TED2018
Dan Gibson: How to build synthetic DNA and send it across the internet
Dan Gibson: Come costruire e spedire DNA sintetico attraverso internet
Filmed:
Readability: 5.9
1,461,746 views
Il biologo Dan Gibson modifica e programma il DNA, nello stesso modo in cui un programmatore informatico programma un computer. Ma il suo "codice" crea vita sintetica, dando agli scienziati il potere di convertire le informazioni digitali in materiale biologico come proteine e vaccini. Ora si è imbarcato in un nuovo progetto: "il teletrasporto biologico", che promette di trasmettere nuove medicine in tutto il mondo attraverso internet. Imparate di più su come questa tecnologia potrebbe cambiare il modo in cui rispondiamo all'insorgere di malattie e consertirci di scaricare prescrizioni su misura nelle nostre case.
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
Lasciate che vi parli
di costruire cellule sintetiche
di costruire cellule sintetiche
00:16
and printing life.
1
4587
1945
e stampare vita sintetica.
00:18
But first, let me tell you a quick story.
2
6556
2483
Ma prima, vi racconterò una breve storia.
00:21
On March 31, 2013,
3
9063
2506
Il 31 Marzo 2013,
00:23
my team and I received an email
from an international health organization,
from an international health organization,
4
11593
4183
io e il mio team ricevemmo una email
da una struttura sanitaria internazionale
da una struttura sanitaria internazionale
00:27
alerting us that two men died in China
5
15800
2833
avvertendoci della morte
di due uomini in Cina
di due uomini in Cina
00:30
shortly after contracting
the H7N9 bird flu.
the H7N9 bird flu.
6
18657
3055
poco dopo aver contratto
l'influenza aviaria.
l'influenza aviaria.
00:34
There were fears of a global pandemic
7
22149
1857
Si temeva una pandemia globale
00:36
as the virus started rapidly
moving across China.
moving across China.
8
24030
3333
poiché il virus si stava diffondendo
rapidamente per tutta la Cina.
rapidamente per tutta la Cina.
00:40
Although methods existed
to produce a flu vaccine
to produce a flu vaccine
9
28004
2782
Sebbene esistevano metodi
per produrre un vaccino
per produrre un vaccino
00:42
and stop the disease from spreading,
10
30810
1972
e fermare il propagarsi della malattia,
00:44
at best, it would not be available
for at least six months.
for at least six months.
11
32806
3844
nel migliore dei casi, non sarebbe
stato disponibile per almeno sei mesi.
stato disponibile per almeno sei mesi.
00:49
This is because a slow, antiquated
flu vaccine manufacturing process
flu vaccine manufacturing process
12
37474
4730
Questo perché un lento, antiquato
processo produttivo del vaccino
processo produttivo del vaccino
00:54
developed over 70 years ago
was the only option.
was the only option.
13
42228
3958
sviluppato oltre 70 anni fa
era l'unica opzione.
era l'unica opzione.
00:59
The virus would need to be isolated
from infected patients,
from infected patients,
14
47140
3452
Il virus dovrebbe essere
separato dai pazienti infetti,
separato dai pazienti infetti,
01:02
packaged up and then sent to a facility
15
50616
2294
impacchettato e poi spedito
a un laboratorio
a un laboratorio
01:04
where scientists would inject
the virus into chicken eggs,
the virus into chicken eggs,
16
52934
4016
dove gli scienziati iniettano
il virus nelle uova di gallina,
il virus nelle uova di gallina,
01:08
and incubate those chicken eggs
for several weeks
for several weeks
17
56974
2571
e incubano quelle uova
per diverse settimane
per diverse settimane
01:11
in order to prepare the virus
for the start of a multistep,
for the start of a multistep,
18
59569
3722
in modo da preparare il virus
per un processo produttivo
per un processo produttivo
01:15
multimonth flu vaccine
manufacturing process.
manufacturing process.
19
63315
3282
multifase e plurimensile.
01:19
My team and I received this email
20
67363
1994
Io e il mio team ricevemmo questa email
01:21
because we had just invented
a biological printer,
a biological printer,
21
69381
3886
poiché avevamo appena inventato
una stampante biologica,
una stampante biologica,
01:25
which would allow
for the flu vaccine instructions
for the flu vaccine instructions
22
73291
2421
la quale permette
alle istruzioni per il vaccino
alle istruzioni per il vaccino
01:27
to be instantly downloaded
from the internet and printed.
from the internet and printed.
23
75736
3321
di essere scaricate da internet
e stampate immediatamente.
e stampate immediatamente.
01:31
Drastically speeding up the way
in which flu vaccines are made,
in which flu vaccines are made,
24
79633
3286
Accellerando drasticamente
il processo produttivo dei vaccini,
il processo produttivo dei vaccini,
01:34
and potentially saving thousands of lives.
25
82943
2800
e potenzialmente salvando milioni di vite.
01:38
The biological printer leverages
our ability to read and write DNA
our ability to read and write DNA
26
86776
4974
La stampante biologica influenza
la nostra abilità
la nostra abilità
di leggere e scrivere DNA
01:43
and starts to bring into focus
27
91774
1970
e comincia a porre a fuoco
01:45
what we like to call
biological teleportation.
biological teleportation.
28
93768
3133
ciò che chiamiamo
teletrasporto biologico.
teletrasporto biologico.
01:49
I am a biologist and an engineer
who builds stuff out of DNA.
who builds stuff out of DNA.
29
97704
4200
Sono biologo e ingegnere
e costruisco cose dal DNA.
e costruisco cose dal DNA.
01:54
Believe it or not,
one of my favorite things to do
one of my favorite things to do
30
102577
2349
Credeteci o no, una delle cose
che preferisco fare
che preferisco fare
01:56
is to take DNA apart
and put it back together
and put it back together
31
104950
2377
è smontare il DNA e rimontarlo
01:59
so that I can understand
better how it works.
better how it works.
32
107351
2758
così da poter capire meglio come funziona.
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
Posso modificare e programmare il DNA
a fare cose, come un programmatore.
a fare cose, come un programmatore.
02:07
But my apps are different.
34
115797
1801
Ma le mie applicazioni sono diverse.
02:09
They create life.
35
117622
1246
Creano la vita.
02:10
Self-replicating living cells
and things like vaccines and therapeutics
and things like vaccines and therapeutics
36
118892
4272
Cellule viventi auto-replicanti,
entità come vaccini e terapie
entità come vaccini e terapie
02:15
that work in ways
that were previously impossible.
that were previously impossible.
37
123188
3107
che operano in modi
che prima erano impossibili.
che prima erano impossibili.
02:19
Here's National Medal of Science
recipient Craig Venter
recipient Craig Venter
38
127141
3301
Questi sono Craig Venter,
vincitore della National Medal of Science
vincitore della National Medal of Science
02:22
and Nobel laureate Ham Smith.
39
130466
2135
e il Premio Nobel Ham Smith.
02:25
These two guys shared a similar vision.
40
133038
2309
Entrambi condividevano una visione simile.
02:27
That vision was, because all
of the functions and characteristics
of the functions and characteristics
41
135371
4397
La visione era, visto che tutte
le funzioni e caratteristiche
le funzioni e caratteristiche
02:31
of all biological entities,
including viruses and living cells,
including viruses and living cells,
42
139792
4157
di tutte le entità biologiche,
virus e cellule viventi compresi,
virus e cellule viventi compresi,
02:35
are written into the code of DNA,
43
143973
2430
sono scritte nel codice del DNA,
02:38
if one can read and write
that code of DNA,
that code of DNA,
44
146427
3396
se uno può scrivere e leggere quel codice,
02:41
then they can be reconstructed
in a distant location.
in a distant location.
45
149847
3263
in seguito possono essere riedificate
in un luogo remoto.
in un luogo remoto.
02:46
This is what we mean
by biological teleportation.
by biological teleportation.
46
154043
3334
Questo è ciò che intendiamo
per teletrasporto biologico.
per teletrasporto biologico.
02:50
To prove out this vision,
47
158210
1342
Per implementare questa visione,
02:51
Craig and Ham set a goal
of creating, for the first time,
of creating, for the first time,
48
159576
2993
Craig e Ham stabilirono l'obiettivo
di creare, per la prima volta,
di creare, per la prima volta,
02:54
a synthetic cell, starting
from DNA code in the computer.
from DNA code in the computer.
49
162593
3153
una cellula sintetica, partendo
dal codice genetico nel computer.
dal codice genetico nel computer.
02:58
I mean, come on,
as a scientist looking for a job,
as a scientist looking for a job,
50
166284
4857
Voglio dire, insomma,
da scienziato in cerca di lavoro,
da scienziato in cerca di lavoro,
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
svolgendo una ricerca all'avanguardia,
non potrebbe andare meglio di così.
non potrebbe andare meglio di così.
03:06
(Laughter)
52
174252
1759
(Risate)
03:08
OK, a genome is a complete set
of DNA within an organism.
of DNA within an organism.
53
176035
4527
Un genoma è un set completo
di DNA all'interno di un organismo.
di DNA all'interno di un organismo.
03:13
Following the Human
Genome Project in 2003,
Genome Project in 2003,
54
181138
2709
In seguito al Progetto
Genoma Umano nel 2003,
Genoma Umano nel 2003,
03:15
which was an international
effort to identify
effort to identify
55
183871
2199
un impegno internazionale
per identificare
per identificare
03:18
the complete genetic blueprint
of a human being,
of a human being,
56
186094
3158
il completo modello genetico
di un essere umano,
di un essere umano,
03:21
a genomics revolution happened.
57
189276
2253
accadde una rivoluzione genomica.
03:23
Scientists started mastering
the techniques for reading DNA.
the techniques for reading DNA.
58
191553
3692
Gli scienziati iniziarono a padroneggiare
le tecniche per leggere il DNA.
le tecniche per leggere il DNA.
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
In modo da determinare
l'ordine delle A, C, T e G
l'ordine delle A, C, T e G
03:30
within an organism.
60
198587
1266
all'interno di un organismo.
03:32
But my job was far different.
61
200475
1556
Ma il mio lavoro era molto diverso.
03:34
I needed to master
the techniques for writing DNA.
the techniques for writing DNA.
62
202412
3006
Dovevo padroneggiare
le tecniche per scrivere il DNA.
le tecniche per scrivere il DNA.
03:37
Like an author of a book,
63
205442
1270
Come l'autore di un libro,
03:38
this started out
as writing short sentences,
as writing short sentences,
64
206736
2182
tutto è iniziato scrivendo frasi brevi,
03:40
or sequences of DNA code,
65
208942
2103
o sequenze del codice genetico,
03:43
but this soon turned into
writing paragraphs
writing paragraphs
66
211069
2278
ma ben presto diventarono paragrafi
03:45
and then full-on novels of DNA code,
67
213371
2365
e romanzi veri e propri
del codice genetico,
del codice genetico,
03:47
to make important biological instructions
for proteins and living cells.
for proteins and living cells.
68
215760
4229
per creare importanti comandi biologici
per le proteine e cellule viventi.
per le proteine e cellule viventi.
03:52
Living cells are nature's most efficient
machines at making new products,
machines at making new products,
69
220466
3500
Le cellule viventi sono le macchine
più efficienti della natura,
più efficienti della natura,
03:55
accounting for the production
70
223990
1659
e giustificano la produzione
03:57
of 25 percent of the total
pharmaceutical market,
pharmaceutical market,
71
225673
3571
del 25% del mercato farmaceutico totale,
04:01
which is billions of dollars.
72
229268
1933
il quale ammonta a miliardi di dollari.
04:03
We knew that writing DNA
would drive this bioeconomy even more,
would drive this bioeconomy even more,
73
231823
3881
Sapevamo che scrivere il DNA avrebbe dato
ulteriore impulso a questa bioeconomia,
ulteriore impulso a questa bioeconomia,
04:07
once cells could be programmed
just like computers.
just like computers.
74
235728
3166
non appena avremmo saputo programmare
le cellule come dei computer.
le cellule come dei computer.
04:11
We also knew that writing DNA
would enable biological teleportation ...
would enable biological teleportation ...
75
239339
4651
Sapevamo anche che scrivere il DNA
avrebbe consentito
il teletrasporto biologico,
il teletrasporto biologico,
04:17
the printing of defined,
biological material,
biological material,
76
245186
2908
la stampa di un materiale
biologico definito,
biologico definito,
04:20
starting from DNA code.
77
248118
1695
iniziando dal codice genetico.
04:22
As a step toward bringing
these promises to fruition,
these promises to fruition,
78
250575
2962
Come passo in avanti per portare
queste promesse a compimento,
queste promesse a compimento,
04:25
our team set out to create,
for the first time,
for the first time,
79
253561
2722
il nostro team ha deciso di creare,
per la prima volta,
per la prima volta,
04:28
a synthetic bacterial cell,
80
256307
2238
una cellula batterica sintetica,
04:30
starting from DNA code in the computer.
81
258569
2599
partendo dal codice genetico nel computer.
04:33
Synthetic DNA is a commodity.
82
261918
2127
Il DNA sintetico è un prodotto.
04:36
You can order very short pieces of DNA
from a number of companies,
from a number of companies,
83
264069
3611
Si possono ordinare brevi sequenze
di DNA da parte di numerose imprese,
di DNA da parte di numerose imprese,
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
le quali useranno questi quattro prodotti
chimici di cui è costituito il DNA,
chimici di cui è costituito il DNA,
04:43
G, A, T and C,
85
271395
1445
G, A, T e C,
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
e costruiranno quelle brevi
sequenze di DNA per voi.
sequenze di DNA per voi.
04:48
Over the past 15 years or so,
87
276986
1833
Negli ultimi 15 anni e passa,
04:50
my teams have been
developing the technology
developing the technology
88
278843
2323
i miei team hanno sviluppato la tecnologia
04:53
for stitching together
those short pieces of DNA
those short pieces of DNA
89
281190
2756
per cucire insieme
quelle brevi sequenze di DNA
quelle brevi sequenze di DNA
04:55
into complete bacterial genomes.
90
283970
2190
in genomi batterici completi.
04:58
The largest genome that we constructed
contained over one million letters.
contained over one million letters.
91
286871
4333
Il genoma più grande che abbiamo costruito
conteneva oltre un milione di lettere.
conteneva oltre un milione di lettere.
05:03
Which is more than twice the size
of your average novel,
of your average novel,
92
291942
2660
Il quale è più del doppio
di un tipico romanzo,
di un tipico romanzo,
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
e abbiamo dovuto sistemare
ogni singola lettera nell'ordine corretto,
ogni singola lettera nell'ordine corretto,
05:10
without a single typo.
94
298093
1269
senza neanche un errore.
05:11
We were able to accomplish this
by developing a procedure
by developing a procedure
95
299386
4293
Siamo stati in grado di realizzare ciò
grazie ad una procedura
grazie ad una procedura
05:15
that I tried to call the "one-step
isothermal in vitro recombination method."
isothermal in vitro recombination method."
96
303703
5047
che volevo chiamare "metodo isotermico
unifase di ricombinazione in vitro."
unifase di ricombinazione in vitro."
05:20
(Laughter)
97
308774
2089
(Risate)
05:22
But, surprisingly, the science community
didn't like this technically accurate name
didn't like this technically accurate name
98
310887
4992
Ma la comunità scientifica non ha gradito
questo nome tecnicamente accurato,
questo nome tecnicamente accurato,
05:27
and decided to call it Gibson Assembly.
99
315903
2600
e ha deciso di chiamarlo
Gibson Assembly.
Gibson Assembly.
05:31
Gibson Assembly
is now the gold standard tool,
is now the gold standard tool,
100
319625
2857
Il Gibson Assembly è ora
il metodo standard,
il metodo standard,
05:34
used in laboratories around the world
101
322506
2468
usato nei laboratori in tutto il mondo
05:36
for building short and long pieces of DNA.
102
324998
2800
per creare sequenze brevi e lunghe di DNA.
05:40
(Applause)
103
328236
5333
(Applausi)
05:45
Once we chemically synthesized
the complete bacterial genome,
the complete bacterial genome,
104
333593
3325
Dopo aver sintetizzato chimicamente
il genoma batterico completo,
il genoma batterico completo,
05:48
our next challenge was to find a way
105
336942
2310
la sfida successiva era
quella di trovare un modo
quella di trovare un modo
05:51
to convert it into a free-living,
self-replicating cell.
self-replicating cell.
106
339276
3468
per convertirlo in una cellula
vivente e auto-replicante.
vivente e auto-replicante.
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
Abbiamo pensato al genoma
come sistema operativo della cellula,
come sistema operativo della cellula,
05:59
with the cell containing the hardware
necessary to boot up the genome.
necessary to boot up the genome.
108
347276
4495
con quest'ultima contenente l'hardware
necessario per avviare il genoma.
necessario per avviare il genoma.
06:04
Through a lot of trial and error,
109
352553
1619
Attraverso tentativi ed errori,
06:06
we developed a procedure
where we could reprogram cells
where we could reprogram cells
110
354196
3135
abbiamo sviluppato una procedura
dove è possibile riprogrammare cellule
dove è possibile riprogrammare cellule
06:09
and even convert one
bacterial species into another,
bacterial species into another,
111
357355
3349
e persino convertirle
da una specie batterica all'altra,
da una specie batterica all'altra,
06:12
by replacing the genome of one cell
with that of another.
with that of another.
112
360728
3524
sostituendo il genoma di una cellula
con quello di un'altra.
con quello di un'altra.
06:17
This genome transplantation
technology then paved the way
technology then paved the way
113
365363
4064
Questa tecnologia di trapianto
del genoma ha poi aperto la strada
del genoma ha poi aperto la strada
06:21
for the booting-up of genomes
written by scientists
written by scientists
114
369451
3229
per l'avvio di genomi
scritti da scienziati
scritti da scienziati
06:24
and not by Mother Nature.
115
372704
1667
e non da Madre Natura.
06:26
In 2010, all of the technologies
116
374768
2619
Nel 2010, tutte queste tecnologie
06:29
that we had been developing
for reading and writing DNA
for reading and writing DNA
117
377411
2785
sviluppate per leggere e scrivere il DNA
06:32
all came together
when we announced the creation
when we announced the creation
118
380220
2921
si sono combinate quando
abbiamo annunciato la creazione
abbiamo annunciato la creazione
06:35
of the first synthetic cell,
119
383165
2214
della prima cellula sintetica,
06:37
which of course, we called Synthia.
120
385403
2158
che ovviamente, abbiamo chiamato Synthia.
06:39
(Laughter)
121
387585
2001
(Risate)
06:41
Ever since the first bacterial genome
was sequenced, back in 1995,
was sequenced, back in 1995,
122
389610
4580
A partire dalla creazione
del primo genoma batterico, nel 1995,
del primo genoma batterico, nel 1995,
06:46
thousands more whole bacterial genomes
have been sequenced and stored
have been sequenced and stored
123
394214
3459
altre migliaia di genomi batterici
sono stati creati e conservati
sono stati creati e conservati
06:49
in computer databases.
124
397697
1406
in banche dati informatiche.
06:51
Our synthetic cell work
was the proof of concept
was the proof of concept
125
399601
2387
Il nostro lavoro è stato
la dimostrazione di fattibilità
la dimostrazione di fattibilità
06:54
that we could reverse this process:
126
402012
2010
di poter invertire il processo:
06:56
pull a complete bacterial genome
sequence out of the computer
sequence out of the computer
127
404046
3595
prendere una sequenza completa
di genoma batterico dal computer
di genoma batterico dal computer
06:59
and convert that information
into a free-living, self-replicating cell,
into a free-living, self-replicating cell,
128
407665
4761
e convertire quell'informazione
in una cellula vivente e auto-replicante,
in una cellula vivente e auto-replicante,
07:04
with all of the expected characteristics
of the species that we constructed.
of the species that we constructed.
129
412450
4338
con tutte le caratteristiche previste
della specie che abbiamo creato.
della specie che abbiamo creato.
07:10
Now I can understand
why there may be concerns
why there may be concerns
130
418409
2549
Posso capire perché ci possono
essere preoccupazioni
essere preoccupazioni
07:12
about the safety of this level
of genetic manipulation.
of genetic manipulation.
131
420982
3194
riguardo la sicurezza di questo livello
di manipolazione genetica.
di manipolazione genetica.
07:16
While the technology has the potential
for great societal benefit,
for great societal benefit,
132
424918
4151
La tecnologia ha il potenziale per dare
un grande vantaggio alla società,
un grande vantaggio alla società,
07:21
it also has the potential for doing harm.
133
429093
2440
tuttavia può anche arrecare danno.
07:24
With this in mind, even before
carrying out the very first experiment,
carrying out the very first experiment,
134
432355
4063
Con questo in mente, ancor prima
aver svolto il primissimo esperimento,
aver svolto il primissimo esperimento,
07:28
our team started to work
with the public and the government
with the public and the government
135
436442
2865
il nostro team iniziò a collaborare
con il pubblico e il governo
con il pubblico e il governo
07:31
to find solutions together
136
439331
2603
per trovare soluzioni
07:33
to responsibly develop
and regulate this new technology.
and regulate this new technology.
137
441958
3800
per sviluppare e regolare
in modo responsabile la nuova tecnologia.
in modo responsabile la nuova tecnologia.
07:38
One of the outcomes from those discussions
was to screen every customer
was to screen every customer
138
446331
3802
Uno degli esiti di questi dibattiti
è stato quello di scremare ogni cliente
è stato quello di scremare ogni cliente
07:42
and every customer's DNA synthesis orders,
139
450157
2595
e ogni ordine di sintesi
genetica del cliente,
genetica del cliente,
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
per assicurare che patogeni o tossine
non vengano creati da malintenzionati
non vengano creati da malintenzionati
07:49
or accidentally by scientists.
141
457696
1934
o da scienziati per errore.
07:52
All suspicious orders
are reported to the FBI
are reported to the FBI
142
460974
3388
Tutti gli ordini sospetti
vengono riferiti al FBI
vengono riferiti al FBI
07:56
and other relevant
law-enforcement agencies.
law-enforcement agencies.
143
464386
2770
e ad altre forze dell'ordine pertinenti.
08:00
Synthetic cell technologies
will power the next industrial revolution
will power the next industrial revolution
144
468641
4270
Questa nuova tecnologia darà la spinta
alla prossima rivoluzione industriale
alla prossima rivoluzione industriale
08:04
and transform industries and economies
145
472935
2864
e trasformerà le industrie e le economie
08:07
in ways that address
global sustainability challenges.
global sustainability challenges.
146
475823
3667
in modo da affrontare le sfide
della sostenibilità globale.
della sostenibilità globale.
08:12
The possibilities are endless.
147
480006
2206
Ci sono infinite possibilità.
08:14
I mean, you can think of clothes
148
482236
1588
Voglio dire, pensate a vestiti
08:15
constructed form renewable
biobased sources,
biobased sources,
149
483848
3697
composti da materiali
a base biologica e rinnovabile,
a base biologica e rinnovabile,
08:19
cars running on biofuel
from engineered microbes,
from engineered microbes,
150
487569
3651
macchine che usano biocarburante
progettato da microbi,
progettato da microbi,
08:23
plastics made from biodegradable polymers
151
491244
3579
plastica composta
da polimeri biodegradabili
da polimeri biodegradabili
08:26
and customized therapies,
printed at a patient's bedside.
printed at a patient's bedside.
152
494847
3719
e terapie su misura,
stampate al capezzale del paziente.
stampate al capezzale del paziente.
08:31
The massive efforts
to create synthetic cells
to create synthetic cells
153
499196
2587
I notevoli sforzi per creare
cellule sintetiche
cellule sintetiche
08:33
have made us world leaders at writing DNA.
154
501807
2800
ci hanno reso leader mondiali
nello scrivere il DNA.
nello scrivere il DNA.
08:37
Throughout the process,
we found ways to write DNA faster,
we found ways to write DNA faster,
155
505149
3722
Durante il processo, abbiamo trovato modi
per scrivere il DNA più velocemente,
per scrivere il DNA più velocemente,
08:40
more accurately and more reliably.
156
508895
2200
più accuratamente e
in modo più attendibile.
in modo più attendibile.
08:43
Because of the robustness
of these technologies,
of these technologies,
157
511688
2294
Grazie alla solidità di queste tecnologie,
08:46
we found that we could
readily automate the processes
readily automate the processes
158
514006
3000
abbiamo scoperto di riuscire
ad automatizzare facilmente i processi
ad automatizzare facilmente i processi
08:49
and move the laboratory workflows
out of the scientist's hands
out of the scientist's hands
159
517030
3666
e spostare il flusso di lavoro
dagli scienziati
dagli scienziati
08:52
and onto a machine.
160
520720
1266
a un computer.
08:55
In 2013, we built the first DNA printer.
161
523004
3000
Nel 2013, abbiamo costruito
la prima stampante genetica.
la prima stampante genetica.
08:58
We call it the BioXp.
162
526631
2309
La chiamiamo BioXp.
09:00
And it has been absolutely
essential in writing DNA
essential in writing DNA
163
528964
3196
È stata assolutamente
essenziale nello scrivere il DNA
essenziale nello scrivere il DNA
09:04
across a number of applications
164
532184
1615
in una serie di applicazioni
09:05
my team and researchers
around the world are working on.
around the world are working on.
165
533823
3800
su cui il mio team e ricercatori
nel mondo stiamo lavorando.
nel mondo stiamo lavorando.
09:10
It was shortly after we built the BioXp
166
538077
2017
È stato poco dopo aver costruito 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
che ricevemmo quella email riguardo
la paura dell'influenza aviaria in Cina.
la paura dell'influenza aviaria in Cina.
09:17
A team of Chinese scientists
had already isolated the virus,
had already isolated the virus,
168
545498
3421
Un team di scienziati cinesi
aveva già separato il virus,
aveva già separato il virus,
09:20
sequenced its DNA and uploaded
the DNA sequence to the internet.
the DNA sequence to the internet.
169
548943
3516
creato e caricato
la sequenza genetica su internet.
la sequenza genetica su internet.
09:25
At the request of the US government,
we downloaded the DNA sequence
we downloaded the DNA sequence
170
553616
3515
Su richiesta del governo USA,
abbiamo scaricato quella sequenza
abbiamo scaricato quella sequenza
09:29
and in less than 12 hours,
we printed it on the BioXp.
we printed it on the BioXp.
171
557155
3565
e in meno di 12 ore,
l'abbiamo stampata usando BioXp.
l'abbiamo stampata usando BioXp.
09:33
Our collaborators at Novartis
172
561529
1578
I nostri collaboratori a Novartis
09:35
then quickly started turning
that synthetic DNA into a flu vaccine.
that synthetic DNA into a flu vaccine.
173
563131
4015
successivamente trasformarono
il DNA sintetico in un vaccino.
il DNA sintetico in un vaccino.
09:39
Meanwhile, the CDC, using technology
dating back to the 1940s,
dating back to the 1940s,
174
567497
4530
Nel frattempo, il CDC, usando
la tecnologia risalente al 1940,
la tecnologia risalente al 1940,
09:44
was still waiting for the virus
to arrive from China
to arrive from China
175
572051
2930
stava ancora aspettando
l'arrivo del virus dalla Cina
l'arrivo del virus dalla Cina
09:47
so that they could begin
their egg-based approach.
their egg-based approach.
176
575005
2740
così da poter iniziare
il loro approccio basato sulle uova.
il loro approccio basato sulle uova.
09:50
For the first time, we had a flu vaccine
developed ahead of time
developed ahead of time
177
578234
3549
Per la prima volta, avevamo
sviluppato un vaccino in tempo
sviluppato un vaccino in tempo
09:53
for a new and potentially
dangerous strain,
dangerous strain,
178
581807
2469
per una nuova e potenzialmente
pericolosa forma di influenza,
pericolosa forma di influenza,
09:56
and the US government ordered a stockpile.
179
584300
2641
e il governo USA ha ordinato una riserva.
09:58
(Applause)
180
586965
5628
(Applausi)
10:04
This was when I began
to appreciate, more than ever,
to appreciate, more than ever,
181
592617
2468
Questo fu quando iniziai
ad apprezzare, più che mai,
ad apprezzare, più che mai,
10:07
the power of biological teleportation.
182
595109
2754
il potere del teletrasporto biologico.
10:09
(Laughter)
183
597887
1150
(Risate)
10:11
Naturally, with this in mind,
184
599061
2088
Naturalmente, con questo a mente,
10:13
we started to build
a biological teleporter.
a biological teleporter.
185
601173
2206
iniziammo a costruire
il teletrasporto biologico.
il teletrasporto biologico.
10:16
We call it the DBC.
186
604402
2189
Lo chiamiamo il DBC.
10:18
That's short for
digital-to-biological converter.
digital-to-biological converter.
187
606615
3132
È il diminutivo di convertitore
da digitale a biologico.
da digitale a biologico.
10:22
Unlike the BioXp,
188
610267
1334
Diversamente da BioXp,
10:23
which starts from pre-manufactured
short pieces of DNA,
short pieces of DNA,
189
611625
3079
la quale inizia con brevi sequenze
genetiche pre-fabbricate,
genetiche pre-fabbricate,
10:26
the DBC starts from digitized DNA code
190
614728
3103
il DBC inizia con il codice
genetico digitalizzato
genetico digitalizzato
10:29
and converts that DNA code
into biological entities,
into biological entities,
191
617855
3055
e lo converte in entità biologiche,
10:32
such as DNA, RNA,
proteins or even viruses.
proteins or even viruses.
192
620934
3533
come il DNA, RNA,
proteine o persino virus.
proteine o persino virus.
10:37
You can think of the BioXp
as a DVD player,
as a DVD player,
193
625188
2873
Potete pensare al BioXp
come un lettore DVD,
come un lettore DVD,
10:40
requiring a physical DVD to be inserted,
194
628085
3048
che richiede di inserire un DVD concreto,
10:43
whereas the DBC is Netflix.
195
631157
2333
mentre il DBC è come Netflix.
10:47
To build the DBC,
196
635974
1232
Per costruire il DBC,
10:49
my team of scientists worked with
software and instrumentation engineers
software and instrumentation engineers
197
637230
4849
il mio team di scienziati ha lavorato
con ingegneri di software e strumentazione
con ingegneri di software e strumentazione
10:54
to collapse multiple laboratory workflows,
198
642103
2768
per richiudere molteplici flussi di lavoro
10:56
all in a single box.
199
644895
1468
in una singola macchina.
10:58
This included software algorithms
to predict what DNA to build,
to predict what DNA to build,
200
646696
3881
Ciò include gli algoritmi del software
per prevedere quale DNA costruire,
per prevedere quale DNA costruire,
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
la chimica per collegare G, A, T e C
costruendo sequenze genetiche brevi,
costruendo sequenze genetiche brevi,
11:07
Gibson Assembly to stitch together
those short pieces into much longer ones,
those short pieces into much longer ones,
202
655077
4278
il Gibson Assembly per cucire insieme
quelle sequenze brevi in sequenze lunghe,
quelle sequenze brevi in sequenze lunghe,
11:11
and biology to convert the DNA
into other biological entities,
into other biological entities,
203
659379
3559
e la biologia per convertire
il DNA in altre entità biologiche,
il DNA in altre entità biologiche,
11:14
such as proteins.
204
662962
1182
come le proteine.
11:17
This is the prototype.
205
665089
1627
Questo è il prototipo.
11:18
Although it wasn't pretty,
it was effective.
it was effective.
206
666740
2190
Sebbene non era bello, era efficace.
11:20
It made therapeutic drugs and vaccines.
207
668954
2293
Ha creato medicine terapeutiche e vaccini.
11:23
And laboratory workflows
that once took weeks or months
that once took weeks or months
208
671271
3774
E i flussi di lavoro che una volta
richiedevano settimane o mesi
richiedevano settimane o mesi
11:27
could now be carried out
in just one to two days.
in just one to two days.
209
675069
3548
ora potevano essere
svolte in uno o due giorni.
svolte in uno o due giorni.
11:30
And that's all without
any human intervention
any human intervention
210
678641
2587
Tutto questo senza
alcun intervento umano,
alcun intervento umano,
11:33
and simply activated
by the receipt of an email
by the receipt of an email
211
681252
2591
attivato semplicemente
dalla ricevuta di una email
dalla ricevuta di una email
11:35
which could be sent
from anywhere in the world.
from anywhere in the world.
212
683867
2543
che potrebbe essere spedita
da qualsiasi parte del mondo.
da qualsiasi parte del mondo.
11:39
We like to compare
the DBC to fax machines.
the DBC to fax machines.
213
687069
3119
Ci piace paragonare il DBC al fax.
11:43
But whereas fax machines
received images and documents,
received images and documents,
214
691016
3365
Ma mentre i fax ricevono
immagini e documenti,
immagini e documenti,
11:46
the DBC receives biological materials.
215
694405
2738
il DBC riceve materiali biologici.
11:50
Now, consider how
fax machines have evolved.
fax machines have evolved.
216
698024
2682
Ora, considerate il modo
in cui si sono evoluti i fax.
in cui si sono evoluti i fax.
11:53
The prototype of the 1840s
is unrecognizable,
is unrecognizable,
217
701553
3183
Il prototipo del 1840 è irriconoscibile,
11:56
compared with the fax machines of today.
218
704760
2518
a paragone con i fax di oggi.
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
Nel 1980, la maggioranza delle persone
non sapevano ancora cosa fosse,
non sapevano ancora cosa fosse,
12:03
and if they did,
220
711792
1396
e se lo sapevano,
12:05
it was difficult for them
to grasp the concept
to grasp the concept
221
713212
2359
era difficile afferrare il concetto
12:07
of instantly reproducing an image
on the other side of the world.
on the other side of the world.
222
715595
3621
di riprodurre una immagine all'istante
dall'altra parte del mondo.
dall'altra parte del mondo.
12:11
But nowadays, everything
that a fax machine does
that a fax machine does
223
719672
2294
Ma al giorno d'oggi,
tutte le funzioni del fax
tutte le funzioni del fax
12:13
is integrated on our smart phones,
224
721990
1675
sono integrate nei nostri smartphone,
12:15
and of course, we take this rapid exchange
of digital information for granted.
of digital information for granted.
225
723689
4418
e ovviamente, diamo per scontato
questo scambio rapido di informazioni.
questo scambio rapido di informazioni.
12:20
Here's what our DBC looks like today.
226
728831
2452
Questo è l'aspetto del DBC moderno.
12:23
We imagine the DBC evolving
in similar ways as fax machines have.
in similar ways as fax machines have.
227
731307
4387
Riteniamo che il DBC si svilupperà
in modo simile al fax.
in modo simile al fax.
12:28
We're working to reduce
the size of the instrument,
the size of the instrument,
228
736212
2627
Stiamo lavorando per ridurne la grandezza,
12:30
and we're working to make
the underlying technology
the underlying technology
229
738863
2619
e per rendere questa tecnologia di base
12:33
more reliable, cheaper,
faster and more accurate.
faster and more accurate.
230
741506
3754
più attendibile, economica,
veloce e precisa.
veloce e precisa.
12:38
Accuracy is extremely important
when synthesizing DNA,
when synthesizing DNA,
231
746061
3762
La precisione è estremamente
importante quando si sintetizza il DNA,
importante quando si sintetizza il DNA,
12:41
because a single change to a DNA letter
232
749847
2016
perché una singola modifica
a una lettera del DNA
a una lettera del DNA
12:43
could mean the difference
between a medicine working or not
between a medicine working or not
233
751887
3024
potrebbe fare differenza
tra il successo e il fallimento
tra il successo e il fallimento
12:46
or synthetic cell being alive or dead.
234
754935
2533
o la vita o la morte
della cellula sintetica.
della cellula sintetica.
12:50
The DBC will be useful
for the distributed manufacturing
for the distributed manufacturing
235
758292
3460
Il DBC sarà utile per distribuire
la produzione di medicine
la produzione di medicine
12:53
of medicine starting from DNA.
236
761776
2000
partendo dal DNA.
12:56
Every hospital in the world
could use a DBC
could use a DBC
237
764649
2763
Ogni ospedale nel mondo
potrebbe usare il DBC
potrebbe usare il DBC
12:59
for printing personalized medicines
for a patient at their bedside.
for a patient at their bedside.
238
767436
3731
per stampare medicine su misura
per i propri pazienti ricoverati.
per i propri pazienti ricoverati.
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
Posso anche immaginare un giorno
dove sarà routine per le persone
dove sarà routine per le persone
avere un DBC e connetterlo
al computer o allo smartphone
al computer o allo smartphone
13:08
to connect to their
home computer or smart phone
home computer or smart phone
240
776880
2269
13:11
as a means to download
their prescriptions,
their prescriptions,
241
779173
2015
come mezzo per scaricare prescrizioni,
13:13
such as insulin or antibody therapies.
242
781212
2119
come l'insulina o terapie con anticorpi.
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
Il DBC verrà anche situato
in aree strategiche nel mondo,
in aree strategiche nel mondo,
13:19
for rapid response to disease outbreaks.
244
787832
2667
come risposta rapida alle epidemie.
13:22
For example, the CDC in Atlanta, Georgia
245
790879
3103
Per esempio, il CDC in Atlanta, Georgia
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
potrebbe inviare istruzioni per il vaccino
ad un DBC nell'altra parte del mondo,
ad un DBC nell'altra parte del mondo,
13:30
where the flu vaccine is manufactured
right on the front lines.
right on the front lines.
247
798823
3944
dove il vaccino viene prodotto
in prima linea.
in prima linea.
13:35
That flu vaccine could even be
specifically tailored to the flu strain
specifically tailored to the flu strain
248
803085
5230
Il vaccino può anche essere specificamente
personalizzato al ceppo influenzale
personalizzato al ceppo influenzale
13:40
that's circulating in that local area.
249
808339
3222
che sta circolando in quell'area locale.
13:43
Sending vaccines around in a digital file,
250
811585
2492
Spedire i vaccini
tramite un file digitale,
tramite un file digitale,
13:46
rather than stockpiling those same
vaccines and shipping them out,
vaccines and shipping them out,
251
814101
3817
invece di fare riserva
e spedire fisicamente,
e spedire fisicamente,
13:49
promises to save thousands of lives.
252
817942
2631
promette di salvare milioni di vite.
13:53
Of course, the applications
go as far as the imagination goes.
go as far as the imagination goes.
253
821212
4200
Naturalmente, gli impieghi vanno lontani
quanto l'immaginazione stessa.
quanto l'immaginazione stessa.
13:58
It's not hard to imagine
placing a DBC on another planet.
placing a DBC on another planet.
254
826164
3995
Non è difficile immaginare
un DBC su un altro pianeta.
un DBC su un altro pianeta.
14:03
Scientists on Earth could then send
the digital instructions to that DBC
the digital instructions to that DBC
255
831315
5104
Gli scienziati sulla terra potrebbero
spedire le istruzioni digitali a quel DBC
spedire le istruzioni digitali a quel DBC
14:08
to make new medicines
or to make synthetic organisms
or to make synthetic organisms
256
836443
4007
per creare nuove medicine
o organismi sintetici
o organismi sintetici
14:12
that produce oxygen, food,
fuel or building materials,
fuel or building materials,
257
840474
3667
che producono ossigeno, cibo,
carburante e materiali da costruzione,
carburante e materiali da costruzione,
14:16
as a means for making the planet
more habitable for humans.
more habitable for humans.
258
844165
3174
come mezzo per rendere il pianeta
più abitabile per gli esseri umani.
più abitabile per gli esseri umani.
14:20
(Applause)
259
848002
4440
(Applausi)
14:24
With digital information
traveling at the speed of light,
traveling at the speed of light,
260
852466
3341
Con le informazioni digitali
che viaggiano alla velocità della luce,
che viaggiano alla velocità della luce,
14:27
it would only take minutes
to send those digital instructions
to send those digital instructions
261
855831
2897
ci vorrebbero pochi minuti
per inviare quelle informazioni
per inviare quelle informazioni
14:30
from Earth to Mars,
262
858752
1190
dalla Terra a Marte,
14:31
but it would take months
to physically deliver those same samples
to physically deliver those same samples
263
859966
3849
ma ci vorrebbero mesi per consegnare
fisicamente gli stessi campioni
fisicamente gli stessi campioni
14:35
on a spacecraft.
264
863839
1150
con un'astronave.
14:37
But for now, I would be satisfied
beaming new medicines across the globe,
beaming new medicines across the globe,
265
865821
4603
Per ora, sarei soddisfatto nel trasmettere
nuove medicine nel mondo
nuove medicine nel mondo
14:42
fully automated and on demand,
266
870448
2190
interamente automatizzate e su richiesta,
14:44
saving lives from emerging
infectious diseases
infectious diseases
267
872662
3598
salvando vite da malattie
infettive emergenti
infettive emergenti
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
e stampando medicine per il cancro
per chi non ha tempo di aspettare.
per chi non ha tempo di aspettare.
14:53
Thank you.
269
881060
1175
Grazie.
14:54
(Applause)
270
882259
7000
(Applausi)
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