TED2018
Dan Gibson: How to build synthetic DNA and send it across the internet
Дан Гибсън: Как да създадем синтетична ДНК и да я изпратим по интернет
Filmed:
Readability: 5.9
1,461,746 views
Биологът Дан Гибсън редактира и програмира ДНК, точно както програмистите програмират компютър. Но неговия код създава живот,
давайки на учените силата да превръщат дигитална информация в биологичен материал като протеини и ваксини. Сега той работи по нов проект - "Биологична телепортация", който обещава да разпраща нови лекарства по света чрез интернет. Научете повече за това как тази технология може да промени начина, по който реагираме на епидемиите и да направи възможно "свалянето" на предписаните ни лекарства вкъщи.
Dan Gibson - Genome writer
Dan Gibson leads a new breed of bioengineers, called genome writers, who use DNA to design and build new products powering the next industrial revolution. Full bio
Dan Gibson leads a new breed of bioengineers, called genome writers, who use DNA to design and build new products powering the next industrial revolution. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:13
Alright, let me tell you
about building synthetic cells
about building synthetic cells
0
1388
3175
Ще ви разкажа за създаването
на синтетични клетки
на синтетични клетки
00:16
and printing life.
1
4587
1945
и печатането на живот.
00:18
But first, let me tell you a quick story.
2
6556
2483
Но първо нека ви разкажа
една кратка история.
една кратка история.
00:21
On March 31, 2013,
3
9063
2506
На 31 март 2013 г.
00:23
my team and I received an email
from an international health organization,
from an international health organization,
4
11593
4183
аз и екипът ми получихме имейл
от международна здравна организация,
от международна здравна организация,
00:27
alerting us that two men died in China
5
15800
2833
която предупреждаваше, че
двама души са починали в Китай
двама души са починали в Китай
00:30
shortly after contracting
the H7N9 bird flu.
the H7N9 bird flu.
6
18657
3055
веднага след като са се заразили
с вируса на птичия грип H7N9.
с вируса на птичия грип H7N9.
00:34
There were fears of a global pandemic
7
22149
1857
Имаше страхове от глобална пандемия,
00:36
as the virus started rapidly
moving across China.
moving across China.
8
24030
3333
след като вирусът започна бързо
да се разпространява в Китай.
да се разпространява в Китай.
00:40
Although methods existed
to produce a flu vaccine
to produce a flu vaccine
9
28004
2782
Въпреки че имаше методи за
създаване на ваксина срещу грипа
създаване на ваксина срещу грипа
00:42
and stop the disease from spreading,
10
30810
1972
и спиране на разпространението
на болестта,
на болестта,
00:44
at best, it would not be available
for at least six months.
for at least six months.
11
32806
3844
щяха да минат поне шест месеца
преди ваксината да е готова.
преди ваксината да е готова.
00:49
This is because a slow, antiquated
flu vaccine manufacturing process
flu vaccine manufacturing process
12
37474
4730
Така е, защото единствената
възможност е бавен, остарял
възможност е бавен, остарял
00:54
developed over 70 years ago
was the only option.
was the only option.
13
42228
3958
производствен процес на ваксината,
създаден преди повече от 70 години.
създаден преди повече от 70 години.
00:59
The virus would need to be isolated
from infected patients,
from infected patients,
14
47140
3452
Вирусът щеше да бъде изолиран
от заразените пациенти,
от заразените пациенти,
01:02
packaged up and then sent to a facility
15
50616
2294
опакован и изпратен до апаратура,
01:04
where scientists would inject
the virus into chicken eggs,
the virus into chicken eggs,
16
52934
4016
където учените щяха да го
инжектират в кокоши яйца
инжектират в кокоши яйца
01:08
and incubate those chicken eggs
for several weeks
for several weeks
17
56974
2571
и да държат тези яйца в инкубатор
няколко седмици,
няколко седмици,
01:11
in order to prepare the virus
for the start of a multistep,
for the start of a multistep,
18
59569
3722
за да подготвят вируса за
започването на многостепенен
започването на многостепенен
01:15
multimonth flu vaccine
manufacturing process.
manufacturing process.
19
63315
3282
производствен процес на противогрипна
ваксина, който трае месеци.
ваксина, който трае месеци.
01:19
My team and I received this email
20
67363
1994
Аз и екипът ми получихме този имейл,
01:21
because we had just invented
a biological printer,
a biological printer,
21
69381
3886
защото току-що бяхме изобретили
биологичен принтер,
биологичен принтер,
01:25
which would allow
for the flu vaccine instructions
for the flu vaccine instructions
22
73291
2421
който би позволил указанията
за противогрипната ваксина
за противогрипната ваксина
01:27
to be instantly downloaded
from the internet and printed.
from the internet and printed.
23
75736
3321
да бъдат свалени веднага
от интернет и отпечатани,
от интернет и отпечатани,
01:31
Drastically speeding up the way
in which flu vaccines are made,
in which flu vaccines are made,
24
79633
3286
ускорявайки значително производството
на ваксини срещу грип
на ваксини срещу грип
01:34
and potentially saving thousands of lives.
25
82943
2800
и потенциално спасявайки хиляди животи.
01:38
The biological printer leverages
our ability to read and write DNA
our ability to read and write DNA
26
86776
4974
Биологичният принтер оптимизира
способността ни да разчитаме и пишем ДНК
способността ни да разчитаме и пишем ДНК
01:43
and starts to bring into focus
27
91774
1970
и привлича вниманието към
01:45
what we like to call
biological teleportation.
biological teleportation.
28
93768
3133
това, което ни харесва да наричаме
биологична телепортация.
биологична телепортация.
01:49
I am a biologist and an engineer
who builds stuff out of DNA.
who builds stuff out of DNA.
29
97704
4200
Аз съм биолог и инженер,
който прави разни неща от ДНК.
който прави разни неща от ДНК.
01:54
Believe it or not,
one of my favorite things to do
one of my favorite things to do
30
102577
2349
Вярвате или не,
едно от любимите ми занимания
едно от любимите ми занимания
01:56
is to take DNA apart
and put it back together
and put it back together
31
104950
2377
е да "разглобя" ДНК и после
отново да я "сглобя",
отново да я "сглобя",
01:59
so that I can understand
better how it works.
better how it works.
32
107351
2758
за да разбера по-добре
как работи.
как работи.
02:02
I can edit and program DNA to do things,
just like coders programing a computer.
just like coders programing a computer.
33
110442
4659
Мога да редактирам и програмирам ДНК
за разни неща точно като програмист.
за разни неща точно като програмист.
02:07
But my apps are different.
34
115797
1801
Но приложенията ми са различни.
02:09
They create life.
35
117622
1246
Те създават живот.
02:10
Self-replicating living cells
and things like vaccines and therapeutics
and things like vaccines and therapeutics
36
118892
4272
Самовъзпроизвеждащи се живи клетки,
ваксини и лекарства,
ваксини и лекарства,
02:15
that work in ways
that were previously impossible.
that were previously impossible.
37
123188
3107
работещи по начини, които
са били невъзможни преди.
са били невъзможни преди.
02:19
Here's National Medal of Science
recipient Craig Venter
recipient Craig Venter
38
127141
3301
Това са носителят на Националния
научен медал Крейг Вентър
научен медал Крейг Вентър
02:22
and Nobel laureate Ham Smith.
39
130466
2135
и Нобеловият лауреат Хам Смит.
02:25
These two guys shared a similar vision.
40
133038
2309
Тези двама учени имали
сходни възгледи.
сходни възгледи.
02:27
That vision was, because all
of the functions and characteristics
of the functions and characteristics
41
135371
4397
А именно, че щом всички
функции и характеристики
функции и характеристики
02:31
of all biological entities,
including viruses and living cells,
including viruses and living cells,
42
139792
4157
на всички биологични единици,
включително вирусите и живите клетки,
включително вирусите и живите клетки,
02:35
are written into the code of DNA,
43
143973
2430
са записани в кода на ДНК,
02:38
if one can read and write
that code of DNA,
that code of DNA,
44
146427
3396
ако можем да четем и пишем
този ДНК код,
този ДНК код,
02:41
then they can be reconstructed
in a distant location.
in a distant location.
45
149847
3263
те могат да бъдат възпроизведени
на друго място.
на друго място.
02:46
This is what we mean
by biological teleportation.
by biological teleportation.
46
154043
3334
Това имаме предвид
под биологична телепортация.
под биологична телепортация.
02:50
To prove out this vision,
47
158210
1342
За да докажат правотата си,
02:51
Craig and Ham set a goal
of creating, for the first time,
of creating, for the first time,
48
159576
2993
Крейг и Хам си поставили за цел
да създадат първата
да създадат първата
02:54
a synthetic cell, starting
from DNA code in the computer.
from DNA code in the computer.
49
162593
3153
синтетична клетка, водеща началото си
от ДНК код в компютъра.
от ДНК код в компютъра.
02:58
I mean, come on,
as a scientist looking for a job,
as a scientist looking for a job,
50
166284
4857
Така де, ако сте учен,
който търси работа
който търси работа
03:03
doing cutting-edge research,
it doesn't get any better than this.
it doesn't get any better than this.
51
171165
3063
и прави иновативни проучвания,
не може да ви стане по-хубаво.
не може да ви стане по-хубаво.
03:06
(Laughter)
52
174252
1759
(Смях)
03:08
OK, a genome is a complete set
of DNA within an organism.
of DNA within an organism.
53
176035
4527
Добре, геном е пълният комплект
ДНК в един организъм.
ДНК в един организъм.
03:13
Following the Human
Genome Project in 2003,
Genome Project in 2003,
54
181138
2709
След Проекта за човешкия
геном през 2003,
геном през 2003,
03:15
which was an international
effort to identify
effort to identify
55
183871
2199
който беше международeн опит
да се установи
да се установи
03:18
the complete genetic blueprint
of a human being,
of a human being,
56
186094
3158
пълния генетичен модел
на едно човешко същество,
на едно човешко същество,
03:21
a genomics revolution happened.
57
189276
2253
избухна революция в геномиката.
03:23
Scientists started mastering
the techniques for reading DNA.
the techniques for reading DNA.
58
191553
3692
Учените започнаха да овладяват
техниките за разчитане на ДНК,
техниките за разчитане на ДНК,
03:27
In order to determine the order
of the As, Cs, Ts and Gs
of the As, Cs, Ts and Gs
59
195269
3294
за да определят реда на
А, Ц, Т и Г
А, Ц, Т и Г
03:30
within an organism.
60
198587
1266
в един организъм.
03:32
But my job was far different.
61
200475
1556
Моята работа бе съвсем различна.
03:34
I needed to master
the techniques for writing DNA.
the techniques for writing DNA.
62
202412
3006
Аз трябваше да овладея
техниките за писане на ДНК.
техниките за писане на ДНК.
03:37
Like an author of a book,
63
205442
1270
Подобно на автор на книга
03:38
this started out
as writing short sentences,
as writing short sentences,
64
206736
2182
започнах с писане на кратки изречения
03:40
or sequences of DNA code,
65
208942
2103
или последователности ДНК код,
03:43
but this soon turned into
writing paragraphs
writing paragraphs
66
211069
2278
но скоро започнах
да пиша параграфи,
да пиша параграфи,
03:45
and then full-on novels of DNA code,
67
213371
2365
а после цели романи с ДНК код,
03:47
to make important biological instructions
for proteins and living cells.
for proteins and living cells.
68
215760
4229
за да дам важни биологични инструкции
на протеините и живите клетки.
на протеините и живите клетки.
03:52
Living cells are nature's most efficient
machines at making new products,
machines at making new products,
69
220466
3500
Живите клетки са най-ефективните
машини на природата за нови продукти,
машини на природата за нови продукти,
03:55
accounting for the production
70
223990
1659
на тях се дължи производството
03:57
of 25 percent of the total
pharmaceutical market,
pharmaceutical market,
71
225673
3571
на 25 процента от целия
фармацевтичен пазар,
фармацевтичен пазар,
04:01
which is billions of dollars.
72
229268
1933
а това са милиарди долари.
04:03
We knew that writing DNA
would drive this bioeconomy even more,
would drive this bioeconomy even more,
73
231823
3881
Знаехме, че писането на ДНК ще
насърчи биоикономиката още повече,
насърчи биоикономиката още повече,
04:07
once cells could be programmed
just like computers.
just like computers.
74
235728
3166
щом веднъж клетките могат да
се програмират като компютри.
се програмират като компютри.
04:11
We also knew that writing DNA
would enable biological teleportation ...
would enable biological teleportation ...
75
239339
4651
И че писането на ДНК ще направи
биологичната телепортация възможна...
биологичната телепортация възможна...
04:17
the printing of defined,
biological material,
biological material,
76
245186
2908
отпечатването на дефиниран
биологичен материал
биологичен материал
04:20
starting from DNA code.
77
248118
1695
като се започне от ДНК код.
04:22
As a step toward bringing
these promises to fruition,
these promises to fruition,
78
250575
2962
Като стъпка към осъществяването
на тези обещания,
на тези обещания,
04:25
our team set out to create,
for the first time,
for the first time,
79
253561
2722
екипът ни се зае да създаде
за пръв път
за пръв път
04:28
a synthetic bacterial cell,
80
256307
2238
синтетична бактериална клетка
04:30
starting from DNA code in the computer.
81
258569
2599
с начало ДНК код в компютъра.
04:33
Synthetic DNA is a commodity.
82
261918
2127
Синтетичната ДНК е стока.
04:36
You can order very short pieces of DNA
from a number of companies,
from a number of companies,
83
264069
3611
Можете да си поръчате много къси
парченца ДНК от множество компании
парченца ДНК от множество компании
04:39
and they will start from these four
bottles of chemicals that make up DNA,
bottles of chemicals that make up DNA,
84
267704
3667
и те ще започнат от четирите
бутилки с химикали, които изграждат ДНК,
бутилки с химикали, които изграждат ДНК,
04:43
G, A, T and C,
85
271395
1445
Г, А, Т и Ц
04:44
and they will build
those very short pieces of DNA for you.
those very short pieces of DNA for you.
86
272864
3256
и ще ви създадат такива
много къси парченца ДНК.
много къси парченца ДНК.
04:48
Over the past 15 years or so,
87
276986
1833
През последните 15 години
04:50
my teams have been
developing the technology
developing the technology
88
278843
2323
екипите ми разработваха технологията
04:53
for stitching together
those short pieces of DNA
those short pieces of DNA
89
281190
2756
за зашиване на тези къси
парченца ДНК едно към друго
парченца ДНК едно към друго
04:55
into complete bacterial genomes.
90
283970
2190
в завършени бактериални геноми.
04:58
The largest genome that we constructed
contained over one million letters.
contained over one million letters.
91
286871
4333
Най-големият геном, който създадохме,
съдържаше над един милион букви.
съдържаше над един милион букви.
05:03
Which is more than twice the size
of your average novel,
of your average novel,
92
291942
2660
Това е повече от два пъти
средната дължина на роман
средната дължина на роман
05:06
and we had to put every single one
of those letters in the correct order,
of those letters in the correct order,
93
294626
3443
и трябваше да сложим всяка буква
във вярната последователност
във вярната последователност
05:10
without a single typo.
94
298093
1269
без нито една грешка.
05:11
We were able to accomplish this
by developing a procedure
by developing a procedure
95
299386
4293
Успяхме да постигнем това чрез
разработване на процедура, която
разработване на процедура, която
05:15
that I tried to call the "one-step
isothermal in vitro recombination method."
isothermal in vitro recombination method."
96
303703
5047
исках да нарека "едностепенен изотермален
ин витро рекомбинационен метод".
ин витро рекомбинационен метод".
05:20
(Laughter)
97
308774
2089
(Смях)
05:22
But, surprisingly, the science community
didn't like this technically accurate name
didn't like this technically accurate name
98
310887
4992
Но, изненадващо, научната общност
не хареса това технически точно име
не хареса това технически точно име
05:27
and decided to call it Gibson Assembly.
99
315903
2600
и реши да я нарече Гибсън свързване.
05:31
Gibson Assembly
is now the gold standard tool,
is now the gold standard tool,
100
319625
2857
Гибсън свързването сега е
златният стандарт като инструмент
златният стандарт като инструмент
05:34
used in laboratories around the world
101
322506
2468
в лабораториите по света
05:36
for building short and long pieces of DNA.
102
324998
2800
за създаването на къси
и дълги парчета ДНК.
и дълги парчета ДНК.
05:40
(Applause)
103
328236
5333
(Аплодисменти)
05:45
Once we chemically synthesized
the complete bacterial genome,
the complete bacterial genome,
104
333593
3325
Щом синтезирахме химически
пълния бактериален геном,
пълния бактериален геном,
05:48
our next challenge was to find a way
105
336942
2310
следващото предизвикателство
бе да намерим начин
бе да намерим начин
05:51
to convert it into a free-living,
self-replicating cell.
self-replicating cell.
106
339276
3468
да го превърнем в независима,
самовъзпроизвеждаща се клетка.
самовъзпроизвеждаща се клетка.
05:55
Our approach was to think of the genome
as the operating system of the cell,
as the operating system of the cell,
107
343427
3825
Подходихме към генома като към
операционна система на клетката,
операционна система на клетката,
05:59
with the cell containing the hardware
necessary to boot up the genome.
necessary to boot up the genome.
108
347276
4495
като клетката съдържа хардуера,
необходим за стартирането на генома.
необходим за стартирането на генома.
06:04
Through a lot of trial and error,
109
352553
1619
След много проби и грешки
06:06
we developed a procedure
where we could reprogram cells
where we could reprogram cells
110
354196
3135
разработихме процедура
за репрограмиране на клетките
за репрограмиране на клетките
06:09
and even convert one
bacterial species into another,
bacterial species into another,
111
357355
3349
и дори за превръщането на
един вид бактерия в друг
един вид бактерия в друг
06:12
by replacing the genome of one cell
with that of another.
with that of another.
112
360728
3524
чрез заместване на генома на
една клетка с този на друга.
една клетка с този на друга.
06:17
This genome transplantation
technology then paved the way
technology then paved the way
113
365363
4064
Тази технология за трансплантация
на геном после откри пътя
на геном после откри пътя
06:21
for the booting-up of genomes
written by scientists
written by scientists
114
369451
3229
за стартирането на геноми,
написани от учени,
написани от учени,
06:24
and not by Mother Nature.
115
372704
1667
а не от майката Природа.
06:26
In 2010, all of the technologies
116
374768
2619
През 2010 г. всички технологии,
06:29
that we had been developing
for reading and writing DNA
for reading and writing DNA
117
377411
2785
които разработвахме за
четене и писане на ДНК
четене и писане на ДНК
06:32
all came together
when we announced the creation
when we announced the creation
118
380220
2921
се обединиха, когато
обявихме създаването
обявихме създаването
06:35
of the first synthetic cell,
119
383165
2214
на първата синтетична клетка,
06:37
which of course, we called Synthia.
120
385403
2158
която, разбира се, кръстихме Синтия.
06:39
(Laughter)
121
387585
2001
(Смях)
06:41
Ever since the first bacterial genome
was sequenced, back in 1995,
was sequenced, back in 1995,
122
389610
4580
Откакто последователността на първия
бактериален геном бе установена през 1995,
бактериален геном бе установена през 1995,
06:46
thousands more whole bacterial genomes
have been sequenced and stored
have been sequenced and stored
123
394214
3459
още хиляди последователности на цели
бактериални геноми са съхранени
бактериални геноми са съхранени
06:49
in computer databases.
124
397697
1406
в компютърни бази от данни.
06:51
Our synthetic cell work
was the proof of concept
was the proof of concept
125
399601
2387
Нашата синтетична клетка
доказа идеята,
доказа идеята,
06:54
that we could reverse this process:
126
402012
2010
че можем да обърнем процеса -
06:56
pull a complete bacterial genome
sequence out of the computer
sequence out of the computer
127
404046
3595
да вземем пълна последователност на
бактериален геном от компютъра
бактериален геном от компютъра
06:59
and convert that information
into a free-living, self-replicating cell,
into a free-living, self-replicating cell,
128
407665
4761
и да превърнем тази информация в
независима, самовъзпроизвеждаща се клетка
независима, самовъзпроизвеждаща се клетка
07:04
with all of the expected characteristics
of the species that we constructed.
of the species that we constructed.
129
412450
4338
с всички очаквани характеристики
на вида, който сме създали.
на вида, който сме създали.
07:10
Now I can understand
why there may be concerns
why there may be concerns
130
418409
2549
Разбирам защо може да има тревога
07:12
about the safety of this level
of genetic manipulation.
of genetic manipulation.
131
420982
3194
за сигурността при това ниво
на генетична манипулация.
на генетична манипулация.
07:16
While the technology has the potential
for great societal benefit,
for great societal benefit,
132
424918
4151
Технологията има потенциал
за големи обществени облаги,
за големи обществени облаги,
07:21
it also has the potential for doing harm.
133
429093
2440
но също и за нанасяне на вреди.
07:24
With this in mind, even before
carrying out the very first experiment,
carrying out the very first experiment,
134
432355
4063
С тази мисъл, дори преди да
направим най-първия експеримент,
направим най-първия експеримент,
07:28
our team started to work
with the public and the government
with the public and the government
135
436442
2865
екипът ни започна да работи
с хората и правителството,
с хората и правителството,
07:31
to find solutions together
136
439331
2603
за да намерим заедно начини
07:33
to responsibly develop
and regulate this new technology.
and regulate this new technology.
137
441958
3800
да разработим и регулираме
отговорно тази нова технология.
отговорно тази нова технология.
07:38
One of the outcomes from those discussions
was to screen every customer
was to screen every customer
138
446331
3802
Един от резултатите от дискусиите ни
бе да се проверява всеки клиент
бе да се проверява всеки клиент
07:42
and every customer's DNA synthesis orders,
139
450157
2595
и неговите поръчки за синтезиране на ДНК,
07:44
to make sure that pathogens or toxins
are not being made by bad guys,
are not being made by bad guys,
140
452776
4896
за да е сигурно, че няма да се създават
патогени или токсини от лоши хора
патогени или токсини от лоши хора
07:49
or accidentally by scientists.
141
457696
1934
или погрешка от учени.
07:52
All suspicious orders
are reported to the FBI
are reported to the FBI
142
460974
3388
Всички подозрителни поръчки
се докладват на ФБР
се докладват на ФБР
07:56
and other relevant
law-enforcement agencies.
law-enforcement agencies.
143
464386
2770
и на други подходящи агенции,
поддържащи закона.
поддържащи закона.
08:00
Synthetic cell technologies
will power the next industrial revolution
will power the next industrial revolution
144
468641
4270
Технологиите за синтетични клетки ще
задвижат следващата индустриална революция
задвижат следващата индустриална революция
08:04
and transform industries and economies
145
472935
2864
и ще преобразят индустрии и икономики
08:07
in ways that address
global sustainability challenges.
global sustainability challenges.
146
475823
3667
по начини, свързани с глобалните
екологични предизвикателства.
екологични предизвикателства.
08:12
The possibilities are endless.
147
480006
2206
Възможностите са безкрайни.
08:14
I mean, you can think of clothes
148
482236
1588
Помислете за дрехи,
08:15
constructed form renewable
biobased sources,
biobased sources,
149
483848
3697
направени от възобновяеми
биоизточници,
биоизточници,
08:19
cars running on biofuel
from engineered microbes,
from engineered microbes,
150
487569
3651
коли, движещи се с биогориво
от проектирани микроби,
от проектирани микроби,
08:23
plastics made from biodegradable polymers
151
491244
3579
пластмаси, направени от
биоразградими полимери
биоразградими полимери
08:26
and customized therapies,
printed at a patient's bedside.
printed at a patient's bedside.
152
494847
3719
и лични терапии, отпечатвани
до леглото на пациента.
до леглото на пациента.
08:31
The massive efforts
to create synthetic cells
to create synthetic cells
153
499196
2587
Огромните усилия да създадем
синтетични клетки
синтетични клетки
08:33
have made us world leaders at writing DNA.
154
501807
2800
ни направиха световен лидер
в писането на ДНК.
в писането на ДНК.
08:37
Throughout the process,
we found ways to write DNA faster,
we found ways to write DNA faster,
155
505149
3722
В процеса на работа открихме
начини да пишем ДНК по-бързо,
начини да пишем ДНК по-бързо,
08:40
more accurately and more reliably.
156
508895
2200
по-точно и по-надеждно.
08:43
Because of the robustness
of these technologies,
of these technologies,
157
511688
2294
Заради големите усилия
при тези технологии,
при тези технологии,
08:46
we found that we could
readily automate the processes
readily automate the processes
158
514006
3000
открихме,че можем лесно да
автоматизираме процеса
автоматизираме процеса
08:49
and move the laboratory workflows
out of the scientist's hands
out of the scientist's hands
159
517030
3666
и да прехвърлим лабораторните работни
процеси от ръцете на учените
процеси от ръцете на учените
08:52
and onto a machine.
160
520720
1266
към машина.
08:55
In 2013, we built the first DNA printer.
161
523004
3000
През 2013 създадохме първия ДНК принтер.
08:58
We call it the BioXp.
162
526631
2309
Наричаме го BioXp.
09:00
And it has been absolutely
essential in writing DNA
essential in writing DNA
163
528964
3196
И той е изключително важен
за писането на ДНК
за писането на ДНК
09:04
across a number of applications
164
532184
1615
за множество приложения,
09:05
my team and researchers
around the world are working on.
around the world are working on.
165
533823
3800
по които работят екипът ми
и изследователите по света.
и изследователите по света.
09:10
It was shortly after we built the BioXp
166
538077
2017
Скоро след като създадохме BioXp
09:12
that we received that email
about the H7N9 bird flu scare in China.
about the H7N9 bird flu scare in China.
167
540118
4886
получихме онзи имейл за заплахата
от птичи грип H7N9 в Китай.
от птичи грип H7N9 в Китай.
09:17
A team of Chinese scientists
had already isolated the virus,
had already isolated the virus,
168
545498
3421
Екип от китайски учени
вече беше изолирал вируса,
вече беше изолирал вируса,
09:20
sequenced its DNA and uploaded
the DNA sequence to the internet.
the DNA sequence to the internet.
169
548943
3516
установил последователността в неговата
ДНК и качил резултата в интернет.
ДНК и качил резултата в интернет.
09:25
At the request of the US government,
we downloaded the DNA sequence
we downloaded the DNA sequence
170
553616
3515
По молба на американското правителство
свалихме ДНК-последователността
свалихме ДНК-последователността
09:29
and in less than 12 hours,
we printed it on the BioXp.
we printed it on the BioXp.
171
557155
3565
и за по-малко от 12 часа
я отпечатахме на BioXp.
я отпечатахме на BioXp.
09:33
Our collaborators at Novartis
172
561529
1578
Сътрудниците ни в Novartis
09:35
then quickly started turning
that synthetic DNA into a flu vaccine.
that synthetic DNA into a flu vaccine.
173
563131
4015
бързо започнаха да превръщат
синтетичната ДНК във ваксина.
синтетичната ДНК във ваксина.
09:39
Meanwhile, the CDC, using technology
dating back to the 1940s,
dating back to the 1940s,
174
567497
4530
Междувременно CDC, използващи
технология още от 1940 г.,
технология още от 1940 г.,
09:44
was still waiting for the virus
to arrive from China
to arrive from China
175
572051
2930
все още чакаха вируса
да пристигне от Китай,
да пристигне от Китай,
09:47
so that they could begin
their egg-based approach.
their egg-based approach.
176
575005
2740
за да започнат работа по
базирания си на яйце подход.
базирания си на яйце подход.
09:50
For the first time, we had a flu vaccine
developed ahead of time
developed ahead of time
177
578234
3549
За пръв път имахме противогрипна
ваксина, разработена предварително
ваксина, разработена предварително
09:53
for a new and potentially
dangerous strain,
dangerous strain,
178
581807
2469
за нов и потенциално опасен щам
09:56
and the US government ordered a stockpile.
179
584300
2641
и американското правителство
поръча големи запаси.
поръча големи запаси.
09:58
(Applause)
180
586965
5628
(Аплодисменти)
10:04
This was when I began
to appreciate, more than ever,
to appreciate, more than ever,
181
592617
2468
В този момент започнах да ценя
повече от всякога
повече от всякога
10:07
the power of biological teleportation.
182
595109
2754
силата на биологичната телепортация.
10:09
(Laughter)
183
597887
1150
(Смях)
10:11
Naturally, with this in mind,
184
599061
2088
И разбира се, с тази мисъл
10:13
we started to build
a biological teleporter.
a biological teleporter.
185
601173
2206
започнахме да създаваме
биологичен телепортатор.
биологичен телепортатор.
10:16
We call it the DBC.
186
604402
2189
Наричаме го DBC.
10:18
That's short for
digital-to-biological converter.
digital-to-biological converter.
187
606615
3132
Това е съкращение на дигитално-
биологичен преобразувател.
биологичен преобразувател.
10:22
Unlike the BioXp,
188
610267
1334
За разлика от BioXp,
10:23
which starts from pre-manufactured
short pieces of DNA,
short pieces of DNA,
189
611625
3079
който започва от предварително
създадени къси парченца ДНК,
създадени къси парченца ДНК,
10:26
the DBC starts from digitized DNA code
190
614728
3103
DBC започва от дигитализиран ДНК код
10:29
and converts that DNA code
into biological entities,
into biological entities,
191
617855
3055
и превръща този ДНК код
в биологични единици,
в биологични единици,
10:32
such as DNA, RNA,
proteins or even viruses.
proteins or even viruses.
192
620934
3533
като ДНК, РНК, протеини
и дори вируси.
и дори вируси.
10:37
You can think of the BioXp
as a DVD player,
as a DVD player,
193
625188
2873
Можем да разглеждаме BioXp
като DVD устройство,
като DVD устройство,
10:40
requiring a physical DVD to be inserted,
194
628085
3048
което изисква вкарването
на физически диск,
на физически диск,
10:43
whereas the DBC is Netflix.
195
631157
2333
докато DBC е Netflix.
10:47
To build the DBC,
196
635974
1232
За да създадем DBC,
10:49
my team of scientists worked with
software and instrumentation engineers
software and instrumentation engineers
197
637230
4849
моят екип от учени работи със
софтуерни и контролни инженери,
софтуерни и контролни инженери,
10:54
to collapse multiple laboratory workflows,
198
642103
2768
за да събере множеството
лабораторни работни процеси
лабораторни работни процеси
10:56
all in a single box.
199
644895
1468
в една кутия.
10:58
This included software algorithms
to predict what DNA to build,
to predict what DNA to build,
200
646696
3881
Това включваше софтуерни алгоритми,
предсказващи каква ДНК да се създаде,
предсказващи каква ДНК да се създаде,
11:02
chemistry to link the G, A, T and C
building blocks of DNA into short pieces,
building blocks of DNA into short pieces,
201
650601
4452
химия, свързваща Г,А,Т и Ц - строителните
блокчета на ДНК в къси парченца,
блокчета на ДНК в къси парченца,
11:07
Gibson Assembly to stitch together
those short pieces into much longer ones,
those short pieces into much longer ones,
202
655077
4278
Гибсън свързване, за да зашие късите
парченца едно за друго в много по-дълги
парченца едно за друго в много по-дълги
11:11
and biology to convert the DNA
into other biological entities,
into other biological entities,
203
659379
3559
и биология, която да превърне ДНК
в други биологични единици,
в други биологични единици,
11:14
such as proteins.
204
662962
1182
например протеини.
11:17
This is the prototype.
205
665089
1627
Това е прототипът.
11:18
Although it wasn't pretty,
it was effective.
it was effective.
206
666740
2190
Макар и некрасив, беше ефективен.
11:20
It made therapeutic drugs and vaccines.
207
668954
2293
Правеше терапевтични лекарства
и ваксини.
и ваксини.
11:23
And laboratory workflows
that once took weeks or months
that once took weeks or months
208
671271
3774
Лабораторни процеси, които някога
отнемаха седмици или месеци,
отнемаха седмици или месеци,
11:27
could now be carried out
in just one to two days.
in just one to two days.
209
675069
3548
сега могат да се извършат
за един-два дни.
за един-два дни.
11:30
And that's all without
any human intervention
any human intervention
210
678641
2587
И всичко това без никаква
човешка намеса,
човешка намеса,
11:33
and simply activated
by the receipt of an email
by the receipt of an email
211
681252
2591
предизвикано само от
получаването на един имейл,
получаването на един имейл,
11:35
which could be sent
from anywhere in the world.
from anywhere in the world.
212
683867
2543
който може да бъде изпратен
от всяко място по света.
от всяко място по света.
11:39
We like to compare
the DBC to fax machines.
the DBC to fax machines.
213
687069
3119
Обичаме да сравняваме
DBC с факс машина.
DBC с факс машина.
11:43
But whereas fax machines
received images and documents,
received images and documents,
214
691016
3365
Но докато факс машините
получават изображения и документи,
получават изображения и документи,
11:46
the DBC receives biological materials.
215
694405
2738
DBC получава биологични материали.
11:50
Now, consider how
fax machines have evolved.
fax machines have evolved.
216
698024
2682
Да видим как са се развивали
факс машините.
факс машините.
11:53
The prototype of the 1840s
is unrecognizable,
is unrecognizable,
217
701553
3183
Прототипът от 1840 г. е неразпознаваем
11:56
compared with the fax machines of today.
218
704760
2518
в сравнение със сегашните факс машини.
11:59
In the 1980s, most people
still didn't know what a fax machine was,
still didn't know what a fax machine was,
219
707958
3810
През 1980-те повечето хора все още
не знаели какво е факс машина,
не знаели какво е факс машина,
12:03
and if they did,
220
711792
1396
а ако знаели,
12:05
it was difficult for them
to grasp the concept
to grasp the concept
221
713212
2359
им било трудно да разберат принципа
12:07
of instantly reproducing an image
on the other side of the world.
on the other side of the world.
222
715595
3621
на незабавното възпроизвеждане на
едно изображение на другия край на света.
едно изображение на другия край на света.
12:11
But nowadays, everything
that a fax machine does
that a fax machine does
223
719672
2294
Но днес всичко, което прави
една факс машина
една факс машина
12:13
is integrated on our smart phones,
224
721990
1675
е интегрирано в смартфоните ни
12:15
and of course, we take this rapid exchange
of digital information for granted.
of digital information for granted.
225
723689
4418
и разбира се, приемаме бързата обмяна
на дигитална информация за даденост.
на дигитална информация за даденост.
12:20
Here's what our DBC looks like today.
226
728831
2452
Ето как изглежда днес нашият DBC.
12:23
We imagine the DBC evolving
in similar ways as fax machines have.
in similar ways as fax machines have.
227
731307
4387
Представяме си как DBC ще се развие
по подобен на факса начин.
по подобен на факса начин.
12:28
We're working to reduce
the size of the instrument,
the size of the instrument,
228
736212
2627
Работим по намаляването на
размера на инструмента
размера на инструмента
12:30
and we're working to make
the underlying technology
the underlying technology
229
738863
2619
и да направим базовата технология
12:33
more reliable, cheaper,
faster and more accurate.
faster and more accurate.
230
741506
3754
по-надеждна, по-евтина, по-бърза
и по-точна.
и по-точна.
12:38
Accuracy is extremely important
when synthesizing DNA,
when synthesizing DNA,
231
746061
3762
Прецизността е изключително важна,
когато синтезираме ДНК,
когато синтезираме ДНК,
12:41
because a single change to a DNA letter
232
749847
2016
защото само една промяна на ДНК-буква
12:43
could mean the difference
between a medicine working or not
between a medicine working or not
233
751887
3024
може да бъде разликата между
работещо и неработещо лекарство
работещо и неработещо лекарство
12:46
or synthetic cell being alive or dead.
234
754935
2533
или жива и мъртва синтетична клетка.
12:50
The DBC will be useful
for the distributed manufacturing
for the distributed manufacturing
235
758292
3460
DBC ще бъде от полза за
разпръснатото производство
разпръснатото производство
12:53
of medicine starting from DNA.
236
761776
2000
на лекарства, създадени от ДНК.
12:56
Every hospital in the world
could use a DBC
could use a DBC
237
764649
2763
Всяка болница в света
би могла да използва DBC
би могла да използва DBC
12:59
for printing personalized medicines
for a patient at their bedside.
for a patient at their bedside.
238
767436
3731
за отпечатване на персонализирани
лекарства за пациент до леглото му.
лекарства за пациент до леглото му.
13:03
I can even imagine a day
when it's routine for people to have a DBC
when it's routine for people to have a DBC
239
771846
5010
Дори си представям деня, когато
за хората е нормално да имат DBC,
за хората е нормално да имат DBC,
13:08
to connect to their
home computer or smart phone
home computer or smart phone
240
776880
2269
свързан с домашния им компютър
или смартфона им,
или смартфона им,
13:11
as a means to download
their prescriptions,
their prescriptions,
241
779173
2015
като средство за изпълнение
на рецепти,
на рецепти,
13:13
such as insulin or antibody therapies.
242
781212
2119
като инсулин или терапия с антитела.
13:15
The DBC will also be valuable when placed
in strategic areas around the world,
in strategic areas around the world,
243
783355
4453
DBC ще бъде ценен също и когато се намира
в стратегически райони по света
в стратегически райони по света
13:19
for rapid response to disease outbreaks.
244
787832
2667
за бърза реакция срещу избухнали епидемии.
13:22
For example, the CDC in Atlanta, Georgia
245
790879
3103
Например, CDC в Атланта, Джорджия
13:26
could send flu vaccine instructions
to a DBC on the other side of the world,
to a DBC on the other side of the world,
246
794006
4793
могат да изпратят инструкции за ваксина
против грип на DBC в другия край на света,
против грип на DBC в другия край на света,
13:30
where the flu vaccine is manufactured
right on the front lines.
right on the front lines.
247
798823
3944
където ваксината да бъде произведена
на самата фронтова линия.
на самата фронтова линия.
13:35
That flu vaccine could even be
specifically tailored to the flu strain
specifically tailored to the flu strain
248
803085
5230
Тази противогрипна ваксина може дори да
бъде специализирана за грипния щам,
бъде специализирана за грипния щам,
13:40
that's circulating in that local area.
249
808339
3222
който се разпространява локално.
13:43
Sending vaccines around in a digital file,
250
811585
2492
Изпращането на ваксини в дигитален файл
13:46
rather than stockpiling those same
vaccines and shipping them out,
vaccines and shipping them out,
251
814101
3817
вместо запасяването със същите тези
ваксини и транспортирането им,
ваксини и транспортирането им,
13:49
promises to save thousands of lives.
252
817942
2631
обещава да спаси хиляди животи.
13:53
Of course, the applications
go as far as the imagination goes.
go as far as the imagination goes.
253
821212
4200
Разбира се, приложенията могат да бъдат
ограничени само от въображението.
ограничени само от въображението.
13:58
It's not hard to imagine
placing a DBC on another planet.
placing a DBC on another planet.
254
826164
3995
Не е трудно да си представим
DBC на друга планета.
DBC на друга планета.
14:03
Scientists on Earth could then send
the digital instructions to that DBC
the digital instructions to that DBC
255
831315
5104
Тогава учените на Земята биха могли да
изпращат дигитални инструкции на този DBC
изпращат дигитални инструкции на този DBC
14:08
to make new medicines
or to make synthetic organisms
or to make synthetic organisms
256
836443
4007
как да прави нови лекарства
или синтетични организми,
или синтетични организми,
14:12
that produce oxygen, food,
fuel or building materials,
fuel or building materials,
257
840474
3667
които произвеждат кислород, храна,
гориво или строителни материали
гориво или строителни материали
14:16
as a means for making the planet
more habitable for humans.
more habitable for humans.
258
844165
3174
като средство за превръщане на
планетата в обитаема за хората.
планетата в обитаема за хората.
14:20
(Applause)
259
848002
4440
(Аплодисменти)
14:24
With digital information
traveling at the speed of light,
traveling at the speed of light,
260
852466
3341
С дигитална информация, пътуваща
със скоростта на светлината,
със скоростта на светлината,
14:27
it would only take minutes
to send those digital instructions
to send those digital instructions
261
855831
2897
ще трябват само минути на
дигиталните инструкции да стигнат
дигиталните инструкции да стигнат
14:30
from Earth to Mars,
262
858752
1190
от Земята до Марс,
14:31
but it would take months
to physically deliver those same samples
to physically deliver those same samples
263
859966
3849
но ще отнеме месеци същите мостри
да се доставят физически
да се доставят физически
14:35
on a spacecraft.
264
863839
1150
с космически кораб.
14:37
But for now, I would be satisfied
beaming new medicines across the globe,
beaming new medicines across the globe,
265
865821
4603
Засега ще съм удовлетворен да изпращам
нови лекарства по земното кълбо,
нови лекарства по земното кълбо,
14:42
fully automated and on demand,
266
870448
2190
напълно автоматизирано и
при поискване,
при поискване,
14:44
saving lives from emerging
infectious diseases
infectious diseases
267
872662
3598
спасявайки животи от появяващите се
заразни болести и
заразни болести и
14:48
and printing personalized cancer medicines
for those who don't have time to wait.
for those who don't have time to wait.
268
876284
4752
отпечатвайки персонализирани лекарства
срещу рак за тези,които не могат да чакат.
срещу рак за тези,които не могат да чакат.
14:53
Thank you.
269
881060
1175
Благодаря ви.
14:54
(Applause)
270
882259
7000
(Аплодисменти)
ABOUT THE SPEAKER
Dan Gibson - Genome writerDan Gibson leads a new breed of bioengineers, called genome writers, who use DNA to design and build new products powering the next industrial revolution.
Why you should listen
In 2004, Dan Gibson was drawn to a project at the J. Craig Venter Institute: to build a synthetic cell from scratch. Within days, he was on a path to creating synthetic life alongside genomics pioneers. But to build a whole genome from scratch, Gibson had to first invent new methods to assemble DNA. One method, dubbed the "Gibson Assembly," became a game changer, and a series of firsts followed: first synthetic bacterial genome, first synthetic cell, first minimal cell. Today, these discoveries inform the design of synthetic DNA used for new medicines.
Gibson's teams at SGI and SGI-DNA recently introduced the world's first biologic teleporter, called the Digital-to-Biological Converter (DBC), which turns digital code into functional biologics in the form of DNA, RNA and proteins without human intervention. Imagine a future where digital code is emailed to DBCs at hospitals around the world to deliver personalized medicine at a patient's bedside.
Dan Gibson | Speaker | TED.com