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

Why you should listen

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

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

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

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

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

טל דנינו: אנחנו יכולים להשתמש בבקטריות כדי לזהות סרטן (ואולי לטפל בו)

Filmed:
1,329,748 views

סרטן כבד הוא אחד מסוגי הסרטן שהכי קשה לגלות, אבל לביולוג טל דנינו שעוסק בביולוגיה סינטטית היתה מחשבה מהאונה השמאלית: מה אם נוכל ליצור בקטריה פרוביוטית, אכילה שתהיה מתוכנתת למצוא גידולים בכבד? התובנה שלו מנצלת משהו שאנחנו רק מתחילים להבין בנוגע לבקטריות: הכוח שלהן של חישה משותפת, או לעשות משהו יחד ברגע שהן מגיעות למאסה קריטית. דנינו, עמית TED, מסביר איך חישה קבוצתית עובדת -- וכמה חכמות בקטריות שעובדות יחד יכולות יום אחד לשנות את הטיפולים בסרטן.
- Synthetic biologist
Tal Danino explores the emerging frontier of combining biology and engineering (and art). He is a 2015 TED Fellow. Full bio

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

00:12
You mayמאי not realizeלִהַבִין this,
0
788
1745
אתם אולי לא מבינים את זה,
00:14
but there are more bacteriaבַּקטֶרִיָה in your bodyגוּף
than starsכוכבים in our entireשלם galaxyגָלַקסִיָה.
1
2533
4880
אבל יש יותר בקטריות בגוף שלכם
מכוכבים בכל הגלקסיה שלנו.
00:20
This fascinatingמַקסִים universeעוֹלָם
of bacteriaבַּקטֶרִיָה insideבְּתוֹך of us
2
8040
3127
היקום המרתק הזה של בקטריות בתוכנו
00:23
is an integralבלתי נפרד partחֵלֶק of our healthבְּרִיאוּת,
3
11167
2276
הוא חלק בלתי נפרד מהבריאות שלנו,
00:25
and our technologyטֶכנוֹלוֹגִיָה is evolvingמתפתח so rapidlyמַהֵר
4
13443
2089
והטכנולוגיה שלנו מתפתחת כל כך מהר
00:27
that todayהיום we can programתָכְנִית these bacteriaבַּקטֶרִיָה
like we programתָכְנִית computersמחשבים.
5
15532
4759
שהיום אנחנו יכולים לתכנת את הבקטריות האלו
כמו שאנחנו מתכנתים מחשבים.
00:33
Now, the diagramתרשים that you see here,
6
21060
1879
עכשיו, התרשים שאתם רואים פה,
00:34
I know it looksנראה like
some kindסוג of sportsספורט playלְשַׂחֵק,
7
22939
2531
אני יודע שהוא נראה כמו סוג של מהלך בספורט,
00:37
but it is actuallyלמעשה a blueprintתכנית of
the first bacterialחיידקי programתָכְנִית I developedמפותח.
8
25470
4156
אבל זה למעשה התרשים
לתוכנית הבקטריה הראשונה שפיתחתי.
00:41
And like writingכְּתִיבָה softwareתוֹכנָה,
we can printהדפס and writeלִכתוֹב DNAדנ"א
9
29626
3321
וכמו לכתוב תוכנה,
אנחנו יכולים להדפיס ולכתוב DNA
00:44
into differentשונה algorithmsאלגוריתמים
and programsתוכניות insideבְּתוֹך of bacteriaבַּקטֶרִיָה.
10
32947
3227
לתוך אלגוריתמים ותוכניות
שונים בתוך הבקטריה.
00:48
What this programתָכְנִית does
is producesייצור fluorescentפלואורסצנטי proteinsחלבונים
11
36824
2695
מה שהתוכנה הזו עושה
זה לייצר חלבונים פלואורסנטיים
00:51
in a rhythmicקִצבִּי fashionאופנה
12
39519
1438
בצורה מחזורית
00:52
and generatesמייצר a smallקָטָן moleculeמולקולה
13
40957
1602
ולייצר מולקולות קטנות
00:54
that allowsמאפשרים bacteriaבַּקטֶרִיָה
to communicateלתקשר and synchronizeלְסַנכְרֵן,
14
42559
2578
שמאפשרות לבקטריה לתקשר ולהסתנכרן,
00:57
as you're seeingרְאִיָה in this movieסרט.
15
45137
1838
כמו שאתם רואים בסרטון הזה.
00:59
The growingגָדֵל colonyמוֹשָׁבָה of bacteriaבַּקטֶרִיָה
that you see here
16
47505
2280
המושבה הגדלה של בקטריות שאתם רואים פה
01:01
is about the widthרוֹחַב of a humanבן אנוש hairשיער.
17
49785
1993
היא בערך ברוחב שער של בן אדם.
01:03
Now, what you can't see
is that our geneticגֵנֵטִי programתָכְנִית
18
51778
2507
עכשיו, מה שאתם לא יכולים לראות
זה שהתוכנית הגנטית שלנו
01:06
instructsמורה these bacteriaבַּקטֶרִיָה
to eachכל אחד produceליצר smallקָטָן moleculesמולקולות,
19
54285
3483
מורה לבקטריות האלו
כל אחת לייצר מולקולות קטנות,
01:09
and these moleculesמולקולות travelלִנְסוֹעַ betweenבֵּין
the thousandsאלפים of individualאִישִׁי bacteriaבַּקטֶרִיָה
20
57768
3413
והמולקולות האלו נעות
בין אלפי הבקטריות הבודדות
01:13
tellingאומר them when to turnלפנות on and off.
21
61181
2716
אומרות להן מתי להדלק ומתי להכבות.
01:15
And the bacteriaבַּקטֶרִיָה synchronizeלְסַנכְרֵן
quiteדַי well at this scaleסוּלָם,
22
63897
3251
והבקטריות מסתנכרנות די טוב במספרים גדולים,
01:19
but because the moleculeמולקולה that synchronizesמסונכרן
them togetherיַחַד can only travelלִנְסוֹעַ so fastמָהִיר,
23
67148
3994
אבל בגלל שהמולקולות שמסנכרנות אותן יחד
יכולות לעבור רק במהירות מוגבלת,
01:23
in largerיותר גדול coloniesמושבות of bacteriaבַּקטֶרִיָה,
this resultsתוצאות in travelingנסיעה wavesגלים
24
71142
3576
במושבות גדולות של בקטריות,
התוצאה היא גלים נעים
01:26
betweenבֵּין bacteriaבַּקטֶרִיָה that are
farרָחוֹק away from eachכל אחד other,
25
74718
2902
בין הבקטריות שרחוקות אחת מהשניה,
01:29
and you can see these wavesגלים going
from right to left acrossלְרוֹחָב the screenמָסָך.
26
77620
3736
ואתם יכולים לראות את הגלים האלה
עוברים מימין לשמאל לרוחב המסך.
01:33
Now, our geneticגֵנֵטִי programתָכְנִית
reliesמסתמך on a naturalטִבעִי phenomenonתופעה
27
81356
2788
עכשיו, התוכנית הגנטית שלנו
מסתמכת על תופעה טבעית
01:36
calledשקוראים לו quorumמִניָן sensingחישה,
28
84144
1173
שנקראת חישה קבוצתית,
01:37
in whichאיזה bacteriaבַּקטֶרִיָה triggerהדק coordinatedמְתוּאָם
and sometimesלִפְעָמִים virulentאַרסִי behaviorsהתנהגויות
29
85317
3332
בה בקטריות מפעילות
התנהגויות מתואמות ולפעמים אלימות
01:40
onceפַּעַם they reachלְהַגִיעַ a criticalקריטי densityצְפִיפוּת.
30
88649
2941
ברגע שהם מגיעים לצפיפות קריטית.
01:43
You can observeלצפות quorumמִניָן sensingחישה
in actionפעולה in this movieסרט,
31
91590
2655
אתם יכולים לצפות בחישה קבוצתית
בפעולה בסרטון הזה,
01:46
where a growingגָדֵל colonyמוֹשָׁבָה of bacteriaבַּקטֶרִיָה
only beginsמתחיל to glowלַהַט
32
94245
3642
במקום בו מושבת בקטריות
גדלה רק מתחילה לזהור
01:49
onceפַּעַם it reachesמגיע a highגָבוֹהַ
or criticalקריטי densityצְפִיפוּת.
33
97887
2371
ברגע שהיא מגיעה לצפיפות גבוהה או קריטית.
01:52
Our geneticגֵנֵטִי programתָכְנִית
34
100258
1842
התוכנית הגנטית שלנו
01:54
continuesממשיכה producingייצור these
rhythmicקִצבִּי patternsדפוסי of fluorescentפלואורסצנטי proteinsחלבונים
35
102100
3151
ממשיכה לייצר את תבניות הקצבים האלה
של חלבונים פלואורסנטים
01:57
as the colonyמוֹשָׁבָה growsגדל outwardsכלפי חוץ.
36
105251
2368
כשהמושבה גדלה החוצה.
01:59
This particularמיוחד movieסרט and experimentלְנַסוֹת
we call The Supernovaסופרנובה,
37
107619
3691
לסרטון הספציפי הזה והניסוי
אנחנו קוראים סופרנובה,
02:03
because it looksנראה like an explodingהִתְפּוֹצְצוּת starכוכב.
38
111310
3030
מפני שהוא נראה כמו כוכב מתפוצץ.
02:06
Now, besidesחוץ מזה programmingתִכנוּת
these beautifulיפה patternsדפוסי,
39
114340
2390
עכשיו, חוץ מתכנות התבניות היפות האלו,
02:08
I wonderedתהה, what elseאַחֵר can we get
these bacteriaבַּקטֶרִיָה to do?
40
116730
2591
תהיתי, מה עוד אנחנו יכולים
לגרום לבקטריות האלו לעשות?
02:11
And I decidedהחליט to exploreלַחקוֹר
how we can programתָכְנִית bacteriaבַּקטֶרִיָה
41
119321
2579
והחלטתי לחקור איך אנחנו יכולים
לתכנת את הבקטריות
02:13
to detectלזהות and treatטיפול diseasesמחלות
in our bodiesגופים like cancerמחלת הסרטן.
42
121900
2789
לזהות ולטפל במחלות בגוף שלנו כמו סרטן.
02:18
One of the surprisingמַפתִיעַ factsעובדות about bacteriaבַּקטֶרִיָה
43
126009
2298
אחת העובדות המפתיעות בנוגע לבקטריות
02:20
is that they can naturallyבאופן טבעי growלגדול
insideבְּתוֹך of tumorsגידולים.
44
128307
3437
היא שהן יכולת לגדול
באופן טבעי בתוך גידולים.
02:23
This happensקורה because typicallyבדרך כלל tumorsגידולים
45
131744
1764
זה מתרחש בגלל שגידלים בדרך כלל
02:25
are areasאזורי where the immuneחֲסִין systemמערכת
has no accessגִישָׁה,
46
133508
2415
הם אזורים בהם למערכת החיסון אין גישה,
02:27
and so bacteriaבַּקטֶרִיָה find these tumorsגידולים
47
135923
1997
וכך בקטריות מוצאות את הגידולים האלה
02:29
and use them as a safeבטוח havenמִקְלָט
to growלגדול and thriveלְשַׂגְשֵׂג.
48
137920
3831
ומשתמשות בהם כמקום מפלט כדי לגדול ולשגשג.
02:33
We startedהתחיל usingמבנה יוניפים יוניפים יוניפים יוניפים יוניפים יוניפים יוניפים יוניפים יוניפים יוני probioticפרוביוטיקה bacteriaבַּקטֶרִיָה
49
141751
1834
התחלנו להשתמש בבקטריות פרוביוטיות
02:35
whichאיזה are safeבטוח bacteriaבַּקטֶרִיָה
that have a healthבְּרִיאוּת benefitתועלת,
50
143585
2624
שהן בקטריות בטוחות
שיש להן תועלות בריאותיות,
02:38
and foundמצאתי that
when orallyבְּעַל פֶּה deliveredנמסר to miceעכברים,
51
146209
2461
ומצאנו שכשהן מועברות אורלית לעכברים,
02:40
these probioticsפרוביוטיקה would selectivelyבאופן סלקטיבי
growלגדול insideבְּתוֹך of liverכָּבֵד tumorsגידולים.
52
148670
4156
הפרוביוטיקה הזו תבחר סלקטיבית
לגדול בתוך גידולי כבד.
02:44
We realizedהבין that the mostרוב convenientנוֹחַ way
53
152826
1954
הבנו שהדרך הכי נוחה
02:46
to highlightשִׂיא the presenceנוכחות
of the probioticsפרוביוטיקה,
54
154780
2081
להדגיש את הנוכחות של הפרוביוטיקה,
02:48
and henceלָכֵן, the presenceנוכחות of the tumorsגידולים,
55
156861
1863
ולכן, את הנוכחות של גידולים,
02:50
was to get these bacteriaבַּקטֶרִיָה
to produceליצר a signalאוֹת
56
158724
2229
היתה לגרום לבקטריות האלו לייצר אות
02:52
that would be detectableלגילוי in the urineשֶׁתֶן,
57
160953
2116
שיהיה בר זיהוי בשתן,
02:55
and so we specificallyבאופן ספציפי
programmedאלחוטי these probioticsפרוביוטיקה
58
163069
2412
אז תכנתנו אותן ספציפית
02:57
to make a moleculeמולקולה that would changeשינוי
the colorצֶבַע of your urineשֶׁתֶן
59
165481
2879
ליצור מולקולות שישנו את צבע השתן שלכם
03:00
to indicateמצביע the presenceנוכחות of cancerמחלת הסרטן.
60
168360
2810
כדי להצביע על הנוכחות של סרטן.
03:03
We wentהלך on to showלְהַצִיג that this technologyטֶכנוֹלוֹגִיָה
61
171170
2010
המשכנו להראות שהטכנולוגיה הזו
03:05
could sensitivelyברגישות and specificallyבאופן ספציפי
detectלזהות liverכָּבֵד cancerמחלת הסרטן,
62
173180
3190
יכולה באופן רגיש ומדוייק לזהות סרטן כבד,
03:08
one that is challengingמאתגר
to detectלזהות otherwiseאחרת.
63
176370
2690
סרטן שמאוד קשה לזהות אחרת.
03:11
Now, sinceמאז these bacteriaבַּקטֶרִיָה
specificallyבאופן ספציפי localizeלְמַקֵם to tumorsגידולים,
64
179891
2999
עכשיו, מאחר והבקטריות האלו
נמצאות ספציפית בגידולים,
03:14
we'veיש לנו been programmingתִכנוּת them
to not only detectלזהות cancerמחלת הסרטן
65
182890
2588
תכנתנו אותן לא רק לזהות סרטן
03:17
but alsoגַם to treatטיפול cancerמחלת הסרטן
66
185478
1788
אלא גם לטפל בו
03:19
by producingייצור therapeuticרְפוּאִי moleculesמולקולות
from withinבְּתוֹך the tumorגידול סרטני environmentסביבה
67
187266
3227
על ידי יצירת מולקולות תרפותיות
מתוך הסביבה הסרטנית
03:22
that shrinkלצמק the existingקיים tumorsגידולים,
68
190493
2322
שמכווצות את הגידולים הקיימים,
03:24
and we'veיש לנו been doing this
usingמבנה יוניפים יוניפים יוניפים יוניפים יוניפים יוניפים יוניפים יוניפים יוניפים יוני quorumמִניָן sensingחישה programsתוכניות
69
192815
2755
ועשינו את זה בשימוש בתוכניות חישה קבוצתית
03:27
like you saw in the previousקודם moviesסרטים.
70
195570
1843
כמו אלה שראיתם בסרטונים הקודמים.
03:29
Altogetherלְגַמרֵי, imagineלדמיין in the futureעתיד
takingלְקִיחָה a programmedאלחוטי probioticפרוביוטיקה
71
197413
3697
יחד, דמיינו בעתיד לקיחת פרוביוטיקה מתוכנתת
03:33
that could detectלזהות and treatטיפול cancerמחלת הסרטן,
72
201110
2479
שתוכל לזהות ולטפל בסרטן,
03:35
or even other diseasesמחלות.
73
203589
2581
או אפילו במחלות אחרות.
03:38
Our abilityיְכוֹלֶת to programתָכְנִית bacteriaבַּקטֶרִיָה
74
206960
1644
היכולת שלנו לתכנת בקטריות
03:40
and programתָכְנִית life
75
208604
1695
ולתכנת חיים
03:42
opensנפתח up newחָדָשׁ horizonsאופקים in cancerמחלת הסרטן researchמחקר,
76
210299
2949
פותחת אופקים חדשים במחקר סרטן,
03:45
and to shareלַחֲלוֹק this visionחָזוֹן,
I workedעבד with artistאמן Vikויק Munizמוניז
77
213248
2735
וכדי לחלוק את החזון,
עבדתי עם האמן ויק מוניץ
03:47
to createלִיצוֹר the symbolסֵמֶל of the universeעוֹלָם,
78
215983
1816
כדי ליצור את הסמל ליקום,
03:49
madeעָשׂוּי entirelyלַחֲלוּטִין out of bacteriaבַּקטֶרִיָה
or cancerמחלת הסרטן cellsתאים.
79
217799
3641
שעשוי כולו מבקטריות או תאי סרטן.
03:53
Ultimatelyבסופו של דבר, my hopeלְקַווֹת is that the beautyיוֹפִי
and purposeמַטָרָה of this microscopicמִיקרוֹסקוֹפִּי universeעוֹלָם
80
221443
5202
בסופו של דבר, התקווה שלי היא שהיופי
והמטרה של היקום המיקרוסקופי הזה
03:58
can inspireהשראה newחָדָשׁ and creativeיְצִירָתִי approachesגישות
for the futureעתיד of cancerמחלת הסרטן researchמחקר.
81
226645
4899
יוכלו לתת השראה לגישות חדשות
ויצירתיות לעתיד מחקר הסרטן.
04:03
Thank you.
82
231544
2624
תודה לכם.
04:06
(Applauseתְשׁוּאוֹת)
83
234168
3766
(מחיאות כפיים)
Translated by Ido Dekkers
Reviewed by Tal Dekkers

▲Back to top

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

Why you should listen

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

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

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

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