ABOUT THE SPEAKER
Craig Venter - Biologist, genetics pioneer
In 2001, Craig Venter made headlines for sequencing the human genome. In 2003, he started mapping the ocean's biodiversity. And now he's created the first synthetic lifeforms -- microorganisms that can produce alternative fuels.

Why you should listen

Craig Venter, the man who led the private effort to sequence the human genome, is hard at work now on even more potentially world-changing projects.

First, there's his mission aboard the Sorcerer II, a 92-foot yacht, which, in 2006, finished its voyage around the globe to sample, catalouge and decode the genes of the ocean's unknown microorganisms. Quite a task, when you consider that there are tens of millions of microbes in a single drop of sea water. Then there's the J. Craig Venter Institute, a nonprofit dedicated to researching genomics and exploring its societal implications.

In 2005, Venter founded Synthetic Genomics, a private company with a provocative mission: to engineer new life forms. Its goal is to design, synthesize and assemble synthetic microorganisms that will produce alternative fuels, such as ethanol or hydrogen. He was on Time magzine's 2007 list of the 100 Most Influential People in the World.

In early 2008, scientists at the J. Craig Venter Institute announced that they had manufactured the entire genome of a bacterium by painstakingly stitching together its chemical components. By sequencing a genome, scientists can begin to custom-design bootable organisms, creating biological robots that can produce from scratch chemicals humans can use, such as biofuel. And in 2010, they announced, they had created "synthetic life" -- DNA created digitally, inserted into a living bacterium, and remaining alive.

More profile about the speaker
Craig Venter | Speaker | TED.com
TED2008

Craig Venter: On the verge of creating synthetic life

クレイグ・ベンター:目前に迫る合成生命の創造

Filmed:
1,196,566 views

「デジタル情報から新しい生命を創造することは可能だろうか?」クレイグ・ベンターはこの問いに、「できる、しかも割と近い将来に。」と答えます。彼は最新の研究を紹介しながら、もうすぐ人類は人工染色体の構築と、起動を実現できるようになることを約束します。
- Biologist, genetics pioneer
In 2001, Craig Venter made headlines for sequencing the human genome. In 2003, he started mapping the ocean's biodiversity. And now he's created the first synthetic lifeforms -- microorganisms that can produce alternative fuels. Full bio

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00:19
You know, I've talked話した about some of these projectsプロジェクト before --
0
1000
2000
以前、これらのプロジェクトに関してお話したと思います
00:21
about the human人間 genomeゲノム and what that mightかもしれない mean,
1
3000
4000
ヒトゲノムの解読や、新しいセットの遺伝子を発見することが
00:25
and discovering発見する new新しい setsセット of genes遺伝子.
2
7000
3000
どのような意味を持つ事になるのかという事です
00:28
We're actually実際に starting起動 at a new新しい pointポイント:
3
10000
3000
私たちは、更に新しい事を始めています
00:31
we've私たちは been digitizingデジタル化 biology生物学,
4
13000
4000
私たちは、生物をデジタル化してきましたが
00:35
and now we're trying試す to go from that digitalデジタル codeコード
5
17000
3000
そのデジタル情報を用いて
00:38
into a new新しい phase段階 of biology生物学
6
20000
2000
生命のデザインや合成を行うという
00:40
with designing設計 and synthesizing合成 life.
7
22000
3000
まったく新しい生物学を行おうとしています
00:43
So, we've私たちは always been trying試す to ask尋ねる big大きい questions質問.
8
25000
3000
私たちはいつも、大きな謎について問いかけています
00:48
"What is life?" is something that I think manyたくさんの biologists生物学者
9
30000
2000
「生命とは何か」という問いかけは、多くの生物学者が
00:50
have been trying試す to understandわかる
10
32000
2000
様々な観点から理解しようと
00:52
at various様々な levelsレベル.
11
34000
2000
していると思います
00:54
We've私たちは tried試した various様々な approachesアプローチ,
12
36000
3000
私たちは様々な手法を使って
00:57
paringパッシング it down to minimal最小限 componentsコンポーネント.
13
39000
3000
生命の最小構成要素を紐解いていきました
01:01
We've私たちは been digitizingデジタル化 it now for almostほぼ 20 years;
14
43000
2000
かれこれ20年近くデジタル化を進めています
01:03
when we sequencedシーケンスされた the human人間 genomeゲノム,
15
45000
2000
ヒトゲノムを配列決定した時
01:05
it was going from the analogアナログ world世界 of biology生物学
16
47000
3000
生物学は一転してアナログなものから
01:08
into the digitalデジタル world世界 of the computerコンピューター.
17
50000
4000
コンピューターを用いたデジタルな学問に変化しました
01:12
Now we're trying試す to ask尋ねる, "Can we regenerate再生する life
18
54000
4000
現在私たちは、このデジタルな世界の中で生命を再生させる
01:16
or can we create作成する new新しい life
19
58000
2000
もしくは新しい生命を創造することが
01:18
out of this digitalデジタル universe宇宙?"
20
60000
3000
可能かどうかを問いかけています
01:21
This is the map地図 of a small小さい organism生物,
21
63000
3000
これは、マイコプラズマ ジェニタリウムという
01:24
Mycoplasmaマイコプラズマ genitalium生殖器,
22
66000
2000
小さな生命体のゲノム地図で
01:26
that has the smallest最小 genomeゲノム for a species
23
68000
3000
数多くの種の中でも、研究室の中で自己複製が可能な
01:29
that can self-replicate自己複製 in the laboratory研究室,
24
71000
3000
最小ゲノムを持っています
01:32
and we've私たちは been trying試す to just see if
25
74000
2000
私たちは、これ以上に小さいゲノムを
01:34
we can come up with an even smaller小さい genomeゲノム.
26
76000
3000
用意することが出来るかどうか調べました
01:38
We're ableできる to knockノック out on the order注文 of 100 genes遺伝子
27
80000
2000
およそ500遺伝子の中から、100遺伝子単位で
01:40
out of the 500 or so that are here.
28
82000
3000
遺伝子をノックアウトさせることに成功しました
01:43
When we look at its metabolicK K K K map地図,
29
85000
2000
この代謝マップを見ると
01:45
it's relatively比較的 simple単純
30
87000
2000
ヒトの代謝マップよりも
01:47
compared比較した to ours私たちのもの --
31
89000
2000
比較的シンプルです
01:49
trust信頼 me, this is simple単純 --
32
91000
2000
信じてください、これでもシンプルなんです
01:51
but when we look at all the genes遺伝子
33
93000
2000
しかし、個別にノックアウトできる
01:53
that we can knockノック out one at a time,
34
95000
3000
全ての遺伝子を見渡してみると
01:56
it's very unlikely起こりそうもない that this would yield産出
35
98000
2000
生きた細胞を生み出す
01:58
a living生活 cell細胞.
36
100000
2000
見込みはないことがわかりました
02:01
So we decided決定しました the only way forward前進
37
103000
2000
そこで、私たちはこの問題の打開策として
02:03
was to actually実際に synthesize合成する this chromosome染色体
38
105000
3000
いくつかの基本的な疑問を問いかける上でも
02:06
so we could vary変化する the componentsコンポーネント
39
108000
3000
この染色体を実際に合成し
02:09
to ask尋ねる some of these most最も fundamental基本的な questions質問.
40
111000
4000
構成要素を変えることにしました
02:13
And so we started開始した down the road道路 of:
41
115000
2000
そこで、私たちはまず
02:15
can we synthesize合成する a chromosome染色体?
42
117000
3000
「染色体を合成することは可能か」という命題に取り組みました
02:19
Can chemistry化学 permit許可 making作る
43
121000
2000
果たして化学で
02:21
these really large molecules分子
44
123000
2000
今まで見た事がないような
02:23
where we've私たちは never been before?
45
125000
2000
巨大分子を合成することが可能なのでしょうか
02:25
And if we do, can we bootブート up a chromosome染色体?
46
127000
3000
もし可能な場合、染色体を「起動」させることは可能なのでしょうか
02:28
A chromosome染色体, by the way, is just a pieceピース of inert不活性 chemical化学 material材料.
47
130000
3000
ちなみに、染色体は、ただの不活性化学物質に過ぎません
02:32
So, our paceペース of digitizingデジタル化 life has been increasing増加する
48
134000
3000
私たちの生命のデジタル化に向けた研究は
02:35
at an exponential指数関数的 paceペース.
49
137000
3000
急激なペースで進展しました
02:38
Our ability能力 to write書きます the genetic遺伝的な codeコード
50
140000
3000
私たちの遺伝コードを合成する能力は
02:41
has been moving動く prettyかなり slowlyゆっくり
51
143000
2000
そこまで早くはないものの
02:43
but has been increasing増加する,
52
145000
3000
着実に改善されてきています
02:46
and our latest最新 pointポイント would put it on, now, an exponential指数関数的 curve曲線.
53
148000
4000
そして最近の成果は、この研究を更に加速度的に進展させるでしょう
02:51
We started開始した this over 15 years ago.
54
153000
2000
私たちはこの研究を15年前から始めました
02:53
It took取った severalいくつかの stagesステージ, in fact事実,
55
155000
3000
実際には、最初の実験を行う前に
02:56
starting起動 with a bioethical生命倫理 reviewレビュー before we did the first experiments実験.
56
158000
3000
生命倫理に関する審査を始めとする数々の段階を踏まねばなりませんでした
03:00
But it turnsターン out synthesizing合成 DNADNA
57
162000
2000
実験で分かったのは、DNAを合成することは
03:02
is very difficult難しい.
58
164000
2000
非常に難しいという事です
03:04
There are tens数十 of thousands of machines機械 around the world世界
59
166000
3000
世界には、30から50塩基程度の小さなDNAの断片を
03:07
that make small小さい pieces作品 of DNADNA --
60
169000
2000
合成する装置が何万台も
03:09
30 to 50 letters手紙 in length長さ --
61
171000
3000
存在していますが
03:12
and it's a degenerate縮退する processプロセス, so the longerより長いです you make the pieceピース,
62
174000
3000
DNAが変質しやすい関係上、長いDNA断片を合成すればするほど
03:15
the more errorsエラー there are.
63
177000
2000
多くのエラーを含んだ断片が出来てしまいます
03:17
So we had to create作成する a new新しい method方法
64
179000
2000
そこで、これらの小さな断片を結合させ、全てのエラーを修正させる
03:19
for puttingパッティング these little pieces作品 together一緒に and correct正しい all the errorsエラー.
65
181000
3000
全く新しい手法を開発しなければなりませんでした
03:23
And this was our first attempt試みる, starting起動 with the digitalデジタル information情報
66
185000
3000
これは、Phi X 174ゲノムのデジタル情報を元にゲノムを人工合成した
03:26
of the genomeゲノム of phiΦ X174.
67
188000
2000
私たちの初めての取り組みです
03:28
It's a small小さい virusウイルス that kills殺す bacteria細菌.
68
190000
3000
これは、細菌を殺す小さなウイルスです
03:32
We designed設計 the pieces作品, went行った throughを通して our errorエラー correction補正
69
194000
3000
私たちは、DNA断片を設計し、エラーの修正過程を経て
03:35
and had a DNADNA molecule分子
70
197000
2000
およそ、5000塩基程のDNA分子を
03:37
of about 5,000 letters手紙.
71
199000
3000
合成することに成功しました
03:40
The excitingエキサイティング phase段階 came来た when we took取った this pieceピース of inert不活性 chemical化学
72
202000
4000
最も興奮したのは、この不活性化学分子を細菌の細胞内に
03:44
and put it in the bacteria細菌,
73
206000
2000
注入した時に、細菌がその遺伝コードを
03:46
and the bacteria細菌 started開始した to read読む this genetic遺伝的な codeコード,
74
208000
4000
自発的に読み込み、ウイルス粒子が
03:50
made the viralウイルス性の particles粒子.
75
212000
2000
産生された時でした
03:52
The viralウイルス性の particles粒子 then were released解放された from the cells細胞
76
214000
2000
このウイルス粒子は細胞外に放出され
03:54
and came来た back and killed殺された the E. coli大腸菌.
77
216000
3000
再び細胞内に侵入した後、大腸菌を殺したのです
03:57
I was talking話す to the oil industry業界 recently最近
78
219000
3000
私は最近、石油業界の方々に対して講演を行いましたが
04:00
and I said they clearlyはっきりと understood理解された that modelモデル.
79
222000
3000
彼らはこのモデルを明快に理解したと言っていました
04:03
(Laughter笑い)
80
225000
3000
(笑)
04:06
They laughed笑った more than you guys are. (Laughter笑い)
81
228000
3000
彼らは皆さん以上に笑っていましたよ
04:10
And so, we think this is a situation状況
82
232000
2000
これは、生体システムにおいて
04:12
where the softwareソフトウェア can actually実際に buildビルドする its own自分の hardwareハードウェア
83
234000
3000
ソフトウェアが自身のハードウェアを構築することができる
04:15
in a biological生物学的 systemシステム.
84
237000
2000
状況に他なりません
04:17
But we wanted to go much larger大きい:
85
239000
2000
しかし、私たちはもっと先を見据えていました
04:19
we wanted to buildビルドする the entire全体 bacterial細菌性の chromosome染色体 --
86
241000
3000
細菌の染色体をまるごと作成したかったのです
04:22
it's over 580,000 letters手紙 of genetic遺伝的な codeコード --
87
244000
4000
これは、58万文字もの遺伝コードに相当します
04:26
so we thought we'd結婚した buildビルドする them in cassettesカセット the sizeサイズ of the virusesウイルス
88
248000
3000
そこで、私たちはウイルスサイズのカセット型人工染色体を作り
04:29
so we could actually実際に vary変化する the cassettesカセット
89
251000
2000
それらを実際に変化させることで
04:31
to understandわかる
90
253000
2000
生きた細胞の
04:33
what the actual実際の componentsコンポーネント of a living生活 cell細胞 are.
91
255000
3000
構成要素とは何であるか理解しようと考えました
04:36
Design設計 is criticalクリティカルな,
92
258000
2000
染色体のデザインは決定的に重要あり
04:38
and if you're starting起動 with digitalデジタル information情報 in the computerコンピューター,
93
260000
3000
生命のデジタル情報をコンピューター上で設計する為には
04:41
that digitalデジタル information情報 has to be really accurate正確.
94
263000
4000
その情報は非常に精確でなければなりません
04:45
When we first sequencedシーケンスされた this genomeゲノム in 1995,
95
267000
3000
私たちがはじめてこのゲノムの塩基配列を1995年に決定した時
04:48
the standard標準 of accuracy正確さ was one errorエラー per〜ごと 10,000 baseベース pairsペア.
96
270000
4000
その精度は、10万塩基につき、1塩基の誤差が含まれるものでした
04:52
We actually実際に found見つけた, on resequencing再配列 it,
97
274000
2000
私たちは、再度配列決定を行った際
04:54
30 errorsエラー; had we used that original元の sequenceシーケンス,
98
276000
3000
実際に30塩基のエラーを見つけました オリジナルの配列を利用していたら
04:57
it never would have been ableできる to be booted起動した up.
99
279000
3000
人工染色体は生体内で機能しなかったでしょう
05:00
Part of the design設計 is designing設計 pieces作品
100
282000
2000
設計の一環としては
05:02
that are 50 letters手紙 long
101
284000
3000
50塩基長の配列が、他の50塩基長の配列と
05:05
that have to overlapオーバーラップ with all the other 50-letter-文字 pieces作品
102
287000
3000
重複することで小さなサブユニットを
05:08
to buildビルドする smaller小さい subunitsサブユニット
103
290000
2000
形成するようにしていることです
05:10
we have to design設計 so they can go together一緒に.
104
292000
3000
それぞれの配列が互いに重なり合うように設計しなければなりません
05:13
We design設計 uniqueユニークな elements要素 into this.
105
295000
3000
私たちはこれにユニークな要素を加えました
05:16
You mayかもしれない have read読む that we put watermarks透かし in.
106
298000
2000
透かしを入れたのです
05:18
Think of this:
107
300000
2000
つまりこういう事です
05:20
we have a four-letter四文字 genetic遺伝的な codeコード -- A, C, G and T.
108
302000
3000
遺伝コードは、A、C、G、Tの4文字です
05:23
Tripletsトリプレット of those letters手紙
109
305000
3000
そのうちの3文字の組み合わせで
05:26
codeコード for roughly大まかに 20 aminoアミノ acids,
110
308000
2000
およそ20のアミノ酸に対応します
05:28
suchそのような that there's a singleシングル letter文字 designation指定
111
310000
3000
それぞれのアミノ酸には、一文字の記号が
05:31
for each of the aminoアミノ acids.
112
313000
2000
指定されています
05:33
So we can use the genetic遺伝的な codeコード to write書きます out words言葉,
113
315000
3000
これにより、遺伝コードを用いて単語や、文章を
05:36
sentences文章, thoughts思考.
114
318000
2000
ゲノムに埋め込むことが出来るのです
05:39
Initially当初, all we did was autographサイン it.
115
321000
2000
私たちが最初に行ったのは、自分たちの名前を埋め込む事でした
05:41
Some people were disappointed失望した there was not poetry.
116
323000
3000
ある人々は詩を埋め込まなかった事に落胆したようです
05:44
We designed設計 these pieces作品 so
117
326000
2000
私たちは、これらの断片を
05:46
we can just chew噛む back with enzymes酵素;
118
328000
3000
酵素を用いてつなぎ合わせられるように設計しました
05:50
there are enzymes酵素 that repair修復 them and put them together一緒に.
119
332000
3000
これらの断片を修正しつつ、つなぎ合わせる酵素が存在します
05:53
And we started開始した making作る pieces作品,
120
335000
2000
このような手順で、私たちはまず
05:55
starting起動 with pieces作品 that were 5,000 to 7,000 letters手紙,
121
337000
4000
5千塩基から7千塩基長までの断片を用意し
05:59
put those together一緒に to make 24,000-letter-文字 pieces作品,
122
341000
4000
それらを繋ぎ合わせて、2万4千塩基長の断片を作り
06:03
then put setsセット of those going up to 72,000.
123
345000
4000
それぞれのセットを元に7万2千塩基長までの断片を作りました
06:07
At each stageステージ, we grew成長しました up these pieces作品 in abundance豊富
124
349000
2000
それぞれの工程で、断片を多量に作ることで
06:09
so we could sequenceシーケンス them
125
351000
2000
それらの配列決定ができるようにしました
06:11
because we're trying試す to create作成する a processプロセス that's extremely極端な robustロバストな
126
353000
3000
なぜなら、私たちは一目で分かるような
06:14
that you can see in a minute.
127
356000
3000
非常に頑強な合成プロセスの構築を目指しているからです
06:17
We're trying試す to get to the pointポイント of automationオートメーション.
128
359000
3000
この工程が自動化されるレベルにまで到達できることを目指しています
06:20
So, this looks外見 like a basketballバスケットボール playoffプレーオフ.
129
362000
2000
これは、まるでバスケットボールのプレイオフのように見えます
06:22
When we get into these really large pieces作品
130
364000
2000
このように、10万塩基もの巨大な断片が
06:24
over 100,000 baseベース pairsペア,
131
366000
4000
合成される段階に入ると
06:28
they won't〜されません any longerより長いです grow成長する readily容易に in E. coli大腸菌 --
132
370000
2000
たやすく大腸菌内に合成されなくなってしまいます
06:30
it exhausts排気 all the modernモダン toolsツール of molecular分子 biology生物学 --
133
372000
4000
分子生物における最新手法が通用しないことから
06:34
and so we turned回した to other mechanismsメカニズム.
134
376000
4000
私たちは他のメカニズムに目を向けました
06:38
We knew知っていた there's a mechanism機構 calledと呼ばれる homologous同種の recombination再結合
135
380000
3000
生物には、自身のDNAをつなげ、修復する
06:41
that biology生物学 uses用途 to repair修復 DNADNA
136
383000
3000
相同組み替えというメカニズムが
06:44
that can put pieces作品 together一緒に.
137
386000
3000
存在します
06:47
Here'sここにいる an example of it:
138
389000
1000
これはその例です
06:48
there's an organism生物 calledと呼ばれる
139
390000
1000
300万ラドの
06:49
Deinococcusデイノコッカス radioduransラジオデュランス
140
391000
2000
放射線に耐えられる
06:51
that can take three millions何百万 radsラド of radiation放射線.
141
393000
3000
デイノコッカス ラディオデュランスという生物がいます
06:54
You can see in the top panelパネル, its chromosome染色体 just gets取得 blown吹かれた apart離れて.
142
396000
4000
図の上半分を見て頂くと、染色体が粉々になっていることがわかります
06:58
Twelve12 to 24 hours時間 later後で, it put it
143
400000
3000
12時間から24時間後
07:01
back together一緒に exactly正確に as it was before.
144
403000
2000
染色体は以前と同じように修復されます
07:03
We have thousands of organisms生物 that can do this.
145
405000
3000
多くの生物種はこのような特徴をもっています
07:06
These organisms生物 can be totally完全に desiccated乾燥した;
146
408000
2000
これらは完全な乾燥状態を生き抜くことが可能で
07:08
they can liveライブ in a vacuum真空.
147
410000
2000
真空でも生きることが出来ます
07:11
I am absolutely絶対に certainある that life can exist存在する in outerアウター spaceスペース,
148
413000
3000
私は、生物が宇宙空間に存在し、移動して、新しい水性の環境を
07:14
move動く around, find a new新しい aqueous水性 environment環境.
149
416000
3000
見つけ出す事ができることを確信しています
07:17
In fact事実, NASANASA has shown示された a lot of this is out there.
150
419000
4000
実際に、NASAは宇宙に生物が存在する説を多く提示しています
07:21
Here'sここにいる an actual実際の micrograph顕微鏡写真 of the molecule分子 we built建てられた
151
423000
4000
これは私たちがこれらのプロセスを用いて合成した分子の
07:25
usingを使用して these processesプロセス, actually実際に just usingを使用して yeast酵母 mechanismsメカニズム
152
427000
4000
実際の顕微鏡写真です イースト菌のメカニズムを利用し
07:29
with the right design設計 of the pieces作品 we put them in;
153
431000
3000
デザインした染色体の断片を細胞内に送り込みました
07:32
yeast酵母 puts置く them together一緒に automatically自動的に.
154
434000
3000
イースト菌はそれらを自動的に繋げ合わせました
07:35
This is not an electron電子 micrograph顕微鏡写真;
155
437000
2000
これは電子顕微鏡写真ではなく
07:37
this is just a regular定期的 photomicrograph顕微鏡写真.
156
439000
2000
光学顕微鏡写真です
07:39
It's suchそのような a large molecule分子
157
441000
2000
あまりにも巨大な分子のため
07:41
we can see it with a light microscope顕微鏡.
158
443000
3000
光学顕微鏡で見ることができます
07:44
These are picturesピクチャー over about a six-second6秒 period期間.
159
446000
3000
これらの写真は大体6秒間隔で撮影されました
07:47
So, this is the publication出版 we had just a shortショート while ago.
160
449000
4000
これはつい最近、私たちが発表したものです
07:51
This is over 580,000 letters手紙 of genetic遺伝的な codeコード;
161
453000
3000
これは58万塩基以上もの遺伝コードで構成されています
07:54
it's the largest最大 molecule分子 ever made by humans人間 of a defined定義された structure構造.
162
456000
5000
人類の手によって生み出された最大の分子であり
07:59
It's over 300 million百万 molecular分子 weight重量.
163
461000
3000
分子量は、3億以上です
08:02
If we printed印刷された it out at a 10 fontフォント with no spacing間隔,
164
464000
3000
もし、スペース無しでフォントサイズを10に指定し印刷した場合
08:05
it takes 142 pagesページ
165
467000
2000
この遺伝コードを
08:07
just to print印刷する this genetic遺伝的な codeコード.
166
469000
4000
印刷するだけで、142ページ必要となります
08:11
Well, how do we bootブート up a chromosome染色体? How do we activate活性化する this?
167
473000
3000
それでは、この染色体を機能させるにはどうすればよいでしょうか
08:14
Obviously明らかに, with a virusウイルス it's prettyかなり simple単純;
168
476000
3000
ウイルスの場合は非常に簡単です
08:17
it's much more complicated複雑な dealing対処する with bacteria細菌.
169
479000
3000
細菌を扱う場合は、はるかに複雑になります
08:20
It's alsoまた、 simplerより単純な when you go
170
482000
2000
私たちのように
08:22
into eukaryotes真核生物 like ourselves自分自身:
171
484000
2000
真核生物の場合も簡単です
08:24
you can just popポップ out the nucleus
172
486000
2000
細胞から細胞核を抜き出し
08:26
and popポップ in another別の one,
173
488000
2000
別の細胞核を入れるという
08:28
and that's what you've all heard聞いた about with cloningクローニング.
174
490000
3000
皆さんがご存知のクローン技術を行うのです
08:31
With bacteria細菌 and Archaea古風な, the chromosome染色体 is integrated統合された into the cell細胞,
175
493000
4000
細菌や古細菌の場合は、染色体は細胞内に一体化しているのですが
08:35
but we recently最近 showed示した that we can do a completeコンプリート transplant移植
176
497000
4000
最近、私たちは、細胞内の染色体を
08:39
of a chromosome染色体 from one cell細胞 to another別の
177
501000
2000
別の細胞に完全に移植し、機能させることが
08:41
and activate活性化する it.
178
503000
3000
できることを証明しました
08:44
We purified精製された a chromosome染色体 from one microbial微生物 species --
179
506000
4000
私たちは、まず単一の微生物種の染色体を精製しました
08:48
roughly大まかに, these two are as distant遠い as human人間 and miceマウス --
180
510000
3000
大雑把に言うと、移植先と移植元は、ヒトとマウスと同じくらい異なる種です
08:51
we added追加された a few少数 extra余分な genes遺伝子
181
513000
2000
次に私たちは、この染色体を選択的に抽出できるように
08:53
so we could select選択する for this chromosome染色体,
182
515000
2000
新たにいくつかの遺伝子を加えました
08:55
we digested消化された it with enzymes酵素
183
517000
2000
そして不要なタンパク質を取り除くため
08:57
to kill殺します all the proteinsタンパク質,
184
519000
2000
酵素を用いました
08:59
and it was prettyかなり stunning見事な when we put this in the cell細胞 --
185
521000
3000
私たちの高度に洗練されたイラストに対して
09:02
and you'llあなたは appreciate感謝する
186
524000
2000
皆さんは感心されるかと思いますが
09:04
our very sophisticated洗練された graphicsグラフィックス here.
187
526000
3000
この染色体を細胞内に加えた時の瞬間は驚くべきものでした
09:07
The new新しい chromosome染色体 went行った into the cell細胞.
188
529000
3000
この新しい染色体は見事に、細胞内に移植されたのです
09:10
In fact事実, we thought this mightかもしれない be as far遠い as it went行った,
189
532000
2000
実は、私たちはこの段階で行ける所まで行ったと
09:12
but we tried試した to design設計 the processプロセス a little bitビット furtherさらに.
190
534000
3000
考えていましたが、更に先の過程まで取り組む事にしました
09:15
This is a majorメジャー mechanism機構 of evolution進化 right here.
191
537000
3000
皆さんがご覧になっているのは進化の主要なメカニズムそのものです
09:18
We find all kinds種類 of species
192
540000
2000
どこからともなく、2つ目や3つ目の
09:20
that have taken撮影 up a second二番 chromosome染色体
193
542000
2000
染色体を自身の細胞に取り込み
09:22
or a third三番 one from somewhereどこかで,
194
544000
2000
数千種類もの新しい特性を
09:24
adding追加する thousands of new新しい traits形質
195
546000
2000
即座に獲得したあらゆる種類の種を
09:26
in a second二番 to that species.
196
548000
2000
今までに発見しています
09:28
So, people who think of evolution進化
197
550000
2000
進化というものを、単一の遺伝子が一つずつ
09:30
as just one gene遺伝子 changing変化 at a time
198
552000
2000
変化するものであると考えられている人たちは
09:32
have missed逃した much of biology生物学.
199
554000
3000
生物学のほんの一面しかご存知ないものと思われます
09:35
There are enzymes酵素 calledと呼ばれる restriction制限 enzymes酵素
200
557000
2000
DNAを切断する制限酵素という
09:37
that actually実際に digestダイジェスト DNADNA.
201
559000
2000
酵素が存在します
09:39
The chromosome染色体 that was in the cell細胞
202
561000
2000
細胞内における既存の染色体には
09:41
doesn't have one;
203
563000
2000
制限酵素遺伝子は存在しませんでしたが
09:43
the chromosome染色体 we put in does.
204
565000
2000
細胞内に加えた染色体には存在しました
09:45
It got expressed表現された and it recognized認識された
205
567000
2000
その制限酵素遺伝子が発現し
09:47
the other chromosome染色体 as foreign外国人 material材料,
206
569000
3000
既存の染色体を異物と認識して切断した為
09:50
chewed噛んだ it up, and so we ended終了しました up
207
572000
2000
最終的には、新しく導入した染色体のみが
09:52
just with a cell細胞 with the new新しい chromosome染色体.
208
574000
4000
細胞内に存在することになりました
09:56
It turned回した blue because of the genes遺伝子 we put in it.
209
578000
3000
青色に染まったのは私たちが加えた遺伝子に関係します
09:59
And with a very shortショート period期間 of time,
210
581000
2000
そして非常に短い時間のうちに
10:01
all the characteristics特性 of one species were lost失われた
211
583000
3000
元の生物種が持っていた全ての特徴は失われ
10:04
and it converted変換された totally完全に into the new新しい species
212
586000
3000
私たちが細胞内に導入した新しいソフトウェアによって
10:07
basedベース on the new新しい softwareソフトウェア that we put in the cell細胞.
213
589000
3000
まったく新しい生物種に生まれ変わったのです
10:10
All the proteinsタンパク質 changedかわった,
214
592000
2000
全てのタンパク質は変化し
10:12
the membranes changedかわった;
215
594000
2000
細胞膜も変化しました
10:14
when we read読む the genetic遺伝的な codeコード, it's exactly正確に what we had transferred移転した in.
216
596000
4000
遺伝コードを配列解析したとき、それは私たちが移植した染色体そのものでした
10:18
So, this mayかもしれない sound like genomicゲノム alchemy錬金術,
217
600000
3000
まるでゲノムを対象とした錬金術に聞こえるかもしれませんが
10:21
but we can, by moving動く the softwareソフトウェア of DNADNA around,
218
603000
4000
ソフトウェアとしてのDNAを移し替える事によって
10:25
change変化する things quiteかなり dramatically劇的に.
219
607000
4000
細胞の性質を劇的に変化させることが出来るのです
10:29
Now I've argued主張した, this is not genesis起源;
220
611000
2000
これは生命を単純に生み出す研究ではありません
10:31
this is building建物 on three and a halfハーフ billion years of evolution進化.
221
613000
4000
35億年もの進化の上に作られた研究であることを私は先ほど言いました
10:36
And I've argued主張した that we're about to perhapsおそらく
222
618000
2000
そして、私たちはもうすぐ
10:38
create作成する a new新しい versionバージョン of the Cambrianカンブリア explosion爆発,
223
620000
3000
このデジタルデザインを元に
10:41
where there's massive大規模 new新しい speciationスペシエーション
224
623000
3000
膨大な種の分化に伴う
10:45
basedベース on this digitalデジタル design設計.
225
627000
2000
新しいタイプのカンブリア爆発を引き起こすことになるでしょう
10:47
Why do this?
226
629000
2000
なぜこのような事を研究するのでしょうか
10:49
I think this is prettyかなり obvious明らか in terms条項 of some of the needsニーズ.
227
631000
2000
この研究にはいくつかのニーズがあることから理由は明確だと思います
10:51
We're about to go from six6 and a halfハーフ
228
633000
2000
次の40年の間に人口は
10:53
to nine9人 billion people over the next 40 years.
229
635000
3000
65億人から90億人まで増加すると予測されています
10:56
To put it in contextコンテキスト for myself私自身:
230
638000
2000
私自身を例としますと
10:58
I was bornうまれた in 1946.
231
640000
2000
私は1946年生まれです
11:00
There are now three people on the planet惑星
232
642000
2000
今は、この星に住む人々の中で
11:02
for everyすべて one of us that existed存在した in 1946;
233
644000
4000
三人に一人は、1946年の頃を生きた世代です
11:06
within以内 40 years, there'llそこに be four4つの.
234
648000
3000
40年後には四人に一人という数になります
11:09
We have troubleトラブル feeding給餌, providing提供する fresh新鮮な, cleanクリーン water,
235
651000
3000
65億人を対象として、全員に安全な水と
11:12
medicines, fuel燃料
236
654000
2000
薬や、燃料を
11:14
for the six6 and a halfハーフ billion.
237
656000
3000
提供することは困難な状態です
11:17
It's going to be a stretchストレッチ to do it for nine9人.
238
659000
2000
90億人になったら更に困難が予想されます
11:19
We use over five billion tonsトン of coal石炭,
239
661000
3000
私たちは、50億トンもの石炭を消費し
11:22
30 billion-plus十億プラス barrelsバレル of oil --
240
664000
3000
300億バレル以上もの石油を消費します
11:25
that's a hundred million百万 barrelsバレル a day.
241
667000
4000
これは、一日1億バレルの消費量に相当します
11:29
When we try to think of biological生物学的 processesプロセス
242
671000
2000
この状況を解決する生物学的プロセスや
11:31
or any processプロセス to replace置き換える that,
243
673000
3000
別のプロセスを考えた時
11:34
it's going to be a huge巨大 challengeチャレンジ.
244
676000
2000
それは、途方もなく大きな挑戦になるでしょう
11:36
Then of courseコース, there's all that
245
678000
2000
そして、当然のことながら、それらの
11:38
COCO2 from this material材料
246
680000
2000
物質から大気中に二酸化炭素が
11:40
that ends終わり up in the atmosphere雰囲気.
247
682000
3000
排出されることとなります
11:43
We now, from our discovery発見 around the world世界,
248
685000
2000
私たちは現在、世界中の発見によって
11:45
have a databaseデータベース with about 20 million百万 genes遺伝子,
249
687000
4000
およそ2千万の遺伝子のデータベースを持っていますが
11:49
and I like to think of these as the design設計 componentsコンポーネント of the future未来.
250
691000
4000
これらを私は、未来への構成要素であると考えています
11:53
The electronicsエレクトロニクス industry業界 only had a dozenダース or so componentsコンポーネント,
251
695000
3000
エレクトロニクス産業において、ほんの一握りの構成要素から
11:56
and look at the diversity多様性 that came来た out of that.
252
698000
4000
生まれた多様性に目を向けてみてください
12:00
We're limited限られた here primarily主に
253
702000
2000
私たちは、生物学的現実と
12:02
by a biological生物学的 reality現実
254
704000
2000
私たち自身の想像力によって
12:04
and our imagination想像力.
255
706000
2000
最初から制約を設けてしまっています
12:07
We now have techniques技術,
256
709000
2000
今、私たちは結合ゲノミクスと私たちが呼ぶ
12:09
because of these rapid迅速な methodsメソッド of synthesis合成,
257
711000
3000
新しい研究領域の基礎となる
12:12
to do what we're calling呼び出し combinatorialコンビナトリアル genomicsゲノミクス.
258
714000
4000
高速な化学物質の合成技術を持っています
12:16
We have the ability能力 now to buildビルドする a large robotロボット
259
718000
3000
今では、一日で100万もの染色体を
12:19
that can make a million百万 chromosomes染色体 a day.
260
721000
3000
生成する巨大ロボットを製造する能力も私達は持ち合わせています
12:23
When you think of processing処理 these 20 million百万 different異なる genes遺伝子
261
725000
3000
2千万種類の異なる遺伝子を選別したり
12:26
or trying試す to optimize最適化する processesプロセス
262
728000
2000
オクタンや、新しいワクチンをはじめ、薬剤を生成するために
12:28
to produce作物 octaneオクタン or to produce作物 pharmaceuticals医薬品,
263
730000
3000
代謝経路を最適化しようと考える場合
12:31
new新しい vaccinesワクチン,
264
733000
3000
私たちは
12:34
we can just with a small小さい teamチーム,
265
736000
3000
ほんの少人数の研究チームと
12:37
do more molecular分子 biology生物学
266
739000
2000
分子生物学的実験を行うことで
12:39
than the last 20 years of all science科学.
267
741000
3000
この20年間で蓄積された科学以上の成果を上げる事が出来ます
12:42
And it's just standard標準 selection選択:
268
744000
2000
様々なデザインの選択が可能となります
12:44
we can select選択する for viability生存率,
269
746000
2000
生存能力の向上をはじめ
12:46
chemical化学 or fuel燃料 production製造,
270
748000
2000
化学物質や燃料生成
12:48
vaccineワクチン production製造, etc.
271
750000
2000
ワクチン生成など、様々なデザインの選択が可能です
12:50
This is a screen画面 snapshotスナップショット
272
752000
3000
これは、私たちが開発している
12:53
of some true真実 design設計 softwareソフトウェア
273
755000
3000
生物のデザインソフトウェアの画面ショットで
12:56
that we're workingワーキング on to actually実際に be ableできる to sit座る down
274
758000
3000
生物種の設計をコンピューター上で
12:59
and design設計 species in the computerコンピューター.
275
761000
3000
椅子に座りながら取り組むことができるものです
13:03
You know, we don't know necessarily必ずしも what it'llそれはよ look like:
276
765000
3000
その生物種が実際どのような姿となるのかは、分かりかねますが
13:06
we know exactly正確に what their彼らの genetic遺伝的な codeコード looks外見 like.
277
768000
3000
その生物種の遺伝コードがどのような配列を持っているかは、確実に分かります
13:09
We're focusingフォーカス on now fourth-generation第四世代 fuels燃料.
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私たちは、今、第4世代の燃料に関心を寄せています
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You've seen見た recently最近, cornコーン to ethanolエタノール
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最近は、トウモロコシからエタノールを精製することが
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is just a bad悪い experiment実験.
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非常に効率の悪い実験であることを、皆さんもご存知のはずです
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We have second-二番- and third-generation第三世代 fuels燃料
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砂糖からもっと高付加価値の燃料である
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that will be coming到来 out relatively比較的 soonすぐに
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オクタンや、ブタノールなど
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that are sugarシュガー, to much higher-valueより高い価値 fuels燃料
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第2、第3世代の燃料が
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like octaneオクタン or different異なる typesタイプ of butanolブタノール.
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近々登場することになると思います
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But the only way we think that biology生物学
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一方、私たちが考える
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can have a majorメジャー impact影響 withoutなし
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食料の生産コストの増大と供給量の制限をかけない
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furtherさらに increasing増加する the costコスト of foodフード and limiting制限する its availability可用性
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効果的な生物学的手法は
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is if we start開始 with COCO2 as its feedstock原料,
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二酸化炭素を原料にする所から始まります
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and so we're workingワーキング with designing設計 cells細胞 to go down this road道路.
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現在私たちは、この目的に即した細胞を設計しており
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And we think we'll私たちは have the first fourth-generation第四世代 fuels燃料
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第四世代の燃料を18ヶ月後には発表できると
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in about 18 months数ヶ月.
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考えています
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Sunlight太陽光 and COCO2 is one method方法 ...
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日光と二酸化炭素を利用するのは一つの手法ですが
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(Applause拍手)
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(拍手)
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but in our discovery発見 around the world世界,
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私たちの発見によって
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we have all kinds種類 of other methodsメソッド.
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様々な別の手法も利用できるようになりました
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This is an organism生物 we described記載された in 1996.
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これは、1996年に私たちが発表した生物種です
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It lives人生 in the deep深い ocean海洋,
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1.5マイル程の深海において
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about a mileマイル and a halfハーフ deep深い,
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熱湯に近い水温の中で
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almostほぼ at boiling-water沸騰したお湯 temperatures温度.
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生息しています
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It takes COCO2 to methaneメタン
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この生物種は二酸化炭素を
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usingを使用して molecular分子 hydrogen水素 as its energyエネルギー sourceソース.
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水素分子をエネルギー源として、メタンを生成します
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We're looking to see if we can take
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私たちは、いくつかの場所から
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captured捕獲 COCO2,
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収集した
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whichどの can easily簡単に be pipedパイプされた to sitesサイト,
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二酸化炭素を簡単に一カ所に集め
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convert変換する that COCO2 back into fuel燃料
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それらを燃料に変換することが
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to driveドライブ this processプロセス.
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可能かどうか研究を続けています
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So, in a shortショート period期間 of time,
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非常に短期間の間に
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we think that we mightかもしれない be ableできる to increase増加する
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「生命とは何か」という命題を
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what the basic基本的な question質問 is of "What is life?"
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より深めることになると私たちは考えます
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We truly真に, you know,
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皆さんもご存知のように
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have modest控えめな goalsゴール
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私たちは全ての石油化学産業を
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of replacing置き換える the whole全体 petrol-chemical石油化学 industry業界 --
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入れ替えるという非常に控えめな目標を持っています
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(Laughter笑い) (Applause拍手)
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(笑) (拍手)
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Yeah. If you can't do that at TEDTED, where can you? --
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ええ、TEDで出来なければ、どこでやれるでしょうか
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(Laughter笑い)
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(笑)
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become〜になる a majorメジャー sourceソース of energyエネルギー ...
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エネルギー源の主要な生産手法となることの他に
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But alsoまた、, we're now workingワーキング on usingを使用して these same同じ toolsツール
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更に私たちは同じ技術を用いて
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to come up with instantインスタント setsセット of vaccinesワクチン.
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ワクチンの即時生産手法の開発を行っています
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You've seen見た this year with fluインフルエンザ;
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この年はインフルエンザの流行が記憶に新しい所ですが
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we're always a year behind後ろに and a dollarドル shortショート
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私たちは、いつも効果のあるワクチンを用意するまでに
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when it comes来る to the right vaccineワクチン.
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予算面でも一年出遅れてしまいます
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I think that can be changedかわった
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これは、前もって組み合わせワクチンを
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by building建物 combinatorialコンビナトリアル vaccinesワクチン in advance前進.
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設計しておくことで事態は変わると考えます
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Here'sここにいる what the future未来 mayかもしれない beginベギン to look like
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これは、将来の生物進化系統樹を示すものです
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with changing変化, now, the evolutionary進化的 tree,
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合成細菌、合成古細菌、そしていずれは登場するであろう
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speedingスピード up evolution進化
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合成真核生物により
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with synthetic合成 bacteria細菌, Archaea古風な
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進化を促進された生物が新たに加わった
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and, eventually最終的に, eukaryotes真核生物.
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新しい進化系統樹を示しています
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We're a ways方法 away from improving改善する people:
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人間を改良するという目標は果てしなく遠い道のりです
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our goalゴール is just to make sure that we have a chanceチャンス
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私たちの目標は、今後その目標に到達できるまで
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to survive生き残ります long enough十分な to maybe do that. Thank you very much.
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長生きすることです ありがとうございました
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(Applause拍手)
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Translated by Yuki Okada
Reviewed by Masahiro Kyushima

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ABOUT THE SPEAKER
Craig Venter - Biologist, genetics pioneer
In 2001, Craig Venter made headlines for sequencing the human genome. In 2003, he started mapping the ocean's biodiversity. And now he's created the first synthetic lifeforms -- microorganisms that can produce alternative fuels.

Why you should listen

Craig Venter, the man who led the private effort to sequence the human genome, is hard at work now on even more potentially world-changing projects.

First, there's his mission aboard the Sorcerer II, a 92-foot yacht, which, in 2006, finished its voyage around the globe to sample, catalouge and decode the genes of the ocean's unknown microorganisms. Quite a task, when you consider that there are tens of millions of microbes in a single drop of sea water. Then there's the J. Craig Venter Institute, a nonprofit dedicated to researching genomics and exploring its societal implications.

In 2005, Venter founded Synthetic Genomics, a private company with a provocative mission: to engineer new life forms. Its goal is to design, synthesize and assemble synthetic microorganisms that will produce alternative fuels, such as ethanol or hydrogen. He was on Time magzine's 2007 list of the 100 Most Influential People in the World.

In early 2008, scientists at the J. Craig Venter Institute announced that they had manufactured the entire genome of a bacterium by painstakingly stitching together its chemical components. By sequencing a genome, scientists can begin to custom-design bootable organisms, creating biological robots that can produce from scratch chemicals humans can use, such as biofuel. And in 2010, they announced, they had created "synthetic life" -- DNA created digitally, inserted into a living bacterium, and remaining alive.

More profile about the speaker
Craig Venter | Speaker | TED.com