TED2019
David Baker: 5 challenges we could solve by designing new proteins
دیوید بِیکر: ۵ چالشی که می‌توانیم با طراحی پروتئین‌های جدید حل کنیم
Filmed:
Readability: 6.4
1,781,320 views
پروتئین‌ها سازواره‌های مولکولی قابل‌توجهی هستند: آنها غذای‌تان را هضم می‌کنند، نورون‌هایتان را برمی‌انگیزانند، به سیستم ایمنی شما نیرو می‌بخشند و بسیاری کارهای دیگر. چه می‌شود اگر بتوانیم طرح‌های جدیدی را با کارکردهایی که هرگز در طبیعت دیده نشده اند، طراحی کنیم؟ در این نگاه‌اجمالی جالب توجه از آینده، دیوید بیکر در مورد این که چگونه گروه او در موسسه طراحی پروتئین، پروتئین‌های کاملا جدیدی از نو ایجاد می‌کنند را به اشتراک می‌گذارد و نشان می‌دهد که این پروتئین‌ها چگونه می‌توانند به ما در مقابله با ۵ چالش عظیم که بشریت با آن مواجه است، کمک کنند. (این طرح بلندپروازانه، بخشی از پروژه «آودِیشِز» (پروژه متهورانه یا Audacious) ، ابتکار TED برای الهام بخشیدن و تامین سرمایه جهانی است).
David Baker - Computational biologist
David Baker designs new biomolecules (proteins) from first principles to address 21st-century challenges in health and technology. Full bio
David Baker designs new biomolecules (proteins) from first principles to address 21st-century challenges in health and technology. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:12
I'm going to tell you about the most
amazing machines in the world
amazing machines in the world
0
982
4059
می‌خواهم در مورد شگفت‌انگیزترین
ماشین دنیا به شما بگویم
ماشین دنیا به شما بگویم
00:17
and what we can now do with them.
1
5065
1768
و کاری که اکنون می‌توانیم
با آنها انجام دهیم.
با آنها انجام دهیم.
00:19
Proteins,
2
7396
1163
پروتئین‌ها،
برخی از آن‌هایی که
در داخل یک سلول اینجا می‌بینید،
در داخل یک سلول اینجا می‌بینید،
00:20
some of which you see inside a cell here,
3
8583
2250
00:22
carry out essentially all the important
functions in our bodies.
functions in our bodies.
4
10857
3459
اساسا همه عملکردهای مهم
در بدن ما را انجام می‌دهند.
در بدن ما را انجام می‌دهند.
00:26
Proteins digest your food,
5
14972
1879
پروتئین‌ها، غذای شما را هضم می‌کنند،
آنها عضلات شما را منقبض می‌کنند،
00:28
contract your muscles,
6
16875
1706
00:30
fire your neurons
7
18605
1577
نورون‌هایتان را برمی‌انگیزانند،
به سیستم ایمنی شما نیرو می‌بخشند.
00:32
and power your immune system.
8
20206
1616
00:34
Everything that happens in biology --
9
22400
1976
هر چیزی که در زیست‌شناسی اتفاق می‌افتد --
تقریبا --
00:36
almost --
10
24400
1151
به خاطر پروتئین‌ها اتفاق می‌افتد.
00:37
happens because of proteins.
11
25575
1412
00:39
Proteins are linear chains
of building blocks called amino acids.
of building blocks called amino acids.
12
27698
4075
پروتئین‌ها زنجیره‌‌هایی خطی از
اجزای سازنده‌ای به نام آمینو اسیدها هستند.
اجزای سازنده‌ای به نام آمینو اسیدها هستند.
00:44
Nature uses an alphabet of 20 amino acids,
13
32366
3233
طبیعت از الفبای
۲۰ آمینو اسید استفاده می‌کند،
۲۰ آمینو اسید استفاده می‌کند،
00:47
some of which have names
you may have heard of.
you may have heard of.
14
35623
2275
که برخی از آنها نام‌هایی دارند
که ممکن است شنیده باشند.
که ممکن است شنیده باشند.
00:50
In this picture, for scale,
each bump is an atom.
each bump is an atom.
15
38921
3542
در این تصویر، برای مقیاس،
هر برآمدگی، یک اتم است.
هر برآمدگی، یک اتم است.
00:55
Chemical forces between the amino acids
cause these long stringy molecules
cause these long stringy molecules
16
43351
4644
نیروهای شیمیایی بین آمینو اسیدها
باعث می‌شود این مولکول‌های رشته‌ای بلند
باعث می‌شود این مولکول‌های رشته‌ای بلند
01:00
to fold up into unique,
three-dimensional structures.
three-dimensional structures.
17
48019
3461
به ساختار منحصر به فرد
و سه‌بعدی تبدیل شوند.
و سه‌بعدی تبدیل شوند.
01:03
The folding process,
18
51937
1340
فرآیند تاشدگی،
01:05
while it looks random,
19
53301
1434
در حالی که به نظر تصادفی می‌رسد،
01:06
is in fact very precise.
20
54759
1963
در حقیقت بسیار هم دقیق است.
هر پروتئین به شکل مشخصه خود
در هر زمان تا می‌شود،
در هر زمان تا می‌شود،
01:08
Each protein folds
to its characteristic shape each time,
to its characteristic shape each time,
21
56746
4397
و فرآیند تاشدگی، تنها کسری از
ثانیه طول می‌کشد.
ثانیه طول می‌کشد.
01:13
and the folding process
takes just a fraction of a second.
takes just a fraction of a second.
22
61167
3388
01:18
And it's the shapes of proteins
23
66029
1844
این شکلِ پروتئین‌هاست
01:19
which enable them to carry out
their remarkable biological functions.
their remarkable biological functions.
24
67897
3970
که آنها را قادر می‌سازد تا کارکردهایِ
بیولوژیکی قابل‌توجه خود را انجام دهند.
بیولوژیکی قابل‌توجه خود را انجام دهند.
01:24
For example,
25
72520
1151
برای نمونه،
01:25
hemoglobin has a shape
in the lungs perfectly suited
in the lungs perfectly suited
26
73695
3508
هموگلوبین با شکلی که در شش‌ها دارد
برای اتصال مولکول اکسیژن کاملا سازگار است.
01:29
for binding a molecule of oxygen.
27
77227
1987
وقتی هموگلوبین به سمتِ
ماهیچه شما حرکت می‌کند،
ماهیچه شما حرکت می‌کند،
01:31
When hemoglobin moves to your muscle,
28
79759
1892
01:33
the shape changes slightly
29
81675
1932
قدری شکل آن تغییر می‌کند
01:35
and the oxygen comes out.
30
83631
2191
و اکسیژن آزاد می‌شود.
01:39
The shapes of proteins,
31
87494
1366
شکل پروتئین‌ها،
01:40
and hence their remarkable functions,
32
88884
2213
و از این رو وظایف قابل ملاحظه آنها،
به طور کامل با توالی آمینو اسیدها
در زنجیره پروتئین مشخص می‌شوند.
در زنجیره پروتئین مشخص می‌شوند.
01:43
are completely specified by the sequence
of amino acids in the protein chain.
of amino acids in the protein chain.
33
91121
5778
01:49
In this picture, each letter
on top is an amino acid.
on top is an amino acid.
34
97331
3941
در این تصویر، هر حرف در بالا
یک آمینو اسید است.
یک آمینو اسید است.
01:54
Where do these sequences come from?
35
102860
1837
این توالی‌ها از کجا می‌آیند؟
01:57
The genes in your genome
specify the amino acid sequences
specify the amino acid sequences
36
105586
4824
ژن‌ها در ژنوم شما توالی آمینو اسیدهایِ
پروتئین‌های شما را مشخص می‌کنند.
02:02
of your proteins.
37
110434
1398
02:03
Each gene encodes the amino acid
sequence of a single protein.
sequence of a single protein.
38
111856
3738
هر ژن توالی آمینو اسیدِ یک پروتئینِ
منحصربه‌فرد را رمزگذاری می‌کند.
منحصربه‌فرد را رمزگذاری می‌کند.
02:09
The translation between
these amino acid sequences
these amino acid sequences
39
117515
3802
انتقال و تبدیل این توالی‌های آمینو اسید
02:13
and the structures
and functions of proteins
and functions of proteins
40
121341
2458
و ساختار و عملکرد پروتئین‌ها
02:15
is known as the protein folding problem.
41
123823
2057
به مشکل تاشدگی پروتئین شناخته می‌شود.
02:18
It's a very hard problem
42
126439
1545
این مشکل بسیار سختی است،
02:20
because there's so many different
shapes a protein can adopt.
shapes a protein can adopt.
43
128008
3180
زیرا اشکال مختلفی وجود دارد که
یک پروتئین می‌تواند به خود بگیرد.
یک پروتئین می‌تواند به خود بگیرد.
02:24
Because of this complexity,
44
132073
1645
به دلیل این پیچیدگی،
02:25
humans have only been able
to harness the power of proteins
to harness the power of proteins
45
133742
2937
انسان‌ها تنها توانسته‌اند که
با ایجاد تغییرات بسیار کوچک
در توالی مولکول‌های آمینو اسیدها
در توالی مولکول‌های آمینو اسیدها
02:28
by making very small changes
to the amino acid sequences
to the amino acid sequences
46
136703
3468
02:32
of the proteins we've found in nature.
47
140195
2091
قدرت پروتئین‌ها را در طبیعت مهار کنند.
02:34
This is similar to the process
that our Stone Age ancestors used
that our Stone Age ancestors used
48
142835
3858
این مشابه فرآیندی است که اجداد عصر حجر ما
02:38
to make tools and other implements
from the sticks and stones
from the sticks and stones
49
146717
3359
برای ساختن ابزار و
اسباب دیگر از چوب و سنگ‌هایی
اسباب دیگر از چوب و سنگ‌هایی
02:42
that we found in the world around us.
50
150100
2003
که در جهان اطرافمان می‌یابیم
به کار می‌گرفتند.
به کار می‌گرفتند.
02:45
But humans did not learn to fly
by modifying birds.
by modifying birds.
51
153226
5024
اما انسان‌ها یاد نگرفتند که
با تغییر دادن پرنده‌ها پرواز کنند.
با تغییر دادن پرنده‌ها پرواز کنند.
02:50
(Laughter)
52
158790
2017
(خنده حاضرین)
02:52
Instead, scientists, inspired by birds,
uncovered the principles of aerodynamics.
uncovered the principles of aerodynamics.
53
160831
6310
در عوض، دانشمندان با الهام از پرندگان،
اصول آیرودینامیک را کشف کردند.
اصول آیرودینامیک را کشف کردند.
02:59
Engineers then used those principles
to design custom flying machines.
to design custom flying machines.
54
167165
4395
سپس مهندسان از آن اصول برای طراحیِ
هواپیما استفاده کردند.
هواپیما استفاده کردند.
03:04
In a similar way,
55
172195
1245
به همین ترتیب،
03:05
we've been working for a number of years
56
173464
1942
ما چندین سال است
03:07
to uncover the fundamental
principles of protein folding
principles of protein folding
57
175430
3269
که برای کشف اصول بنیادین تاشدگی پروتئین
03:10
and encoding those principles
in the computer program called Rosetta.
in the computer program called Rosetta.
58
178723
4059
و رمزگذاری آن اصول در برنامه کامپیوتری
به نام «رُزِتا» کار کرده‌ایم.
به نام «رُزِتا» کار کرده‌ایم.
03:15
We made a breakthrough in recent years.
59
183742
2513
در سال‌های اخیر هم پیشرفت‌هایی داشته‌ایم.
03:19
We can now design completely new proteins
from scratch on the computer.
from scratch on the computer.
60
187029
4459
در حال حاضر می‌توانیم به طور کامل پروتئین
-های جدید را از روی کامپیوتر طراحی کنیم.
-های جدید را از روی کامپیوتر طراحی کنیم.
03:24
Once we've designed the new protein,
61
192396
2068
هنگامی که پروتئین جدید را طراحی کردیم،
03:27
we encode its amino acid sequence
in a synthetic gene.
in a synthetic gene.
62
195242
3903
توالی آمینو اسیدش را
در ژن ترکیبی کدگذاری کردیم.
در ژن ترکیبی کدگذاری کردیم.
03:31
We have to make a synthetic gene
63
199656
1888
ما باید یک ژن مصنوعی بسازیم
03:33
because since the protein
is completely new,
is completely new,
64
201568
2251
زیرا از آنجایی که پروتئین کاملا جدید است،
03:35
there's no gene in any organism on earth
which currently exists that encodes it.
which currently exists that encodes it.
65
203843
4762
هیچ ژنی در هیچ ارگانیسمی که هم‌اکنون روی
زمین وجود دارد نیست که آن را رمزگذاری کند.
زمین وجود دارد نیست که آن را رمزگذاری کند.
03:41
Our advances in understanding
protein folding
protein folding
66
209697
4187
پیشرفت ما در درک تاشدگی پروتئین
03:45
and how to design proteins,
67
213908
1722
و چگونگی طراحی پروتئین،
03:47
coupled with the decreasing cost
of gene synthesis
of gene synthesis
68
215654
3628
همراه با کاهش هزینه سنتز ژن
03:51
and the Moore's law increase
in computing power,
in computing power,
69
219306
3499
و افزایش قانون مور در قدرت محاسبه،
03:54
now enable us to design
tens of thousands of new proteins,
tens of thousands of new proteins,
70
222829
4736
حالا ما را قادر ساخته
تا ده‌ها هزار پروتئین جدید،
تا ده‌ها هزار پروتئین جدید،
با شکل‌های جدید و عملکردهای جدید،
03:59
with new shapes and new functions,
71
227589
2339
روی کامپیوتر طراحی کنیم،
04:01
on the computer,
72
229952
1513
و هر کدام از آنها را
با ژن مصنوعی کدگذاری کنیم.
با ژن مصنوعی کدگذاری کنیم.
04:03
and encode each one of those
in a synthetic gene.
in a synthetic gene.
73
231489
3915
04:08
Once we have those synthetic genes,
74
236248
1668
وقتی آن ژن‌های مصنوعی را داریم،
04:09
we put them into bacteria
75
237940
1545
آنها را داخل باکتری می‌کنیم
04:11
to program them to make
these brand-new proteins.
these brand-new proteins.
76
239509
3305
تا به آنها برنامه دهیم تا
این پروتئین‌های جدید را بسازند.
این پروتئین‌های جدید را بسازند.
04:15
We then extract the proteins
77
243197
2073
سپس پروتئین‌ها را استخراج می‌کنیم
و مشخص می‌کنیم که آیا همانطور که آنها
را طراحی کرده‌ایم، عملکرد دارند یا خیر
را طراحی کرده‌ایم، عملکرد دارند یا خیر
04:17
and determine whether they function
as we designed them to
as we designed them to
78
245294
3436
04:20
and whether they're safe.
79
248754
1411
و اینکه آیا امن هستند.
شگفت انگیزاست که قادر به
ساخت پروتئین‌های جدید باشیم،
ساخت پروتئین‌های جدید باشیم،
04:23
It's exciting to be able
to make new proteins,
to make new proteins,
80
251867
2465
04:26
because despite the diversity in nature,
81
254356
2496
چون با وجود تنوع در طبیعت،
04:28
evolution has only sampled a tiny fraction
of the total number of proteins possible.
of the total number of proteins possible.
82
256876
6092
تکامل تنها بخش کوچکی از کل تعدادِ
پروتئین‌ها را نمونه‌برداری کرده‌است.
پروتئین‌ها را نمونه‌برداری کرده‌است.
04:35
I told you that nature uses
an alphabet of 20 amino acids,
an alphabet of 20 amino acids,
83
263572
3495
به شما گفتم که طبیعت از الفبای
۲۰ آمینو اسید استفاده می‌کند،
۲۰ آمینو اسید استفاده می‌کند،
04:39
and a typical protein is a chain
of about 100 amino acids,
of about 100 amino acids,
84
267091
4449
و یک پروتئین معمولی،
زنجیره‌ای از حدود ۱۰۰ آمینو اسید است،
زنجیره‌ای از حدود ۱۰۰ آمینو اسید است،
04:43
so the total number of possibilities
is 20 times 20 times 20, 100 times,
is 20 times 20 times 20, 100 times,
85
271564
5552
بنابراین تعداد کل احتمالات ۲۰ برابرِ
۲۰ برابرِ ۲۰، ۱۰۰ بار است،
۲۰ برابرِ ۲۰، ۱۰۰ بار است،
04:49
which is a number on the order
of 10 to the 130th power,
of 10 to the 130th power,
86
277140
3817
که عددی در حدود ۱۰ به توان ۱۳۰ است،
04:52
which is enormously more
than the total number of proteins
than the total number of proteins
87
280981
3812
که بسیار بیشتر از
کل تعداد پروتئین‌هایی است
کل تعداد پروتئین‌هایی است
04:56
which have existed
since life on earth began.
since life on earth began.
88
284817
2416
که از آغاز حیات روی زمین وجود داشته‌اند.
04:59
And it's this unimaginably large space
89
287990
2691
و این، فضایی غیر قابل تصوربزرگ است
05:02
we can now explore
using computational protein design.
using computational protein design.
90
290705
3530
که اکنون می‌توانیم با استفاده از طراحی
پروتئین محاسباتی، بررسی کنیم.
پروتئین محاسباتی، بررسی کنیم.
05:07
Now the proteins that exist on earth
91
295747
2369
اکنون پروتئین‌های موجود بر روی زمین
05:10
evolved to solve the problems
faced by natural evolution.
faced by natural evolution.
92
298140
3993
برای حل مشکلات ناشی از
فرگشتِ طبیعی تکامل‌یافته اند.
فرگشتِ طبیعی تکامل‌یافته اند.
05:14
For example, replicating the genome.
93
302705
2353
برای نمونه، تکثیر و همانندسازی ژنوم.
اما امروزه با چالش‌هایِ
جدیدی رو به رو هستیم
جدیدی رو به رو هستیم
05:18
But we face new challenges today.
94
306128
2284
ما طولانی‌مدت‌تر زندگی می‌کنیم،
پس بیماری‌های جدید مهم هستند.
پس بیماری‌های جدید مهم هستند.
05:20
We live longer, so new
diseases are important.
diseases are important.
95
308436
2737
ما در حال گرم کردن (بیش از حد)
و آلودگی این سیاره هستیم،
و آلودگی این سیاره هستیم،
05:23
We're heating up and polluting the planet,
96
311197
2215
05:25
so we face a whole host
of ecological challenges.
of ecological challenges.
97
313436
3558
بنابراین ما با گروه کاملی از
چالش‌های زیست‌محیطی رو به رو هستیم.
چالش‌های زیست‌محیطی رو به رو هستیم.
05:29
If we had a million years to wait,
98
317977
1808
اگر یک میلیون سال
برای صبر کردن داشتیم،
برای صبر کردن داشتیم،
05:31
new proteins might evolve
to solve those challenges.
to solve those challenges.
99
319809
3208
شاید پروتئین‌های جدیدی
برای حل این چالش‌ها تکامل یابند.
برای حل این چالش‌ها تکامل یابند.
05:35
But we don't have
millions of years to wait.
millions of years to wait.
100
323787
2059
اما میلیون‌ها سال وقت نداریم که صبر کنیم.
05:38
Instead, with computational
protein design,
protein design,
101
326488
2871
در عوض، با طراحی پروتئین محاسباتی،
05:41
we can design new proteins
to address these challenges today.
to address these challenges today.
102
329383
4439
امروزه می‌توانیم از پروتئین‌های جدید
برای پرداختن به این چالش‌ها استفاده کنیم.
برای پرداختن به این چالش‌ها استفاده کنیم.
05:47
Our audacious idea is to bring
biology out of the Stone Age
biology out of the Stone Age
103
335693
4450
ایده متهورانه ما،
خارج کردن بیولوژی از عصر حجر
خارج کردن بیولوژی از عصر حجر
05:52
through technological revolution
in protein design.
in protein design.
104
340167
2975
از طریق انقلاب تکنولوژیک
در طراحی پروتئین است.
در طراحی پروتئین است.
05:56
We've already shown
that we can design new proteins
that we can design new proteins
105
344113
2864
ما پیش‌تر نشان داده‌ایم که
می‌توانیم پروتئین‌های جدید را
می‌توانیم پروتئین‌های جدید را
با اشکال و کارکردهای جدید طراحی کنیم.
05:59
with new shapes and functions.
106
347001
1683
برای نمونه، واکسن‌ها
با تحریک سیستم ایمنی شما
با تحریک سیستم ایمنی شما
06:01
For example, vaccines work
by stimulating your immune system
by stimulating your immune system
107
349174
4308
06:05
to make a strong response
against a pathogen.
against a pathogen.
108
353506
3122
برای ایجاد واکنشی قوی‌تر
به بیماری‌زاها کار می‌کنند.
به بیماری‌زاها کار می‌کنند.
06:09
To make better vaccines,
109
357698
1551
برای ساختنِ واکسن‌های بهتر،
06:11
we've designed protein particles
110
359273
2302
ما ذرات پروتئینی را طراحی کرده‌ایم
06:13
to which we can fuse
proteins from pathogens,
proteins from pathogens,
111
361599
3587
که در آن می‌توانیم پروتئین‌ها را
از پروتئین‌های بیماری‌زا،
از پروتئین‌های بیماری‌زا،
06:17
like this blue protein here,
from the respiratory virus RSV.
from the respiratory virus RSV.
112
365210
4334
مانند این پروتئین آبی در اینجا، از ویروسِ
تنفسی (ویروس سین‌سیشیال) در هم بیامیزیم.
تنفسی (ویروس سین‌سیشیال) در هم بیامیزیم.
06:22
To make vaccine candidates
113
370131
1730
برای ایجاد کاندیداهای واکسن
06:23
that are literally bristling
with the viral protein,
with the viral protein,
114
371885
3663
که به معنای واقعی پروتئین ویروسی هستند،
06:27
we find that such vaccine candidates
115
375572
2570
می‌بینیم که چنین کاندیدهایی برای واکسن
06:30
produce a much stronger
immune response to the virus
immune response to the virus
116
378166
3302
واکنش ایمنی بسیار بیشتری
نسبت به ویروس دارند
نسبت به ویروس دارند
06:33
than any previous vaccines
that have been tested.
that have been tested.
117
381492
2703
نسبت به واکسن‌های پیشین که آزمایش شده‌اند.
06:36
This is important because RSV
is currently one of the leading causes
is currently one of the leading causes
118
384648
3850
این مساله به این علت مهم است که
زیرا ویروس سین‌سیشیال تنفسی (RSV)
زیرا ویروس سین‌سیشیال تنفسی (RSV)
یکی از عوامل اصلی مرگ و میرِ
نوزادان در سراسر جهان است.
نوزادان در سراسر جهان است.
06:40
of infant mortality worldwide.
119
388522
2229
06:44
We've also designed new proteins
to break down gluten in your stomach
to break down gluten in your stomach
120
392414
3963
همچنین پروتئین‌های جدیدی
برای بی‌اثرکردن گلوتن در معده
برای بی‌اثرکردن گلوتن در معده
06:48
for celiac disease
121
396401
1597
برای بیماری سلیاک
06:50
and other proteins to stimulate
your immune system to fight cancer.
your immune system to fight cancer.
122
398022
4376
و پروتئین‌های دیگری برای تحریک سیستم ایمنی
شما جهت مبارزه با سرطان طراحی کرده‌ایم.
شما جهت مبارزه با سرطان طراحی کرده‌ایم.
06:55
These advances are the beginning
of the protein design revolution.
of the protein design revolution.
123
403338
3939
این پیشرفت‌ها سرآغازِ
انقلابِ طراحی پروتیین هستند.
انقلابِ طراحی پروتیین هستند.
07:00
We've been inspired by a previous
technological revolution:
technological revolution:
124
408850
3190
ما هم از یک انقلاب ِ
تکنولوژیک پیشین الهام‌گرفته ایم:
تکنولوژیک پیشین الهام‌گرفته ایم:
07:04
the digital revolution,
125
412064
1345
انقلاب دیجیتال،
07:05
which took place in large part
due to advances in one place,
due to advances in one place,
126
413433
5125
که به دلیل پیشرفتهای صورت‌گرفته
در یک مکان، در بخش بزرگی نیز رخ داد
در یک مکان، در بخش بزرگی نیز رخ داد
07:10
Bell Laboratories.
127
418582
1272
آزمایشگاه‌های بل.
07:12
Bell Labs was a place with an open,
collaborative environment,
collaborative environment,
128
420337
3294
آزمایشگاه‌های بل،
محلی با محیط باز و مشارکتی بود،
محلی با محیط باز و مشارکتی بود،
07:15
and was able to attract top talent
from around the world.
from around the world.
129
423655
3183
و توانست استعدادهای برجسته
را از سراسر جهان جذب کند.
را از سراسر جهان جذب کند.
07:19
And this led to a remarkable
string of innovations --
string of innovations --
130
427418
3442
و این منجر به رشته‌ای از
نوآوری‌های قابل ملاحظه شد --
نوآوری‌های قابل ملاحظه شد --
07:22
the transistor, the laser,
satellite communication
satellite communication
131
430884
4191
ترانزیستور، لیزر، ارتباطات ماهواره‌ای
07:27
and the foundations of the internet.
132
435099
1726
و پایه‌های بنیادین اینترنت.
07:29
Our goal is to build
the Bell Laboratories of protein design.
the Bell Laboratories of protein design.
133
437761
3841
هدف ما ساخت آزمایشگاه‌های بل
طراحی پروتئین است.
طراحی پروتئین است.
07:34
We are seeking to attract
talented scientists from around the world
talented scientists from around the world
134
442076
3515
ما به دنبال جذب دانشمندان با استعداد
از سراسر جهان هستیم
از سراسر جهان هستیم
07:37
to accelerate the protein
design revolution,
design revolution,
135
445615
2935
تا انقلاب طراحی پروتئین را تسریع کنیم،
07:40
and we'll be focusing
on five grand challenges.
on five grand challenges.
136
448574
4088
و بر پنج چالش بزرگ تمرکز خواهیم کرد.
07:46
First, by taking proteins from flu strains
from around the world
from around the world
137
454136
5597
اول اینکه، با گرفتن پروتئین‌های
انواع آنفلوانزا از سراسر دنیا
انواع آنفلوانزا از سراسر دنیا
07:51
and putting them on top
of the designed protein particles
of the designed protein particles
138
459757
3554
و قرار دادن آنها بر رویِ
ذرات پروتیینی طراحی‌شده
ذرات پروتیینی طراحی‌شده
07:55
I showed you earlier,
139
463335
1667
که پیش‌تر به شما نشان دادم،
07:57
we aim to make a universal flu vaccine,
140
465026
3390
هدف ما ایجاد یک واکسن آنفلوآنزای جهانی است
08:00
one shot of which gives a lifetime
of protection against the flu.
of protection against the flu.
141
468440
3951
که عمری محافظت در برابر
آنفلوآنزا را می‌دهد.
آنفلوآنزا را می‌دهد.
08:05
The ability to design --
142
473356
1612
توانایی طراحی --
08:06
(Applause)
143
474992
5224
(تشویق حاضرین)
08:12
The ability to design
new vaccines on the computer
new vaccines on the computer
144
480240
3068
توانایی طراحی واکسن‌های جدید روی کامپیوتر
08:15
is important both to protect
against natural flu epidemics
against natural flu epidemics
145
483332
5308
هم برای محافظت در برابر
همه‌گیرشدن آنفلوآنزای طبیعی
همه‌گیرشدن آنفلوآنزای طبیعی
08:20
and, in addition, intentional
acts of bioterrorism.
acts of bioterrorism.
146
488664
3480
و هم جهت اقدامات عامدانه بیوتروریسم مهمند.
08:25
Second, we're going far beyond
nature's limited alphabet
nature's limited alphabet
147
493272
3290
دوم اینکه، ما
08:28
of just 20 amino acids
148
496586
1711
از الفبای محدود طبیعت تنها ۲۰ آمینو اسید
08:30
to design new therapeutic candidates
for conditions such as chronic pain,
for conditions such as chronic pain,
149
498321
4735
برای طراحی کاندیدهای درمانی جدید
برای شرایطی مانند دردهای مزمن
برای شرایطی مانند دردهای مزمن
08:35
using an alphabet
of thousands of amino acids.
of thousands of amino acids.
150
503080
2631
استفاده می‌کنیم و تنها از یک الفبا
از هزاران آمینو اسید استفاده می‌کنیم.
از هزاران آمینو اسید استفاده می‌کنیم.
08:38
Third, we're building
advanced delivery vehicles
advanced delivery vehicles
151
506602
3813
سوم اینکه، ما در حال ساختنِ
تجهیزات پیشرفتهای
تجهیزات پیشرفتهای
08:42
to target existing medications
exactly where they need to go in the body.
exactly where they need to go in the body.
152
510439
4164
با این هدف که داروهای موجود را دقیقا همان
جایی که باید، به بدن وارد کنند، هستیم.
جایی که باید، به بدن وارد کنند، هستیم.
08:47
For example, chemotherapy to a tumor
153
515226
2649
برای نمونه، شیمیدرمانی برای یک تومور
08:49
or gene therapies to the tissue
where gene repair needs to take place.
where gene repair needs to take place.
154
517899
4303
یا درمان‌های ژنی در بافتی که
در آنجا ترمیم ژنی باید صورت گیرد.
در آنجا ترمیم ژنی باید صورت گیرد.
08:55
Fourth, we're designing smart therapeutics
that can do calculations within the body
that can do calculations within the body
155
523000
6532
چهارم، در حال طراحی روش‌های هوشمندی هستیم
که قادر است محاسباتی در بدن انجام دهند،
که قادر است محاسباتی در بدن انجام دهند،
09:01
and go far beyond current medicines,
156
529556
2214
و فراتر از داروهای فعلی
09:03
which are really blunt instruments.
157
531794
2264
که ابزارهای واقعا نابی هستند، بروند.
09:06
For example, to target a small
subset of immune cells
subset of immune cells
158
534082
4349
برای نمونه، برای هدف قرار دادن
یک زیرمجموعه کوچک از سلول‌های ایمنی
یک زیرمجموعه کوچک از سلول‌های ایمنی
09:10
responsible for an autoimmune disorder,
159
538455
2081
مسئول یک اختلال خود ایمنی،
09:12
and distinguish them from the vast
majority of healthy immune cells.
majority of healthy immune cells.
160
540560
3458
و آنها را از اکثریت سلول‌هایِ
ایمنی سالم تشخیص می‌دهد.
ایمنی سالم تشخیص می‌دهد.
09:16
Finally, inspired by remarkable
biological materials
biological materials
161
544899
3412
در نهایت، با الهام از مواد زیستی قابل‌توجه
09:20
such as silk, abalone shell,
tooth and others,
tooth and others,
162
548335
5108
مانند ابریشم، صدف آبالون،
دندان و چیزهای دیگر،
دندان و چیزهای دیگر،
09:25
we're designing new
protein-based materials
protein-based materials
163
553467
2884
در حال طراحی مواد جدیدی
مبتنی بر پروتئین هستیم تا
مبتنی بر پروتئین هستیم تا
09:28
to address challenges in energy
and ecological issues.
and ecological issues.
164
556375
4163
به حل چالش‌های مسائل انرژی و
زیست محیطی بپردازیم.
زیست محیطی بپردازیم.
09:33
To do all this,
we're growing our institute.
we're growing our institute.
165
561558
2845
برای انجام این همه،
در حال گسترش موسسه‌مان هستیم.
در حال گسترش موسسه‌مان هستیم.
09:36
We seek to attract energetic,
talented and diverse scientists
talented and diverse scientists
166
564768
5599
ما به دنبال جذب دانشمندان پرانرژی،
بااستعداد و متنوع
بااستعداد و متنوع
09:42
from around the world,
at all career stages,
at all career stages,
167
570391
3080
از سراسر دنیا، در تمام مراحل شغلی،
09:45
to join us.
168
573495
1150
برای پیوستن به ما هستیم.
09:47
You can also participate
in the protein design revolution
in the protein design revolution
169
575304
3303
همچنین می‌توانید در انقلاب طراحی پروتئین
09:50
through our online
folding and design game, "Foldit."
folding and design game, "Foldit."
170
578631
3744
از طریق بازی طراحی تاشو آنلاین
ما «Foldit» شرکت کنید.
ما «Foldit» شرکت کنید.
09:55
And through our distributed
computing project, Rosetta@home,
computing project, Rosetta@home,
171
583214
3851
و از طریق پروژه محاسباتی غیرمتمرکز ما،
Rosetta@home
Rosetta@home
09:59
which you can join from your laptop
or your Android smartphone.
or your Android smartphone.
172
587089
3731
می‌توانید از لپ‌تاپ و یا گوشی هوشمندتان
به ما بپیوندید.
به ما بپیوندید.
10:04
Making the world a better place
through protein design is my life's work.
through protein design is my life's work.
173
592547
3967
تبدیل کردن دنیا به مکانی بهتر
با طراحی پروتئین، کار من است.
با طراحی پروتئین، کار من است.
10:08
I'm so excited about
what we can do together.
what we can do together.
174
596996
2278
بسیار از آن‌چه که می توانیم
با یاری هم بکنیم هیجان‌زده‌ام.
با یاری هم بکنیم هیجان‌زده‌ام.
10:11
I hope you'll join us,
175
599583
1470
امیدوارم به ما بپیوندید.
10:13
and thank you.
176
601077
1158
و از شما سپاسگزارم.
10:14
(Applause and cheers)
177
602259
4455
(تشویق و هلهله)
ABOUT THE SPEAKER
David Baker - Computational biologistDavid Baker designs new biomolecules (proteins) from first principles to address 21st-century challenges in health and technology.
Why you should listen
David Baker is fascinated by biological self-organization. For example: How does the information stored in DNA translate into the intricate world of proteins and cells? The DNA code was solved more than 50 years ago, but the protein folding code has remained one of biology's greatest challenges. Starting 20 years ago, Baker's research team began using computers to model the structures of proteins. His work has advanced to the point where he can now not only predict the shape of natural proteins but also design completely new ones. In recent years, he's designed new experimental cancer therapies, vaccines, nanomaterials and more. He believes that the emerging field of protein design will fundamentally change how people make medicines, materials and more around the world. Now that the protein folding code is solved, the sky's the limit.
Baker is a Professor of Biochemistry and the Director of the Institute for Protein Design at the University of Washington in Seattle. He's also an Investigator at the Howard Hughes Medical Institute and Adjunct Professor of Genome Sciences, Bioengineering, Chemical Engineering, Computer Science, and Physics at the UW. With his colleagues, he developed the Rosetta Commons, the Rosetta@Home project and Foldit, a science video game. He has also launched more than ten companies that are seeking to bring designed proteins into the real world.
David Baker | Speaker | TED.com