ABOUT THE SPEAKER
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.

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.

More profile about the speaker
Dan Gibson | Speaker | TED.com
TED2018

Dan Gibson: How to build synthetic DNA and send it across the internet

ダニエル・ギブソン: DNAを人工的に作りインターネットで送る方法

Filmed:
1,046,776 views

生物学者のダニエル・ギブソンはDNAを編集し、さらにはプログラマーがコンピューターのプログラムを書くようにDNAのプログラミングをしますが、ここでの「プログラム」は、生命を作り出し、デジタル化された情報からタンパク質やワクチンといった生物学的物質を作る力を科学者に与えるものです。彼が現在進めている次なるプロジェクトは「生物学的瞬間移動」で、これは新薬をインターネットに乗せて世界中に瞬間的に届けられるようにしようというものです。この技術によっていかに突発する疫病への対応が変わり、個人に合った処方薬を家庭でダウンロードできるようになるかを学びましょう。
- 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

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00:13
Alright大丈夫, let me tell you
about building建物 synthetic合成 cells細胞
0
1388
3175
さて 皆さんに 人工細胞を作り
生命をプリントすることについて
お話しします
00:16
and printing印刷 life.
1
4587
1945
00:18
But first, let me tell you a quickクイック storyストーリー.
2
6556
2483
でも その前に
ちょっとエピソードを
00:21
On March行進 31, 2013,
3
9063
2506
2013年3月31日のこと
00:23
my teamチーム and I received受け取った an emailEメール
from an international国際 health健康 organization組織,
4
11593
4183
私たちの研究チームは 国際的な保健機関から
一通のメールを受け取りました
00:27
alerting警報 us that two men男性 died死亡しました in China中国
5
15800
2833
中国で2人の男性が
H7N9型鳥インフルエンザに感染し
00:30
shortlyまもなく after contracting収縮する
the H7N9 bird fluインフルエンザ.
6
18657
3055
間もなく死亡したという知らせです
00:34
There were fears恐怖 of a globalグローバル pandemicパンデミック
7
22149
1857
世界的な流行の
おそれがありました
00:36
as the virusウイルス started開始した rapidly急速に
moving動く across横断する China中国.
8
24030
3333
ウィルスは中国全土に
急速に広がり始めていたからです
インフルエンザのワクチンを製造し
00:40
Althoughしかし、 methodsメソッド existed存在した
to produce作物 a fluインフルエンザ vaccineワクチン
9
28004
2782
流行を抑える手段はありましたが
00:42
and stop the disease疾患 from spreading広がる,
10
30810
1972
00:44
at bestベスト, it would not be available利用可能な
for at least少なくとも six6 months数ヶ月.
11
32806
3844
ワクチンが整うには少なくとも
6か月はかかることでしょう
00:49
This is because a slowスロー, antiquated古くなった
fluインフルエンザ vaccineワクチン manufacturing製造 processプロセス
12
37474
4730
70年以上前に開発された
時間のかかる時代遅れのやり方が
00:54
developed発展した over 70 years ago
was the only optionオプション.
13
42228
3958
ワクチンを製造する
唯一の方法だったからです
00:59
The virusウイルス would need to be isolated分離された
from infected感染した patients患者,
14
47140
3452
ウィルスを感染した患者から分離し
梱包し 施設へと送り届け
01:02
packagedパッケージされた up and then sent送られた to a facility施設
15
50616
2294
01:04
where scientists科学者 would inject注入する
the virusウイルス into chickenチキン eggs,
16
52934
4016
そこで科学者たちが
ウィルスを鶏卵に注入し
数週間かけて鶏卵の中で
ウィルスを培養し
01:08
and incubateインキュベート those chickenチキン eggs
for severalいくつかの weeks
17
56974
2571
01:11
in order注文 to prepare準備する the virusウイルス
for the start開始 of a multistepマルチ ステップ,
18
59569
3722
そうやって何段階ものステップと
何か月もの時間がかかる
01:15
multimonthmultimonth fluインフルエンザ vaccineワクチン
manufacturing製造 processプロセス.
19
63315
3282
インフルエンザ・ワクチン製造過程が
始まるのです
01:19
My teamチーム and I received受け取った this emailEメール
20
67363
1994
私たちが
メールを受け取ったのは
01:21
because we had just invented発明された
a biological生物学的 printerプリンタ,
21
69381
3886
生物学的なプリンターを
ちょうど発明したところだったからです
01:25
whichどの would allow許す
for the fluインフルエンザ vaccineワクチン instructions指示
22
73291
2421
これはネットからダウンロードした
製造指示書から
01:27
to be instantly即座に downloadedダウンロードした
from the internetインターネット and printed印刷された.
23
75736
3321
すぐにワクチンを
プリントすることができます
01:31
Drastically大幅に speedingスピード up the way
in whichどの fluインフルエンザ vaccinesワクチン are made,
24
79633
3286
インフルエンザ・ワクチンの
製造過程を劇的に速め
01:34
and potentially潜在的 saving貯蓄 thousands of lives人生.
25
82943
2800
多くの人々の命を救う可能性を
秘めています
01:38
The biological生物学的 printerプリンタ leveragesレバレッジ
our ability能力 to read読む and write書きます DNADNA
26
86776
4974
生物学的プリンターは
DNAを解読し作製する能力を高め
01:43
and starts開始する to bring持参する into focusフォーカス
27
91774
1970
我々が「生物学的瞬間移動」と
呼んでいることも
01:45
what we like to call
biological生物学的 teleportationテレポーテーション.
28
93768
3133
視野に入ってきます
01:49
I am a biologist生物学者 and an engineerエンジニア
who buildsビルド stuffもの out of DNADNA.
29
97704
4200
私は生物学者兼技術者で
DNAから様々な物質を作り出しています
信じてもらえないかもしれませんが
私のお気に入りの作業は
01:54
Believe it or not,
one of my favoriteお気に入り things to do
30
102577
2349
01:56
is to take DNADNA apart離れて
and put it back together一緒に
31
104950
2377
DNAを切断し
再び結合させて
01:59
so that I can understandわかる
better how it works作品.
32
107351
2758
DNAの仕組みを理解することです
DNAは コンピューターのコードのように
編集やプログラミングができますが
02:02
I can edit編集 and programプログラム DNADNA to do things,
just like codersコーダー programingプログラミング a computerコンピューター.
33
110442
4659
02:07
But my appsアプリ are different異なる.
34
115797
1801
私が作るアプリは独特で
生命を作り出すんです
02:09
They create作成する life.
35
117622
1246
02:10
Self-replicating自己複製 living生活 cells細胞
and things like vaccinesワクチン and therapeutics治療薬
36
118892
4272
自己複製する生きた細胞や
ワクチンや治療薬のようなもので
02:15
that work in ways方法
that were previously前に impossible不可能.
37
123188
3107
以前には作れなかったような
働きがあります
02:19
Here'sここにいる Nationalナショナル Medalメダル of Science科学
recipient受取人 Craigクレイグ Venterベンター
38
127141
3301
ここに写っているのは アメリカ国家科学賞
受賞者クレイグ・ヴェンターと
02:22
and Nobelノーベル laureate賞受賞者 Hamハム Smithスミス.
39
130466
2135
ノーベル賞受賞者の
ハミルトン・スミスです
02:25
These two guys shared共有 a similar類似 visionビジョン.
40
133038
2309
彼らは共通のビジョンを持っています
02:27
That visionビジョン was, because all
of the functions機能 and characteristics特性
41
135371
4397
それは ウィルスや生細胞など
02:31
of all biological生物学的 entities実体,
includingを含む virusesウイルス and living生活 cells細胞,
42
139792
4157
あらゆる生物的存在の機能や特徴は
DNAにプログラムされているのだから
02:35
are written書かれた into the codeコード of DNADNA,
43
143973
2430
02:38
if one can read読む and write書きます
that codeコード of DNADNA,
44
146427
3396
そのコードを読み書きできれば
02:41
then they can be reconstructed再建された
in a distant遠い locationロケーション.
45
149847
3263
遠く離れた場所でも
再構成出来るはずということです
これが「生物学的瞬間的移動」の
意味することです
02:46
This is what we mean
by biological生物学的 teleportationテレポーテーション.
46
154043
3334
このビジョンの正しさを証明するため
02:50
To prove証明する out this visionビジョン,
47
158210
1342
02:51
Craigクレイグ and Hamハム setセット a goalゴール
of creating作成, for the first time,
48
159576
2993
クレイグとハミルトンは初の試みとして
コンピューター上にあるDNAのコードから
02:54
a synthetic合成 cell細胞, starting起動
from DNADNA codeコード in the computerコンピューター.
49
162593
3153
人工細胞を作るという
目標を定めました
02:58
I mean, come on,
as a scientist科学者 looking for a jobジョブ,
50
166284
4857
最先端技術の研究の仕事を
探している一科学者として
03:03
doing cutting-edge最先端 research研究,
it doesn't get any better than this.
51
171165
3063
こんなに そそられるものは
ありません
03:06
(Laughter笑い)
52
174252
1759
(笑)
03:08
OK, a genomeゲノム is a completeコンプリート setセット
of DNADNA within以内 an organism生物.
53
176035
4527
さて ゲノムとは生物内部にある
DNAの全体を意味しています
2003年に完了したヒトゲノム計画は
03:13
Following以下 the Human人間
Genomeゲノム Projectプロジェクト in 2003,
54
181138
2709
人類の完全な遺伝子情報を
明らかにするという
03:15
whichどの was an international国際
effort努力 to identify識別する
55
183871
2199
03:18
the completeコンプリート genetic遺伝的な blueprint青写真
of a human人間 beingであること,
56
186094
3158
国際的な試みでしたが
これに続くようにして
03:21
a genomicsゲノミクス revolution革命 happened起こった.
57
189276
2253
ゲノミクス(遺伝子学)に
革命が起こりました
03:23
Scientists科学者 started開始した masteringマスタリング
the techniques技術 for reading読書 DNADNA.
58
191553
3692
科学者はDNAを読み取る技術に
熟達していきました
03:27
In order注文 to determine決定する the order注文
of the As, CsCs, TsTs and GsGs
59
195269
3294
生物の持つ
A、C、T、Gの塩基配列を
03:30
within以内 an organism生物.
60
198587
1266
決定するためです
03:32
But my jobジョブ was far遠い different異なる.
61
200475
1556
一方 私の研究は
かなり異なっていて
03:34
I needed必要な to masterマスター
the techniques技術 for writing書き込み DNADNA.
62
202412
3006
DNAを作製する技術に
熟達する必要がありました
03:37
Like an author著者 of a book,
63
205442
1270
作家のように
03:38
this started開始した out
as writing書き込み shortショート sentences文章,
64
206736
2182
DNAの短い文を
書くことから始め
03:40
or sequencesシーケンス of DNADNA codeコード,
65
208942
2103
03:43
but this soonすぐに turned回した into
writing書き込み paragraphs段落
66
211069
2278
それから段落を書き
03:45
and then full-onフルオン novels小説 of DNADNA codeコード,
67
213371
2365
ついにはDNAでできた
小説全体を書き上げ
03:47
to make important重要 biological生物学的 instructions指示
for proteinsタンパク質 and living生活 cells細胞.
68
215760
4229
タンパク質や生細胞を作る
生物学的な指示書を作成するのです
生細胞というのは新製品を作り出す上で
自然界に存在する最も効率的な機械で
03:52
Living生活 cells細胞 are nature's自然の most最も efficient効率的な
machines機械 at making作る new新しい products製品,
69
220466
3500
03:55
accounting会計 for the production製造
70
223990
1659
その生産高は
03:57
of 25 percentパーセント of the total合計
pharmaceutical医薬品 market市場,
71
225673
3571
医薬品市場全体の25%に相当し
数十億ドル規模にもなります
04:01
whichどの is billions何十億 of dollarsドル.
72
229268
1933
04:03
We knew知っていた that writing書き込み DNADNA
would driveドライブ this bioeconomyなると見込まれて even more,
73
231823
3881
細胞をコンピューターのように
プログラムできるようになれば
04:07
once一度 cells細胞 could be programmedプログラムされた
just like computersコンピュータ.
74
235728
3166
DNA作製は生物経済を
さらに発展させ
04:11
We alsoまた、 knew知っていた that writing書き込み DNADNA
would enable有効にする biological生物学的 teleportationテレポーテーション ...
75
239339
4651
生物学的瞬間移動も可能になると
分かっていました
04:17
the printing印刷 of defined定義された,
biological生物学的 material材料,
76
245186
2908
DNAが記述する
生物物質を
04:20
starting起動 from DNADNA codeコード.
77
248118
1695
DNAを元にプリントする
ということです
この夢を実現する
最初のステップとして
04:22
As a stepステップ toward〜に向かって bringing持参
these promises約束 to fruition結実,
78
250575
2962
04:25
our teamチーム setセット out to create作成する,
for the first time,
79
253561
2722
私たちの研究チームは
世界で初めて
04:28
a synthetic合成 bacterial細菌性の cell細胞,
80
256307
2238
コンピューター上のDNA情報から
人工的なバクテリア細胞を作り出そうと
04:30
starting起動 from DNADNA codeコード in the computerコンピューター.
81
258569
2599
取り組み始めました
人工DNAは市販商品です
04:33
Synthetic合成 DNADNA is a commodity商品.
82
261918
2127
04:36
You can order注文 very shortショート pieces作品 of DNADNA
from a number of companies企業,
83
264069
3611
短いDNA断片の製造を
請け負う会社がいくつもあり
04:39
and they will start開始 from these four4つの
bottlesボトル of chemicals薬品 that make up DNADNA,
84
267704
3667
DNAを構成する化学物質である
G、A、T、Cの入った
04:43
G, A, T and C,
85
271395
1445
この4本の瓶から始めて
04:44
and they will buildビルドする
those very shortショート pieces作品 of DNADNA for you.
86
272864
3256
短いDNA断片を作ってくれます
04:48
Over the past過去 15 years or so,
87
276986
1833
これまでの15年間ほど
04:50
my teamsチーム have been
developing現像 the technology技術
88
278843
2323
私たちのチームは
短いDNA断片を繋ぎ合わせて
バクテリアの完全なゲノムを作る
04:53
for stitchingステッチング together一緒に
those shortショート pieces作品 of DNADNA
89
281190
2756
04:55
into completeコンプリート bacterial細菌性の genomesゲノム.
90
283970
2190
技術を開発してきました
04:58
The largest最大 genomeゲノム that we constructed建設された
contained含まれる over one million百万 letters手紙.
91
286871
4333
最も長いゲノムは
百万文字以上の長さになりました
05:03
Whichどの is more than twice二度 the sizeサイズ
of your average平均 novel小説,
92
291942
2660
これは平均的な小説の
2倍の長さに相当しますが
05:06
and we had to put everyすべて singleシングル one
of those letters手紙 in the correct正しい order注文,
93
294626
3443
これをただの一文字のミスもなく
作り上げる必要がありました
05:10
withoutなし a singleシングル typo打ち間違え.
94
298093
1269
これをただの一文字のミスもなく
作り上げる必要がありました
05:11
We were ableできる to accomplish達成する this
by developing現像 a procedure手順
95
299386
4293
これはある手法を開発することで
可能になり
05:15
that I tried試した to call the "one-stepワンステップ
isothermal等温 in vitroインビトロ recombination再結合 method方法."
96
303703
5047
私はそれを「単一工程生体外等温再構成法」
と名付けようとしましたが—
05:20
(Laughter笑い)
97
308774
2089
(笑)
05:22
But, surprisingly驚くほど, the science科学 communityコミュニティ
didn't like this technically技術的に accurate正確 name
98
310887
4992
驚いたことに 科学界は
技術的に正確なこの名前がお気に召さず
05:27
and decided決定しました to call it Gibsonギブソン Assemblyアセンブリ.
99
315903
2600
「ギブソン・アセンブリ」と命名しました
05:31
Gibsonギブソン Assemblyアセンブリ
is now the goldゴールド standard標準 toolツール,
100
319625
2857
これは 今では標準的な手法となっていて
05:34
used in laboratories研究所 around the world世界
101
322506
2468
世界中の研究室で
長短さまざまなDNAを作製するのに
使われています
05:36
for building建物 shortショート and long pieces作品 of DNADNA.
102
324998
2800
05:40
(Applause拍手)
103
328236
5333
(拍手)
05:45
Once一度 we chemically化学的に synthesized合成された
the completeコンプリート bacterial細菌性の genomeゲノム,
104
333593
3325
バクテリアのゲノムを
化学的に合成できるようになったら
05:48
our next challengeチャレンジ was to find a way
105
336942
2310
次の課題は これを元に
05:51
to convert変換する it into a free-living自由生活,
self-replicating自己複製 cell細胞.
106
339276
3468
自己複製を行うことができる
生命を宿した細胞を作ることです
我々のアプローチは ゲノムは
細胞のOS(基本ソフト)であり
05:55
Our approachアプローチ was to think of the genomeゲノム
as the operatingオペレーティング systemシステム of the cell細胞,
107
343427
3825
05:59
with the cell細胞 containing含有 the hardwareハードウェア
necessary必要 to bootブート up the genomeゲノム.
108
347276
4495
細胞はゲノムの起動に必要な
ハードウェアとみなすというものです
06:04
Throughスルー a lot of trial試行 and errorエラー,
109
352553
1619
様々な試行錯誤を繰り返し
06:06
we developed発展した a procedure手順
where we could reprogram再プログラム cells細胞
110
354196
3135
細胞を再プログラムし
さらには
06:09
and even convert変換する one
bacterial細菌性の species into another別の,
111
357355
3349
細胞のゲノムを
別の細胞のゲノムで置換することで
06:12
by replacing置き換える the genomeゲノム of one cell細胞
with that of another別の.
112
360728
3524
バクテリアを別の種に変えてしまう
方法も開発しました
06:17
This genomeゲノム transplantation移植
technology技術 then paved舗装された the way
113
365363
4064
このゲノム移植技術によって
母なる自然ではなく
科学者が作製したゲノムを
06:21
for the booting-upブート アップ of genomesゲノム
written書かれた by scientists科学者
114
369451
3229
起動させる道が開けました
06:24
and not by Mother Nature自然.
115
372704
1667
06:26
In 2010, all of the technologiesテクノロジー
116
374768
2619
2010年には
DNAを読み取り 作製するために
開発した技術を総動員して
06:29
that we had been developing現像
for reading読書 and writing書き込み DNADNA
117
377411
2785
06:32
all came来た together一緒に
when we announced発表 the creation創造
118
380220
2921
史上初の人工細胞を
作り出したことを発表し
史上初の人工細胞を
作り出したことを発表し
06:35
of the first synthetic合成 cell細胞,
119
383165
2214
今回は「シンシア」(Synthia)と
命名しました
06:37
whichどの of courseコース, we calledと呼ばれる Synthiaシンシア.
120
385403
2158
06:39
(Laughter笑い)
121
387585
2001
(笑)
06:41
Ever since以来 the first bacterial細菌性の genomeゲノム
was sequencedシーケンスされた, back in 1995,
122
389610
4580
バクテリアのゲノムの塩基配列が
1995年に初めて決定されて以来
06:46
thousands more whole全体 bacterial細菌性の genomesゲノム
have been sequencedシーケンスされた and stored保存された
123
394214
3459
何千ものバクテリアの
全塩基配列が決定され
コンピューター上のデータベースに
保存されてきました
06:49
in computerコンピューター databasesデータベース.
124
397697
1406
06:51
Our synthetic合成 cell細胞 work
was the proof証明 of concept概念
125
399601
2387
人工細胞に関する我々の研究は
この逆の手順が
06:54
that we could reverse this processプロセス:
126
402012
2010
可能であることを
証明するものでした
06:56
pull引く a completeコンプリート bacterial細菌性の genomeゲノム
sequenceシーケンス out of the computerコンピューター
127
404046
3595
コンピューターから取り出した
バクテリアの完全な塩基配列を
06:59
and convert変換する that information情報
into a free-living自由生活, self-replicating自己複製 cell細胞,
128
407665
4761
期待される特徴をすべて備える
生きた自己複製する細胞へと
07:04
with all of the expected期待される characteristics特性
of the species that we constructed建設された.
129
412450
4338
変換することが
できたのです
07:10
Now I can understandわかる
why there mayかもしれない be concerns心配
130
418409
2549
このようなレベルの
遺伝子操作をすることについて
07:12
about the safety安全性 of this levelレベル
of genetic遺伝的な manipulation操作.
131
420982
3194
安全性の懸念があるのは
理解できます
07:16
While the technology技術 has the potential潜在的な
for great societal社会 benefit利益,
132
424918
4151
この技術は 社会にとても役立つ可能性を
秘めている一方
害をもたらす可能性もあります
07:21
it alsoまた、 has the potential潜在的な for doing harm.
133
429093
2440
07:24
With this in mindマインド, even before
carrying運ぶ out the very first experiment実験,
134
432355
4063
このことに留意し
最初の実験を始める前から
私たちは 一般の人々や政府と共に
07:28
our teamチーム started開始した to work
with the publicパブリック and the government政府
135
436442
2865
07:31
to find solutionsソリューション together一緒に
136
439331
2603
この新しい技術を
責任をもって開発し
07:33
to responsibly責任をもって develop開発する
and regulate調整する this new新しい technology技術.
137
441958
3800
規制するための
方法を探り始めました
07:38
One of the outcomes結果 from those discussions議論
was to screen画面 everyすべて customer顧客
138
446331
3802
そのような議論から得られた
結論の一つは
DNA合成のすべての発注者と
発注内容を精査し
07:42
and everyすべて customer's顧客の DNADNA synthesis合成 orders注文,
139
450157
2595
07:44
to make sure that pathogens病原体 or toxins毒素
are not beingであること made by bad悪い guys,
140
452776
4896
病原菌や毒物を
悪者が作ったり
科学者が偶然作ってしまうことが
ないようにするということです
07:49
or accidentally誤って by scientists科学者.
141
457696
1934
疑わしき注文はすべて
07:52
All suspicious疑わしい orders注文
are reported報告 to the FBIFBI
142
460974
3388
FBIや その他の関連する法執行機関に
報告されます
07:56
and other relevant関連する
law-enforcement法執行機関 agencies代理店.
143
464386
2770
08:00
Synthetic合成 cell細胞 technologiesテクノロジー
will powerパワー the next industrial工業用 revolution革命
144
468641
4270
人工細胞技術は
次の産業革命の原動力になり
世界的なサステナビリティの
問題解決に貢献するような形で
08:04
and transform変換する industries産業 and economies経済
145
472935
2864
08:07
in ways方法 that address住所
globalグローバル sustainability持続可能性 challenges挑戦.
146
475823
3667
産業界や経済界に
変革をもたらすことでしょう
08:12
The possibilities可能性 are endless無限.
147
480006
2206
可能性は無限大です
08:14
I mean, you can think of clothes
148
482236
1588
例えば
再生可能な
生物的資源から作られた衣服
08:15
constructed建設された form renewable再生可能な
biobasedバイオベースマテリアル sourcesソース,
149
483848
3697
08:19
cars runningランニング on biofuelバイオ燃料
from engineered設計された microbes微生物,
150
487569
3651
合成微生物が生み出す
バイオ燃料で走る車
08:23
plasticsプラスチック made from biodegradable生分解性 polymersポリマー
151
491244
3579
生分解性ポリマーから作られた
プラスチック
患者に合わせた特製の治療薬を
ベッド脇でプリントすることなどが考えられます
08:26
and customizedカスタマイズされた therapiesセラピー,
printed印刷された at a patient's患者の bedsideベッドサイド.
152
494847
3719
08:31
The massive大規模 efforts尽力
to create作成する synthetic合成 cells細胞
153
499196
2587
人工細胞を作り出すための
大いなる努力によって
08:33
have made us world世界 leaders指導者 at writing書き込み DNADNA.
154
501807
2800
我々はDNA作製の
最先端に立ちました
この過程で DNAをより速く
より正確に より高い信頼性で
08:37
Throughout全面的に the processプロセス,
we found見つけた ways方法 to write書きます DNADNA fasterもっと早く,
155
505149
3722
08:40
more accurately正確に and more reliably確実に.
156
508895
2200
作成する方法を
見いだしてきました
08:43
Because of the robustness丈夫さ
of these technologiesテクノロジー,
157
511688
2294
これらの技術のロバスト性により
08:46
we found見つけた that we could
readily容易に automate自動化する the processesプロセス
158
514006
3000
作成手順を自動化して
科学者が実験室で
手作業を行っていたことを
08:49
and move動く the laboratory研究室 workflowsワークフロー
out of the scientist's科学者の hands
159
517030
3666
機械で行えることに
気付きました
08:52
and onto〜に a machine機械.
160
520720
1266
08:55
In 2013, we built建てられた the first DNADNA printerプリンタ.
161
523004
3000
2013年に 初のDNAプリンターが
完成しました
08:58
We call it the BioXpBioXp.
162
526631
2309
BioXpといいます
09:00
And it has been absolutely絶対に
essential本質的な in writing書き込み DNADNA
163
528964
3196
私達や世界中の研究者が
取り組んでいる
09:04
across横断する a number of applicationsアプリケーション
164
532184
1615
数々の応用において
09:05
my teamチーム and researchers研究者
around the world世界 are workingワーキング on.
165
533823
3800
この装置はDNA作製のため
不可欠なものとなっています
BioXpが完成して直ぐ後に
09:10
It was shortlyまもなく after we built建てられた the BioXpBioXp
166
538077
2017
中国で発生したH7N9型鳥インフルエンザの
脅威に関するメールを受信しました
09:12
that we received受け取った that emailEメール
about the H7N9 bird fluインフルエンザ scare恐怖 in China中国.
167
540118
4886
中国の科学者チームは
既にウィルスを分離し
09:17
A teamチーム of Chinese中国語 scientists科学者
had already既に isolated分離された the virusウイルス,
168
545498
3421
09:20
sequencedシーケンスされた its DNADNA and uploadedアップロードされた
the DNADNA sequenceシーケンス to the internetインターネット.
169
548943
3516
DNAの塩基配列を解明して
ネット上にアップしていました
09:25
At the request要求 of the US government政府,
we downloadedダウンロードした the DNADNA sequenceシーケンス
170
553616
3515
我々は米国政府の要請を受けて
DNA塩基配列をダウンロードし
09:29
and in lessもっと少なく than 12 hours時間,
we printed印刷された it on the BioXpBioXp.
171
557155
3565
12時間も経たないうちに
BioXpでこれをプリントしました
製薬会社ノバルティスの
協力者たちは
09:33
Our collaborators協力者 at Novartisノバルティス
172
561529
1578
09:35
then quickly早く started開始した turning旋回
that synthetic合成 DNADNA into a fluインフルエンザ vaccineワクチン.
173
563131
4015
直ちに この人工DNAを
インフルエンザワクチンへと変えていきました
09:39
Meanwhileその間, the CDCCDC, usingを使用して technology技術
datingデート back to the 1940s,
174
567497
4530
その間 アメリカ疾病管理予防センターは
1940年代以来のやり方によって
09:44
was still waiting待っている for the virusウイルス
to arrive到着する from China中国
175
572051
2930
中国からウィルスの
サンプルが届くのを待ち
09:47
so that they could beginベギン
their彼らの egg-based卵ベース approachアプローチ.
176
575005
2740
鶏卵を使った手法を
開始する準備を整えていました
我々は史上初めて 新型の
危険性が高いウィルス株のワクチンを
09:50
For the first time, we had a fluインフルエンザ vaccineワクチン
developed発展した ahead前方に of time
177
578234
3549
09:53
for a new新しい and potentially潜在的
dangerous危険な strain,
178
581807
2469
流行する前に
製造することができ
09:56
and the US government政府 ordered順序付けられました a stockpile備蓄.
179
584300
2641
米国政府は備蓄用に
これを注文しました
09:58
(Applause拍手)
180
586965
5628
(拍手)
10:04
This was when I began始まった
to appreciate感謝する, more than ever,
181
592617
2468
私は この時になって初めて
生物学的瞬間移動の威力を
本当に理解するに至りました
10:07
the powerパワー of biological生物学的 teleportationテレポーテーション.
182
595109
2754
10:09
(Laughter笑い)
183
597887
1150
生物学的瞬間移動の威力を
本当に理解するに至りました
このこともあって
我々は自然な成り行きとして
10:11
Naturally当然, with this in mindマインド,
184
599061
2088
10:13
we started開始した to buildビルドする
a biological生物学的 teleporterテレポーター.
185
601173
2206
生物学的瞬間移動装置の
製作を始めました
10:16
We call it the DBCDBC.
186
604402
2189
この装置をDBCと呼んでいます
10:18
That's shortショート for
digital-to-biologicalデジタル-生物 converterコンバータ.
187
606615
3132
デジタル-バイオ・コンバーターの略です
予め作られた
DNAの短い断片を元にする
10:22
Unlikeとは異なり the BioXpBioXp,
188
610267
1334
10:23
whichどの starts開始する from pre-manufactured半製品
shortショート pieces作品 of DNADNA,
189
611625
3079
BioXpとは異なり
10:26
the DBCDBC starts開始する from digitizedデジタル化された DNADNA codeコード
190
614728
3103
DBCはデジタル化された
DNAから始め
それを生物的な実体 ―
10:29
and converts変換する that DNADNA codeコード
into biological生物学的 entities実体,
191
617855
3055
10:32
suchそのような as DNADNA, RNARNA,
proteinsタンパク質 or even virusesウイルス.
192
620934
3533
DNA、RNA、タンパク質さらには
ウィルスといったものに変換します
BioXpは 物理的なDVDを
入れる必要がある
10:37
You can think of the BioXpBioXp
as a DVDDVD playerプレーヤー,
193
625188
2873
10:40
requiring必要 a physical物理的 DVDDVD to be inserted挿入された,
194
628085
3048
DVDプレイヤーであるのに対し
DBCはNetflixだと
考えるといいでしょう
10:43
whereas一方、 the DBCDBC is NetflixNetflix.
195
631157
2333
10:47
To buildビルドする the DBCDBC,
196
635974
1232
DBCを作るために
10:49
my teamチーム of scientists科学者 worked働いた with
softwareソフトウェア and instrumentation計装 engineersエンジニア
197
637230
4849
科学者のチームが ソフトウェアエンジニアや
計装エンジニアと共同して
10:54
to collapse崩壊 multiple複数 laboratory研究室 workflowsワークフロー,
198
642103
2768
実験室における
複数の作業工程の全てを
10:56
all in a singleシングル boxボックス.
199
644895
1468
1つの装置にまとめました
10:58
This included含まれる softwareソフトウェア algorithmsアルゴリズム
to predict予測する what DNADNA to buildビルドする,
200
646696
3881
これに含まれるものには
作製されるDNAを予測するソフトウェア
11:02
chemistry化学 to linkリンク the G, A, T and C
building建物 blocksブロック of DNADNA into shortショート pieces作品,
201
650601
4452
DNAの基本単位であるG、A、T、Cを
短いDNA断片にする化学
11:07
Gibsonギブソン Assemblyアセンブリ to stitchステッチ together一緒に
those shortショート pieces作品 into much longerより長いです onesもの,
202
655077
4278
短い断片をより長いものに繋げる
ギブソン・アセンブリ
11:11
and biology生物学 to convert変換する the DNADNA
into other biological生物学的 entities実体,
203
659379
3559
それに DNAをタンパク質といった
生物学的実体に変換する
11:14
suchそのような as proteinsタンパク質.
204
662962
1182
生物学があります
11:17
This is the prototypeプロトタイプ.
205
665089
1627
これが試作機です
11:18
Althoughしかし、 it wasn'tなかった prettyかなり,
it was effective効果的な.
206
666740
2190
見た目はともかく
うまく機能します
11:20
It made therapeutic治療的 drugs薬物 and vaccinesワクチン.
207
668954
2293
治療薬やワクチンを作れました
11:23
And laboratory研究室 workflowsワークフロー
that once一度 took取った weeks or months数ヶ月
208
671271
3774
実験室では数週間から
数か月掛かっていた作業工程が
11:27
could now be carried運ばれた out
in just one to two days日々.
209
675069
3548
わずか 1日か2日で
できるようになりました
11:30
And that's all withoutなし
any human人間 intervention介入
210
678641
2587
まったく人間の手を
介さずに機能し
11:33
and simply単に activated活性化した
by the receipt領収書 of an emailEメール
211
681252
2591
世界のどこかから送られてきた
メールによって
11:35
whichどの could be sent送られた
from anywhereどこでも in the world世界.
212
683867
2543
起動することができます
11:39
We like to compare比較する
the DBCDBC to faxファックス machines機械.
213
687069
3119
私達はよくDBCを
ファックスにたとえています
11:43
But whereas一方、 faxファックス machines機械
received受け取った imagesイメージ and documents書類,
214
691016
3365
ファックスで受け取るのは
画像や文書ですが
11:46
the DBCDBC receives受け取る biological生物学的 materials材料.
215
694405
2738
DBCで受け取るのは
生物学的な物質です
11:50
Now, consider検討する how
faxファックス machines機械 have evolved進化した.
216
698024
2682
ファックスの進化の歴史を
振り返ってみると
11:53
The prototypeプロトタイプ of the 1840s
is unrecognizable認識できない,
217
701553
3183
1840年代に作られた試作機は
11:56
compared比較した with the faxファックス machines機械 of today今日.
218
704760
2518
ファックスに見えないくらい
現在のものと大きく異なっていました
11:59
In the 1980s, most最も people
still didn't know what a faxファックス machine機械 was,
219
707958
3810
1980年代においてすら たいていの人は
ファックスを知りませんでしたが
12:03
and if they did,
220
711792
1396
知っていたとしても
12:05
it was difficult難しい for them
to grasp把握 the concept概念
221
713212
2359
画像を地球の反対側で
即座に再生するという概念は
12:07
of instantly即座に reproducing再生 an image画像
on the other side of the world世界.
222
715595
3621
理解するのが困難でした
12:11
But nowadays今日は, everything
that a faxファックス machine機械 does
223
719672
2294
現在ではファックスの全ての機能は
12:13
is integrated統合された on our smartスマート phones電話機,
224
721990
1675
スマホに組み込まれていて
12:15
and of courseコース, we take this rapid迅速な exchange交換
of digitalデジタル information情報 for granted付与された.
225
723689
4418
誰もがこのデジタル情報の高速なやり取りを
当たり前のものと考えています
現在のDBCはこんな感じです
12:20
Here'sここにいる what our DBCDBC looks外見 like today今日.
226
728831
2452
12:23
We imagine想像する the DBCDBC evolving進化する
in similar類似 ways方法 as faxファックス machines機械 have.
227
731307
4387
DBCはファックスのように
進化することでしょう
12:28
We're workingワーキング to reduce減らす
the sizeサイズ of the instrument計器,
228
736212
2627
私たちは装置の小型化や
12:30
and we're workingワーキング to make
the underlying根底にある technology技術
229
738863
2619
基盤をなす技術の信頼性向上
12:33
more reliable信頼性のある, cheaper安い,
fasterもっと早く and more accurate正確.
230
741506
3754
低価格化、高速化や
正確さの向上に取り組んでいます
12:38
Accuracy正確さ is extremely極端な important重要
when synthesizing合成 DNADNA,
231
746061
3762
正確さは人工DNAの製作において
極めて重要です
12:41
because a singleシングル change変化する to a DNADNA letter文字
232
749847
2016
DNAの1文字の間違いで
12:43
could mean the difference
betweenの間に a medicine医学 workingワーキング or not
233
751887
3024
薬の効能が無くなったり
人工細胞の死に
繋がりうるからです
12:46
or synthetic合成 cell細胞 beingであること alive生きている or deadデッド.
234
754935
2533
12:50
The DBCDBC will be useful有用
for the distributed配布された manufacturing製造
235
758292
3460
DBCは DNAから作られる薬品の
12:53
of medicine医学 starting起動 from DNADNA.
236
761776
2000
分散製造に役立ちます
12:56
Everyすべて hospital病院 in the world世界
could use a DBCDBC
237
764649
2763
世界中の病院がDBCを使って
12:59
for printing印刷 personalizedパーソナライズド medicines
for a patient患者 at their彼らの bedsideベッドサイド.
238
767436
3731
患者に合わせた特製の薬を
ベッド脇でプリントできることでしょう
13:03
I can even imagine想像する a day
when it's routineルーチン for people to have a DBCDBC
239
771846
5010
それどころか 人々がDBCを
自宅用パソコンやスマホと繋げて
13:08
to connect接続する to their彼らの
home computerコンピューター or smartスマート phone電話
240
776880
2269
インスリンや抗体療法の処方箋を
ダウンロードするのが
13:11
as a means手段 to downloadダウンロード
their彼らの prescriptions処方箋,
241
779173
2015
当たり前になる日が来るとさえ
思っています
13:13
suchそのような as insulinインスリン or antibody抗体 therapiesセラピー.
242
781212
2119
疫病の突然発生に迅速に対応するため
戦略的な場所に
13:15
The DBCDBC will alsoまた、 be valuable貴重な when placed置いた
in strategic戦略的 areasエリア around the world世界,
243
783355
4453
13:19
for rapid迅速な response応答 to disease疾患 outbreaksアウトブレイク.
244
787832
2667
DBCを設置することも
有効でしょう
例えばジョージア州のアトランタにある
疾病予防管理センターから
13:22
For example, the CDCCDC in Atlantaアトランタ, Georgiaジョージア州
245
790879
3103
13:26
could send送信する fluインフルエンザ vaccineワクチン instructions指示
to a DBCDBC on the other side of the world世界,
246
794006
4793
インフルエンザ・ワクチンの処方箋を
地球の反対側にあるDBCに送り
疫病発生の最前線で
ワクチンを製造することが可能です
13:30
where the fluインフルエンザ vaccineワクチン is manufactured製造された
right on the frontフロント lines.
247
798823
3944
13:35
That fluインフルエンザ vaccineワクチン could even be
specifically具体的に tailoredテーラード to the fluインフルエンザ strain
248
803085
5230
インフルエンザ・ワクチンは
その地域特有のウィルス株に合わせて
13:40
that's circulating循環する in that local地元 areaエリア.
249
808339
3222
製造することも可能です
ワクチンを貯蔵しておいて
配送するのではなく
13:43
Sending送信 vaccinesワクチン around in a digitalデジタル fileファイル,
250
811585
2492
13:46
ratherむしろ than stockpiling備蓄 those same同じ
vaccinesワクチン and shipping運送 them out,
251
814101
3817
デジタルファイルとして
様々な場所に送ることで
13:49
promises約束 to saveセーブ thousands of lives人生.
252
817942
2631
多くの命が救われることでしょう
13:53
Of courseコース, the applicationsアプリケーション
go as far遠い as the imagination想像力 goes行く.
253
821212
4200
もちろん 応用は考えられる限り
何でもあり得ます
13:58
It's not hardハード to imagine想像する
placing配置 a DBCDBC on another別の planet惑星.
254
826164
3995
DBCを他の惑星に設置することだって
想像するに難くありません
14:03
Scientists科学者 on Earth地球 could then send送信する
the digitalデジタル instructions指示 to that DBCDBC
255
831315
5104
地球にいる科学者が
異星のDBCにデジタル処方箋を送り
14:08
to make new新しい medicines
or to make synthetic合成 organisms生物
256
836443
4007
新薬を作ったり
酸素、食料、燃料、建築資材を生成する
人工生命体を作ったりして
14:12
that produce作物 oxygen酸素, foodフード,
fuel燃料 or building建物 materials材料,
257
840474
3667
人類がもっと住みやすい惑星に
作り変える手段にできます
14:16
as a means手段 for making作る the planet惑星
more habitable住みやすい for humans人間.
258
844165
3174
(拍手)
14:20
(Applause拍手)
259
848002
4440
14:24
With digitalデジタル information情報
traveling旅行 at the speed速度 of light,
260
852466
3341
デジタル情報は
光速で伝わるので
14:27
it would only take minutes
to send送信する those digitalデジタル instructions指示
261
855831
2897
処方箋を地球から火星に
伝達するのに掛かる時間は
わずか数分ですが
14:30
from Earth地球 to Mars火星,
262
858752
1190
14:31
but it would take months数ヶ月
to physically物理的に deliver配信する those same同じ samplesサンプル
263
859966
3849
同じサンプルを宇宙船に乗せて
物理的に届けようとしたら
14:35
on a spacecraft宇宙船.
264
863839
1150
何か月も掛かるでしょう
しかし今のところは新薬を
完全自動化、オンデマンドで
14:37
But for now, I would be satisfied満足
beamingビーム new新しい medicines across横断する the globeグローブ,
265
865821
4603
世界中に瞬間的に届けることで
14:42
fully完全に automated自動化 and on demandデマンド,
266
870448
2190
14:44
saving貯蓄 lives人生 from emerging新興
infectious感染性の diseases病気
267
872662
3598
勃発する伝染病から命を救い
個人向けに合成された抗がん剤を
14:48
and printing印刷 personalizedパーソナライズド cancer medicines
for those who don't have time to wait.
268
876284
4752
一刻を争う患者さんのために
プリント出来れば 満足です
ありがとうございました
14:53
Thank you.
269
881060
1175
14:54
(Applause拍手)
270
882259
7000
(拍手)
Translated by Tomoyuki Suzuki
Reviewed by Yasushi Aoki

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ABOUT THE SPEAKER
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.

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.

More profile about the speaker
Dan Gibson | Speaker | TED.com