ABOUT THE SPEAKER
Tal Danino - Synthetic biologist
Tal Danino explores the emerging frontier of combining biology and engineering (and art). He is a 2015 TED Fellow.

Why you should listen

Tal Danino's research explores the emerging frontier of combining biology, engineering and medicine. His work as a synthetic biologist focuses on reprogramming bacteria to detect and treat diseases in our bodies such as cancer.

Originally from Los Angeles, Danino received B.S. degrees from UCLA in Physics, Chemistry and Math, and received his Ph.D. in Bioengineering from UCSD. He did a postdoctoral fellowship at the Massachusetts Institute of Technology and is currently an assistant professor at Columbia University in New York.

Danino's work has been published in scientific journals and highlighted in several popular press venues. He actively develops "Bio-Art" projects that share perspectives and stories about science with recent projects featured in the New York Times, WIRED, and the Wall Street Journal.

More profile about the speaker
Tal Danino | Speaker | TED.com
TED2015

Tal Danino: Programming bacteria to detect cancer (and maybe treat it)

Tal Danino: Možemo da koristimo bakterije da otkrijemo rak (a možda i da ga lečimo)

Filmed:
1,329,748 views

Rak jetre jedan je od najtežih za otkriti, ali sintetički biolog imao je nesvakidašnju zamisao: šta kada bismo mogli da stvorimo probiotičke, jestive bakterije koje su "programirane" da pronalaze tumore na jetri? Njegov uvid koristi nešto što tek počinjemo da shvatamo u vezi sa bakterijama - njihovu moć detekcije kvoruma, tj. to da rade nešto zajedno kada dođu do kritične mase. Danino, učesnik TED Fellows programa, objašnjava kako funkcioniše detekcija kvoruma, i kako bi pametne bakterije koje rade zajedno jednog dana mogle da izmene lečenje raka.
- Synthetic biologist
Tal Danino explores the emerging frontier of combining biology and engineering (and art). He is a 2015 TED Fellow. Full bio

Double-click the English transcript below to play the video.

00:12
You mayможе not realizeсхватите this,
0
788
1745
Možda ovo ne shvatate,
00:14
but there are more bacteriaбактерије in your bodyтело
than starsЗвездице in our entireцео galaxyгалаксија.
1
2533
4880
ali u našim telima ima više bakterija
nego zvezda u celoj našoj galaksiji.
00:20
This fascinatingфасцинантан universeуниверзум
of bacteriaбактерије insideу of us
2
8040
3127
Fascinantni univerzum bakterija
koji se nalazi u nama
00:23
is an integralintegralni partдео of our healthздравље,
3
11167
2276
ključni je deo našeg zdravlja
00:25
and our technologyтехнологија is evolvingеволуира so rapidlyбрзо
4
13443
2089
i naša tehnologija se razvija tako brzo
00:27
that todayданас we can programпрограм these bacteriaбактерије
like we programпрограм computersрачунари.
5
15532
4759
da danas možemo možemo programirati
ove bakterije poput kompjutera.
00:33
Now, the diagramдијаграм that you see here,
6
21060
1879
Dijagram koji ovde vidite,
00:34
I know it looksизглед like
some kindкинд of sportsспорт playигра,
7
22939
2531
znam da izgleda kao neki plan igre,
00:37
but it is actuallyзаправо a blueprintnacrt of
the first bacterialбактеријски programпрограм I developedразвијен.
8
25470
4156
ali je to zapravo nacrt prvog programa
za bakterije koji sam razvio.
00:41
And like writingписање softwareсофтвер,
we can printпринт and writeпиши DNADNK
9
29626
3321
Baš poput pisanja softverskog koda,
možemo štampati i pisati DNK
00:44
into differentразличит algorithmsалгоритми
and programsпрограме insideу of bacteriaбактерије.
10
32947
3227
u razne algoritme i programe
unutar bakterija.
00:48
What this programпрограм does
is producesпроизводи fluorescentfluorescentna proteinsпротеини
11
36824
2695
Ovaj program proizvodi
fluorescentne proteine
00:51
in a rhythmicRitmički fashionмода
12
39519
1438
u ritmu
00:52
and generatesгенерише a smallмали moleculeмолекула
13
40957
1602
i stvara maleni molekul
00:54
that allowsомогућава bacteriaбактерије
to communicateкомуницирајте and synchronizeSinhronizovanje,
14
42559
2578
koji bakterijama omogućava
da komuniciraju i razmnožavaju se,
00:57
as you're seeingвиди in this movieфилм.
15
45137
1838
kao što vidite na ovom filmu.
00:59
The growingрастуће colonyколонија of bacteriaбактерије
that you see here
16
47505
2280
Rastuća kolonija bakterija
koju vidite ovde
01:01
is about the widthширина of a humanљудско hairкоса.
17
49785
1993
otprilike je širine ljudske dlake.
01:03
Now, what you can't see
is that our geneticгенетски programпрограм
18
51778
2507
Ono što ne možete da vidite
je to da naš genetski program
01:06
instructsnalaže programu these bacteriaбактерије
to eachсваки produceпроизвести smallмали moleculesмолекули,
19
54285
3483
daje instrukcije ovim bakterijama
da svaka proizvodi male molekule
01:09
and these moleculesмолекули travelпутовање betweenизмеђу
the thousandsхиљаде of individualпојединац bacteriaбактерије
20
57768
3413
i ovi molekuli putuju između hiljada
pojedinačnih bakterija
01:13
tellingговорећи them when to turnред on and off.
21
61181
2716
i govore im kada da se uključe i isključe.
01:15
And the bacteriaбактерије synchronizeSinhronizovanje
quiteприлично well at this scaleСкала,
22
63897
3251
Bakterije se na ovoj razmeri
sinhronizuju prilično dobro,
01:19
but because the moleculeмолекула that synchronizessinhronizuje
them togetherзаједно can only travelпутовање so fastбрзо,
23
67148
3994
ali pošto molekul koji ih sinhonizuje
može da putuje samo na određenoj brzini,
01:23
in largerвеће coloniesколоније of bacteriaбактерије,
this resultsрезултате in travelingпутовање wavesталаси
24
71142
3576
u velikim kolonijama bakterija,
ovo za posledicu ima talase koji putuju
01:26
betweenизмеђу bacteriaбактерије that are
farдалеко away from eachсваки other,
25
74718
2902
između bakterija
koje su međusobno udaljene
01:29
and you can see these wavesталаси going
from right to left acrossпреко the screenекран.
26
77620
3736
i možete videti kako ovi talasi idu
zdesna na levo preko ekrana.
01:33
Now, our geneticгенетски programпрограм
reliesoslanja se on a naturalприродно phenomenonфеномен
27
81356
2788
Naš genetski programa oslanja se
na prirodnu pojavu
koja se naziva detekcija kvoruma
01:36
calledпозвани quorumkvorum sensingсенсинг,
28
84144
1173
01:37
in whichкоја bacteriaбактерије triggerтриггер coordinatedkoordinirali
and sometimesпонекад virulentvirusnu behaviorsпонашања
29
85317
3332
gde bakterije pokreću koordinisano
i ponekad virusno ponašanje
01:40
onceједном they reachдостигнути a criticalкритичан densityгустина.
30
88649
2941
kada dođu do kritične gustine.
Možete posmatrati detekciju kvoruma
na delu u ovom snimku,
01:43
You can observeposmatrate quorumkvorum sensingсенсинг
in actionпоступак in this movieфилм,
31
91590
2655
01:46
where a growingрастуће colonyколонија of bacteriaбактерије
only beginsпочиње to glowsjaj
32
94245
3642
gde kolonija bakterija koja raste
počinje da sija tek onda
01:49
onceједном it reachesдостигне a highвисоко
or criticalкритичан densityгустина.
33
97887
2371
kada dođe do visoke
ili kritične gustine.
01:52
Our geneticгенетски programпрограм
34
100258
1842
Naš genetski program
01:54
continuesнаставља producingпроизводњу these
rhythmicRitmički patternsобрасци of fluorescentfluorescentna proteinsпротеини
35
102100
3151
nastavlja da proizvodi ove
ritmičke šablone fluorescentnih proteina
01:57
as the colonyколонија growsрасте outwardstvore.
36
105251
2368
kako kolonija raste ka spolja.
01:59
This particularпосебно movieфилм and experimentексперимент
we call The SupernovaSupernova,
37
107619
3691
Ovaj naročiti snimak i eksperiment
nazivamo Supernova
02:03
because it looksизглед like an explodingексплодира starЗвезда.
38
111310
3030
jer izgleda kao zvezda koja eksplodira.
02:06
Now, besidesОсим тога programmingпрограмирање
these beautifulЛепа patternsобрасци,
39
114340
2390
Pored programiranja
ovih predivnih šablona,
zapitao sam se, šta još možemo
da nateramo bakterije da urade?
02:08
I wonderedпитао се, what elseдруго can we get
these bacteriaбактерије to do?
40
116730
2591
02:11
And I decidedодлучио to exploreистражити
how we can programпрограм bacteriaбактерије
41
119321
2579
Odlučio sam da istražim
kako možemo programirati bakterije
02:13
to detectоткрити and treatлијечити diseasesболести
in our bodiesтела like cancerрак.
42
121900
2789
da otkriju i leče bolesti u našem telu
poput raka.
Jedna od iznenađujućih činjenica
u vezi sa bakterijama
02:18
One of the surprisingизненађујуће factsчињенице about bacteriaбактерије
43
126009
2298
02:20
is that they can naturallyприродно growрасту
insideу of tumorsтумори.
44
128307
3437
je da mogu prirodno da rastu
unutar tumora.
02:23
This happensсе дешава because typicallyобично tumorsтумори
45
131744
1764
Ovo se dešava jer su tumori obično
02:25
are areasобласти where the immuneимуно systemсистем
has no accessприступ,
46
133508
2415
područja gde imuni sistem nema pristup,
02:27
and so bacteriaбактерије find these tumorsтумори
47
135923
1997
i bakterije tako nalaze ove tumore
02:29
and use them as a safeсигурно havenutočište
to growрасту and thriveуспевају.
48
137920
3831
i koriste ih kao bezbednu luku
da rastu i napreduju.
Počeli smo da koristimo
probiotičke bakterije
02:33
We startedпочела usingКористећи probioticProbiotici bacteriaбактерије
49
141751
1834
02:35
whichкоја are safeсигурно bacteriaбактерије
that have a healthздравље benefitкористи,
50
143585
2624
koje su bezbedne
i imaju zdravstvenu korist,
02:38
and foundнашао that
when orallyусмено deliveredиспоручена to miceмишеви,
51
146209
2461
i otkrili smo da kada ih miševi
oralno konzumiraju,
02:40
these probioticsprobiotike would selectivelyselektivno
growрасту insideу of liverјетра tumorsтумори.
52
148670
4156
ove bakterije će selektivno rasti
unutar tumora jetre.
02:44
We realizedреализован that the mostнајвише convenientпогодно way
53
152826
1954
Shvatili smo da je najzgodniji način
02:46
to highlightIsticanje the presenceприсуство
of the probioticsprobiotike,
54
154780
2081
da se obeleži prisustvo probiotika
02:48
and henceстога, the presenceприсуство of the tumorsтумори,
55
156861
1863
i stoga prisustvo tumora,
02:50
was to get these bacteriaбактерије
to produceпроизвести a signalсигнал
56
158724
2229
taj da ove bakterije nateramo
da proizvode signal
02:52
that would be detectableDetektabilne in the urineурина,
57
160953
2116
koji se može otkriti u urinu
02:55
and so we specificallyпосебно
programmedпрограмирано these probioticsprobiotike
58
163069
2412
i tako smo posebno programirali
ove probiotike
02:57
to make a moleculeмолекула that would changeпромена
the colorбоја of your urineурина
59
165481
2879
da stvaraju molekule koji bi promenili
boju vašeg urina
03:00
to indicateиндицирајте the presenceприсуство of cancerрак.
60
168360
2810
tako da prikazuje prisustvo raka.
03:03
We wentотишао on to showсхов that this technologyтехнологија
61
171170
2010
Dalje smo pokazali da ova tehnologija
03:05
could sensitivelyVidi and specificallyпосебно
detectоткрити liverјетра cancerрак,
62
173180
3190
može senzorno i isključivo
da otkrije rak jetre,
03:08
one that is challengingизазован
to detectоткрити otherwiseиначе.
63
176370
2690
koji je inače težak za otkriti.
03:11
Now, sinceОд these bacteriaбактерије
specificallyпосебно localizelokalizovati to tumorsтумори,
64
179891
2999
Pošto se ove bakterije posebno
lokalizuju na tumore,
03:14
we'veми смо been programmingпрограмирање them
to not only detectоткрити cancerрак
65
182890
2588
programirali smo ih
ne samo da otkriju rak,
03:17
but alsoтакође to treatлијечити cancerрак
66
185478
1788
već i da leče rak
03:19
by producingпроизводњу therapeuticтерапеутски moleculesмолекули
from withinу склопу the tumorтумор environmentЖивотна средина
67
187266
3227
proizvodeći terapeutske molekule
iz unutrašnjosti okruženja tumora,
03:22
that shrinkскупља the existingпостојећи tumorsтумори,
68
190493
2322
koji bi smanjivali postojeće tumore
03:24
and we'veми смо been doing this
usingКористећи quorumkvorum sensingсенсинг programsпрограме
69
192815
2755
i ovo smo radili koristeći programe
za detekciju kvoruma
03:27
like you saw in the previousПретходна moviesфилмове.
70
195570
1843
kao što ste videli u prethodnim snimcima.
03:29
AltogetherSve zajedno, imagineзамислити in the futureбудућност
takingузимајући a programmedпрограмирано probioticProbiotici
71
197413
3697
Na kraju, možete zamisliti da u budućnosti
uzimate programirani probiotik
03:33
that could detectоткрити and treatлијечити cancerрак,
72
201110
2479
koji bi mogao da otkrije i leči rak
03:35
or even other diseasesболести.
73
203589
2581
ili čak i druge bolesti.
03:38
Our abilityспособност to programпрограм bacteriaбактерије
74
206960
1644
Naša sposobnost da programiramo bakterije
03:40
and programпрограм life
75
208604
1695
i programiramo život
03:42
opensотвара се up newново horizonshorizonte in cancerрак researchистраживање,
76
210299
2949
otvara nove horizonte u istraživanju raka
03:45
and to shareОбјави this visionвизија,
I workedрадио је with artistуметник VikVik MunizMuniz
77
213248
2735
i da bih podelio ovu zamisao,
radio sam s umetnikom Vikom Munizom
03:47
to createстворити the symbolсимбол of the universeуниверзум,
78
215983
1816
da bih stvorio simbol univerzuma,
03:49
madeмаде entirelyу потпуности out of bacteriaбактерије
or cancerрак cellsћелије.
79
217799
3641
stvoren u potpunosti od bakterija
ili ćelija raka.
03:53
UltimatelyNa kraju krajeva, my hopeнадати се is that the beautyлепота
and purposeсврха of this microscopicmikroskopskog universeуниверзум
80
221443
5202
Na kraju, moj cilj je da lepota i svrha
ovog mikroskopskog univerzuma
03:58
can inspireинспирисати newново and creativeкреативан approachesприлази
for the futureбудућност of cancerрак researchистраживање.
81
226645
4899
može da nadahne kreativne pristupe
za buduća istraživanja raka.
04:03
Thank you.
82
231544
2624
Hvala vam.
04:06
(ApplauseAplauz)
83
234168
3766
(Aplauz)
Translated by Mile Živković
Reviewed by Anja Saric

▲Back to top

ABOUT THE SPEAKER
Tal Danino - Synthetic biologist
Tal Danino explores the emerging frontier of combining biology and engineering (and art). He is a 2015 TED Fellow.

Why you should listen

Tal Danino's research explores the emerging frontier of combining biology, engineering and medicine. His work as a synthetic biologist focuses on reprogramming bacteria to detect and treat diseases in our bodies such as cancer.

Originally from Los Angeles, Danino received B.S. degrees from UCLA in Physics, Chemistry and Math, and received his Ph.D. in Bioengineering from UCSD. He did a postdoctoral fellowship at the Massachusetts Institute of Technology and is currently an assistant professor at Columbia University in New York.

Danino's work has been published in scientific journals and highlighted in several popular press venues. He actively develops "Bio-Art" projects that share perspectives and stories about science with recent projects featured in the New York Times, WIRED, and the Wall Street Journal.

More profile about the speaker
Tal Danino | Speaker | TED.com