuneri
08:10
and we called those "non-essential genes."
174
465000
2000
şi le-am denumit "gene non-esenţiale"
08:13
But it turns out the environment is very critical for this,
175
468000
3000
Dar reiese că mediul e foarte critic pentru asta.
08:16
and you can only
176
471000
2000
şi poţi doar
08:18
define an essential or non-essential gene
177
473000
3000
defini o genă esenţială sau non-esenţială
08:21
based on exactly what's in the environment.
178
476000
3000
bazându-te pe exact ce e în mediu.
08:25
We also tried to take a more directly intellectual approach
179
480000
2000
Deasemenea am încercat să adoptăm o abordare mai directă
08:27
with the genomes of 13 related organisms,
180
482000
5000
cu genomurile a 13 organisme înrudite,
08:32
and we tried to compare all of those, to see what they had in common.
181
487000
3000
şi am încercat să le comparăm, să vedem ce au în comun.
08:36
And we got these overlapping circles. And we found only 173 genes
182
491000
4000
şi am obţinut aceste cercuri care se suprapun. Am găsit doar 173 de gene
08:40
common to all 13 organisms.
183
495000
3000
comune tuturor celor 13 organisme.
08:43
The pool expanded a little bit if we ignored
184
498000
2000
Fondul comun se măreşte puţin dacă ignorăm
08:45
one intracellular parasite;
185
500000
2000
un parazit intracelular,
08:47
it expanded even more
186
502000
2000
se măreşte şi mai mult
08:49
when we looked at core sets of genes
187
504000
2000
când ne uităm la seturi de bază a genelor
08:51
of around 310 or so.
188
506000
2000
de cam 310 sau aşa ceva.
08:53
So we think that we can expand
189
508000
2000
Deci credem că putem să expandăm
08:55
or contract genomes, depending on your point of view here,
190
510000
3000
sau să contractăm genomi, depinzând de punctul de vedere aici,
08:58
to maybe 300 to 400 genes
191
513000
3000
la poate 300 sau 400 de gene
09:01
from the minimal of 500.
192
516000
2000
de la minimul de 500.
09:03
The only way to prove these ideas
193
518000
3000
Singurul mod de a dovedi aceste idei
09:06
was to construct an artificial chromosome with those genes in them,
194
521000
3000
era să construim un cromozom artificial cu aceste gene în el,
09:09
and we had to do this in a cassette-based fashion.
195
524000
3000
şi trebuia să facem acest lucru într-un mod bazat pe casete.
09:12
We found that synthesizing accurate DNA
196
527000
2000
Am descoperit că pentru a sintetizeza ADN corect
09:14
in large pieces was extremely difficult.
197
529000
3000
în bucăți mari era extrem de dificil.
09:17
Ham Smith and Clyde Hutchison, my colleagues on this,
198
532000
3000
Ham Smith şi Clyde Hutchinson, colegii mei pentru asta,
09:20
developed an exciting new method
199
535000
2000
au dezvoltat o metodă interesantă
09:22
that allowed us to synthesize a 5,000-base pair virus
200
537000
3000
ce ne-a permis să sintetizăm un virus cu 5000 de perechi de bază
09:25
in only a two-week period
201
540000
2000
în doar două săptămâni
09:27
that was 100 percent accurate,
202
542000
3000
şi care a fost 100% corect,
09:30
in terms of its sequence and its biology.
203
545000
2000
în termeni de secvenţă şi biologie.
09:33
It was a quite exciting experiment -- when we just took the synthetic piece of DNA,
204
548000
4000
A fost un experiment foarte interesant -- când am luat bucata sintetică de ADN,
09:37
injected it in the bacteria and all of a sudden,
205
552000
2000
am injectat-o în bacterie şi brusc,
09:39
that DNA started driving the production of the virus particles
206
554000
5000
acel ADN a început să conducă producţia de particule ale virusului
09:44
that turned around and then killed the bacteria.
207
559000
3000
ce s-au intors şi apoi au omorât bacteria.
09:47
This was not the first synthetic virus --
208
562000
2000
Acesta nu a fost primul virus sintetic --
09:49
a polio virus had been made a year before --
209
564000
3000
un virus al poliomielitei a fost făcut cu un an înainte --
09:53
but it was only one ten-thousandth as active
210
568000
2000
dar era de zece mii de ori mai puțin activ
09:55
and it took three years to do.
211
570000
3000
şi ne-a luat trei ani să-l facem.
09:58
This is a cartoon of the structure of phi X 174.
212
573000
4000
Aceasta este un desen al structurii Phi X-174.
10:02
This is a case where the software now builds its own hardware,
213
577000
4000
Acesta este un caz în care software-ul acum îşi construieşte propriul hardware,
10:06
and that's the notions that we have with biology.
214
581000
4000
şi acestea sunt noţiunile pe care le avem cu biologia.
10:10
People immediately jump to concerns about biological warfare,
215
585000
4000
Oamenii sar imediat la griji despre război biologic,
10:14
and I had recent testimony before a Senate committee,
216
589000
4000
şi am avut recent o declaraţie înaintea comitetului Senatului,
10:18
and a special committee the U.S. government has set up
217
593000
2000
şi un comitet special al guvernului SUA s-a înfiinţat
10:20
to review this area.
218
595000
2000
să revizuiască acest domeniu.
10:22
And I think it's important to keep reality in mind,
219
597000
3000
Şi cred că e important să rămânem realişti,
10:25
versus what happens with people's imaginations.
220
600000
4000
versus ce se întâmplă cu imaginaţia oamenilor.
10:29
Basically, any virus that's been sequenced today --
221
604000
3000
De fapt, fiecare virus ce a fost secvenţat azi --
10:32
that genome can be made.
222
607000
2000
acel genom poate fi făcut.
10:34
And people immediately freak out about things about Ebola or smallpox,
223
609000
4000
Şi oamenii imediat se sperie de lucruri legate de Ebola şi variolă,
10:38
but the DNA from this organism is not infective.
224
613000
4000
dar ADN de la acest organism nu este infecţios.
10:42
So even if somebody made the smallpox genome,
225
617000
3000
Deci chiar daca cineva ar face genomul variolei,
10:45
that DNA itself would not cause infections.
226
620000
3000
ADN-ul în sine nu ar crea infecţii.
10:49
The real concern that security departments have
227
624000
3000
Îngrijorarea reală pe care o au departamentele de securitate
10:52
is designer viruses.
228
627000
2000
sunt virusurile proiectate.
10:54
And there's only two countries, the U.S. and the former Soviet Union,
229
629000
4000
Şi sunt doar două ţări, S.U.A. şi fosta Uniune Sovietică,
10:58
that had major efforts
230
633000
2000
ce au avut eforturi majore
11:00
on trying to create biological warfare agents.
231
635000
3000
în încercarea de a crea agenţi biologici de război.
11:03
If that research is truly discontinued,
232
638000
3000
Dacă acea cercetare e cu adevărat oprită,
11:06
there should be very little activity
233
641000
2000
ar trebui să fie foarte puţină activitate
11:08
on the know-how to make designer viruses in the future.
234
643000
4000
în domeniul proiectării virusurilor în viitor.
11:12
I think single-cell organisms are possible within two years.
235
647000
4000
Eu cred ca organisme unicelulare sunt posibile în doi ani.
11:16
And possibly eukaryotic cells,
236
651000
3000
Şi posibil celule eucariote,
11:19
those that we have,
237
654000
2000
acelea pe care noi le avem,
11:21
are possible within a decade.
238
656000
2000
sunt posibile într-un deceniu.
11:24
So we're now making several dozen different constructs,
239
659000
4000
Aşa că acum facem câteva zeci de construcții diferite
11:28
because we can vary the cassettes and the genes
240
663000
3000
pentru că putem varia casetele şi genele
11:31
that go into this artificial chromosome.
241
666000
2000
ce alcătuiesc acest cromozom artificial.
11:33
The key is, how do you put all of the others?
242
668000
2000
Cheia este, cum pui toate celelalte?
11:35
We start with these fragments,
243
670000
2000
Începem cu aceste fragmente,
11:37
and then we have a homologous recombination system
244
672000
3000
şi apoi avem un sistem de recombinaţie omolog
11:40
that reassembles those into a chromosome.
245
675000
4000
ce le reasamblează într-un cromozom.
11:44
This is derived from an organism, deinococcus radiodurans,
246
679000
3000
Aceasta este derivată de la un organism, deinococcus radiodurans,
11:47
that can take three million rads of radiation and not be killed.
247
682000
5000
ce poate suporta trei milioane de razi de radiaţie fără să moară.
11:53
It reassembles its genome after this radiation burst
248
688000
4000
Îşi reasamblează genomul după această explozie de radiaţii
11:57
in about 12 to 24 hours,
249
692000
2000
în cam 12 până la 24 de ore,
11:59
after its chromosomes are literally blown apart.
250
694000
3000
după ce cromozomii ei au fost sparţi la propriu.
12:02
This organism is ubiquitous on the planet,
251
697000
2000
Acest organism este omniprezent pe planetă,
12:04
and exists perhaps now
252
699000
2000
şi probabil că acum există
12:06
in outer space due to all our travel there.
253
701000
3000
în spaţiul cosmic datorită călătoriilor noastre acolo.
12:10
This is a glass beaker after
254
705000
2000
Acesta este un pahar de sticlă după
12:12
about half a million rads of radiation.
255
707000
2000
cam jumătate de milioni de razi de radiaţie.
12:14
The glass started to burn and crack,
256
709000
2000
Paharul a început să ardă şi să crape,
12:16
while the microbes sitting in the bottom
257
711000
2000
în timp ce microbii ce stăteau la fund
12:18
just got happier and happier.
258
713000
2000
au devenit din ce în ce mai fericiţi.
12:20
Here's an actual picture of what happens:
259
715000
2000
Aici este o imagine a ce se întâmplă de fapt:
12:22
the top of this shows the genome
260
717000
2000
în partea de sus se vede genomul
12:24
after 1.7 million rads of radiation.
261
719000
3000
după 1,7 milioane de razi de radiaţie.
12:27
The chromosome is literally blown apart.
262
722000
2000
Cromozomul este spart la propriu.
12:29
And here's that same DNA automatically reassembled
263
724000
4000
Şi aici este acelaşi ADN reasamblat automat
12:33
24 hours later.
264
728000
2000
24 de ore mai târziu.
12:35
It's truly stunning that these organisms can do that,
265
730000
3000
E cu adevărat uluitor că aceste organisme pot face asta,
12:38
and we probably have thousands,
266
733000
2000
şi probabil că avem mii,
12:40
if not tens of thousands, of different species
267
735000
2000
dacă nu zeci de mii de specii diferite
12:42
on this planet that are capable of doing that.
268
737000
3000
pe planeta aceasta capabile să facă asta.
12:45
After these genomes are synthesized,
269
740000
2000
După ce aceste genomuri sunt sintetizate,
12:47
the first step is just transplanting them
270
742000
2000
primul pas este doar sa le transplantăm
12:49
into a cell without a genome.
271
744000
4000
într-o celulă fără genom.
12:53
So we think synthetic cells are going to have tremendous potential,
272
748000
4000
Deci credem că celulele sintetice vor avea un potenţial uluitor,
12:57
not only for understanding the basis of biology
273
752000
3000
nu doar pentru a înţelege bazele biologiei
13:00
but for hopefully environmental and society issues.
274
755000
3000
dar sperăm că și pentru probleme de mediu şi societate.
13:03
For example, from the third organism we sequenced,
275
758000
3000
De exemplu, de la al treilea organism pe care l-am secvenţat,
13:06
Methanococcus jannaschii -- it lives in boiling water temperatures;
276
761000
4000
Methanococcus jannaschii: trăieşte la temperatura fierbere a apei,
13:10
its energy source is hydrogen
277
765000
2000
sursa ei de energie este hidrogenul
13:12
and all its carbon comes from CO2 it captures back from the environment.
278
767000
5000
şi tot carbonul ei vine din CO2 pe care îl capturează inapoi din mediu.
13:17
So we know lots of different pathways,
279
772000
2000
Deci știm multe căi diferite,
13:19
thousands of different organisms now
280
774000
3000
mii de organisme diferite acum
13:22
that live off of CO2,
281
777000
2000
care trăiesc cu CO2,
13:24
and can capture that back.
282
779000
2000
şi pot sa îl recaptureze.
13:26
So instead of using carbon from oil
283
781000
3000
Deci în loc să folosim carbon din petrol
13:29
for synthetic processes,
284
784000
2000
pentru procese sintetice,
13:31
we have the chance of using carbon
285
786000
3000
avem şansa de a folosi carbonul
13:34
and capturing it back from the atmosphere,
286
789000
3000
şi să îl recaptăm din atmosferă,
13:37
converting that into biopolymers
287
792000
2000
transformându-l în biopolimeri
13:39
or other products.
288
794000
2000
şi alte produse.
13:41
We have one organism that lives off of carbon monoxide,
289
796000
3000
Avem un organism care trăieşte cu monoxid de carbon,
13:44
and we use as a reducing power
290
799000
2000
şi îl folosim ca putere de reducere
13:46
to split water to produce hydrogen and oxygen.
291
801000
4000
să despărţim apa să producem hidrogen şi oxigen.
13:50
Also, there's numerous pathways
292
805000
2000
Deasemenea, sunt multe căi
13:52
that can be engineered metabolizing methane.
293
807000
4000
ce pot fi construite metabolizând metanul.
13:56
And DuPont has a major program with Statoil in Norway
294
811000
4000
Şi DuPont are un program major cu Statoil în Norvegia
14:00
to capture and convert the methane
295
815000
2000
pentru a captura şi converti metanul
14:02
from the gas fields there into useful products.
296
817000
4000
de pe câmpurile de gaz de acolo în produse utile.
14:06
Within a short while, I think there's going to be a new field
297
821000
2000
În scurt timp, cred că va fi un nou câmp
14:08
called "Combinatorial Genomics,"
298
823000
2000
numil Genomică Combinatorială,
14:10
because with these new synthesis capabilities,
299
825000
3000
pentru că cu aceste capacităţi noi de sintetizare,
14:13
these vast gene array repertoires
300
828000
3000
aceste repertorii vaste de matrici de gene
14:16
and the homologous recombination,
301
831000
2000
şi combinaţia omoloagă,
14:18
we think we can design a robot to make
302
833000
2000
credem că putem proiecta un robot să facă
14:20
maybe a million different chromosomes a day.
303
835000
3000
poate un milion de cromozomi diferiţi pe zi.
14:24
And therefore, as with all biology,
304
839000
2000
Şi deci, ca şi cu restul biologiei,
14:26
you get selection through screening,
305
841000
3000
obţii selecţia prin verificări,
14:29
whether you're screening for hydrogen production,
306
844000
2000
fie că verifici pentru producţia de hidrogen,
14:31
or chemical production, or just viability.
307
846000
3000
sau producţie chimică, sau doar viabilitate.
14:34
To understand the role of these genes
308
849000
2000
Pentru a înţelege rolul acelor gene
14:36
is going to be well within reach.
309
851000
2000
va fi foarte la îndemână.
14:38
We're trying to modify photosynthesis
310
853000
3000
Încercăm să modificăm folosinteza
14:41
to produce hydrogen directly from sunlight.
311
856000
3000
pentru a produce hidrogen direct din lumina soarelui.
14:44
Photosynthesis is modulated by oxygen,
312
859000
3000
Fotosinteza este modulată de oxigen,
14:47
and we have an oxygen-insensitive hydrogenase
313
862000
3000
şi avem o hidrogenază insensibilă la oxigen
14:50
that we think will totally change this process.
314
865000
5000
care credem că va schimba total acest proces.
14:55
We're also combining cellulases,
315
870000
2000
Deasemenea combinăm celulaze,
14:57
the enzymes that break down complex sugars into simple sugars
316
872000
3000
enzimele care descompun zaharurile complexe în zaharuri simple
15:00
and fermentation in the same cell
317
875000
3000
şi fermentarea în aceeaşi celulă
15:03
for producing ethanol.
318
878000
2000
pentru producerea etanolului.
15:06
Pharmaceutical production is already under way
319
881000
2000
Producere farmaceutică a început deja
15:08
in major laboratories
320
883000
2000
în laboratoare majore
15:10
using microbes.
321
885000
2000
folosind microbi.
15:12
The chemistry from compounds in the environment
322
887000
3000
Chimicalele de la compuşii din mediu
15:15
is orders of magnitude more complex
323
890000
2000
sunt la câteva ordine de magnitudine mai complexe
15:17
than our best chemists can produce.
324
892000
2000
decât pot produce cei mai buni chimişti ai nostri.
15:20
I think future engineered species
325
895000
2000
Eu cred că viitoarele specii construite
15:22
could be the source of food,
326
897000
2000
ar putea fi sursa hranei,
15:24
hopefully a source of energy,
327
899000
2000
sperăm o sursă de energie,
15:26
environmental remediation
328
901000
3000
remedierea mediului
15:29
and perhaps
329
904000
2000
şi poate
15:31
replacing the petrochemical industry.
330
906000
2000
să înlocuiască industria petrochimică.
15:33
Let me just close with ethical and policy studies.
331
908000
3000
Permiteţi-mi să închei cu studii etice şi politice.
15:37
We delayed the start of our experiments in 1999
332
912000
4000
Am amânat începutul experimentelor noastre în 1999
15:41
until we completed a year-and-a-half bioethical review
333
916000
3000
până am terminat o revizie bioetică de un an şi jumătate,
15:44
as to whether we should try and make an artificial species.
334
919000
4000
dacă ar trebui să încercăm şi să facem o specie artificială.
15:48
Every major religion participated in this.
335
923000
3000
Fiecare religie majoră a participat la asta.
15:51
It was actually a very strange study,
336
926000
2000
A fost un studiu foarte ciudat,
15:53
because the various religious leaders were using their scriptures as law books,
337
928000
5000
pentru că diferiţii lideri religioşi îşi foloseau scripturile ca şi cărţi ale legii,
15:58
and they couldn't find anything in them prohibiting making life,
338
933000
3000
şi nu au putut găsi nimic în ele ce ar putea înterzice crearea vieţii,
16:01
so it must be OK. The only ultimate concerns
339
936000
3000
deci trebuie să fie OK. Singurele griji finale
16:04
were biological warfare aspects of this,
340
939000
3000
au fost aspectele războiului biologic,
16:08
but gave us the go ahead to start these experiments
341
943000
3000
dar ne-au dat voie să începem aceste experimente
16:11
for the reasons we were doing them.
342
946000
2000
pentru motivele pentru care le făceam.
16:13
Right now the Sloan Foundation has just funded
343
948000
2000
Chiar acum Fundaţia Sloan a finanţat
16:15
a multi-institutional study on this,
344
950000
3000
un studiu multi-instituţional despre asta,
16:18
to work out what the risk and benefits to society are,
345
953000
3000
pentru a-şi da seama care erau riscurile şi beneficiile societăţii,
16:21
and the rules that scientific teams such as my own
346
956000
3000
şi regulile pe care echipele ştiinţifice ca şi a mea
16:24
should be using in this area,
347
959000
2000
ar trebui să le folosească în acest domeniu,
16:26
and we're trying to set good examples as we go forward.
348
961000
3000
şi încercăm să stabilim exemple bune pe măsură ce înaintăm.
16:30
These are complex issues.
349
965000
2000
Acestea sunt probleme complexe.
16:32
Except for the threat of bio-terrorism,
350
967000
2000
În afară de ameninţările bio-terorismului,
16:34
they're very simple issues in terms of,
351
969000
2000
sunt probleme foarte simple în termeni de,
16:36
can we design things to produce clean energy,
352
971000
4000
putem proiecta lucruri ce produc energie curată,
16:40
perhaps revolutionizing
353
975000
2000
poate revoluţionând
16:42
what developing countries can do
354
977000
3000
ce pot face ţările în curs de dezvoltare
16:45
and provide through various simple processes.
355
980000
3000
şi ce pot asigura prin diferite procese simple.
16:48
Thank you very much.
356
983000
2000
Mulţumesc foarte mult.
ABOUT THE SPEAKER
Craig Venter - Biologist, genetics pioneerIn 2001, Craig Venter made headlines for sequencing the human genome. In 2003, he started mapping the ocean's biodiversity. And now he's created the first synthetic lifeforms -- microorganisms that can produce alternative fuels.
Why you should listen
Craig Venter, the man who led the private effort to sequence the human genome, is hard at work now on even more potentially world-changing projects.
First, there's his mission aboard the Sorcerer II, a 92-foot yacht, which, in 2006, finished its voyage around the globe to sample, catalouge and decode the genes of the ocean's unknown microorganisms. Quite a task, when you consider that there are tens of millions of microbes in a single drop of sea water. Then there's the J. Craig Venter Institute, a nonprofit dedicated to researching genomics and exploring its societal implications.
In 2005, Venter founded Synthetic Genomics, a private company with a provocative mission: to engineer new life forms. Its goal is to design, synthesize and assemble synthetic microorganisms that will produce alternative fuels, such as ethanol or hydrogen. He was on Time magzine's 2007 list of the 100 Most Influential People in the World.
In early 2008, scientists at the J. Craig Venter Institute announced that they had manufactured the entire genome of a bacterium by painstakingly stitching together its chemical components. By sequencing a genome, scientists can begin to custom-design bootable organisms, creating biological robots that can produce from scratch chemicals humans can use, such as biofuel. And in 2010, they announced, they had created "synthetic life" -- DNA created digitally, inserted into a living bacterium, and remaining alive.
Craig Venter | Speaker | TED.com