ABOUT THE SPEAKER
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.

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.

More profile about the speaker
Craig Venter | Speaker | TED.com
TED2008

Craig Venter: On the verge of creating synthetic life

克雷格 凡特即将实现人造生命

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“我们能从数字世界中创造出新的生命吗?”克雷格 凡特问道。他自己的回答是“可以”并且很快就会实现。他介绍了他最近的研究成果并且承诺我们很快就会拥有制造并激活一对染色体的能力。
- 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

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00:19
You know, I've talked about some of these projects项目 before --
0
1000
2000
在这之前我已经讨论过这些项目中的一部分
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about the human人的 genome基因组 and what that might威力 mean,
1
3000
4000
关于人类基因组和它们的意义。
00:25
and discovering发现 new sets of genes基因.
2
7000
3000
以及发现新的基因组。
00:28
We're actually其实 starting开始 at a new point:
3
10000
3000
这次我们要从一个新的角度来看:
00:31
we've我们已经 been digitizing数字化 biology生物学,
4
13000
4000
我们在从事数字化生物学的工作。
00:35
and now we're trying to go from that digital数字 code
5
17000
3000
并且现在我们正尝试从那些数字代码走向
00:38
into a new phase of biology生物学
6
20000
2000
一个生物学的全新阶段,
00:40
with designing设计 and synthesizing合成 life.
7
22000
3000
设计与人工合成生命。
00:43
So, we've我们已经 always been trying to ask big questions问题.
8
25000
3000
我们经常试图提出一些较大的问题。
00:48
"What is life?" is something that I think many许多 biologists生物学家
9
30000
2000
“生命是什么”我想是许多生物学家
00:50
have been trying to understand理解
10
32000
2000
不断地尝试在
00:52
at various各个 levels水平.
11
34000
2000
在不同层面去理解的问题。
00:54
We've我们已经 tried试着 various各个 approaches方法,
12
36000
3000
我们尝试了许多方法,
00:57
paring削皮 it down to minimal最小 components组件.
13
39000
3000
把它分解到最小的组成部分。
01:01
We've我们已经 been digitizing数字化 it now for almost几乎 20 years年份;
14
43000
2000
到目前我们几乎已经用了20年来将其数字化。
01:03
when we sequenced测序 the human人的 genome基因组,
15
45000
2000
当我们在排序人类基因组的时候,
01:05
it was going from the analog类似物 world世界 of biology生物学
16
47000
3000
它从生物学的模拟分析世界
01:08
into the digital数字 world世界 of the computer电脑.
17
50000
4000
走进了计算机的数字世界。
01:12
Now we're trying to ask, "Can we regenerate再生 life
18
54000
4000
现在我们在尝试提问,我们是否能够再造生命,
01:16
or can we create创建 new life
19
58000
2000
或者我们是否从这个数字世界中
01:18
out of this digital数字 universe宇宙?"
20
60000
3000
能创造新的生命?
01:21
This is the map地图 of a small organism生物,
21
63000
3000
这是一种微生物的基因序列图,
01:24
Mycoplasma支原体 genitalium生殖,
22
66000
2000
生殖支原体,
01:26
that has the smallest最少 genome基因组 for a species种类
23
68000
3000
它有着对于一个物种来说最小的基因组
01:29
that can self-replicate自我复制 in the laboratory实验室,
24
71000
3000
能使其在实验室中自我复制。
01:32
and we've我们已经 been trying to just see if
25
74000
2000
并且我们在尝试了解是否
01:34
we can come up with an even smaller genome基因组.
26
76000
3000
我们能找到一种更小的基因组。
01:38
We're able能够 to knock out on the order订购 of 100 genes基因
27
80000
2000
我们能够从500组基因中
01:40
out of the 500 or so that are here.
28
82000
3000
分离出一百组就是我们眼前的这些。
01:43
When we look at its metabolic新陈代谢 map地图,
29
85000
2000
但当我们来看它的新陈代谢的时候,
01:45
it's relatively相对 simple简单
30
87000
2000
这其实是相对简单的
01:47
compared相比 to ours我们的 --
31
89000
2000
相对我们的来说。
01:49
trust相信 me, this is simple简单 --
32
91000
2000
相信我,这算简单的。
01:51
but when we look at all the genes基因
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93000
2000
但当我们在看所有这些
01:53
that we can knock out one at a time,
34
95000
3000
我们能一个一个分离出的基因组的时候,
01:56
it's very unlikely不会 that this would yield产量
35
98000
2000
很难相信它们能产生出
01:58
a living活的 cell细胞.
36
100000
2000
一个活生生的细胞。
02:01
So we decided决定 the only way forward前锋
37
103000
2000
所以,我们认为唯一能继续研究的方法
02:03
was to actually其实 synthesize合成 this chromosome染色体
38
105000
3000
就是人工合成这些染色体
02:06
so we could vary变化 the components组件
39
108000
3000
以便我们能改变它的组成部分
02:09
to ask some of these most fundamental基本的 questions问题.
40
111000
4000
来继续提问这些最基本的问题。
02:13
And so we started开始 down the road of:
41
115000
2000
于是我们开始沿着这条路走下去
02:15
can we synthesize合成 a chromosome染色体?
42
117000
3000
“我们能人工合成染色体吗?”
02:19
Can chemistry化学 permit许可证 making制造
43
121000
2000
化学原则真的允许我们制造
02:21
these really large molecules分子
44
123000
2000
这些我们从未实现过的
02:23
where we've我们已经 never been before?
45
125000
2000
超大分子吗?
02:25
And if we do, can we boot up a chromosome染色体?
46
127000
3000
而且,就算我们可以,我们能激活它吗?
02:28
A chromosome染色体, by the way, is just a piece of inert惰性的 chemical化学 material材料.
47
130000
3000
一对染色体,顺便说下,只是一些无活性的化学物质。
02:32
So, our pace步伐 of digitizing数字化 life has been increasing增加
48
134000
3000
我们数字化生命的速度不断地
02:35
at an exponential指数 pace步伐.
49
137000
3000
以指数速度加快。
02:38
Our ability能力 to write the genetic遗传 code
50
140000
3000
我们写基因编码的能力
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has been moving移动 pretty漂亮 slowly慢慢地
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143000
2000
进步地却非常慢,
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but has been increasing增加,
52
145000
3000
不过也还是在增加的。
02:46
and our latest最新 point would put it on, now, an exponential指数 curve曲线.
53
148000
4000
我们最近的状况将会把速度提升到指数曲线。
02:51
We started开始 this over 15 years年份 ago.
54
153000
2000
我们于15年前开始这项工作。
02:53
It took several一些 stages阶段, in fact事实,
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155000
3000
实际上它经过了好几个阶段。
02:56
starting开始 with a bioethical生命伦理学 review评论 before we did the first experiments实验.
56
158000
3000
在我们做最初的试验前,先进行了一次生物伦理学的评估。
03:00
But it turns out synthesizing合成 DNA脱氧核糖核酸
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162000
2000
但结果是人工合成DNA
03:02
is very difficult.
58
164000
2000
是非常困难的。
03:04
There are tens of thousands数千 of machines around the world世界
59
166000
3000
全世界有十几万台设备
03:07
that make small pieces of DNA脱氧核糖核酸 --
60
169000
2000
在制造小片断的DNA,
03:09
30 to 50 letters in length长度 --
61
171000
3000
长度在30到50个字符,
03:12
and it's a degenerate退化 process处理, so the longer you make the piece,
62
174000
3000
并且这是一个会倒退的过程,制造的片断越是长,
03:15
the more errors错误 there are.
63
177000
2000
产生的错误就越是多。
03:17
So we had to create创建 a new method方法
64
179000
2000
所以我们不得不创造一种新的方法
03:19
for putting these little pieces together一起 and correct正确 all the errors错误.
65
181000
3000
把这些小的片断排放在一起并纠正所有的错误。
03:23
And this was our first attempt尝试, starting开始 with the digital数字 information信息
66
185000
3000
这是我们的第一次尝试,从Phi X 174基因组(噬菌体)
03:26
of the genome基因组 of phi X174.
67
188000
2000
的数字信息开始。
03:28
It's a small virus病毒 that kills杀死 bacteria.
68
190000
3000
是一种能杀死细菌的小型病毒。
03:32
We designed设计 the pieces, went through通过 our error错误 correction更正
69
194000
3000
我们设计了它的基因片断,经过了错误纠正,
03:35
and had a DNA脱氧核糖核酸 molecule分子
70
197000
2000
就拥有了一条
03:37
of about 5,000 letters.
71
199000
3000
5000字符长度的DNA。
03:40
The exciting扣人心弦 phase came来了 when we took this piece of inert惰性的 chemical化学
72
202000
4000
最另人兴奋的阶段是当我们把这段没有活性的化学物质
03:44
and put it in the bacteria,
73
206000
2000
放进细菌内,
03:46
and the bacteria started开始 to read this genetic遗传 code,
74
208000
4000
细菌开始读取基因编码,
03:50
made制作 the viral病毒 particles粒子.
75
212000
2000
制造了病毒粒子。
03:52
The viral病毒 particles粒子 then were released发布 from the cells细胞
76
214000
2000
接着细胞释放出病毒粒子,
03:54
and came来了 back and killed杀害 the E. coli大肠杆菌.
77
216000
3000
再返回来杀死了E.coli(革兰氏阴性菌)。
03:57
I was talking to the oil industry行业 recently最近
78
219000
3000
我最近与石油行业有一些交流,
04:00
and I said they clearly明确地 understood了解 that model模型.
79
222000
3000
我觉得他们对这个模式理解的非常透彻。
04:03
(Laughter笑声)
80
225000
3000
(笑声)
04:06
They laughed笑了 more than you guys are. (Laughter笑声)
81
228000
3000
他比你们笑的大声多了。
04:10
And so, we think this is a situation情况
82
232000
2000
因此我们认为这种情况实际上
04:12
where the software软件 can actually其实 build建立 its own拥有 hardware硬件
83
234000
3000
是软件能在一个生物系统内
04:15
in a biological生物 system系统.
84
237000
2000
打造自己的硬件。
04:17
But we wanted to go much larger:
85
239000
2000
但我们还想再扩大规模。
04:19
we wanted to build建立 the entire整个 bacterial细菌 chromosome染色体 --
86
241000
3000
我们希望制造整条细菌染色体,
04:22
it's over 580,000 letters of genetic遗传 code --
87
244000
4000
一条超过580,000字符长度的基因编码。
04:26
so we thought we'd星期三 build建立 them in cassettes盒子 the size尺寸 of the viruses病毒
88
248000
3000
我们认为应该在以病毒大小的“盒”中制造它们
04:29
so we could actually其实 vary变化 the cassettes盒子
89
251000
2000
这样我们可以改变这些“盒”
04:31
to understand理解
90
253000
2000
来理解
04:33
what the actual实际 components组件 of a living活的 cell细胞 are.
91
255000
3000
一个活的细胞的实际组成部分是什么?
04:36
Design设计 is critical危急,
92
258000
2000
设计是非常重要的,
04:38
and if you're starting开始 with digital数字 information信息 in the computer电脑,
93
260000
3000
并且如果你在计算机上开始使用数字信息。
04:41
that digital数字 information信息 has to be really accurate准确.
94
263000
4000
那这些数字信息必须十分准确。
04:45
When we first sequenced测序 this genome基因组 in 1995,
95
267000
3000
当我们在1995年第一次对这组基因排序时,
04:48
the standard标准 of accuracy准确性 was one error错误 per 10,000 base基础 pairs.
96
270000
4000
准确率的标准是每10000个基本对一个错误。
04:52
We actually其实 found发现, on resequencing测序 it,
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274000
2000
实际上我们发现,在重新排序时,
04:54
30 errors错误; had we used that original原版的 sequence序列,
98
276000
3000
平均是30个错误。如果我们使用原先的序列,
04:57
it never would have been able能够 to be booted启动 up.
99
279000
3000
这组基因永远不可能被启动。
05:00
Part部分 of the design设计 is designing设计 pieces
100
282000
2000
设计工作的一部分是设计
05:02
that are 50 letters long
101
284000
3000
50个字符长度的片断
05:05
that have to overlap交叠 with all the other 50-letter-信 pieces
102
287000
3000
并和其他的50字符长的片段叠加
05:08
to build建立 smaller subunits亚基
103
290000
2000
以构建更小的次单元。
05:10
we have to design设计 so they can go together一起.
104
292000
3000
我们要设计过他们才能聚到一起。
05:13
We design设计 unique独特 elements分子 into this.
105
295000
3000
其中有我们设计过的独特部分。
05:16
You may可能 have read that we put watermarks水印 in.
106
298000
2000
你们可能听说过我们在其中加入了水印
05:18
Think of this:
107
300000
2000
想想看
05:20
we have a four-letter四个字母 genetic遗传 code -- A, C, G and T.
108
302000
3000
基因编码有四个字符:A,C,G和T。
05:23
Triplets三胞胎 of those letters
109
305000
3000
这些字符的三联体 - 以及这些字符
05:26
code for roughly大致 20 amino氨基 acids,
110
308000
2000
编成了大约20种氨基酸
05:28
such这样 that there's a single letter designation指定
111
310000
3000
这样每个氨基酸就有了
05:31
for each of the amino氨基 acids.
112
313000
2000
一个字符标记
05:33
So we can use the genetic遗传 code to write out words,
113
315000
3000
所以我们能使用基因编码来书写言语
05:36
sentences句子, thoughts思念.
114
318000
2000
句子,想法。
05:39
Initially原来, all we did was autograph签名 it.
115
321000
2000
最初,我们所做的就是用它来签名。
05:41
Some people were disappointed失望 there was not poetry诗歌.
116
323000
3000
有些人有点失望我们没用它来做首诗。
05:44
We designed设计 these pieces so
117
326000
2000
我们设计了这些片断
05:46
we can just chew back with enzymes;
118
328000
3000
并能使用酶来裁切。
05:50
there are enzymes that repair修理 them and put them together一起.
119
332000
3000
有些酶是用来修复他们并把他们放到一起的。
05:53
And we started开始 making制造 pieces,
120
335000
2000
接着我们开始制造片断,
05:55
starting开始 with pieces that were 5,000 to 7,000 letters,
121
337000
4000
从7000字符长度的片断开始
05:59
put those together一起 to make 24,000-letter-信 pieces,
122
341000
4000
把他们拼在一起制造24,000字符长度的片断
06:03
then put sets of those going up to 72,000.
123
345000
4000
再把几组片断合并,变成了72,000长的片断
06:07
At each stage阶段, we grew成长 up these pieces in abundance丰富
124
349000
2000
在每个阶段,我们大量培养了这些片断
06:09
so we could sequence序列 them
125
351000
2000
因此我们可以给他们排序
06:11
because we're trying to create创建 a process处理 that's extremely非常 robust强大的
126
353000
3000
因为我们希望创造一个异常可靠的过程
06:14
that you can see in a minute分钟.
127
356000
3000
一分钟内你就将看见
06:17
We're trying to get to the point of automation自动化.
128
359000
3000
我们试着达到自动化的层面
06:20
So, this looks容貌 like a basketball篮球 playoff挑拨.
129
362000
2000
这看起来就像是一场篮球赛的对阵图
06:22
When we get into these really large pieces
130
364000
2000
当这些非常大的片断超过
06:24
over 100,000 base基础 pairs,
131
366000
4000
100,000基本对时
06:28
they won't惯于 any longer grow增长 readily容易 in E. coli大肠杆菌 --
132
370000
2000
他们就很难继续在E.coil里长的更长了。
06:30
it exhausts尾气 all the modern现代 tools工具 of molecular分子 biology生物学 --
133
372000
4000
在试尽了各种现代分子生物学的工具后
06:34
and so we turned转身 to other mechanisms机制.
134
376000
4000
我们转向其他的途径。
06:38
We knew知道 there's a mechanism机制 called homologous同源 recombination重组
135
380000
3000
我们知道有个方法叫同源重组,
06:41
that biology生物学 uses使用 to repair修理 DNA脱氧核糖核酸
136
383000
3000
生物学上用来修复DNA,
06:44
that can put pieces together一起.
137
386000
3000
它能把片断组合到一起
06:47
Here's这里的 an example of it:
138
389000
1000
这里有一个例子
06:48
there's an organism生物 called
139
390000
1000
有一种微生物叫
06:49
Deinococcus耐辐射 radiodurans球菌
140
391000
2000
耐辐射球菌
06:51
that can take three millions百万 rads拉德 of radiation辐射.
141
393000
3000
能够承受三百万度的辐射量。
06:54
You can see in the top最佳 panel面板, its chromosome染色体 just gets得到 blown apart距离.
142
396000
4000
你能看到在顶部的视图里,它的染色体四散在各个地方
06:58
Twelve十二 to 24 hours小时 later后来, it put it
143
400000
3000
12到24小时以后,它将自己
07:01
back together一起 exactly究竟 as it was before.
144
403000
2000
又组合回之前的原状。
07:03
We have thousands数千 of organisms生物 that can do this.
145
405000
3000
我们有数千种微生物有这种能耐
07:06
These organisms生物 can be totally完全 desiccated脱水;
146
408000
2000
这些微生物能够完全脱离水。
07:08
they can live生活 in a vacuum真空.
147
410000
2000
他们能存活在真空中
07:11
I am absolutely绝对 certain某些 that life can exist存在 in outer space空间,
148
413000
3000
我完全确信外层空间存在着生命,
07:14
move移动 around, find a new aqueous environment环境.
149
416000
3000
四处移动,遇到一个新的有水的环境
07:17
In fact事实, NASANASA has shown显示 a lot of this is out there.
150
419000
4000
实际上,NASA已经展示过很多这样的例子。
07:21
Here's这里的 an actual实际 micrograph显微照片 of the molecule分子 we built内置
151
423000
4000
这里有一组我们拍摄的这个分子的显微图像。
07:25
using运用 these processes流程, actually其实 just using运用 yeast酵母 mechanisms机制
152
427000
4000
通过这些过程,其实就是前面所提到的酵母的方法
07:29
with the right design设计 of the pieces we put them in;
153
431000
3000
同时放入经过我们正确设计的片断。
07:32
yeast酵母 puts看跌期权 them together一起 automatically自动.
154
434000
3000
酵母自动地将他们聚合。
07:35
This is not an electron电子 micrograph显微照片;
155
437000
2000
这并不是电子显微图像;
07:37
this is just a regular定期 photomicrograph显微照片.
156
439000
2000
它仅仅是普通的光学显微镜。
07:39
It's such这样 a large molecule分子
157
441000
2000
这是如此之大的一个分子
07:41
we can see it with a light microscope显微镜.
158
443000
3000
我们能用一个光学显微镜观察它。
07:44
These are pictures图片 over about a six-second六秒钟 period.
159
446000
3000
这些是时长约为六秒的图像。
07:47
So, this is the publication出版物 we had just a short while ago.
160
449000
4000
这是我们所公开的最近的试验成果。
07:51
This is over 580,000 letters of genetic遗传 code;
161
453000
3000
这是超过580000字符长的基因编码。
07:54
it's the largest最大 molecule分子 ever made制作 by humans人类 of a defined定义 structure结构体.
162
456000
5000
这也是由人类设定结构并制造的最大的分子。
07:59
It's over 300 million百万 molecular分子 weight重量.
163
461000
3000
它超过了3亿分子重量。
08:02
If we printed印刷的 it out at a 10 font字形 with no spacing间距,
164
464000
3000
如果我们以10号字体不间隔地将其打印出来。
08:05
it takes 142 pages网页
165
467000
2000
总共需要142页
08:07
just to print打印 this genetic遗传 code.
166
469000
4000
来打印这些基因编码
08:11
Well, how do we boot up a chromosome染色体? How do we activate启用 this?
167
473000
3000
那我们该如何来启动一段染色体,我们该如何激活它?
08:14
Obviously明显, with a virus病毒 it's pretty漂亮 simple简单;
168
476000
3000
显然处理一个病毒非常简单
08:17
it's much more complicated复杂 dealing交易 with bacteria.
169
479000
3000
处理一个细菌就复杂多了
08:20
It's also simpler简单 when you go
170
482000
2000
处理像我们自身这样的
08:22
into eukaryotes真核生物 like ourselves我们自己:
171
484000
2000
真核生物也相对简单
08:24
you can just pop流行的 out the nucleus
172
486000
2000
你能取出一个细胞核
08:26
and pop流行的 in another另一个 one,
173
488000
2000
然后塞进另一个细胞中,
08:28
and that's what you've all heard听说 about with cloning克隆.
174
490000
3000
这就是大家听到的关于克隆的手法
08:31
With bacteria and Archaea, the chromosome染色体 is integrated集成 into the cell细胞,
175
493000
4000
对于古细菌,它们的染色体与整个细胞连成一体,
08:35
but we recently最近 showed显示 that we can do a complete完成 transplant移植
176
497000
4000
但最近我们也明确了我们能完成一个完整的移植
08:39
of a chromosome染色体 from one cell细胞 to another另一个
177
501000
2000
将染色体从一个细胞转移到另一个细胞中
08:41
and activate启用 it.
178
503000
3000
并激活它。
08:44
We purified净化的 a chromosome染色体 from one microbial微生物 species种类 --
179
506000
4000
我们从一个种群的微生物中提取出染色体。
08:48
roughly大致, these two are as distant遥远 as human人的 and mice老鼠 --
180
510000
3000
基本上,这两个的差别就如同人类和老鼠般。
08:51
we added添加 a few少数 extra额外 genes基因
181
513000
2000
我们加上了一些新的基因
08:53
so we could select选择 for this chromosome染色体,
182
515000
2000
这样我们就能选择这些染色体。
08:55
we digested消化 it with enzymes
183
517000
2000
我们用酶来分解它们
08:57
to kill all the proteins蛋白质,
184
519000
2000
去除所有的蛋白质
08:59
and it was pretty漂亮 stunning令人惊叹 when we put this in the cell细胞 --
185
521000
3000
当我们将它放入细胞时发生的情形非常惊人
09:02
and you'll你会 appreciate欣赏
186
524000
2000
你们应该会喜欢
09:04
our very sophisticated复杂的 graphics图像 here.
187
526000
3000
我们所制作的非常精密的演示图像 --
09:07
The new chromosome染色体 went into the cell细胞.
188
529000
3000
新的染色体进入细胞。
09:10
In fact事实, we thought this might威力 be as far as it went,
189
532000
2000
实际上我们原以为这个过程就到此为止了。
09:12
but we tried试着 to design设计 the process处理 a little bit further进一步.
190
534000
3000
但是我们试图将这个过程设计得更深入一些。
09:15
This is a major重大的 mechanism机制 of evolution演化 right here.
191
537000
3000
这是一个重大的进化机制。
09:18
We find all kinds of species种类
192
540000
2000
我们发现所有接受了
09:20
that have taken采取 up a second第二 chromosome染色体
193
542000
2000
第二段染色体的物种
09:22
or a third第三 one from somewhere某处,
194
544000
2000
或来自其他地方的第三方染色体,
09:24
adding加入 thousands数千 of new traits性状
195
546000
2000
在一秒钟内增加了
09:26
in a second第二 to that species种类.
196
548000
2000
数千种新特征到其自身。
09:28
So, people who think of evolution演化
197
550000
2000
原本人们所持有的在进化的过程中
09:30
as just one gene基因 changing改变 at a time
198
552000
2000
每次只会有一个基因发生变化
09:32
have missed错过 much of biology生物学.
199
554000
3000
的观念忽略了生物的许多实际情况。
09:35
There are enzymes called restriction限制 enzymes
200
557000
2000
有一种酶叫做限制酶
09:37
that actually其实 digest消化 DNA脱氧核糖核酸.
201
559000
2000
是能够消化DNA的
09:39
The chromosome染色体 that was in the cell细胞
202
561000
2000
原先细胞中的染色体没有这种酶
09:41
doesn't have one;
203
563000
2000
没有这种酶
09:43
the chromosome染色体 we put in does.
204
565000
2000
而当我们置入一段拥有这种酶的染色体
09:45
It got expressed表达 and it recognized认可
205
567000
2000
它表现了出来,并且辨认出
09:47
the other chromosome染色体 as foreign国外 material材料,
206
569000
3000
另一段染色体是外来物质,
09:50
chewed咀嚼 it up, and so we ended结束 up
207
572000
2000
它就将其消化,最后我们就有了
09:52
just with a cell细胞 with the new chromosome染色体.
208
574000
4000
一个包含有新的DNA的细胞
09:56
It turned转身 blue蓝色 because of the genes基因 we put in it.
209
578000
3000
我们放入的基因导致它变成了蓝色。
09:59
And with a very short period of time,
210
581000
2000
在非常短的一段时间里,
10:01
all the characteristics特点 of one species种类 were lost丢失
211
583000
3000
所有的原先物种的特征全部消失了,
10:04
and it converted转换 totally完全 into the new species种类
212
586000
3000
并且完全转化成了一个新物种,
10:07
based基于 on the new software软件 that we put in the cell细胞.
213
589000
3000
基于我们放入细胞的新“软件”。
10:10
All the proteins蛋白质 changed,
214
592000
2000
所有的蛋白质都改变了,
10:12
the membranes changed;
215
594000
2000
细胞膜也改变了 --
10:14
when we read the genetic遗传 code, it's exactly究竟 what we had transferred转入 in.
216
596000
4000
当我们读取它的基因编码,实际上就是我们植入的那种。
10:18
So, this may可能 sound声音 like genomic基因组 alchemy炼金术,
217
600000
3000
这可能听起来像基因炼金术,
10:21
but we can, by moving移动 the software软件 of DNA脱氧核糖核酸 around,
218
603000
4000
但我们的确能通过转移DNA,
10:25
change更改 things quite相当 dramatically显着.
219
607000
4000
来急剧地改变事物。
10:29
Now I've argued争论, this is not genesis创世纪;
220
611000
2000
现在,我要声明这不是创世纪 --
10:31
this is building建造 on three and a half billion十亿 years年份 of evolution演化.
221
613000
4000
这是建立在35亿年的进化上的
10:36
And I've argued争论 that we're about to perhaps也许
222
618000
2000
并且我认为我们可能
10:38
create创建 a new version of the Cambrian寒武纪的 explosion爆炸,
223
620000
3000
会创造新一版的寒武纪生命大爆发
10:41
where there's massive大规模的 new speciation形态
224
623000
3000
出现大量基于这种数字化设计
10:45
based基于 on this digital数字 design设计.
225
627000
2000
的新物种
10:47
Why do this?
226
629000
2000
为什么要这样做?
10:49
I think this is pretty漂亮 obvious明显 in terms条款 of some of the needs需求.
227
631000
2000
我认为出于一些需求我们这样做的原因是非常明显的。
10:51
We're about to go from six and a half
228
633000
2000
我们的人口将在接下来的40年中从
10:53
to nine billion十亿 people over the next下一个 40 years年份.
229
635000
3000
65亿变成90亿
10:56
To put it in context上下文 for myself:
230
638000
2000
以我自己的例子来说
10:58
I was born天生 in 1946.
231
640000
2000
我出生于1946年
11:00
There are now three people on the planet行星
232
642000
2000
现在世界上就变成了三个人
11:02
for every一切 one of us that existed存在 in 1946;
233
644000
4000
相对于我们中每一个从1946年就存在的人;
11:06
within 40 years年份, there'll有会 be four.
234
648000
3000
在接下来的四十年内,就变成了四个。
11:09
We have trouble麻烦 feeding馈送, providing提供 fresh新鲜, clean清洁 water,
235
651000
3000
我们在为65亿人提供食物,洁净的淡水,
11:12
medicines药品, fuel汽油
236
654000
2000
医药,燃料上
11:14
for the six and a half billion十亿.
237
656000
3000
都十分困难。
11:17
It's going to be a stretch伸展 to do it for nine.
238
659000
2000
换作90亿人那真是捉襟见肘了。
11:19
We use over five billion十亿 tons of coal煤炭,
239
661000
3000
我们使用超过50亿顿的煤,
11:22
30 billion-plus数十亿加 barrels of oil --
240
664000
3000
300多亿桶的石油。
11:25
that's a hundred million百万 barrels a day.
241
667000
4000
也就是每天一千万桶。
11:29
When we try to think of biological生物 processes流程
242
671000
2000
当我们尝试思考这个生物程序
11:31
or any process处理 to replace更换 that,
243
673000
3000
或者任何能替代它的程序,
11:34
it's going to be a huge巨大 challenge挑战.
244
676000
2000
这会是一个巨大的挑战。
11:36
Then of course课程, there's all that
245
678000
2000
接下来,当然,是这份材料
11:38
COCO2 from this material材料
246
680000
2000
中所显示的被排放在大气层中
11:40
that ends结束 up in the atmosphere大气层.
247
682000
3000
的二氧化碳。
11:43
We now, from our discovery发现 around the world世界,
248
685000
2000
我们现在从全球各地的发现
11:45
have a database数据库 with about 20 million百万 genes基因,
249
687000
4000
有了一个包含约两千万组基因的数据库,
11:49
and I like to think of these as the design设计 components组件 of the future未来.
250
691000
4000
并且我乐于把它们看作是未来的设计组件。
11:53
The electronics电子产品 industry行业 only had a dozen or so components组件,
251
695000
3000
电气行业只有十来种组件,
11:56
and look at the diversity多样 that came来了 out of that.
252
698000
4000
再看看从中能得到的多样性。
12:00
We're limited有限 here primarily主要
253
702000
2000
目前我们主要的限制来自于
12:02
by a biological生物 reality现实
254
704000
2000
生物学的现实情况
12:04
and our imagination想像力.
255
706000
2000
以及我们的想像力。
12:07
We now have techniques技术,
256
709000
2000
我们现在拥有这样的技术,
12:09
because of these rapid快速 methods方法 of synthesis合成,
257
711000
3000
是因为这些能制造我们称之为“混合染色体组”的
12:12
to do what we're calling调用 combinatorial组合 genomics基因组学.
258
714000
4000
快速的人工合成方法。
12:16
We have the ability能力 now to build建立 a large robot机器人
259
718000
3000
我们现在所拥有的制造一个大型机器人的能力
12:19
that can make a million百万 chromosomes染色体 a day.
260
721000
3000
能让我们每天制造一百万个染色体。
12:23
When you think of processing处理 these 20 million百万 different不同 genes基因
261
725000
3000
当你想着加工这两千万组不同的基因,
12:26
or trying to optimize优化 processes流程
262
728000
2000
并尝试去优化这个步骤
12:28
to produce生产 octane辛烷值 or to produce生产 pharmaceuticals药品,
263
730000
3000
以产生辛烷或者制造药物制剂,
12:31
new vaccines疫苗,
264
733000
3000
以及新的疫苗,
12:34
we can just with a small team球队,
265
736000
3000
我们就能改变,即使是一个小团队,
12:37
do more molecular分子 biology生物学
266
739000
2000
也能做比过去20年科学史所做过的
12:39
than the last 20 years年份 of all science科学.
267
741000
3000
更多的分子生物学工作。
12:42
And it's just standard标准 selection选择:
268
744000
2000
并且这只是标准选择。
12:44
we can select选择 for viability可行性,
269
746000
2000
我们可以以生存能力来选择,
12:46
chemical化学 or fuel汽油 production生产,
270
748000
2000
化学或燃料生产,
12:48
vaccine疫苗 production生产, etc等等.
271
750000
2000
疫苗生产等等。
12:50
This is a screen屏幕 snapshot快照
272
752000
3000
这是一张屏幕截图
12:53
of some true真正 design设计 software软件
273
755000
3000
截取的是一些我们
12:56
that we're working加工 on to actually其实 be able能够 to sit down
274
758000
3000
实际坐下来工作时在电脑中
12:59
and design设计 species种类 in the computer电脑.
275
761000
3000
真正用来设计物种的设计软件。
13:03
You know, we don't know necessarily一定 what it'll它会 look like:
276
765000
3000
我们并不一定要知道它(设计的物种)看起来是怎样。
13:06
we know exactly究竟 what their genetic遗传 code looks容貌 like.
277
768000
3000
我们确切地知道它们的基因编码究竟是什么样的。
13:09
We're focusing调焦 on now fourth-generation第四代 fuels燃料.
278
771000
5000
我们目前把注意力放在“第四代燃料”上。
13:15
You've seen看到 recently最近, corn玉米 to ethanol乙醇
279
777000
2000
你们最近看到了将谷物转化成乙醇
13:17
is just a bad experiment实验.
280
779000
2000
只是一个糟糕的试验。
13:19
We have second-第二- and third-generation第三代 fuels燃料
281
781000
2000
很快我们将会拥有
13:21
that will be coming未来 out relatively相对 soon不久
282
783000
3000
第二及第三代燃料。
13:24
that are sugar, to much higher-value更高价值 fuels燃料
283
786000
3000
就是糖转化成更高价值的燃料
13:27
like octane辛烷值 or different不同 types类型 of butanol丁醇.
284
789000
3000
例如辛烷或不同种类的丁醇。
13:30
But the only way we think that biology生物学
285
792000
3000
但我们认为生物学唯一能
13:33
can have a major重大的 impact碰撞 without
286
795000
2000
产生一个巨大影响的同时又不
13:36
further进一步 increasing增加 the cost成本 of food餐饮 and limiting限制 its availability可用性
287
798000
3000
增加食物的支出与限制其可利用性的方法
13:39
is if we start开始 with COCO2 as its feedstock原料,
288
801000
3000
是在于我们是否能开始用二氧化碳作为它的原料。
13:42
and so we're working加工 with designing设计 cells细胞 to go down this road.
289
804000
4000
所以我们正在进行设计新的细胞能朝这条路发展下去。
13:47
And we think we'll have the first fourth-generation第四代 fuels燃料
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809000
3000
并且我们认为在18个月里我们会取得
13:50
in about 18 months个月.
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812000
2000
第一份第四代燃料。
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Sunlight阳光 and COCO2 is one method方法 ...
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814000
2000
阳光和二氧化碳是其中一个方法 --
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(Applause掌声)
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816000
5000
(掌声)
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but in our discovery发现 around the world世界,
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2000
-- 但我们从全世界各地的发现中,
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we have all kinds of other methods方法.
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823000
2000
我们还有许多种其他方法。
14:03
This is an organism生物 we described描述 in 1996.
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825000
4000
这是一种微生物,1996年被记载
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It lives生活 in the deep ocean海洋,
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829000
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它生活在深海。
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about a mile英里 and a half deep,
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大约1.5英里深,
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almost几乎 at boiling-water沸水 temperatures温度.
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几乎是在沸腾的水温中。
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It takes COCO2 to methane甲烷
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它将二氧化碳转化成甲烷
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using运用 molecular分子 hydrogen as its energy能源 source资源.
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使用氢分子最为它的能量来源。
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We're looking to see if we can take
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我们在看是否能把
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captured捕获 COCO2,
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收集到的二氧化染,
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which哪一个 can easily容易 be piped管道 to sites网站,
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845000
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,它们非常方便就能被引进处理站,
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convert兑换 that COCO2 back into fuel汽油
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转化成燃料,
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to drive驾驶 this process处理.
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850000
3000
来驱动这个过程。
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So, in a short period of time,
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因此在很短的时间内,
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we think that we might威力 be able能够 to increase增加
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我们觉得我们或许可以增加对于"生命是什么?"
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what the basic基本 question is of "What is life?"
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的基本问题的理解。
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We truly, you know,
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我们的确
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have modest谦虚 goals目标
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2000
有着替换整个
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of replacing更换 the whole整个 petrol-chemical石油化工 industry行业 --
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石油化工行业的小小目标。
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(Laughter笑声) (Applause掌声)
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(笑声)(掌声)
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Yeah. If you can't do that at TEDTED, where can you? --
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如果你不能在TED做到这些,哪里还有可能呢?
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(Laughter笑声)
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(笑声)
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become成为 a major重大的 source资源 of energy能源 ...
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成为一项主要的能源。
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But also, we're now working加工 on using运用 these same相同 tools工具
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并且我们也在使用同样的工具
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to come up with instant瞬间 sets of vaccines疫苗.
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制造了几组即时疫苗。
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You've seen看到 this year with flu流感;
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你们都看到今年出现的流感,
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we're always a year behind背后 and a dollar美元 short
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我们总是要慢上一年的时间并且在缺乏资金的情况下
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when it comes to the right vaccine疫苗.
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才等到有用的疫苗。
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I think that can be changed
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我认为这情形是可以通过
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by building建造 combinatorial组合 vaccines疫苗 in advance提前.
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预先制造混合疫苗来改变的。
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Here's这里的 what the future未来 may可能 begin开始 to look like
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这是未来可能会呈现的情况
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with changing改变, now, the evolutionary发展的 tree,
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伴随着改变,目前,进化树
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speeding超速 up evolution演化
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随着人造细菌,古物种
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with synthetic合成的 bacteria, Archaea
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最后是真核生物
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and, eventually终于, eukaryotes真核生物.
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而加速进化
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We're a ways方法 away from improving提高 people:
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我们正在一条离改善人类生活越来越远的路上。
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our goal目标 is just to make sure that we have a chance机会
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我们的目标就是确保我们能有机会活到
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to survive生存 long enough足够 to maybe do that. Thank you very much.
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足够长的时间或许就能做到这件事了。非常感谢大家。
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(Applause掌声)
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(掌声)
Translated by Boyang Zhu
Reviewed by Tony Yet

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ABOUT THE SPEAKER
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.

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.

More profile about the speaker
Craig Venter | Speaker | TED.com

Data provided by TED.

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