TEDGlobal 2005
Craig Venter: Sampling the ocean's DNA
Craig Venter habla sobre el ADN y el mar
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El pionero de la genómica Craig Venter se toma un descanso en su épica expedición alrededor del mundo para hablar de los millones de genes que su equipo ha descubierto hasta ahora en su intento de cartografiar la biodiversidad del océano.
Craig Venter - Biologist, genetics pioneer
In 2001, Craig Venter made headlines for sequencing the human genome. In 2003, he started mapping the ocean's biodiversity. And now he's created the first synthetic lifeforms -- microorganisms that can produce alternative fuels. Full bio
In 2001, Craig Venter made headlines for sequencing the human genome. In 2003, he started mapping the ocean's biodiversity. And now he's created the first synthetic lifeforms -- microorganisms that can produce alternative fuels. Full bio
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00:25
At the break, I was asked by several people
0
0
2000
En la pausa, varias personas me preguntaron
00:27
about my comments about the aging debate.
1
2000
3000
acerca de mis comentarios sobre el debate en torno al envejecimiento.
00:30
And this will be my only comment on it.
2
5000
2000
Y este será mi único comentario al respecto.
00:32
And that is, I understand
3
7000
2000
Y que es que, a mi entender
00:34
that optimists greatly outlive pessimists.
4
9000
2000
los optimistas viven mucho más que los pesimistas.
00:36
(Laughter)
5
11000
4000
(Risas)
00:41
What I'm going to tell you about in my 18 minutes is
6
16000
3000
Lo que voy a contarles en mis dieciocho minutos es
00:44
how we're about to switch from reading the genetic code
7
19000
4000
cómo estamos a punto de pasar de la lectura del código genético
00:48
to the first stages of beginning
8
23000
2000
a las primeras etapas de comenzar
00:50
to write the code ourselves.
9
25000
2000
a escribir el código nosotros mismos.
00:53
It's only 10 years ago this month
10
28000
2000
Este mes se cumplen sólo 10 años
00:55
when we published the first sequence
11
30000
2000
de la publicación de la primera secuencia de
00:57
of a free-living organism,
12
32000
2000
un organismo libre vivo,
00:59
that of haemophilus influenzae.
13
34000
2000
la del Haemophilus influenzae.
01:01
That took a genome project
14
36000
2000
Ésta redujo un proyecto sobre el genoma
01:03
from 13 years down to four months.
15
38000
3000
de trece años a cuatro meses.
01:07
We can now do that same genome project
16
42000
2000
Ahora podemos hacer este mismo proyecto sobre el genoma
01:09
in the order of
17
44000
2000
en el orden de
01:11
two to eight hours.
18
46000
2000
entre dos y ocho horas.
01:13
So in the last decade, a large number of genomes have been added:
19
48000
3000
Por lo tanto, en la última década, se han añadido un gran número de genomas:
01:16
most human pathogens,
20
51000
3000
la mayoría de patógenos humanos,
01:19
a couple of plants,
21
54000
2000
un par de plantas,
01:21
several insects and several mammals,
22
56000
3000
insectos varios y varios mamíferos,
01:24
including the human genome.
23
59000
3000
genoma humano incluido.
01:27
Genomics at this stage of the thinking
24
62000
3000
La genómica en esta etapa de la reflexión
01:30
from a little over 10 years ago
25
65000
2000
de hace un poco más de diez años
01:32
was, by the end of this year, we might have
26
67000
2000
era que a finales de este año, podríamos tener
01:34
between three and five genomes sequenced;
27
69000
3000
entre tres y cinco genomas secuenciados;
01:37
it's on the order of several hundred.
28
72000
3000
pues tenemos del orden de varios cientos.
01:40
We just got a grant from the Gordon and Betty Moore Foundation
29
75000
3000
Nos acaban de conceder una beca de la Fundación Gordon y Betty Moore
01:43
to sequence 130 genomes this year,
30
78000
3000
para secuenciar ciento treinta genomas este año
01:46
as a side project from environmental organisms.
31
81000
4000
como un proyecto paralelo de organismos medioambientales.
01:50
So the rate of reading the genetic code has changed.
32
85000
3000
Por lo tanto, la tasa de lectura del código genético ha cambiado.
01:54
But as we look, what's out there,
33
89000
2000
Pero a medida que vemos lo que hay ahí fuera,
01:56
we've barely scratched the surface
34
91000
2000
apenas hemos arañado la superficie
01:58
on what is available on this planet.
35
93000
4000
de lo que está disponible en este planeta.
02:02
Most people don't realize it, because they're invisible,
36
97000
3000
La mayoría de las personas no se dan cuenta de ello porque son invisibles,
02:05
but microbes make up about a half of the Earth's biomass,
37
100000
4000
pero los microbios constituyen aproximadamente la mitad de la biomasa de la Tierra,
02:09
whereas all animals only make up about
38
104000
3000
mientras que todos los animales sólo representan
02:12
one one-thousandth of all the biomass.
39
107000
2000
alrededor de una milésima de toda la biomasa.
02:14
And maybe it's something that people in Oxford don't do very often,
40
109000
3000
Y tal vez sea algo que la gente de Oxford no lo hace muy a menudo,
02:17
but if you ever make it to the sea,
41
112000
2000
pero si alguna vez van al mar
02:19
and you swallow a mouthful of seawater,
42
114000
3000
y tragan un buche de agua de mar,
02:22
keep in mind that each milliliter
43
117000
2000
tengan presente que cada mililitro
02:24
has about a million bacteria
44
119000
2000
tiene alrededor de un millón de bacterias
02:26
and on the order of 10 million viruses.
45
121000
3000
y del orden de diez millones de virus.
02:29
Less than 5,000 microbial species
46
124000
3000
Menos de cinco mil especies microbianas
02:32
have been characterized as of two years ago,
47
127000
2000
habían sido caracterizadas hasta hace 2 años,
02:34
and so we decided to do something about it.
48
129000
2000
así que decidimos hacer algo al respecto.
02:36
And we started the Sorcerer II Expedition,
49
131000
3000
Y empezamos la expedición Sorcerer II,
02:39
where we were, as with great oceanographic expeditions,
50
134000
3000
en la que, al igual que con las grandes expediciones oceanográficas,
02:42
trying to sample the ocean every 200 miles.
51
137000
3000
intentamos muestrear el océano cada 200 millas.
02:47
We started in Bermuda for our test project,
52
142000
2000
Empezamos en las Bermudas para nuestro proyecto de prueba.
02:49
then moved up to Halifax,
53
144000
2000
Luego nos trasladamos a Halifax,
02:51
working down the U.S. East Coast,
54
146000
2000
trabajando a lo largo de la Costa Este de los EE.UU.,
02:53
the Caribbean Sea, the Panama Canal,
55
148000
3000
el Mar Caribe, el Canal de Panamá,
02:58
through to the Galapagos, then across the Pacific,
56
153000
2000
a través de las Galápagos, a continuación en el Pacífico
03:00
and we're in the process now of working our way
57
155000
2000
y ahora estamos en el proceso de trabajar
03:02
across the Indian Ocean.
58
157000
2000
en el Océano Índico.
03:04
It's very tough duty; we're doing this on a sailing vessel,
59
159000
3000
Es una tarea dura; lo estamos haciendo en un velero,
03:07
in part to help excite young people
60
162000
2000
en parte para ayudar a entusiasmar a los jóvenes
03:09
about going into science.
61
164000
3000
para que se interesen por la ciencia.
03:12
The experiments are incredibly simple.
62
167000
2000
Los experimentos son increíblemente sencillos.
03:14
We just take seawater and we filter it,
63
169000
3000
Nos limitamos a coger agua de mar, la filtramos
03:17
and we collect different size organisms on different filters,
64
172000
4000
y luego recogemos organismos de diferentes tamaños en distintos filtros.
03:21
and then take their DNA back to our lab in Rockville,
65
176000
3000
Y luego llevamos su ADN a nuestro laboratorio de Rockville,
03:24
where we can sequence a hundred million letters
66
179000
3000
donde podemos secuenciar unos cien millones de letras
03:27
of the genetic code every 24 hours.
67
182000
2000
del código genético cada veinticuatro horas.
03:29
And with doing this,
68
184000
2000
Y con ello,
03:31
we've made some amazing discoveries.
69
186000
2000
hemos hecho algunos descubrimientos sorprendentes.
03:33
For example, it was thought that the visual pigments
70
188000
2000
Por ejemplo, se pensaba que los pigmentos visuales
03:35
that are in our eyes -- there was only one or two organisms
71
190000
2000
que hay en nuestros ojos sólo existían en uno o dos organismos
03:38
in the environment that had these same pigments.
72
193000
4000
en el medio ambiente.
03:42
It turns out, almost every species
73
197000
2000
Y resulta que, casi todas las especies
03:44
in the upper parts of the ocean
74
199000
2000
de las capas superiores del océano
03:46
in warm parts of the world
75
201000
2000
en las partes cálidas del mundo
03:48
have these same photoreceptors,
76
203000
2000
tienen estos mismos fotorreceptores
03:50
and use sunlight as the source of their energy
77
205000
3000
y usan la luz solar como fuente de energía
03:53
and communication.
78
208000
2000
y medio de comunicación.
03:55
From one site, from one barrel of seawater,
79
210000
3000
De un sitio de muestreo, a partir de un barril de agua de mar,
03:58
we discovered 1.3 million new genes
80
213000
3000
descubrimos 1,3 millones de nuevos genes
04:01
and as many as 50,000 new species.
81
216000
4000
y hasta 50.000 nuevas especies.
04:05
We've extended this to the air
82
220000
2000
Ahora hemos ampliado este muestreo al aire
04:07
now with a grant from the Sloan Foundation.
83
222000
3000
gracias a una donación de la Fundación Sloan.
04:10
We're measuring how many viruses and bacteria
84
225000
2000
Estamos midiendo la cantidad de virus y bacterias
04:12
all of us are breathing in and out every day,
85
227000
3000
que todos nosotros respiramos cada día,
04:15
particularly on airplanes
86
230000
2000
sobre todo en aviones
04:17
or closed auditoriums.
87
232000
2000
o auditorios cerrados.
04:19
(Laughter)
88
234000
3000
(Risas)
04:22
We filter through some simple apparatuses;
89
237000
2000
Filtramos a través de algunos aparatos sencillos
04:24
we collect on the order of a billion microbes from just a day
90
239000
3000
y recogemos del orden de mil millones de microbios en sólo un día
04:27
filtering on top of a building in New York City.
91
242000
4000
filtrando en la parte superior de un edificio de la ciudad de Nueva York.
04:31
And we're in the process of sequencing all that
92
246000
2000
Y estamos en el proceso de secuenciarlos todos
04:33
at the present time.
93
248000
2000
en la actualidad.
04:35
Just on the data collection side,
94
250000
2000
Sólo en lo que se refiere a la recogida de datos,
04:37
just where we are through the Galapagos,
95
252000
3000
justo donde estamos a través de las Galápagos,
04:40
we're finding that almost every 200 miles,
96
255000
2000
estamos descubriendo que casi cada 200 millas,
04:42
we see tremendous diversity
97
257000
2000
podemos encontrar una enorme diversidad
04:44
in the samples in the ocean.
98
259000
2000
en las muestras oceánicas.
04:47
Some of these make logical sense,
99
262000
2000
Parte de esta diversidad resulta lógica,
04:49
in terms of different temperature gradients.
100
264000
3000
en términos de diferentes gradientes de temperatura.
04:52
So this is a satellite photograph
101
267000
2000
Aquí tienen una fotografía de satélite
04:54
based on temperatures -- red being warm,
102
269000
2000
basada en las temperaturas --rojo significa caliente,
04:56
blue being cold --
103
271000
3000
azul frío--
04:59
and we found there's a tremendous difference between
104
274000
3000
y nos encontramos que hay una enorme diferencia entre
05:02
the warm water samples and the cold water samples,
105
277000
2000
las muestras de agua caliente y las muestras de agua fría,
05:04
in terms of abundant species.
106
279000
3000
en términos de abundancia de especies.
05:07
The other thing that surprised us quite a bit
107
282000
2000
Otra cosa que nos sorprendió un poco
05:09
is these photoreceptors detect different wavelengths of light,
108
284000
4000
fue que estos fotorreceptores detectan diferentes longitudes de onda de la luz
05:13
and we can predict that based on their amino acid sequence.
109
288000
4000
y que podemos predecirlo según sus secuencias de aminoácidos.
05:17
And these vary tremendously from region to region.
110
292000
3000
Y éstas varían enormemente de una región a otra.
05:20
Maybe not surprisingly,
111
295000
2000
Tal vez no sea sorprendente
05:22
in the deep ocean, where it's mostly blue,
112
297000
2000
que en las profundidades del océano, donde todo es azul,
05:24
the photoreceptors tend to see blue light.
113
299000
4000
los fotorreceptores tienden a ver la luz azul.
05:28
When there's a lot of chlorophyll around,
114
303000
2000
Cuando hay una gran cantidad de clorofila en el entorno,
05:30
they see a lot of green light.
115
305000
2000
estos ven mucha luz verde.
05:32
But they vary even more,
116
307000
2000
Pero varían aún más,
05:34
possibly moving towards infrared and ultraviolet
117
309000
3000
posiblemente avanzado hacia el infrarrojos y el ultravioleta
05:37
in the extremes.
118
312000
2000
en los extremos.
05:40
Just to try and get an assessment
119
315000
2000
Sólo para tratar de obtener una evaluación
05:42
of what our gene repertoire was,
120
317000
2000
de lo que era nuestro repertorio de genes,
05:44
we assembled all the data --
121
319000
2000
reunimos todos los datos
05:46
including all of ours thus far from the expedition,
122
321000
3000
--incluidos todos los nuestros obtenidos hasta el momento en la expedición,
05:49
which represents more than half of all the gene data on the planet --
123
324000
3000
lo que representa más de la mitad de todos los datos de genes en el planeta--
05:52
and it totaled around 29 million genes.
124
327000
4000
y que totalizaron alrededor de 29 millones de genes.
05:56
And we tried to put these into gene families
125
331000
2000
Y tratamos de clasificar dichos genes en familias
05:58
to see what these discoveries are:
126
333000
2000
para ver qué era los que estábamos descubriendo:
06:00
Are we just discovering new members of known families,
127
335000
3000
¿Estamos sólo descubriendo nuevos miembros de familias conocidas
06:03
or are we discovering new families?
128
338000
2000
o estamos descubriendo nuevas familias?
06:05
And it turns out we have about 50,000
129
340000
2000
Y resulta que tenemos alrededor de cincuenta mil
06:07
major gene families,
130
342000
3000
grandes familias de genes,
06:10
but every new sample we take in the environment
131
345000
3000
pero cada nueva muestra que tomamos en el medio ambiente
06:13
adds in a linear fashion to these new families.
132
348000
3000
añade de forma lineal a las nuevas familias.
06:16
So we're at the earliest stages of discovery
133
351000
2000
Por lo tanto estamos en las primeras etapas del descubrimiento
06:18
about basic genes,
134
353000
3000
de los genes básicos,
06:21
components and life on this planet.
135
356000
3000
los componentes y la vida en este planeta.
06:25
When we look at the so-called evolutionary tree,
136
360000
3000
Cuando nos fijamos en el llamado árbol evolutivo,
06:28
we're up on the upper right-hand corner with the animals.
137
363000
4000
los humanos estamos en la esquina superior derecha con los animales.
06:32
Of those roughly 29 million genes,
138
367000
4000
De los aproximadamente 29 millones de genes,
06:36
we only have around 24,000
139
371000
2000
sólo contamos con alrededor de 24.000 genes
06:38
in our genome.
140
373000
2000
en nuestro genoma.
06:40
And if you take all animals together,
141
375000
2000
Y si tomamos todos los animales juntos,
06:42
we probably share less than 30,000
142
377000
3000
probablemente compartimos menos de 30.000
06:45
and probably maybe a dozen
143
380000
3000
y, probablemente, tal vez unas doce mil
06:48
or more thousand different gene families.
144
383000
3000
o más familias diferentes de genes.
06:52
I view that these genes are now
145
387000
2000
Considero que estos genes ahora
06:54
not only the design components of evolution.
146
389000
3000
no sólo son los componentes del diseño de la evolución.
06:57
And we think in a gene-centric view --
147
392000
2000
Y pensamos desde una perspectiva centrada en los genes
06:59
maybe going back to Richard Dawkins' ideas --
148
394000
3000
–tal vez volviendo a las ideas de Richard Dawkins–
07:02
than in a genome-centric view,
149
397000
2000
más que desde un punto de vista centrado en el genoma,
07:04
which are different constructs of these gene components.
150
399000
4000
que son diferentes constructos de estos genes componentes.
07:09
Synthetic DNA, the ability to synthesize DNA,
151
404000
3000
El ADN sintético, la capacidad de sintetizar ADN,
07:12
has changed at sort of the same pace
152
407000
2000
ha cambiado a un ritmo aproximadamente similar
07:14
that DNA sequencing has
153
409000
2000
al de la secuenciación del ADN
07:16
over the last decade or two,
154
411000
2000
en las dos últimas décadas
07:18
and is getting very rapid and very cheap.
155
413000
3000
y se está haciendo muy rápido y muy barato.
07:21
Our first thought about synthetic genomics came
156
416000
2000
Nuestro primer pensamiento acerca de la genómica sintética data de
07:23
when we sequenced the second genome back in 1995,
157
418000
4000
cuando secuenciamos el segundo genoma allá por 1995,
07:27
and that from mycoplasma genitalium.
158
422000
2000
y que fue el del Mycoplasma genitalium.
07:29
And we have really nice T-shirts that say,
159
424000
3000
Y tenemos unas camisetas estupendas que dicen,
07:32
you know, "I heart my genitalium."
160
427000
2000
ya saben, «Yo 'corazón' mis genitalium».
07:34
This is actually just a microorganism.
161
429000
3000
Se trata en realidad de un simple microorganismo.
07:38
But it has roughly 500 genes.
162
433000
4000
Pero tiene unos quinientos genes.
07:42
Haemophilus had 1,800 genes.
163
437000
2000
Haemophilus tenía mil ochocientos genes.
07:44
And we simply asked the question,
164
439000
2000
Y simplemente nos planteamos una pregunta:
07:46
if one species needs 800, another 500,
165
441000
2000
si una especie necesita ochocientos y otra quinientos,
07:48
is there a smaller set of genes
166
443000
2000
¿existe un conjunto menor de genes
07:50
that might comprise a minimal operating system?
167
445000
4000
que podrían incluir un sistema operativo mínimo?
07:54
So we started doing transposon mutagenesis.
168
449000
3000
Así que empecé a hacer mutagénesis de transposones.
07:57
Transposons are just small pieces of DNA
169
452000
3000
Los transposones son sólo pequeños fragmentos de ADN
08:00
that randomly insert in the genetic code.
170
455000
2000
que se insertan al azar en el código genético.
08:02
And if they insert in the middle of the gene, they disrupt its function.
171
457000
3000
Y, si se insertan en el medio de un gen, alteran su función.
08:06
So we made a map of all the genes
172
461000
2000
Así que hicimos un mapa de todos los genes
08:08
that could take transposon insertions
173
463000
2000
que podían aceptar inserciones de transposones
08:10
and we called those "non-essential genes."
174
465000
2000
y los llamamos «genes no esenciales».
08:13
But it turns out the environment is very critical for this,
175
468000
3000
Pero resulta que el entorno es fundamental para ello
08:16
and you can only
176
471000
2000
y sólo se puede
08:18
define an essential or non-essential gene
177
473000
3000
definir un gen esencial o no esencial
08:21
based on exactly what's in the environment.
178
476000
3000
sobre la base de lo que hay exactamente en el entorno.
08:25
We also tried to take a more directly intellectual approach
179
480000
2000
También tratamos de adoptar un planteamiento intelectual más directo
08:27
with the genomes of 13 related organisms,
180
482000
5000
con los genomas de trece organismos relacionados
08:32
and we tried to compare all of those, to see what they had in common.
181
487000
3000
e intentamos comparar la totalidad de ellos, para ver lo que tenían en común.
08:36
And we got these overlapping circles. And we found only 173 genes
182
491000
4000
Y obtuvimos estos círculos que se traslapan. Y sólo encontramos 173 genes
08:40
common to all 13 organisms.
183
495000
3000
comunes a los 13 organismos.
08:43
The pool expanded a little bit if we ignored
184
498000
2000
El conjunto se amplíaba un poco
08:45
one intracellular parasite;
185
500000
2000
si ignoramos un parásito intracelular;
08:47
it expanded even more
186
502000
2000
y se amplió aún más
08:49
when we looked at core sets of genes
187
504000
2000
cuando examinamos conjuntos básicos
08:51
of around 310 or so.
188
506000
2000
de 310 genes o así.
08:53
So we think that we can expand
189
508000
2000
Por lo tanto, creemos que podemos expandir
08:55
or contract genomes, depending on your point of view here,
190
510000
3000
o contraer genomas, dependiendo de su punto de vista aquí,
08:58
to maybe 300 to 400 genes
191
513000
3000
tal vez hasta 300 a 400 genes
09:01
from the minimal of 500.
192
516000
2000
del mínimo de 500.
09:03
The only way to prove these ideas
193
518000
3000
La única forma de probar estas ideas
09:06
was to construct an artificial chromosome with those genes in them,
194
521000
3000
era construyendo un cromosoma artificial que contuviera estos genes en ellos,
09:09
and we had to do this in a cassette-based fashion.
195
524000
3000
y tuvimos que hacer esto en utilizando la técnica basada en casetes.
09:12
We found that synthesizing accurate DNA
196
527000
2000
Y descubrimos que sintetizar con precisión grandes fragmentos de ADN
09:14
in large pieces was extremely difficult.
197
529000
3000
era muy difícil.
09:17
Ham Smith and Clyde Hutchison, my colleagues on this,
198
532000
3000
Jamón Smith y Clyde Hutchison, mis colegas en esto,
09:20
developed an exciting new method
199
535000
2000
desarrollaron un método nuevo y emocionante
09:22
that allowed us to synthesize a 5,000-base pair virus
200
537000
3000
que nos permitió sintetizar un virus que contiene 5.000 pares de bases,
09:25
in only a two-week period
201
540000
2000
en un período de tan sólo dos semanas,
09:27
that was 100 percent accurate,
202
542000
3000
que era cien por cien exacto,
09:30
in terms of its sequence and its biology.
203
545000
2000
en términos de su secuencia y su biología.
09:33
It was a quite exciting experiment -- when we just took the synthetic piece of DNA,
204
548000
4000
Fue una experiencia muy emocionante –cuando cogimos el fragmento de ADN sintético,
09:37
injected it in the bacteria and all of a sudden,
205
552000
2000
lo inyectamos en bacterias y, de repente,
09:39
that DNA started driving the production of the virus particles
206
554000
5000
el ADN empezó a dirigir la producción de partículas virales
09:44
that turned around and then killed the bacteria.
207
559000
3000
que dieron vuelta y posteriormente mataron las bacteria.
09:47
This was not the first synthetic virus --
208
562000
2000
Éste no fue el primer virus sintético
09:49
a polio virus had been made a year before --
209
564000
3000
–ya se había sintetizado un virus de la poliomielitis un año antes–
09:53
but it was only one ten-thousandth as active
210
568000
2000
pero tenía sólo una diez milésima parte de actividad
09:55
and it took three years to do.
211
570000
3000
y llevó tres años construirlo.
09:58
This is a cartoon of the structure of phi X 174.
212
573000
4000
Esto es un dibujo de la estructura de Phi X-174.
10:02
This is a case where the software now builds its own hardware,
213
577000
4000
Este es un caso en que el software ahora construye su propio hardware
10:06
and that's the notions that we have with biology.
214
581000
4000
y éstas son las nociones que tenemos sobre biología.
10:10
People immediately jump to concerns about biological warfare,
215
585000
4000
La gente se preocupa de inmediato por la guerra biológica
10:14
and I had recent testimony before a Senate committee,
216
589000
4000
y recientemente declaré ante una comisión del Senado
10:18
and a special committee the U.S. government has set up
217
593000
2000
y una comisión especial creada por el gobierno de los Estados Unidos
10:20
to review this area.
218
595000
2000
para estudiar este campo.
10:22
And I think it's important to keep reality in mind,
219
597000
3000
Y creo que es importante tener presente la realidad,
10:25
versus what happens with people's imaginations.
220
600000
4000
frente a lo que sucede en la imaginación de la gente.
10:29
Basically, any virus that's been sequenced today --
221
604000
3000
Básicamente, cualquier virus que se ha secuenciado hasta hoy,
10:32
that genome can be made.
222
607000
2000
se puede construir este genoma.
10:34
And people immediately freak out about things about Ebola or smallpox,
223
609000
4000
Y la gente inmediatamente se asusta con la viruela o el Ébola,
10:38
but the DNA from this organism is not infective.
224
613000
4000
aunque el ADN de este organismo no sea infeccioso.
10:42
So even if somebody made the smallpox genome,
225
617000
3000
Así que incluso si alguien sintetizara el genoma de la viruela,
10:45
that DNA itself would not cause infections.
226
620000
3000
el ADN en sí no causaría infecciones.
10:49
The real concern that security departments have
227
624000
3000
La preocupación real que tienen los departamentos de seguridad
10:52
is designer viruses.
228
627000
2000
es los virus de diseño.
10:54
And there's only two countries, the U.S. and the former Soviet Union,
229
629000
4000
Y hay sólo dos países, los Estados Unidos y la antigua Unión Soviética,
10:58
that had major efforts
230
633000
2000
que hicieron grandes esfuerzos
11:00
on trying to create biological warfare agents.
231
635000
3000
por tratar de crear agentes de guerra biológica.
11:03
If that research is truly discontinued,
232
638000
3000
En caso de que de verdad se hayan interrumpido dichas investigaciones,
11:06
there should be very little activity
233
641000
2000
debería haber muy poca actividad
11:08
on the know-how to make designer viruses in the future.
234
643000
4000
en el know-how para hacer virus de diseño en el futuro.
11:12
I think single-cell organisms are possible within two years.
235
647000
4000
Creo que los organismos unicelulares serán posibles en un plazo de dos años.
11:16
And possibly eukaryotic cells,
236
651000
3000
Y posiblemente las células eucariotas,
11:19
those that we have,
237
654000
2000
las que nosotros tenemos,
11:21
are possible within a decade.
238
656000
2000
serán posibles en plazo de una década.
11:24
So we're now making several dozen different constructs,
239
659000
4000
Así que ahora estamos haciendo varias docenas de constructos diferentes,
11:28
because we can vary the cassettes and the genes
240
663000
3000
porque podemos variar los casetes y los genes
11:31
that go into this artificial chromosome.
241
666000
2000
que van en este cromosoma artificial.
11:33
The key is, how do you put all of the others?
242
668000
2000
La clave es ¿cómo poner todos los demás?
11:35
We start with these fragments,
243
670000
2000
Empezamos con estos fragmentos
11:37
and then we have a homologous recombination system
244
672000
3000
y, a continuación, tenemos un sistema de recombinación homóloga
11:40
that reassembles those into a chromosome.
245
675000
4000
que los vuelve a ensamblar en un cromosoma.
11:44
This is derived from an organism, deinococcus radiodurans,
246
679000
3000
Esto se deriva de un organismo, Deinococcus radiodurans,
11:47
that can take three million rads of radiation and not be killed.
247
682000
5000
que puede soportar hasta tres millones de rads de radiación sin morir.
11:53
It reassembles its genome after this radiation burst
248
688000
4000
Vuelve a ensamblar su genoma después de la ráfaga de radiación
11:57
in about 12 to 24 hours,
249
692000
2000
en unas 12 o 24 horas,
11:59
after its chromosomes are literally blown apart.
250
694000
3000
después de que sus cromosomas han explotado literalmente.
12:02
This organism is ubiquitous on the planet,
251
697000
2000
Este organismo es ubicuo en el planeta
12:04
and exists perhaps now
252
699000
2000
y tal vez exista ahora
12:06
in outer space due to all our travel there.
253
701000
3000
en el espacio sideral a causa de todos nuestros viajes allí.
12:10
This is a glass beaker after
254
705000
2000
Esto es un vaso de precipitados tras
12:12
about half a million rads of radiation.
255
707000
2000
recibir en torno a medio millón de rads de radiación.
12:14
The glass started to burn and crack,
256
709000
2000
El vidrio comenzó a arder y agrietarse,
12:16
while the microbes sitting in the bottom
257
711000
2000
mientras que los microbios acumulados en el fondo
12:18
just got happier and happier.
258
713000
2000
están cada vez más felices.
12:20
Here's an actual picture of what happens:
259
715000
2000
Aquí tienen una imagen real de lo que sucede:
12:22
the top of this shows the genome
260
717000
2000
la parte superior muestra el genoma
12:24
after 1.7 million rads of radiation.
261
719000
3000
tras recibir 1,7 millones de rads de radiación.
12:27
The chromosome is literally blown apart.
262
722000
2000
El cromosoma ha literalmente explotado.
12:29
And here's that same DNA automatically reassembled
263
724000
4000
Y aquí está el mismo ADN automáticamente reensamblado
12:33
24 hours later.
264
728000
2000
24 horas más tarde.
12:35
It's truly stunning that these organisms can do that,
265
730000
3000
Es realmente impresionante que estos organismos puedan conseguirlo
12:38
and we probably have thousands,
266
733000
2000
probablemente tenemos miles,
12:40
if not tens of thousands, of different species
267
735000
2000
si no son decenas de miles de especies diferentes
12:42
on this planet that are capable of doing that.
268
737000
3000
en este planeta que pueden hacerlo.
12:45
After these genomes are synthesized,
269
740000
2000
Después de que se sinteticen estos genomas,
12:47
the first step is just transplanting them
270
742000
2000
el primer paso consiste sólo en transplantarlos
12:49
into a cell without a genome.
271
744000
4000
a una célula sin genoma.
12:53
So we think synthetic cells are going to have tremendous potential,
272
748000
4000
Así que creemos que las células sintéticas van a tener un enorme potencial,
12:57
not only for understanding the basis of biology
273
752000
3000
no sólo para la comprensión de la base de la biología,
13:00
but for hopefully environmental and society issues.
274
755000
3000
sino que esperemos que también para los problemas del medio ambiente y la sociedad.
13:03
For example, from the third organism we sequenced,
275
758000
3000
Por ejemplo, del tercer organismo que secuenciamos,
13:06
Methanococcus jannaschii -- it lives in boiling water temperatures;
276
761000
4000
Methanococcus jannaschii: vive a temperatura del punto de ebullición del agua,
13:10
its energy source is hydrogen
277
765000
2000
su fuente de energía es el hidrógeno
13:12
and all its carbon comes from CO2 it captures back from the environment.
278
767000
5000
y todo su carbono proviene de la captura de CO2 procedente del medio ambiente.
13:17
So we know lots of different pathways,
279
772000
2000
Así que sabemos de muchas rutas diferentes,
13:19
thousands of different organisms now
280
774000
3000
miles de organismos diferentes ahora
13:22
that live off of CO2,
281
777000
2000
que viven del CO2
13:24
and can capture that back.
282
779000
2000
y que pueden volver a capturarlo.
13:26
So instead of using carbon from oil
283
781000
3000
Así que en vez de utilizar carbono procedente del petróleo
13:29
for synthetic processes,
284
784000
2000
para los procesos de síntesis,
13:31
we have the chance of using carbon
285
786000
3000
ahora tenemos la oportunidad de utilizar el carbono
13:34
and capturing it back from the atmosphere,
286
789000
3000
y de volver a capturarlo de la atmósfera
13:37
converting that into biopolymers
287
792000
2000
para convertirlo en biopolímeros
13:39
or other products.
288
794000
2000
u otros productos.
13:41
We have one organism that lives off of carbon monoxide,
289
796000
3000
Tenemos un organismo que vive del monóxido de carbono
13:44
and we use as a reducing power
290
799000
2000
y que utilizamos como poder reductor
13:46
to split water to produce hydrogen and oxygen.
291
801000
4000
para dividir el agua y producir hidrógeno y oxígeno.
13:50
Also, there's numerous pathways
292
805000
2000
Además, hay numerosas rutas
13:52
that can be engineered metabolizing methane.
293
807000
4000
que se pueden diseñar para metabolizar metano.
13:56
And DuPont has a major program with Statoil in Norway
294
811000
4000
Y DuPont cuenta con un importante programa en colaboración con Statoil de Noruega
14:00
to capture and convert the methane
295
815000
2000
para capturar y convertir el metano
14:02
from the gas fields there into useful products.
296
817000
4000
de los yacimientos de gas existente en productos útiles.
14:06
Within a short while, I think there's going to be a new field
297
821000
2000
Dentro de poco, creo que va a haber un nuevo campo
14:08
called "Combinatorial Genomics,"
298
823000
2000
llamado «genómica combinatoria»,
14:10
because with these new synthesis capabilities,
299
825000
3000
porque, con estas nuevas capacidades de síntesis,
14:13
these vast gene array repertoires
300
828000
3000
estos vastos repertorios de matrices de genes
14:16
and the homologous recombination,
301
831000
2000
y la recombinación homóloga,
14:18
we think we can design a robot to make
302
833000
2000
creemos que podremos diseñar un robot para fabricar
14:20
maybe a million different chromosomes a day.
303
835000
3000
tal vez un millón de diferentes cromosomas al día.
14:24
And therefore, as with all biology,
304
839000
2000
Y, por tanto, como con toda la biología,
14:26
you get selection through screening,
305
841000
3000
se puede seleccionar mediante el cribado,
14:29
whether you're screening for hydrogen production,
306
844000
2000
ya sea cribando para la producción de hidrógeno
14:31
or chemical production, or just viability.
307
846000
3000
o de sustancias químicas, o simplemente por su viabilidad.
14:34
To understand the role of these genes
308
849000
2000
Entender el papel de estos genes
14:36
is going to be well within reach.
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851000
2000
va a estar pronto a nuestro alcance.
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We're trying to modify photosynthesis
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853000
3000
Estamos tratando de modificar la fotosíntesis
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to produce hydrogen directly from sunlight.
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3000
para producir hidrógeno directamente a partir de la luz solar.
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Photosynthesis is modulated by oxygen,
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859000
3000
La fotosíntesis está modulada por el oxígeno
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and we have an oxygen-insensitive hydrogenase
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3000
y tenemos una hidrogenasa insensible al oxígeno
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that we think will totally change this process.
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que creemos que va a cambiar totalmente este proceso.
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We're also combining cellulases,
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También estamos combinando celulasas,
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the enzymes that break down complex sugars into simple sugars
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las enzimas que descomponen los azúcares complejos en azúcares simples,
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and fermentation in the same cell
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y la fermentación en la misma célula
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for producing ethanol.
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para producir etanol.
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Pharmaceutical production is already under way
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La producción de medicamentos ya está en marcha
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in major laboratories
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en los principales laboratorios
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using microbes.
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utilizando microbios.
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The chemistry from compounds in the environment
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La química de los compuestos existentes en el medio ambiente
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is orders of magnitude more complex
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es varios órdenes de magnitud más compleja
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than our best chemists can produce.
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2000
que la que pueden producir nuestros mejores químicos.
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I think future engineered species
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Creo que las especies de ingeniería del futuro
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could be the source of food,
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podrían ser la fuente de alimentos,
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hopefully a source of energy,
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esperemos que una fuente de energía,
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environmental remediation
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la recuperación del medio ambiente
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and perhaps
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y quizás
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replacing the petrochemical industry.
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la sustitución de la industria petroquímica.
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Let me just close with ethical and policy studies.
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Permítanme concluir con los estudios éticos y políticos.
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We delayed the start of our experiments in 1999
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Retrasamos el comienzo de nuestros experimentos en 1999
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until we completed a year-and-a-half bioethical review
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hasta que concluimos un estudio de revisión bioética de año y medio
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as to whether we should try and make an artificial species.
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para saber si debíamos tratar de fabricar una especie artificial.
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Every major religion participated in this.
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3000
Todas las religiones importantes participaron en el proceso.
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It was actually a very strange study,
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2000
En realidad era un estudio muy extraño,
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because the various religious leaders were using their scriptures as law books,
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porque los diferentes líderes religiosos estaban usando sus escrituras sagradas como códigos legislativos
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and they couldn't find anything in them prohibiting making life,
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y no pudieron encontrar nada en ellas que prohibiera fabricar vida,
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so it must be OK. The only ultimate concerns
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por lo tanto esto debe ser aceptable. La única preocupación final
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were biological warfare aspects of this,
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eran los aspectos relativos a la guerra biológica
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but gave us the go ahead to start these experiments
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943000
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pero se nos dio luz verde para iniciar estos experimentos
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for the reasons we were doing them.
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946000
2000
para las razones por las que se estaban realizando.
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Right now the Sloan Foundation has just funded
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948000
2000
Ahora la Fundación Sloan ha financiado
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a multi-institutional study on this,
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un estudio multiinstitucional sobre este tema
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to work out what the risk and benefits to society are,
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para establecer los riesgos y los beneficios para la sociedad
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and the rules that scientific teams such as my own
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y las normas que los equipos de científicos, como el mío,
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should be using in this area,
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2000
deberían estar aplicando en este ámbito
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and we're trying to set good examples as we go forward.
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y estamos tratando establecer buenos ejemplos a medida que avanzamos.
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These are complex issues.
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Se trata de cuestiones complejas.
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Except for the threat of bio-terrorism,
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2000
A excepción de la amenaza del bioterrorismo,
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they're very simple issues in terms of,
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son cuestiones muy sencillas en términos de
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can we design things to produce clean energy,
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si podemos diseñar cosas para producir energía limpia,
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perhaps revolutionizing
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tal vez revolucionando
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what developing countries can do
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lo que los países en desarrollo pueden hacer
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and provide through various simple processes.
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y facilitar a través de diversos procesos simples.
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Thank you very much.
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2000
Muchas gracias.
ABOUT THE SPEAKER
Craig Venter - Biologist, genetics pioneerIn 2001, Craig Venter made headlines for sequencing the human genome. In 2003, he started mapping the ocean's biodiversity. And now he's created the first synthetic lifeforms -- microorganisms that can produce alternative fuels.
Why you should listen
Craig Venter, the man who led the private effort to sequence the human genome, is hard at work now on even more potentially world-changing projects.
First, there's his mission aboard the Sorcerer II, a 92-foot yacht, which, in 2006, finished its voyage around the globe to sample, catalouge and decode the genes of the ocean's unknown microorganisms. Quite a task, when you consider that there are tens of millions of microbes in a single drop of sea water. Then there's the J. Craig Venter Institute, a nonprofit dedicated to researching genomics and exploring its societal implications.
In 2005, Venter founded Synthetic Genomics, a private company with a provocative mission: to engineer new life forms. Its goal is to design, synthesize and assemble synthetic microorganisms that will produce alternative fuels, such as ethanol or hydrogen. He was on Time magzine's 2007 list of the 100 Most Influential People in the World.
In early 2008, scientists at the J. Craig Venter Institute announced that they had manufactured the entire genome of a bacterium by painstakingly stitching together its chemical components. By sequencing a genome, scientists can begin to custom-design bootable organisms, creating biological robots that can produce from scratch chemicals humans can use, such as biofuel. And in 2010, they announced, they had created "synthetic life" -- DNA created digitally, inserted into a living bacterium, and remaining alive.
Craig Venter | Speaker | TED.com