TED2018
Dan Gibson: How to build synthetic DNA and send it across the internet
Dan Gibson: Hoe synthetisch DNA maken en het via internet verzenden
Filmed:
Readability: 5.9
1,461,746 views
Bioloog Dan Gibson bewerkt en programmeert DNA, net zoals programmeurs een computer programmeren. Maar zijn 'code' schept leven en stelt wetenschappers in staat om digitale informatie om te zetten in biologisch materiaal zoals eiwitten en vaccins. Nu is hij op weg naar een nieuw project: 'biologisch transport' dat de belofte inhoudt om nieuwe medicijnen over de hele wereld via internet te verzenden. Leer meer over hoe deze technologie de manier waarop we reageren op ziekte-uitbraken zou kunnen veranderen en ons in staat zou kunnen stellen om gepersonaliseerde recepten thuis te downloaden.
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
Ik wil jullie wat vertellen
over het maken van synthetische cellen
over het maken van synthetische cellen
00:16
and printing life.
1
4587
1945
en het afdrukken van leven.
00:18
But first, let me tell you a quick story.
2
6556
2483
Maar eerst snel een verhaal.
00:21
On March 31, 2013,
3
9063
2506
Op 31 maart 2013
00:23
my team and I received an email
from an international health organization,
from an international health organization,
4
11593
4183
kregen mijn team en ik een e-mail van
een internationale gezondheidsorganisatie
een internationale gezondheidsorganisatie
00:27
alerting us that two men died in China
5
15800
2833
om ons te waarschuwen dat
twee mensen in China stierven,
twee mensen in China stierven,
00:30
shortly after contracting
the H7N9 bird flu.
the H7N9 bird flu.
6
18657
3055
kort na het krijgen
van de H7N9-vogelgriep.
van de H7N9-vogelgriep.
00:34
There were fears of a global pandemic
7
22149
1857
Er werd gevreesd
voor een wereldwijde pandemie
voor een wereldwijde pandemie
00:36
as the virus started rapidly
moving across China.
moving across China.
8
24030
3333
toen het virus zich
snel over China verspreidde.
snel over China verspreidde.
Hoewel methoden bestonden
om een griepvaccin te produceren
om een griepvaccin te produceren
00:40
Although methods existed
to produce a flu vaccine
to produce a flu vaccine
9
28004
2782
00:42
and stop the disease from spreading,
10
30810
1972
en de verspreiding
van de ziekte te stoppen,
van de ziekte te stoppen,
00:44
at best, it would not be available
for at least six months.
for at least six months.
11
32806
3844
was dat in het beste geval
pas na zes maanden beschikbaar.
pas na zes maanden beschikbaar.
00:49
This is because a slow, antiquated
flu vaccine manufacturing process
flu vaccine manufacturing process
12
37474
4730
Dat kwam omdat een traag, verouderd
productieproces voor griepvaccin,
productieproces voor griepvaccin,
00:54
developed over 70 years ago
was the only option.
was the only option.
13
42228
3958
meer dan 70 jaar geleden ontwikkeld,
de enige optie was.
de enige optie was.
00:59
The virus would need to be isolated
from infected patients,
from infected patients,
14
47140
3452
Het virus moest worden geïsoleerd
van geïnfecteerde patiënten,
van geïnfecteerde patiënten,
01:02
packaged up and then sent to a facility
15
50616
2294
verpakt en vervolgens verstuurd
naar een bedrijf
naar een bedrijf
01:04
where scientists would inject
the virus into chicken eggs,
the virus into chicken eggs,
16
52934
4016
waar wetenschappers het virus
zouden injecteren in kippeneieren,
zouden injecteren in kippeneieren,
01:08
and incubate those chicken eggs
for several weeks
for several weeks
17
56974
2571
die eieren enkele weken lang incuberen
01:11
in order to prepare the virus
for the start of a multistep,
for the start of a multistep,
18
59569
3722
om het virus voor te bereiden
voor de start van een meerstaps,
voor de start van een meerstaps,
01:15
multimonth flu vaccine
manufacturing process.
manufacturing process.
19
63315
3282
maandenlang productieproces
voor een griepvaccin.
voor een griepvaccin.
01:19
My team and I received this email
20
67363
1994
Mijn team en ik kregen deze e-mail
01:21
because we had just invented
a biological printer,
a biological printer,
21
69381
3886
omdat we vlak daarvoor
een biologische printer hadden ontwikkeld
een biologische printer hadden ontwikkeld
01:25
which would allow
for the flu vaccine instructions
for the flu vaccine instructions
22
73291
2421
die het mogelijk kon maken
om de instructies voor het griepvaccin
om de instructies voor het griepvaccin
01:27
to be instantly downloaded
from the internet and printed.
from the internet and printed.
23
75736
3321
direct van het internet te downloaden
en af te drukken.
en af te drukken.
01:31
Drastically speeding up the way
in which flu vaccines are made,
in which flu vaccines are made,
24
79633
3286
Dit versnelde drastisch de manier
waarop griepvaccins worden gemaakt
waarop griepvaccins worden gemaakt
01:34
and potentially saving thousands of lives.
25
82943
2800
en kon zo duizenden levens sparen.
01:38
The biological printer leverages
our ability to read and write DNA
our ability to read and write DNA
26
86776
4974
De biologische printer
tilt ons vermogen om DNA te lezen
en schrijven op een hoger plan
en schrijven op een hoger plan
01:43
and starts to bring into focus
27
91774
1970
en brengt iets binnen bereik
dat wij graag omschrijven
als biologische teleportatie.
als biologische teleportatie.
01:45
what we like to call
biological teleportation.
biological teleportation.
28
93768
3133
01:49
I am a biologist and an engineer
who builds stuff out of DNA.
who builds stuff out of DNA.
29
97704
4200
Ik ben een bioloog en een ingenieur
die dingen maakt van DNA.
die dingen maakt van DNA.
Geloof het of niet,
een van mijn favoriete bezigheden is
een van mijn favoriete bezigheden is
01:54
Believe it or not,
one of my favorite things to do
one of my favorite things to do
30
102577
2349
01:56
is to take DNA apart
and put it back together
and put it back together
31
104950
2377
DNA uit elkaar halen
en weer in elkaar zetten
en weer in elkaar zetten
01:59
so that I can understand
better how it works.
better how it works.
32
107351
2758
zodat ik beter kan snappen hoe het werkt.
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
Ik kan DNA bewerken
en programmeren om dingen te doen,
en programmeren om dingen te doen,
net zoals programmeurs
een computer programmeren.
een computer programmeren.
02:07
But my apps are different.
34
115797
1801
Maar mijn apps zijn anders.
02:09
They create life.
35
117622
1246
Zij scheppen leven.
02:10
Self-replicating living cells
and things like vaccines and therapeutics
and things like vaccines and therapeutics
36
118892
4272
Zelfreplicerende levende cellen
en dingen als vaccins en geneesmiddelen
en dingen als vaccins en geneesmiddelen
02:15
that work in ways
that were previously impossible.
that were previously impossible.
37
123188
3107
die werken op een manier
die voorheen onmogelijk was.
die voorheen onmogelijk was.
02:19
Here's National Medal of Science
recipient Craig Venter
recipient Craig Venter
38
127141
3301
Dit is Craig Venter, ontvanger
van de National Medal of Science,
van de National Medal of Science,
02:22
and Nobel laureate Ham Smith.
39
130466
2135
en Nobelprijswinnaar Ham Smith.
02:25
These two guys shared a similar vision.
40
133038
2309
Deze twee kerels
deelden een gelijkaardige visie.
deelden een gelijkaardige visie.
02:27
That vision was, because all
of the functions and characteristics
of the functions and characteristics
41
135371
4397
Die visie was dat alle
functies en kenmerken
functies en kenmerken
02:31
of all biological entities,
including viruses and living cells,
including viruses and living cells,
42
139792
4157
van alle biologische entiteiten,
inbegrepen virussen en levende cellen,
inbegrepen virussen en levende cellen,
02:35
are written into the code of DNA,
43
143973
2430
worden geschreven in DNA-code.
02:38
if one can read and write
that code of DNA,
that code of DNA,
44
146427
3396
En als men die DNA-code
kan lezen en schrijven,
kan lezen en schrijven,
02:41
then they can be reconstructed
in a distant location.
in a distant location.
45
149847
3263
dan kunnen ze worden gereconstrueerd
op een verre locatie.
op een verre locatie.
02:46
This is what we mean
by biological teleportation.
by biological teleportation.
46
154043
3334
Dit is wat we bedoelen
met biologische teleportatie.
met biologische teleportatie.
02:50
To prove out this vision,
47
158210
1342
Om deze visie te bewijzen
02:51
Craig and Ham set a goal
of creating, for the first time,
of creating, for the first time,
48
159576
2993
stelden Craig en Ham zich tot doel
om voor het eerst
om voor het eerst
02:54
a synthetic cell, starting
from DNA code in the computer.
from DNA code in the computer.
49
162593
3153
een synthetische cel te creëren
uitgaande van DNA-code in de computer.
uitgaande van DNA-code in de computer.
02:58
I mean, come on,
as a scientist looking for a job,
as a scientist looking for a job,
50
166284
4857
Nou, als wetenschapper op zoek
naar een onderzoeksbaan aan de frontlinie
is dit wel de crème de la crème.
is dit wel de crème de la crème.
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
03:06
(Laughter)
52
174252
1759
(Gelach)
03:08
OK, a genome is a complete set
of DNA within an organism.
of DNA within an organism.
53
176035
4527
Een genoom is de complete set
van DNA in een organisme.
van DNA in een organisme.
03:13
Following the Human
Genome Project in 2003,
Genome Project in 2003,
54
181138
2709
Naar aanleiding van het Human
Genome Project in 2003,
Genome Project in 2003,
03:15
which was an international
effort to identify
effort to identify
55
183871
2199
een internationale samenwerking
om de complete genetische blauwdruk
om de complete genetische blauwdruk
03:18
the complete genetic blueprint
of a human being,
of a human being,
56
186094
3158
van een menselijk wezen te identificeren,
03:21
a genomics revolution happened.
57
189276
2253
kregen we een revolutie in de genomica.
03:23
Scientists started mastering
the techniques for reading DNA.
the techniques for reading DNA.
58
191553
3692
Wetenschappers kregen de technieken
om DNA te lezen van onder de knie.
om DNA te lezen van onder de knie.
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
Om de volgorde van de A’s, C’s, T’s
en G’s in een organisme te bepalen.
en G’s in een organisme te bepalen.
03:30
within an organism.
60
198587
1266
Maar ik deed iets heel anders.
03:32
But my job was far different.
61
200475
1556
Ik moest de technieken voor het schrijven
van DNA onder de knie krijgen.
van DNA onder de knie krijgen.
03:34
I needed to master
the techniques for writing DNA.
the techniques for writing DNA.
62
202412
3006
03:37
Like an author of a book,
63
205442
1270
Net als bij een boek
03:38
this started out
as writing short sentences,
as writing short sentences,
64
206736
2182
begon dit met het schrijven
van korte zinnen,
van korte zinnen,
03:40
or sequences of DNA code,
65
208942
2103
of sequenties van DNA-code,
03:43
but this soon turned into
writing paragraphs
writing paragraphs
66
211069
2278
maar dat werden al snel paragrafen
03:45
and then full-on novels of DNA code,
67
213371
2365
en vervolgens volledige
romans in DNA-code,
romans in DNA-code,
03:47
to make important biological instructions
for proteins and living cells.
for proteins and living cells.
68
215760
4229
om belangrijke biologische instructies
voor eiwitten en levende cellen te maken.
voor eiwitten en levende cellen te maken.
Niets beters dan levende cellen
03:52
Living cells are nature's most efficient
machines at making new products,
machines at making new products,
69
220466
3500
voor het maken van nieuwe producten.
03:55
accounting for the production
70
223990
1659
Ze staan in voor de productie
03:57
of 25 percent of the total
pharmaceutical market,
pharmaceutical market,
71
225673
3571
van 25% van de totale
farmaceutische markt,
farmaceutische markt,
ter waarde van miljarden dollars.
04:01
which is billions of dollars.
72
229268
1933
04:03
We knew that writing DNA
would drive this bioeconomy even more,
would drive this bioeconomy even more,
73
231823
3881
We wisten dat het schrijven van DNA
deze bio-economie nog verder zou brengen,
deze bio-economie nog verder zou brengen,
04:07
once cells could be programmed
just like computers.
just like computers.
74
235728
3166
eenmaal cellen zouden kunnen worden
geprogrammeerd, net als computers.
geprogrammeerd, net als computers.
We wisten ook dat schrijven van DNA
biologische teleportatie mogelijk maakte:
biologische teleportatie mogelijk maakte:
04:11
We also knew that writing DNA
would enable biological teleportation ...
would enable biological teleportation ...
75
239339
4651
04:17
the printing of defined,
biological material,
biological material,
76
245186
2908
afdrukken van gedefinieerd,
biologisch materiaal
biologisch materiaal
04:20
starting from DNA code.
77
248118
1695
uitgaande van de DNA-code.
04:22
As a step toward bringing
these promises to fruition,
these promises to fruition,
78
250575
2962
Om deze beloften waar te maken,
stelde ons team zich ten doel
om voor de eerste keer
om voor de eerste keer
04:25
our team set out to create,
for the first time,
for the first time,
79
253561
2722
04:28
a synthetic bacterial cell,
80
256307
2238
een synthetische bacteriële cel te maken
04:30
starting from DNA code in the computer.
81
258569
2599
uitgaande van DNA-code in de computer.
04:33
Synthetic DNA is a commodity.
82
261918
2127
Synthetisch DNA is een grondstof.
04:36
You can order very short pieces of DNA
from a number of companies,
from a number of companies,
83
264069
3611
Je kunt heel korte stukjes DNA
bestellen bij een aantal bedrijven,
bestellen bij een aantal bedrijven,
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
en ze zullen uit deze vier flesjes
met de chemische bestanddelen van DNA,
met de chemische bestanddelen van DNA,
04:43
G, A, T and C,
85
271395
1445
G, A, T en 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
zeer korte stukjes DNA voor je bouwen.
04:48
Over the past 15 years or so,
87
276986
1833
In de afgelopen 15 jaar of zo
04:50
my teams have been
developing the technology
developing the technology
88
278843
2323
ontwikkelden mijn teams de technologie
04:53
for stitching together
those short pieces of DNA
those short pieces of DNA
89
281190
2756
om die korte stukjes DNA
aan elkaar te naaien
aan elkaar te naaien
04:55
into complete bacterial genomes.
90
283970
2190
tot volledige bacteriële genomen.
04:58
The largest genome that we constructed
contained over one million letters.
contained over one million letters.
91
286871
4333
Ons grootste genoom omvatte
meer dan één miljoen letters.
meer dan één miljoen letters.
05:03
Which is more than twice the size
of your average novel,
of your average novel,
92
291942
2660
Dat is meer dan twee keer de grootte
van een gemiddelde roman
van een gemiddelde roman
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
en we moesten elk van die letters
in de juiste volgorde zetten
in de juiste volgorde zetten
05:10
without a single typo.
94
298093
1269
zonder één enkele tikfout.
05:11
We were able to accomplish this
by developing a procedure
by developing a procedure
95
299386
4293
Dit kon door het ontwikkelen
van een procedure
van een procedure
05:15
that I tried to call the "one-step
isothermal in vitro recombination method."
isothermal in vitro recombination method."
96
303703
5047
die ik de ‘éénstaps isotherme in vitro
recombinatiemethode’ probeerde te noemen.
recombinatiemethode’ probeerde te noemen.
05:20
(Laughter)
97
308774
2089
(Gelach)
05:22
But, surprisingly, the science community
didn't like this technically accurate name
didn't like this technically accurate name
98
310887
4992
Verrassend genoeg vond
de wetenschappelijke gemeenschap
de wetenschappelijke gemeenschap
deze technisch nauwkeurige naam niet leuk
05:27
and decided to call it Gibson Assembly.
99
315903
2600
en besloot ze het
de ‘Gibson Assembly’ te noemen.
de ‘Gibson Assembly’ te noemen.
Gibson Assembly is nu
het standaardgereedschap
het standaardgereedschap
05:31
Gibson Assembly
is now the gold standard tool,
is now the gold standard tool,
100
319625
2857
dat wordt gebruikt
in laboratoria over de hele wereld
in laboratoria over de hele wereld
05:34
used in laboratories around the world
101
322506
2468
05:36
for building short and long pieces of DNA.
102
324998
2800
voor de bouw van
korte en lange stukken DNA.
korte en lange stukken DNA.
05:40
(Applause)
103
328236
5333
(Applaus)
Zodra het volledige bacteriegenoom
chemisch was gesynthetiseerd,
chemisch was gesynthetiseerd,
05:45
Once we chemically synthesized
the complete bacterial genome,
the complete bacterial genome,
104
333593
3325
was onze volgende uitdaging
een weg te vinden
een weg te vinden
05:48
our next challenge was to find a way
105
336942
2310
05:51
to convert it into a free-living,
self-replicating cell.
self-replicating cell.
106
339276
3468
om het om te zetten tot een vrij levende,
zelfreplicerende cel.
zelfreplicerende cel.
We zagen het genoom
als het besturingssysteem van de cel,
als het besturingssysteem van de cel,
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
05:59
with the cell containing the hardware
necessary to boot up the genome.
necessary to boot up the genome.
108
347276
4495
met in de cel de nodige hardware
om het genoom op te starten.
om het genoom op te starten.
06:04
Through a lot of trial and error,
109
352553
1619
Met veel gissen en missen
06:06
we developed a procedure
where we could reprogram cells
where we could reprogram cells
110
354196
3135
ontwikkelden we een procedure
om cellen te herprogrammeren
om cellen te herprogrammeren
06:09
and even convert one
bacterial species into another,
bacterial species into another,
111
357355
3349
en zelfs één bacteriesoort
om te zetten tot een andere
om te zetten tot een andere
door het genoom van één cel
te vervangen door dat van een andere.
te vervangen door dat van een andere.
06:12
by replacing the genome of one cell
with that of another.
with that of another.
112
360728
3524
06:17
This genome transplantation
technology then paved the way
technology then paved the way
113
365363
4064
Deze techniek voor genoomtransplantatie
effende dan de weg
effende dan de weg
06:21
for the booting-up of genomes
written by scientists
written by scientists
114
369451
3229
voor het opstarten van genomen
geschreven door wetenschappers
geschreven door wetenschappers
06:24
and not by Mother Nature.
115
372704
1667
en niet door moeder natuur.
06:26
In 2010, all of the technologies
116
374768
2619
In 2010 kwamen alle technologieën
06:29
that we had been developing
for reading and writing DNA
for reading and writing DNA
117
377411
2785
die we hadden ontwikkeld
voor het lezen en schrijven van DNA
voor het lezen en schrijven van DNA
06:32
all came together
when we announced the creation
when we announced the creation
118
380220
2921
bij elkaar toen we de creatie aankondigden
06:35
of the first synthetic cell,
119
383165
2214
van de eerste synthetische cel,
06:37
which of course, we called Synthia.
120
385403
2158
die we natuurlijk Synthia noemden.
06:39
(Laughter)
121
387585
2001
(Gelach)
06:41
Ever since the first bacterial genome
was sequenced, back in 1995,
was sequenced, back in 1995,
122
389610
4580
Sinds het eerste bacterieel genoom
in 1995 werd gesequenced
in 1995 werd gesequenced
06:46
thousands more whole bacterial genomes
have been sequenced and stored
have been sequenced and stored
123
394214
3459
zijn duizenden bacteriële
genomen gesequenced
genomen gesequenced
06:49
in computer databases.
124
397697
1406
en opgeslagen in computerdatabases.
06:51
Our synthetic cell work
was the proof of concept
was the proof of concept
125
399601
2387
Ons werk aan de synthetische cel toonde
dat we dit proces konden omkeren:
dat we dit proces konden omkeren:
06:54
that we could reverse this process:
126
402012
2010
06:56
pull a complete bacterial genome
sequence out of the computer
sequence out of the computer
127
404046
3595
haal een volledige bacteriële
genoomsequentie uit de computer
genoomsequentie uit de computer
06:59
and convert that information
into a free-living, self-replicating cell,
into a free-living, self-replicating cell,
128
407665
4761
en breng die informatie over
in een vrij levende, zelfreplicerende cel,
in een vrij levende, zelfreplicerende cel,
07:04
with all of the expected characteristics
of the species that we constructed.
of the species that we constructed.
129
412450
4338
met alle verwachte kenmerken
van de soort die we bouwden.
van de soort die we bouwden.
07:10
Now I can understand
why there may be concerns
why there may be concerns
130
418409
2549
Nu begrijp ik wel
waarom er zorgen kunnen zijn
waarom er zorgen kunnen zijn
07:12
about the safety of this level
of genetic manipulation.
of genetic manipulation.
131
420982
3194
over de veiligheid van dit niveau
van genetische manipulatie.
van genetische manipulatie.
07:16
While the technology has the potential
for great societal benefit,
for great societal benefit,
132
424918
4151
Hoewel de technologie potentieel heeft
voor grote maatschappelijke baten,
voor grote maatschappelijke baten,
07:21
it also has the potential for doing harm.
133
429093
2440
kan ze ook schade veroorzaken.
Met dit in het achterhoofd
begon ons team,
begon ons team,
07:24
With this in mind, even before
carrying out the very first experiment,
carrying out the very first experiment,
134
432355
4063
nog voor ons allereerste experiment,
07:28
our team started to work
with the public and the government
with the public and the government
135
436442
2865
samen te werken met publiek en overheid
07:31
to find solutions together
136
439331
2603
om samen oplossingen te vinden
07:33
to responsibly develop
and regulate this new technology.
and regulate this new technology.
137
441958
3800
om deze nieuwe technologie verantwoord
te ontwikkelen en te reguleren.
te ontwikkelen en te reguleren.
07:38
One of the outcomes from those discussions
was to screen every customer
was to screen every customer
138
446331
3802
Een van de uitkomsten van die gesprekken
was om elke klant te screenen
was om elke klant te screenen
07:42
and every customer's DNA synthesis orders,
139
450157
2595
evenals de bestelde
DNA-synthese van elke klant,
DNA-synthese van elke klant,
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
om ervoor te zorgen
dat ziekteverwekkers of toxinen
dat ziekteverwekkers of toxinen
niet door boosdoeners worden gemaakt,
07:49
or accidentally by scientists.
141
457696
1934
of per ongeluk door wetenschappers.
07:52
All suspicious orders
are reported to the FBI
are reported to the FBI
142
460974
3388
Alle verdachte bestellingen
worden aan het FBI gemeld
worden aan het FBI gemeld
07:56
and other relevant
law-enforcement agencies.
law-enforcement agencies.
143
464386
2770
alsook aan andere relevante
wetshandhavingsinstanties.
wetshandhavingsinstanties.
Technologieën voor synthetische cellen
08:00
Synthetic cell technologies
will power the next industrial revolution
will power the next industrial revolution
144
468641
4270
zijn de motor voor de volgende
industriële revolutie
industriële revolutie
08:04
and transform industries and economies
145
472935
2864
en zullen industrieën
en economieën omvormen
en economieën omvormen
08:07
in ways that address
global sustainability challenges.
global sustainability challenges.
146
475823
3667
om uitdagingen van mondiale
duurzaamheid aan te pakken.
duurzaamheid aan te pakken.
08:12
The possibilities are endless.
147
480006
2206
De mogelijkheden zijn eindeloos.
08:14
I mean, you can think of clothes
148
482236
1588
Ik bedoel, denk aan kleding
08:15
constructed form renewable
biobased sources,
biobased sources,
149
483848
3697
gemaakt uit hernieuwbare bronnen
op biologische basis,
op biologische basis,
08:19
cars running on biofuel
from engineered microbes,
from engineered microbes,
150
487569
3651
auto's die rijden op biobrandstof
uit gemanipuleerde microben,
uit gemanipuleerde microben,
08:23
plastics made from biodegradable polymers
151
491244
3579
plastics gemaakt van
biologisch afbreekbare polymeren
biologisch afbreekbare polymeren
08:26
and customized therapies,
printed at a patient's bedside.
printed at a patient's bedside.
152
494847
3719
en op maat gemaakte therapieën,
afgedrukt bij het bed van een patiënt.
afgedrukt bij het bed van een patiënt.
08:31
The massive efforts
to create synthetic cells
to create synthetic cells
153
499196
2587
De enorme inspanningen
om synthetische cellen te creëren
om synthetische cellen te creëren
08:33
have made us world leaders at writing DNA.
154
501807
2800
maakten ons tot wereldleiders
in het schrijven van DNA.
in het schrijven van DNA.
08:37
Throughout the process,
we found ways to write DNA faster,
we found ways to write DNA faster,
155
505149
3722
Gedurende het hele proces
vonden we manieren om DNA sneller,
vonden we manieren om DNA sneller,
08:40
more accurately and more reliably.
156
508895
2200
nauwkeuriger en betrouwbaarder
te schrijven.
te schrijven.
08:43
Because of the robustness
of these technologies,
of these technologies,
157
511688
2294
Vanwege de robuustheid
van deze technologieën,
van deze technologieën,
08:46
we found that we could
readily automate the processes
readily automate the processes
158
514006
3000
vonden we dat we de processen
gemakkelijk konden automatiseren.
gemakkelijk konden automatiseren.
08:49
and move the laboratory workflows
out of the scientist's hands
out of the scientist's hands
159
517030
3666
We laten ze niet in het laboratorium
door een wetenschapper doen,
door een wetenschapper doen,
08:52
and onto a machine.
160
520720
1266
maar door een machine.
08:55
In 2013, we built the first DNA printer.
161
523004
3000
In 2013 bouwden we de eerste DNA-printer.
08:58
We call it the BioXp.
162
526631
2309
We noemen hem de BioXp.
09:00
And it has been absolutely
essential in writing DNA
essential in writing DNA
163
528964
3196
Hij was absoluut essentieel
bij het schrijven van DNA
bij het schrijven van DNA
09:04
across a number of applications
164
532184
1615
bij een aantal toepassingen
09:05
my team and researchers
around the world are working on.
around the world are working on.
165
533823
3800
waar mijn team en onderzoekers
over de hele wereld mee bezig zijn.
over de hele wereld mee bezig zijn.
09:10
It was shortly after we built the BioXp
166
538077
2017
Kort na het bouwen van de 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
kregen we die e-mail over de angst
voor de H7N9-vogelgriep in China.
voor de H7N9-vogelgriep in China.
09:17
A team of Chinese scientists
had already isolated the virus,
had already isolated the virus,
168
545498
3421
Een team van Chinese wetenschappers
had het virus al geïsoleerd,
had het virus al geïsoleerd,
09:20
sequenced its DNA and uploaded
the DNA sequence to the internet.
the DNA sequence to the internet.
169
548943
3516
het DNA gesequenced en de DNA-sequentie
naar het internet geüpload.
naar het internet geüpload.
09:25
At the request of the US government,
we downloaded the DNA sequence
we downloaded the DNA sequence
170
553616
3515
Op verzoek van de Amerikaanse regering
downloadden we de DNA-sequentie
downloadden we de DNA-sequentie
09:29
and in less than 12 hours,
we printed it on the BioXp.
we printed it on the BioXp.
171
557155
3565
en in minder dan 12 uur
drukten we het af op de BioXp.
drukten we het af op de BioXp.
09:33
Our collaborators at Novartis
172
561529
1578
Onze medewerkers bij Novartis
09:35
then quickly started turning
that synthetic DNA into a flu vaccine.
that synthetic DNA into a flu vaccine.
173
563131
4015
gingen vervolgens snel aan de slag
om van dat synthetische DNA
een griepvaccin te maken.
een griepvaccin te maken.
09:39
Meanwhile, the CDC, using technology
dating back to the 1940s,
dating back to the 1940s,
174
567497
4530
Intussen wachtte de CDC,
met hun technologie uit de jaren 1940,
met hun technologie uit de jaren 1940,
nog steeds op het virus uit China
09:44
was still waiting for the virus
to arrive from China
to arrive from China
175
572051
2930
zodat ze konden beginnen met hun
op eieren gebaseerde aanpak.
op eieren gebaseerde aanpak.
09:47
so that they could begin
their egg-based approach.
their egg-based approach.
176
575005
2740
09:50
For the first time, we had a flu vaccine
developed ahead of time
developed ahead of time
177
578234
3549
Voor de eerste keer hadden we
een griepvaccin op tijd klaar
een griepvaccin op tijd klaar
09:53
for a new and potentially
dangerous strain,
dangerous strain,
178
581807
2469
voor een nieuwe en
potentieel gevaarlijke stam
potentieel gevaarlijke stam
09:56
and the US government ordered a stockpile.
179
584300
2641
en de Amerikaanse regering
bestelde een voorraad.
bestelde een voorraad.
09:58
(Applause)
180
586965
5628
(Applaus)
Toen pas begon ik
10:04
This was when I began
to appreciate, more than ever,
to appreciate, more than ever,
181
592617
2468
de mogelijkheden van biologische
teleportatie te beseffen.
teleportatie te beseffen.
10:07
the power of biological teleportation.
182
595109
2754
10:09
(Laughter)
183
597887
1150
(Gelach)
10:11
Naturally, with this in mind,
184
599061
2088
Met dit in het achterhoofd
gingen we natuurlijk
een biologische teleporter bouwen.
een biologische teleporter bouwen.
10:13
we started to build
a biological teleporter.
a biological teleporter.
185
601173
2206
10:16
We call it the DBC.
186
604402
2189
We noemen hem de DBC
10:18
That's short for
digital-to-biological converter.
digital-to-biological converter.
187
606615
3132
voor digitaal-naar-biologisch convertor.
In tegenstelling tot de BioXp,
10:22
Unlike the BioXp,
188
610267
1334
10:23
which starts from pre-manufactured
short pieces of DNA,
short pieces of DNA,
189
611625
3079
die uitgaat van geprefabriceerde
korte stukjes DNA,
korte stukjes DNA,
10:26
the DBC starts from digitized DNA code
190
614728
3103
begint de DBC
met gedigitaliseerde DNA-code
met gedigitaliseerde DNA-code
10:29
and converts that DNA code
into biological entities,
into biological entities,
191
617855
3055
en converteert die DNA-code
in biologische entiteiten
in biologische entiteiten
10:32
such as DNA, RNA,
proteins or even viruses.
proteins or even viruses.
192
620934
3533
zoals DNA, RNA,
proteïnen of zelfs virussen.
proteïnen of zelfs virussen.
10:37
You can think of the BioXp
as a DVD player,
as a DVD player,
193
625188
2873
De BioXp kun je zien als een dvd-speler,
10:40
requiring a physical DVD to be inserted,
194
628085
3048
waarin je een fysieke dvd moet steken,
terwijl de DBC Netflix is.
10:43
whereas the DBC is Netflix.
195
631157
2333
10:47
To build the DBC,
196
635974
1232
Om de DBC te bouwen,
10:49
my team of scientists worked with
software and instrumentation engineers
software and instrumentation engineers
197
637230
4849
werkte mijn team van wetenschappers
met software- en instrumentatie-ingenieurs
met software- en instrumentatie-ingenieurs
10:54
to collapse multiple laboratory workflows,
198
642103
2768
om meerdere laboratoriumprocedés
samen te brengen in één enkele kast.
10:56
all in a single box.
199
644895
1468
10:58
This included software algorithms
to predict what DNA to build,
to predict what DNA to build,
200
646696
3881
Met daarin software-algoritmen
om te voorspellen welk DNA te bouwen,
om te voorspellen welk DNA te bouwen,
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
chemie om de G-, A-, T- en C-bouwstenen
van DNA samen te voegen tot korte stukjes,
van DNA samen te voegen tot korte stukjes,
11:07
Gibson Assembly to stitch together
those short pieces into much longer ones,
those short pieces into much longer ones,
202
655077
4278
Gibson Assembly om die korte stukjes
aan elkaar te naaien tot veel langere,
aan elkaar te naaien tot veel langere,
11:11
and biology to convert the DNA
into other biological entities,
into other biological entities,
203
659379
3559
en biologie om het DNA om te zetten
in andere biologische entiteiten
in andere biologische entiteiten
11:14
such as proteins.
204
662962
1182
zoals eiwitten.
11:17
This is the prototype.
205
665089
1627
Dit is het prototype.
Mooi was het niet,
maar het was wel effectief.
maar het was wel effectief.
11:18
Although it wasn't pretty,
it was effective.
it was effective.
206
666740
2190
11:20
It made therapeutic drugs and vaccines.
207
668954
2293
Het maakte geneesmiddelen en vaccins.
11:23
And laboratory workflows
that once took weeks or months
that once took weeks or months
208
671271
3774
En laboratoriumprocedés die ooit weken
of maanden in beslag namen,
of maanden in beslag namen,
11:27
could now be carried out
in just one to two days.
in just one to two days.
209
675069
3548
konden nu in slechts één
of twee dagen worden uitgevoerd.
of twee dagen worden uitgevoerd.
11:30
And that's all without
any human intervention
any human intervention
210
678641
2587
Dat alles zonder enige
menselijke tussenkomst
menselijke tussenkomst
11:33
and simply activated
by the receipt of an email
by the receipt of an email
211
681252
2591
en eenvoudig geactiveerd
door de ontvangst van een e-mail
door de ontvangst van een e-mail
11:35
which could be sent
from anywhere in the world.
from anywhere in the world.
212
683867
2543
die vanuit overal in de wereld
kan worden verzonden.
kan worden verzonden.
11:39
We like to compare
the DBC to fax machines.
the DBC to fax machines.
213
687069
3119
We vergelijken de DBC
graag met een faxmachine.
graag met een faxmachine.
11:43
But whereas fax machines
received images and documents,
received images and documents,
214
691016
3365
Maar terwijl faxapparaten
afbeeldingen en documenten ontvangen,
afbeeldingen en documenten ontvangen,
11:46
the DBC receives biological materials.
215
694405
2738
ontvangt de DBC biologische materialen.
11:50
Now, consider how
fax machines have evolved.
fax machines have evolved.
216
698024
2682
Denk aan de evolutie van faxapparaten.
11:53
The prototype of the 1840s
is unrecognizable,
is unrecognizable,
217
701553
3183
Het prototype van de jaren
1840 is onherkenbaar
1840 is onherkenbaar
als je het vergelijkt
met de faxapparaten van vandaag.
met de faxapparaten van vandaag.
11:56
compared with the fax machines of today.
218
704760
2518
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
In de jaren 1980 wisten de meeste mensen
nog steeds niet wat een fax was,
nog steeds niet wat een fax was,
12:03
and if they did,
220
711792
1396
en als ze dat al deden,
12:05
it was difficult for them
to grasp the concept
to grasp the concept
221
713212
2359
was het voor hen moeilijk te begrijpen
12:07
of instantly reproducing an image
on the other side of the world.
on the other side of the world.
222
715595
3621
hoe je een beeld aan de andere kant
van de wereld direct kon reproduceren.
van de wereld direct kon reproduceren.
Maar tegenwoordig zit alles
wat een faxmachine doet
wat een faxmachine doet
12:11
But nowadays, everything
that a fax machine does
that a fax machine does
223
719672
2294
12:13
is integrated on our smart phones,
224
721990
1675
geïntegreerd in onze smartphones,
12:15
and of course, we take this rapid exchange
of digital information for granted.
of digital information for granted.
225
723689
4418
en vinden we die snelle uitwisseling
van digitale informatie vanzelfsprekend.
van digitale informatie vanzelfsprekend.
12:20
Here's what our DBC looks like today.
226
728831
2452
Zo ziet onze DBC er vandaag uit.
We stellen ons de DBC-evolutie
op een vergelijkbare manier voor
op een vergelijkbare manier voor
12:23
We imagine the DBC evolving
in similar ways as fax machines have.
in similar ways as fax machines have.
227
731307
4387
als die van de faxapparaten.
12:28
We're working to reduce
the size of the instrument,
the size of the instrument,
228
736212
2627
We werken eraan om
het instrument te verkleinen,
het instrument te verkleinen,
12:30
and we're working to make
the underlying technology
the underlying technology
229
738863
2619
en om de onderliggende technologie
12:33
more reliable, cheaper,
faster and more accurate.
faster and more accurate.
230
741506
3754
betrouwbaarder, goedkoper,
sneller en nauwkeuriger te maken.
sneller en nauwkeuriger te maken.
12:38
Accuracy is extremely important
when synthesizing DNA,
when synthesizing DNA,
231
746061
3762
Nauwkeurigheid is zeer belangrijk
bij het synthetiseren van DNA
bij het synthetiseren van DNA
12:41
because a single change to a DNA letter
232
749847
2016
omdat één enkele wijziging
van een DNA-letter
van een DNA-letter
12:43
could mean the difference
between a medicine working or not
between a medicine working or not
233
751887
3024
kan uitmaken of je
een geneesmiddel hebt of niet
een geneesmiddel hebt of niet
12:46
or synthetic cell being alive or dead.
234
754935
2533
en of een synthetische cel
leeft of dood is.
leeft of dood is.
12:50
The DBC will be useful
for the distributed manufacturing
for the distributed manufacturing
235
758292
3460
De DBC zal nuttig zijn
voor het gedistribueerd vervaardigen
voor het gedistribueerd vervaardigen
12:53
of medicine starting from DNA.
236
761776
2000
van geneesmiddelen vanuit DNA.
12:56
Every hospital in the world
could use a DBC
could use a DBC
237
764649
2763
Elk ziekenhuis in de wereld
kan een DBC gebruiken
kan een DBC gebruiken
12:59
for printing personalized medicines
for a patient at their bedside.
for a patient at their bedside.
238
767436
3731
om voor een patiënt gepersonaliseerde
geneesmiddelen te printen bij zijn bed.
geneesmiddelen te printen bij zijn bed.
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
Ik kan me zelfs voorstellen
dat mensen het ooit normaal vinden
dat mensen het ooit normaal vinden
om met hun eigen DBC,
verbonden aan computer of smartphone,
verbonden aan computer of 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
recepten te downloaden
13:13
such as insulin or antibody therapies.
242
781212
2119
zoals insuline of antilichaam-therapieën.
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
De DBC zal ook waardevol zijn
op strategische gebieden in de wereld,
op strategische gebieden in de wereld,
voor een snelle reactie
op beginnende epidemies.
op beginnende epidemies.
13:19
for rapid response to disease outbreaks.
244
787832
2667
13:22
For example, the CDC in Atlanta, Georgia
245
790879
3103
Zo zou de 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
instructies voor griepvaccins
kunnen sturen
kunnen sturen
naar een DBC
aan de andere kant van de wereld,
aan de andere kant van de wereld,
13:30
where the flu vaccine is manufactured
right on the front lines.
right on the front lines.
247
798823
3944
waar het griepvaccin ter plekke
kan worden geproduceerd.
kan worden geproduceerd.
13:35
That flu vaccine could even be
specifically tailored to the flu strain
specifically tailored to the flu strain
248
803085
5230
Dat griepvaccin zou zelfs specifiek
worden afgestemd op het soort griepvirus
worden afgestemd op het soort griepvirus
13:40
that's circulating in that local area.
249
808339
3222
dat daar circuleert.
13:43
Sending vaccines around in a digital file,
250
811585
2492
Vaccins digitaal verzenden,
13:46
rather than stockpiling those same
vaccines and shipping them out,
vaccines and shipping them out,
251
814101
3817
in plaats van het aanleggen van voorraden
van diezelfde vaccins en die te verzenden,
van diezelfde vaccins en die te verzenden,
13:49
promises to save thousands of lives.
252
817942
2631
belooft duizenden levens te gaan redden.
13:53
Of course, the applications
go as far as the imagination goes.
go as far as the imagination goes.
253
821212
4200
Natuurlijk zullen de toepassingen
zo ver gaan als de verbeelding reikt.
zo ver gaan als de verbeelding reikt.
13:58
It's not hard to imagine
placing a DBC on another planet.
placing a DBC on another planet.
254
826164
3995
Je kan je zelfs een DBC
op een andere planeet voorstellen.
op een andere planeet voorstellen.
14:03
Scientists on Earth could then send
the digital instructions to that DBC
the digital instructions to that DBC
255
831315
5104
Wetenschappers op aarde
zouden dan digitale instructies
zouden dan digitale instructies
naar die DBC kunnen sturen
14:08
to make new medicines
or to make synthetic organisms
or to make synthetic organisms
256
836443
4007
om nieuwe medicijnen
of synthetische organismen te maken
of synthetische organismen te maken
14:12
that produce oxygen, food,
fuel or building materials,
fuel or building materials,
257
840474
3667
die zuurstof, voedsel, brandstof
en bouwmaterialen kunnen produceren
en bouwmaterialen kunnen produceren
14:16
as a means for making the planet
more habitable for humans.
more habitable for humans.
258
844165
3174
om de planeet meer bewoonbaar
voor de mens te maken.
voor de mens te maken.
14:20
(Applause)
259
848002
4440
(Applaus)
14:24
With digital information
traveling at the speed of light,
traveling at the speed of light,
260
852466
3341
Digitale informatie reist
met de snelheid van het licht.
met de snelheid van het licht.
Het zou slechts enkele minuten duren
14:27
it would only take minutes
to send those digital instructions
to send those digital instructions
261
855831
2897
om digitale opdrachten
van de aarde naar Mars te sturen,
van de aarde naar Mars te sturen,
14:30
from Earth to Mars,
262
858752
1190
14:31
but it would take months
to physically deliver those same samples
to physically deliver those same samples
263
859966
3849
maar het zou maanden duren
om diezelfde monsters er fysiek
om diezelfde monsters er fysiek
met een ruimteschip naartoe te brengen.
14:35
on a spacecraft.
264
863839
1150
Maar voorlopig zou ik al tevreden zijn
14:37
But for now, I would be satisfied
beaming new medicines across the globe,
beaming new medicines across the globe,
265
865821
4603
om nieuwe geneesmiddelen
over de hele wereld rond te sturen,
over de hele wereld rond te sturen,
14:42
fully automated and on demand,
266
870448
2190
volledig geautomatiseerd en op aanvraag,
14:44
saving lives from emerging
infectious diseases
infectious diseases
267
872662
3598
en daarmee levens te redden
bij opkomende infectieziekten
bij opkomende infectieziekten
en gepersonaliseerde geneesmiddelen
tegen kanker af te drukken
tegen kanker af te drukken
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
voor wie geen tijd heeft
om erop te wachten.
om erop te wachten.
14:53
Thank you.
269
881060
1175
Dank je.
14:54
(Applause)
270
882259
7000
(Applaus)
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