Floyd E. Romesberg: The radical possibilities of man-made DNA
Флойд Ромсберг: Принципиально новые возможности искусственной ДНК
Floyd E. Romesberg uses chemistry, biology and physics to study how biomolecules work and to create biomolecules with new forms and functions. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
to the information in DNA.
заложенной в ДНК.
as the English language
как английский язык
that, when combined into words,
которые складываются в слова
I'm going to tell you today,
вести сегодня этот рассказ,
that, when combined into genes,
которые, складываясь в гены,
производить белки́ —
that fold up into complex structures
сворачивающиеся в сложные структуры,
that allow a cell to do what it does,
позволяющие клеткам делать свою работу,
and the genetic alphabet has four.
в генетическом — четыре.
Maybe you've heard of them.
Возможно, вы о них слышали.
referred to as G, C, A and T.
that all the diversity of life
что всё разнообразие жизни
комбинаций четырёх букв.
if the English alphabet had four letters.
состоял из четырёх букв?
would you be able to tell?
had more letters?
было больше букв?
be able to tell different stories,
смогли бы рассказать иные истории,
Research Institute in La Jolla, California
в Институте Скриппса в Ла-Холье
with the goal of creating living organisms
с целью создания живых организмов
of a six-letter genetic alphabet,
plus two additional new man-made letters.
созданных человеком.
form of life ever created.
радикально изменённой формой жизни.
than life ever has before.
чем все другие формы до неё.
than the 20 normal amino acids
and molecular biology
молекулярной биологии,
from your high school biology
из школьного курса биологии, —
pair together to form two base pairs.
формируя две пары нуклеотидов.
А — в паре с T.
new candidate letters,
кандидатов в буквы —
to selectively pair with each other.
избирательно образовывать пары.
together really well,
встававшие в пару очень хорошо, —
was find a way to get X and Y into cells,
поместить X и Y в клетки,
that does something similar in algae
который аналогично вёл себя в водорослях,
was to show that with X and Y provided,
что, имея в своём составе X и Y,
and hold on to X and Y in their DNA.
и не избавятся от новых букв в своей ДНК.
took longer than I had hoped --
заняли дольше, чем я надеялся, —
worked faster than I dreamed,
сработал быстрее, чем я смел мечтать,
grew bacteria with six-letter DNA.
бактерию с шестибуквенной ДНК.
to introduce you to them right now.
показать её вам прямо сейчас.
semisynthetic organisms.
that's really cool, right?
круто, да?
are still wondering why.
всё ещё не ясно, что здесь такого.
about some of our motivations,
о наших побуждающих факторах —
thought about life, what it is,
о жизни, её природе,
from things that are not alive,
life as being perfect,
as evidence of a creator.
существования творца.
because a god breathed life into them.
что творец вдохнул в него жизнь.
a more scientific explanation,
the molecules of life to be special.
молекулы жизни особенными.
for billions of years, right?
миллиарды лет, не так ли?
it would seem pretty impossible
кажется невероятным,
and build new parts
новые составные части,
the natural molecules of life
с природными молекулами жизни,
really screwing everything up.
created or evolved are we?
are the molecules of life?
impossible to even ask,
было невозможно,
to compare life to.
с чем можно сравнивать.
наши исследования показывают,
aren't that special.
не такие уж и особенные.
isn't the only way it could be.
не единственный возможный вариант.
maybe not even the best solution,
даже не оптимальное решение,
fundamental issues about life,
фундаментальных аспектов жизни,
what sort of new stories
vocabulary could tell,
у которых прибавилось букв, —
are the proteins that a cell produces
это белки, производимые клеткой,
with new types of functions
с новыми функциями
make and maybe even use?
производить и, возможно, использовать?
to make proteins for us, for our use.
производить белки для наших нужд.
range of different applications,
soldiers from injury
защищающих солдат от ранений,
dangerous compounds,
опасные соединения,
is protein drugs.
кажутся лекарства из белков.
revolutionized medicine,
революцию в медицине.
and it's manufactured as a drug
how we treat diabetes.
терапию диабета.
are really hard to make
что белки трудно производить,
is to get cells to make them for you.
научить клетки их вырабатывать.
proteins with the natural amino acids,
только природные аминокислоты,
those proteins can have,
they could be developed for,
of those amino acids
strung together to make a protein,
соединяющихся в белки,
they're not that different-looking.
that many different functions.
different functions available.
that synthetic chemists make as drugs.
которые химики синтезируют для препаратов.
a much broader range of diverse things.
широкий набор разнообразных элементов.
how different they are.
какие они разные.
that make them great drugs
позволяет им быть отличными препаратами
what sort of new protein drugs
какие белковые препараты
proteins from more diverse things.
из большего разнообразия элементов.
наш полусинтетический организм
new and different amino acids,
новые, разнообразные аминокислоты,
selected to confer the protein
для производства белков,
when you inject them into people.
при введении в организм человека.
with new amino acids
с новыми аминокислотами
from being degraded or eliminated,
роль лекарств?
with little fingers attached
grab on to other molecules?
к определённым молекулам?
failed during development as drugs
так и не стали лекарствами,
specific enough to find their target
и не могли найти цель
of the human body.
and make them parts of new amino acids
и сделать их частью новых аминокислот,
to their target?
called Synthorx.
как «синтетический организм»,
that's what you do with biotech companies.
в среде биотехнологических компаний.
с моей лабораторией,
that recognizes a certain receptor
распознающий определённый рецептор
также распознаёт
of those same cells,
на поверхности этих клеток,
a variant of that protein
with that second bad receptor is shielded,
с неправильным рецептором, заблокирован,
with that first good receptor?
только нужный нам рецептор?
with the normal amino acids,
с обычными аминокислотами,
specifically designed for that purpose.
созданными для этой цели.
to act as little factories
производящие более эффективные
really interesting application,
интересное их применение,
that allow cells to do what they do.
клеткам выполнять их функции.
new proteins with new functions,
с новыми функциями,
that natural cells can't do?
чего обычные клетки не умеют?
semisynthetic organisms
полусинтетические организмы,
seek out cancer cells
искали бы раковые клетки,
secrete a toxic protein that kills them?
убивающий их токсин?
that eat different kinds of oil,
питающуюся нефтью,
с аварийным разливом?
of the types of stories
with an expanded vocabulary can tell.
формы жизни с новыми буквами в ДНК.
organisms into people,
организмов в людей,
of our bacteria into the ocean
actually it sounds really scary.
звучит страшновато.
in order to survive,
полусинтетические организмы
precursors of X and Y.
химическими прекурсорами X и Y.
than anything that exists in nature.
or the ability to make them.
клетки не умеют их синтезировать.
in the controlled environment of the lab,
лабораторной среде,
lots of the unnatural food.
того, чего не существует в природе.
in a person or out on a beach
или поместим на пляж,
have access that special food,
they can survive for a little,
оставаться в живых,
to perform some intended function,
необходимое для выполнения их работы,
to run out of the food.
питательные вещества.
and they just disappear.
to tell new stories,
рассказывать новые истории,
to tell those stories.
когда и как они будут их рассказывать.
I told you that we reported in 2014
что в 2014 г. мы объявили
that store more information,
имеющих добавочную информацию,
that we just talked about
о которых я говорил,
to make proteins,
that the cells could take DNA with X and Y
что клетки с X и Y в ДНК
the working copy of DNA.
рабочую копию ДНК.
использовать X и Y для создания белков.
use X and Y to make proteins.
semisynthetic organisms.
полусинтетические организмы.
they're making a protein that glows green.
синтезируют белок с зелёным свечением.
actually, from jellyfish
in its natural form
в естественной форме,
natural life can't build proteins with.
не используется в белках в природе.
живая клетка,
and making protein
и синтезируют белок
the genetic alphabet of other cells,
над расширением алфавита других клеток,
on more complex organisms.
с более сложными организмами.
that I want to say to you,
of semisynthetic life is here.
форм жизни пришло.
Floyd, this is so remarkable.
about the possibilities for life,
существования жизни
or so much of our assumptions are based
о жизни базируются на том,
it's got to be DNA,
of self-replicating molecules
самовоспроизводящихся молекул,
even just DNA with six letters?
даже ДНК из шести букв?
Absolutely, I think that's right,
я думаю, это так,
there's been always this prejudice
right alongside the natural ones,
вместе с природными,
that any molecules
of chemistry and physics
законам химии и физики, —
the natural molecules of life do.
что и природные молекулы жизни.
many different ways,
with other types of DNA,
но с другими ДНК,
может быть это разнообразие?
to look something like a DNA molecule,
Это в основном молекулы ДНК
that can still self-reproduce
способное к самовоспроизведению
is that if we found new life,
новые формы жизни,
with the search for Goldilocks planets
потенциально пригодными для жизни,
with water and whatever,
assumption, perhaps.
you can talk to, then maybe not,
найти того, с кем можно поговорить,
looking for any form of life,
любую форму жизни,
looking for life under the light post.
в слишком очевидных местах.
Thank so much, Floyd.
наше воображение! Спасибо, Флойд!
ABOUT THE SPEAKER
Floyd E. Romesberg - Chemist, synthetic biologistFloyd E. Romesberg uses chemistry, biology and physics to study how biomolecules work and to create biomolecules with new forms and functions.
Why you should listen
Floyd E. Romesberg is the director of a talented team of researchers at The Scripps Research Institute who are working to understand how evolution tailors protein function, to develop novel antibiotics and aptamers and to expand on the potential of evolution through the expansion of the genetic alphabet. A chemist by training, Romesberg works beyond the traditional divides between scientific disciplines.
Since the last common ancestor of all life on earth, biological information has been stored in a four-letter alphabet consisting of G, A, T and C. In 1998, Romesberg wondered: Is DNA limited to four letters? The answer is a resounding "No!" Romesberg and his research group have designed, tested and optimized hundreds of unnatural DNA letters, and they have achieved impressive milestones including replication and amplification of six-letter DNA in a test tube; the use of six-letter DNA to produce novel materials; and most recently the creation of semi-synthetic life that stores and retrieves the increased information. The advances led to Romesberg founding Synthorx, Inc., a biotechnology company that uses the expanded genetic alphabet to develop novel protein therapeutics.
Floyd E. Romesberg | Speaker | TED.com