TED2018
Dan Gibson: How to build synthetic DNA and send it across the internet
Dan Gibson: Jak zbudować i przesłać przez internet syntetyczne DNA
Filmed:
Readability: 5.9
1,461,746 views
Biolog Dan Gibson redaguje i programuje DNA w ten sam sposób, jak programiści oprogramowują komputer. W odróżnieniu od nich jego „instrukcje programowe” tworzą życie, wyposażają naukowców w umiejętności przetwarzania informacji cyfrowej w materiał biologiczny jak białka i szczepionki. Obecnie pracuje nad projektem zatytułowanym „Transport biologiczny”, który daje obietnicę przesyłania leków wokół globu przez internet. Dowiedz się, w jaki sposób nowa technologia może zmienić reakcje na wybuchy epidemii i umożliwić ściąganie z internetu zindywidualizowanych recept.
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
Pozwólcie, że opowiem
o budowaniu syntetycznych komórek
o budowaniu syntetycznych komórek
00:16
and printing life.
1
4587
1945
i kopiowaniu życia.
00:18
But first, let me tell you a quick story.
2
6556
2483
Najpierw opowiem krótką historyjkę.
00:21
On March 31, 2013,
3
9063
2506
W dniu 31 marca 2013 roku
00:23
my team and I received an email
from an international health organization,
from an international health organization,
4
11593
4183
otrzymałem z zespołem emaila
ze Światowej Organizacji Zdrowia
ze Światowej Organizacji Zdrowia
00:27
alerting us that two men died in China
5
15800
2833
powiadamiający nas,
że w Chinach zmarło dwoje ludzi
że w Chinach zmarło dwoje ludzi
00:30
shortly after contracting
the H7N9 bird flu.
the H7N9 bird flu.
6
18657
3055
zakażonych wirusem ptasiej grypy H7N9.
Spowodowało to obawy globalnej pandemii,
00:34
There were fears of a global pandemic
7
22149
1857
00:36
as the virus started rapidly
moving across China.
moving across China.
8
24030
3333
wirus szybko roznosił się
po całych Chinach.
po całych Chinach.
00:40
Although methods existed
to produce a flu vaccine
to produce a flu vaccine
9
28004
2782
Mimo, że istniały metody
wyprodukowania szczepionki
wyprodukowania szczepionki
00:42
and stop the disease from spreading,
10
30810
1972
i powstrzymania choroby,
00:44
at best, it would not be available
for at least six months.
for at least six months.
11
32806
3844
to w najlepszym razie szczepionka
byłaby dostępna za 6 miesięcy.
byłaby dostępna za 6 miesięcy.
00:49
This is because a slow, antiquated
flu vaccine manufacturing process
flu vaccine manufacturing process
12
37474
4730
A to dlatego, że jedyną opcją był
powolny i przestarzały
powolny i przestarzały
00:54
developed over 70 years ago
was the only option.
was the only option.
13
42228
3958
proces wytwarzania
opracowany 70 lat temu.
opracowany 70 lat temu.
00:59
The virus would need to be isolated
from infected patients,
from infected patients,
14
47140
3452
Wirus należało wyizolować
od zarażonych pacjentów,
od zarażonych pacjentów,
01:02
packaged up and then sent to a facility
15
50616
2294
zapakować i przesłać do laboratorium,
01:04
where scientists would inject
the virus into chicken eggs,
the virus into chicken eggs,
16
52934
4016
gdzie wstrzykuje się go do kurzych jaj
01:08
and incubate those chicken eggs
for several weeks
for several weeks
17
56974
2571
i inkubuje przez kilka tygodni,
01:11
in order to prepare the virus
for the start of a multistep,
for the start of a multistep,
18
59569
3722
żeby przygotować go do wieloetapowego,
01:15
multimonth flu vaccine
manufacturing process.
manufacturing process.
19
63315
3282
wielomiesięcznego procesu produkcji.
01:19
My team and I received this email
20
67363
1994
Mój zespół i ja otrzymaliśmy email,
01:21
because we had just invented
a biological printer,
a biological printer,
21
69381
3886
ponieważ właśnie wynaleźliśmy
drukarkę biologiczną,
drukarkę biologiczną,
01:25
which would allow
for the flu vaccine instructions
for the flu vaccine instructions
22
73291
2421
która pozwala instrukcje
dotyczące szczepionki
dotyczące szczepionki
01:27
to be instantly downloaded
from the internet and printed.
from the internet and printed.
23
75736
3321
natychmiast pobrać
z internetu i wydrukować,
z internetu i wydrukować,
01:31
Drastically speeding up the way
in which flu vaccines are made,
in which flu vaccines are made,
24
79633
3286
niesamowicie przyspieszając
produkcję szczepionek
produkcję szczepionek
01:34
and potentially saving thousands of lives.
25
82943
2800
i potencjalnie ratując
tysiące istnień ludzkich.
tysiące istnień ludzkich.
01:38
The biological printer leverages
our ability to read and write DNA
our ability to read and write DNA
26
86776
4974
Drukarka biologiczna wykorzystuje
zdolność do czytania i pisania DNA
zdolność do czytania i pisania DNA
01:43
and starts to bring into focus
27
91774
1970
i zaczyna skupiać uwagę na czymś,
01:45
what we like to call
biological teleportation.
biological teleportation.
28
93768
3133
co lubimy nazywać
biologiczną teleportacją.
biologiczną teleportacją.
01:49
I am a biologist and an engineer
who builds stuff out of DNA.
who builds stuff out of DNA.
29
97704
4200
Jestem biologiem i inżynierem,
który buduje różne rzeczy z DNA.
który buduje różne rzeczy z DNA.
Możecie wierzyć lub nie,
ale najbardziej lubię
ale najbardziej lubię
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
rozkładać DNA na części
i potem je składać.
i potem je składać.
01:59
so that I can understand
better how it works.
better how it works.
32
107351
2758
W ten sposób mogę lepiej
zrozumieć, jak funkcjonuje DNA.
zrozumieć, jak funkcjonuje DNA.
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
Mogę edytować i programować DNA,
podobnie jak programuje się komputer.
podobnie jak programuje się komputer.
02:07
But my apps are different.
34
115797
1801
Ale moje aplikacje są inne.
02:09
They create life.
35
117622
1246
One tworzą życie.
02:10
Self-replicating living cells
and things like vaccines and therapeutics
and things like vaccines and therapeutics
36
118892
4272
Samokopiujące się żywe komórki
oraz szczepionki i leki
oraz szczepionki i leki
02:15
that work in ways
that were previously impossible.
that were previously impossible.
37
123188
3107
działają na zasadach
uprzednio niemożliwych.
uprzednio niemożliwych.
02:19
Here's National Medal of Science
recipient Craig Venter
recipient Craig Venter
38
127141
3301
To jest Craig Venter odznaczony
Narodowym Medalem Nauki,
Narodowym Medalem Nauki,
02:22
and Nobel laureate Ham Smith.
39
130466
2135
a to laureat nagrody Nobla - Ham Smith.
02:25
These two guys shared a similar vision.
40
133038
2309
Tych dwóch ludzi podziela wspólną wizję.
02:27
That vision was, because all
of the functions and characteristics
of the functions and characteristics
41
135371
4397
Ponieważ wszystkie
funkcje i charakterystyki
funkcje i charakterystyki
02:31
of all biological entities,
including viruses and living cells,
including viruses and living cells,
42
139792
4157
jednostek biologicznych,
włączając wirusy i żywe komórki,
włączając wirusy i żywe komórki,
02:35
are written into the code of DNA,
43
143973
2430
są wpisane w kod DNA,
02:38
if one can read and write
that code of DNA,
that code of DNA,
44
146427
3396
to mogąc czytać i pisać ten kod DNA,
02:41
then they can be reconstructed
in a distant location.
in a distant location.
45
149847
3263
możemy je odtworzyć na odległość.
02:46
This is what we mean
by biological teleportation.
by biological teleportation.
46
154043
3334
Tak rozumiemy biologiczną teleportację.
Celem potwierdzenia tej wizji
02:50
To prove out this vision,
47
158210
1342
02:51
Craig and Ham set a goal
of creating, for the first time,
of creating, for the first time,
48
159576
2993
Craig i Ham postanowili stworzyć,
po raz pierwszy w historii,
po raz pierwszy w historii,
02:54
a synthetic cell, starting
from DNA code in the computer.
from DNA code in the computer.
49
162593
3153
syntetyczną komórkę,
zaczynając od kodu DNA w komputerze.
zaczynając od kodu DNA w komputerze.
02:58
I mean, come on,
as a scientist looking for a job,
as a scientist looking for a job,
50
166284
4857
Jako poszukujący pracy
naukowiec pomyślałem,
naukowiec pomyślałem,
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
że nic nie dorówna udziałowi
w nowatorskich badaniach.
w nowatorskich badaniach.
03:06
(Laughter)
52
174252
1759
(Śmiech)
03:08
OK, a genome is a complete set
of DNA within an organism.
of DNA within an organism.
53
176035
4527
Genom jest to całość informacji
DNA wewnątrz organizmu.
DNA wewnątrz organizmu.
03:13
Following the Human
Genome Project in 2003,
Genome Project in 2003,
54
181138
2709
W ślad za projektem z 2003 roku
"Ludzki Genom",
"Ludzki Genom",
03:15
which was an international
effort to identify
effort to identify
55
183871
2199
który był międzynarodowym
programem naukowym,
programem naukowym,
03:18
the complete genetic blueprint
of a human being,
of a human being,
56
186094
3158
mającym na celu identyfikację
genetycznej sekwencji człowieka,
genetycznej sekwencji człowieka,
03:21
a genomics revolution happened.
57
189276
2253
nastąpiła rewolucja genomiki.
03:23
Scientists started mastering
the techniques for reading DNA.
the techniques for reading DNA.
58
191553
3692
Naukowcy rozpoczęli doskonalenie
technik odczytu DNA,
technik odczytu DNA,
03:27
In order to determine the order
of the As, Cs, Ts and Gs
of the As, Cs, Ts and Gs
59
195269
3294
żeby określić sekwencję
adenin, cytozyn, tymin i guanin
adenin, cytozyn, tymin i guanin
03:30
within an organism.
60
198587
1266
w organizmie.
03:32
But my job was far different.
61
200475
1556
Moja praca była zupełnie inna.
03:34
I needed to master
the techniques for writing DNA.
the techniques for writing DNA.
62
202412
3006
Miałem posiąść techniki pisania DNA.
03:37
Like an author of a book,
63
205442
1270
Tak jak literat
03:38
this started out
as writing short sentences,
as writing short sentences,
64
206736
2182
rozpocząłem od pisania krótkich zdań,
03:40
or sequences of DNA code,
65
208942
2103
sekwencji kodu DNA,
03:43
but this soon turned into
writing paragraphs
writing paragraphs
66
211069
2278
co wkrótce zmieniło się
w pisanie paragrafów,
w pisanie paragrafów,
03:45
and then full-on novels of DNA code,
67
213371
2365
a następnie całych powieści w kodzie DNA,
03:47
to make important biological instructions
for proteins and living cells.
for proteins and living cells.
68
215760
4229
biologicznych instrukcji
dla białek i żywych komórek.
dla białek i żywych komórek.
03:52
Living cells are nature's most efficient
machines at making new products,
machines at making new products,
69
220466
3500
Żywe komórki to najsprawniejsze maszyny
natury do wyrobu nowych produktów.
natury do wyrobu nowych produktów.
03:55
accounting for the production
70
223990
1659
Ich produkcja stanowi
03:57
of 25 percent of the total
pharmaceutical market,
pharmaceutical market,
71
225673
3571
25% całego rynku farmaceutycznego
04:01
which is billions of dollars.
72
229268
1933
i idzie w miliony dolarów.
04:03
We knew that writing DNA
would drive this bioeconomy even more,
would drive this bioeconomy even more,
73
231823
3881
Wiedzieliśmy, że pisanie DNA
pchnie bioekonomię jeszcze dalej,
pchnie bioekonomię jeszcze dalej,
04:07
once cells could be programmed
just like computers.
just like computers.
74
235728
3166
gdyby tylko dało się programować
komórki tak jak komputery.
komórki tak jak komputery.
04:11
We also knew that writing DNA
would enable biological teleportation ...
would enable biological teleportation ...
75
239339
4651
Wiemy również, że pisanie DNA
umożliwi biologiczną teleportację.....
umożliwi biologiczną teleportację.....
04:17
the printing of defined,
biological material,
biological material,
76
245186
2908
drukowanie określonego,
materiału biologicznego,
materiału biologicznego,
04:20
starting from DNA code.
77
248118
1695
zaczynając od kodu DNA.
04:22
As a step toward bringing
these promises to fruition,
these promises to fruition,
78
250575
2962
Jako krok w kierunku realizacji tych prób
04:25
our team set out to create,
for the first time,
for the first time,
79
253561
2722
zespół nasz postanowił stworzyć,
po raz pierwszy,
po raz pierwszy,
04:28
a synthetic bacterial cell,
80
256307
2238
syntetyczną komórkę bakteryjną,
04:30
starting from DNA code in the computer.
81
258569
2599
rozpoczynając od kodu DNA w komputerze.
04:33
Synthetic DNA is a commodity.
82
261918
2127
Syntetyczny DNA jest towarem.
04:36
You can order very short pieces of DNA
from a number of companies,
from a number of companies,
83
264069
3611
Można zamówić fragmenty DNA z wielu firm.
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
Zaczną od 4 butelek z chemikaliami,
które tworzą DNA:
które tworzą DNA:
04:43
G, A, T and C,
85
271395
1445
guaniną, adeniną, tyminą i cytozyną,
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
i zbudują zamówione odcinki DNA.
04:48
Over the past 15 years or so,
87
276986
1833
Od 15 lat
04:50
my teams have been
developing the technology
developing the technology
88
278843
2323
moje zespoły rozwijają technologię
04:53
for stitching together
those short pieces of DNA
those short pieces of DNA
89
281190
2756
zespalania tych kawałków DNA
04:55
into complete bacterial genomes.
90
283970
2190
w kompletne genomy bakteryjne.
04:58
The largest genome that we constructed
contained over one million letters.
contained over one million letters.
91
286871
4333
Największy skonstruowany przez nas genom
zawiera ponad milion liter.
zawiera ponad milion liter.
05:03
Which is more than twice the size
of your average novel,
of your average novel,
92
291942
2660
To ponad dwa razy więcej
niż w przeciętnej powieści.
niż w przeciętnej powieści.
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
Musieliśmy każdą z tych liter
ustawić we właściwej kolejności
ustawić we właściwej kolejności
05:10
without a single typo.
94
298093
1269
i bezbłędnie.
05:11
We were able to accomplish this
by developing a procedure
by developing a procedure
95
299386
4293
Umożliwiła nam to procedura,
którą próbowałem nazwać
którą próbowałem nazwać
05:15
that I tried to call the "one-step
isothermal in vitro recombination method."
isothermal in vitro recombination method."
96
303703
5047
"jednoetapową, izotermiczną
metodą rekombinacji in vitro".
metodą rekombinacji in vitro".
05:20
(Laughter)
97
308774
2089
(Śmiech)
05:22
But, surprisingly, the science community
didn't like this technically accurate name
didn't like this technically accurate name
98
310887
4992
Zadziwiająco, społeczności naukowej
nie spodobała się ta precyzyjna nazwa
nie spodobała się ta precyzyjna nazwa
05:27
and decided to call it Gibson Assembly.
99
315903
2600
i zmieniono ją na Gibson Assembly.
05:31
Gibson Assembly
is now the gold standard tool,
is now the gold standard tool,
100
319625
2857
Gibson Assembly stał się wzorcem
05:34
used in laboratories around the world
101
322506
2468
wykorzystywanym w laboratoriach
całego świata
całego świata
05:36
for building short and long pieces of DNA.
102
324998
2800
do budowania krótkich i długich
fragmentów DNA.
fragmentów DNA.
05:40
(Applause)
103
328236
5333
(Brawa)
05:45
Once we chemically synthesized
the complete bacterial genome,
the complete bacterial genome,
104
333593
3325
Po chemicznym zsyntetyzowaniu
kompletnego genomu bakteryjnego
kompletnego genomu bakteryjnego
05:48
our next challenge was to find a way
105
336942
2310
następnym wyzwaniem
było znalezienie sposobu
było znalezienie sposobu
05:51
to convert it into a free-living,
self-replicating cell.
self-replicating cell.
106
339276
3468
jego przekształcenia w samodzielną,
samokopiującą się komórkę.
samokopiującą się komórkę.
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
W naszej metodzie traktowaliśmy genom
jako system operacyjny komórki,
jako system operacyjny komórki,
05:59
with the cell containing the hardware
necessary to boot up the genome.
necessary to boot up the genome.
108
347276
4495
z komórką zawierającą oprzyrządowanie
niezbędne do inicjacji genomu.
niezbędne do inicjacji genomu.
06:04
Through a lot of trial and error,
109
352553
1619
Metodą prób i błędów
06:06
we developed a procedure
where we could reprogram cells
where we could reprogram cells
110
354196
3135
rozwinęliśmy procedurę
umożliwiającą przeprogramowanie komórek,
umożliwiającą przeprogramowanie komórek,
06:09
and even convert one
bacterial species into another,
bacterial species into another,
111
357355
3349
a nawet przekształcenia gatunków bakterii
06:12
by replacing the genome of one cell
with that of another.
with that of another.
112
360728
3524
przez wzajemną wymianę genomów.
06:17
This genome transplantation
technology then paved the way
technology then paved the way
113
365363
4064
Technologia transplantacji genomu
utorowała drogę
utorowała drogę
06:21
for the booting-up of genomes
written by scientists
written by scientists
114
369451
3229
do inicjacji genomów
napisanych przez naukowców,
napisanych przez naukowców,
06:24
and not by Mother Nature.
115
372704
1667
a nie przez Matkę Naturę.
06:26
In 2010, all of the technologies
116
374768
2619
W roku 2010 wszystkie
rozwijane przez nas technologie
rozwijane przez nas technologie
06:29
that we had been developing
for reading and writing DNA
for reading and writing DNA
117
377411
2785
czytania i pisania DNA
06:32
all came together
when we announced the creation
when we announced the creation
118
380220
2921
zebrano razem
i ogłosiliśmy utworzenie
i ogłosiliśmy utworzenie
06:35
of the first synthetic cell,
119
383165
2214
pierwszej syntetycznej komórki,
06:37
which of course, we called Synthia.
120
385403
2158
którą oczywiście nazywamy Synthia.
06:39
(Laughter)
121
387585
2001
(Śmiech)
06:41
Ever since the first bacterial genome
was sequenced, back in 1995,
was sequenced, back in 1995,
122
389610
4580
Odkąd w roku 1995 zsekwencjonowano
pierwszy genom bakteryjny,
pierwszy genom bakteryjny,
06:46
thousands more whole bacterial genomes
have been sequenced and stored
have been sequenced and stored
123
394214
3459
tysiące innych kompletnych genomów
zsekwencjonowano i zapisano
zsekwencjonowano i zapisano
06:49
in computer databases.
124
397697
1406
w komputerowych bazach danych.
06:51
Our synthetic cell work
was the proof of concept
was the proof of concept
125
399601
2387
Praca nad syntetyczną komórką
udowodniła koncepcję,
udowodniła koncepcję,
06:54
that we could reverse this process:
126
402012
2010
że proces ten można odwrócić:
06:56
pull a complete bacterial genome
sequence out of the computer
sequence out of the computer
127
404046
3595
ściągnąć z komputera
kompletną sekwencję genomu
kompletną sekwencję genomu
06:59
and convert that information
into a free-living, self-replicating cell,
into a free-living, self-replicating cell,
128
407665
4761
i przekształcić tę informację
w samodzielną, samokopiującą się komórkę
w samodzielną, samokopiującą się komórkę
07:04
with all of the expected characteristics
of the species that we constructed.
of the species that we constructed.
129
412450
4338
o oczekiwanych właściwościach
konstruowanych gatunków.
konstruowanych gatunków.
07:10
Now I can understand
why there may be concerns
why there may be concerns
130
418409
2549
Zdaję sobie sprawę,
że mogą istnieć obawy
że mogą istnieć obawy
07:12
about the safety of this level
of genetic manipulation.
of genetic manipulation.
131
420982
3194
co do bezpieczeństwa na tym poziomie
genetycznej manipulacji.
genetycznej manipulacji.
07:16
While the technology has the potential
for great societal benefit,
for great societal benefit,
132
424918
4151
Ta technologia może przynieść
duże korzyści społeczne,
duże korzyści społeczne,
07:21
it also has the potential for doing harm.
133
429093
2440
ale ma też potencjał wyrządzenia krzywdy.
07:24
With this in mind, even before
carrying out the very first experiment,
carrying out the very first experiment,
134
432355
4063
Mając to na uwadze,
już przed pierwszym eksperymentem
już przed pierwszym eksperymentem
07:28
our team started to work
with the public and the government
with the public and the government
135
436442
2865
zespół nasz brał pod uwagę
opinię publiczną i rząd,
opinię publiczną i rząd,
07:31
to find solutions together
136
439331
2603
żeby razem znaleźć rozwiązania
07:33
to responsibly develop
and regulate this new technology.
and regulate this new technology.
137
441958
3800
do odpowiedzialnego rozwoju
i regulacji tej nowej technologii.
i regulacji tej nowej technologii.
07:38
One of the outcomes from those discussions
was to screen every customer
was to screen every customer
138
446331
3802
Jednym z wyników tych dyskusji
było przesiewanie klientów
było przesiewanie klientów
07:42
and every customer's DNA synthesis orders,
139
450157
2595
i wszystkich zamówień syntezy DNA,
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
żeby patogeny lub toksyny
nie trafiły w złe ręce
nie trafiły w złe ręce
07:49
or accidentally by scientists.
141
457696
1934
lub do nieświadomych naukowców.
07:52
All suspicious orders
are reported to the FBI
are reported to the FBI
142
460974
3388
Podejrzane zlecenia są zgłaszane do FBI
07:56
and other relevant
law-enforcement agencies.
law-enforcement agencies.
143
464386
2770
i innych odpowiednich organów ścigania.
08:00
Synthetic cell technologies
will power the next industrial revolution
will power the next industrial revolution
144
468641
4270
Technologie syntetycznej komórki
napędzą następną rewolucję przemysłową
napędzą następną rewolucję przemysłową
08:04
and transform industries and economies
145
472935
2864
i przekształcą przemysł i gospodarkę,
08:07
in ways that address
global sustainability challenges.
global sustainability challenges.
146
475823
3667
rozwiązując globalne wyzwania
zrównoważonego rozwoju.
zrównoważonego rozwoju.
08:12
The possibilities are endless.
147
480006
2206
Możliwości są nieskończone:
08:14
I mean, you can think of clothes
148
482236
1588
można wymyślić ubrania
08:15
constructed form renewable
biobased sources,
biobased sources,
149
483848
3697
wykonane z odnawialnych
źródeł biologicznych,
źródeł biologicznych,
08:19
cars running on biofuel
from engineered microbes,
from engineered microbes,
150
487569
3651
samochody napędzane biopaliwem
z projektowanych drobnoustrojów,
z projektowanych drobnoustrojów,
08:23
plastics made from biodegradable polymers
151
491244
3579
plastiki wykonane z polimerów
rozkładalnych biologicznie
rozkładalnych biologicznie
08:26
and customized therapies,
printed at a patient's bedside.
printed at a patient's bedside.
152
494847
3719
i niestandardowe terapie
drukowane przy łóżku pacjenta.
drukowane przy łóżku pacjenta.
08:31
The massive efforts
to create synthetic cells
to create synthetic cells
153
499196
2587
Ogromne wysiłki tworzenia
syntetycznych komórek
syntetycznych komórek
08:33
have made us world leaders at writing DNA.
154
501807
2800
uczyniły z nas światowych liderów
w pisaniu DNA.
w pisaniu DNA.
08:37
Throughout the process,
we found ways to write DNA faster,
we found ways to write DNA faster,
155
505149
3722
W ciągu całego procesu znaleźliśmy
sposoby szybszego pisania DNA,
sposoby szybszego pisania DNA,
08:40
more accurately and more reliably.
156
508895
2200
dokładniejsze i bardziej niezawodne.
08:43
Because of the robustness
of these technologies,
of these technologies,
157
511688
2294
Okazało się, że solidność tych technologii
08:46
we found that we could
readily automate the processes
readily automate the processes
158
514006
3000
umożliwia automatyzację procesu
08:49
and move the laboratory workflows
out of the scientist's hands
out of the scientist's hands
159
517030
3666
i przeniesienie prac laboratoryjnych
z rąk naukowców
z rąk naukowców
08:52
and onto a machine.
160
520720
1266
na maszynę.
08:55
In 2013, we built the first DNA printer.
161
523004
3000
W roku 2013 zbudowaliśmy
pierwszą drukarkę DNA.
pierwszą drukarkę DNA.
08:58
We call it the BioXp.
162
526631
2309
Nazywa się BioXp.
09:00
And it has been absolutely
essential in writing DNA
essential in writing DNA
163
528964
3196
Jest absolutnie konieczna do pisania DNA
09:04
across a number of applications
164
532184
1615
dla wielu zastosowań
09:05
my team and researchers
around the world are working on.
around the world are working on.
165
533823
3800
opracowywanych przez mój zespół
i naukowców z całego świata.
i naukowców z całego świata.
09:10
It was shortly after we built the BioXp
166
538077
2017
Wkrótce po skonstruowaniu 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
przyszedł email o panice w Chinach
związanej z wirusem ptasiej grypy H7N9.
związanej z wirusem ptasiej grypy H7N9.
09:17
A team of Chinese scientists
had already isolated the virus,
had already isolated the virus,
168
545498
3421
Zespół chińskich naukowców
wyodrębnił ten wirus,
wyodrębnił ten wirus,
09:20
sequenced its DNA and uploaded
the DNA sequence to the internet.
the DNA sequence to the internet.
169
548943
3516
ustalił sekwencję DNA
i wrzucił ją do internetu.
i wrzucił ją do internetu.
09:25
At the request of the US government,
we downloaded the DNA sequence
we downloaded the DNA sequence
170
553616
3515
Na prośbę rządu USA
pobraliśmy sekwencję DNA
pobraliśmy sekwencję DNA
09:29
and in less than 12 hours,
we printed it on the BioXp.
we printed it on the BioXp.
171
557155
3565
i w mniej niż 12 godzin
wydrukowano ją na BioXp.
wydrukowano ją na BioXp.
09:33
Our collaborators at Novartis
172
561529
1578
Nasi partnerzy z firmy Novartis
09:35
then quickly started turning
that synthetic DNA into a flu vaccine.
that synthetic DNA into a flu vaccine.
173
563131
4015
przekształcili syntetyczne DNA
w szczepionkę przeciw grypie.
w szczepionkę przeciw grypie.
09:39
Meanwhile, the CDC, using technology
dating back to the 1940s,
dating back to the 1940s,
174
567497
4530
W międzyczasie CDC,
stosujące technologię z 1940 roku,
stosujące technologię z 1940 roku,
09:44
was still waiting for the virus
to arrive from China
to arrive from China
175
572051
2930
dalej czekało na przesyłkę wirusa z Chin,
09:47
so that they could begin
their egg-based approach.
their egg-based approach.
176
575005
2740
żeby rozpocząć metodę
opartą na kurzych jajach.
opartą na kurzych jajach.
09:50
For the first time, we had a flu vaccine
developed ahead of time
developed ahead of time
177
578234
3549
Po raz pierwszy z wyprzedzeniem
opracowano szczepionkę przeciw grypie
opracowano szczepionkę przeciw grypie
09:53
for a new and potentially
dangerous strain,
dangerous strain,
178
581807
2469
dla nowego i potencjalnie
niebezpiecznego szczepu.
niebezpiecznego szczepu.
09:56
and the US government ordered a stockpile.
179
584300
2641
Rząd USA zlecił wykonanie
zapasów szczepionki.
zapasów szczepionki.
09:58
(Applause)
180
586965
5628
(Brawa)
10:04
This was when I began
to appreciate, more than ever,
to appreciate, more than ever,
181
592617
2468
Wtedy naprawdę zacząłem doceniać
10:07
the power of biological teleportation.
182
595109
2754
potęgę biologicznej teleportacji.
10:09
(Laughter)
183
597887
1150
(Śmiech)
10:11
Naturally, with this in mind,
184
599061
2088
Mając to na względzie,
10:13
we started to build
a biological teleporter.
a biological teleporter.
185
601173
2206
zaczęliśmy budować
biologiczny "teleporter".
biologiczny "teleporter".
10:16
We call it the DBC.
186
604402
2189
Nazywa się DBC.
10:18
That's short for
digital-to-biological converter.
digital-to-biological converter.
187
606615
3132
Jest to skrót od digital
to biological convertor.
to biological convertor.
10:22
Unlike the BioXp,
188
610267
1334
W odróżnieniu od BioXp,
10:23
which starts from pre-manufactured
short pieces of DNA,
short pieces of DNA,
189
611625
3079
która wymaga uprzednio wytworzonych
krótkich fragmentów DNA,
krótkich fragmentów DNA,
10:26
the DBC starts from digitized DNA code
190
614728
3103
DBS wymaga cyfrowego kodu DNA
10:29
and converts that DNA code
into biological entities,
into biological entities,
191
617855
3055
i przekształca go w jednostki biologiczne,
10:32
such as DNA, RNA,
proteins or even viruses.
proteins or even viruses.
192
620934
3533
jak DNA, RNA, białka i nawet wirusy.
10:37
You can think of the BioXp
as a DVD player,
as a DVD player,
193
625188
2873
Można sobie wyobrazić BioXp
jako odtwarzacz DVD,
jako odtwarzacz DVD,
10:40
requiring a physical DVD to be inserted,
194
628085
3048
z niezbędną do działania płytą DVD,
10:43
whereas the DBC is Netflix.
195
631157
2333
podczas gdy DBS jest jak Netflix.
10:47
To build the DBC,
196
635974
1232
Aby skonstruować DBS,
10:49
my team of scientists worked with
software and instrumentation engineers
software and instrumentation engineers
197
637230
4849
mój zespół naukowców współpracował
z inżynierami specjalistami,
z inżynierami specjalistami,
10:54
to collapse multiple laboratory workflows,
198
642103
2768
żeby zmieścić różnorakie ciągi pracy
10:56
all in a single box.
199
644895
1468
w jednym urządzeniu.
10:58
This included software algorithms
to predict what DNA to build,
to predict what DNA to build,
200
646696
3881
Są to algorytmy programów
przewidujące, które DNA budować,
przewidujące, które DNA budować,
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
chemia dotycząca budowy części DNA
z bloków G,A,T i C,
z bloków G,A,T i C,
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 do łączenia
krótkich części DNA w dłuższe
krótkich części DNA w dłuższe
11:11
and biology to convert the DNA
into other biological entities,
into other biological entities,
203
659379
3559
i biologia do przekształcania DNA
w inne jednostki biologiczne,
w inne jednostki biologiczne,
11:14
such as proteins.
204
662962
1182
jak na przykład białka.
11:17
This is the prototype.
205
665089
1627
Jest to prototyp.
11:18
Although it wasn't pretty,
it was effective.
it was effective.
206
666740
2190
Choć nie był ładny, był skuteczny.
11:20
It made therapeutic drugs and vaccines.
207
668954
2293
Produkował leki i szczepionki.
11:23
And laboratory workflows
that once took weeks or months
that once took weeks or months
208
671271
3774
Ciąg prac laboratoryjnych
liczony dotąd w tygodniach lub miesiącach
liczony dotąd w tygodniach lub miesiącach
11:27
could now be carried out
in just one to two days.
in just one to two days.
209
675069
3548
można było teraz
przeprowadzić w dzień lub dwa.
przeprowadzić w dzień lub dwa.
11:30
And that's all without
any human intervention
any human intervention
210
678641
2587
I wszystko to bez jakiejkolwiek
interwencji człowieka,
interwencji człowieka,
11:33
and simply activated
by the receipt of an email
by the receipt of an email
211
681252
2591
aktywowane e-mailem,
11:35
which could be sent
from anywhere in the world.
from anywhere in the world.
212
683867
2543
który można wysłać skądkolwiek w świecie.
11:39
We like to compare
the DBC to fax machines.
the DBC to fax machines.
213
687069
3119
Podoba się nam
porównanie DBC do telefaksu.
porównanie DBC do telefaksu.
11:43
But whereas fax machines
received images and documents,
received images and documents,
214
691016
3365
Ale podczas gdy telefaksy
otrzymują obrazy i dokumenty,
otrzymują obrazy i dokumenty,
11:46
the DBC receives biological materials.
215
694405
2738
DBC otrzymuje materiały biologiczne.
11:50
Now, consider how
fax machines have evolved.
fax machines have evolved.
216
698024
2682
Zastanówmy się nad rozwojem telefaksów.
11:53
The prototype of the 1840s
is unrecognizable,
is unrecognizable,
217
701553
3183
Prototyp z roku 1840
jest całkowicie niepodobny
jest całkowicie niepodobny
11:56
compared with the fax machines of today.
218
704760
2518
do dzisiejszych telefaksów.
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
W latach 80. większość ludzi
nie wiedziała, co to jest telefaks,
nie wiedziała, co to jest telefaks,
12:03
and if they did,
220
711792
1396
a nawet gdy wiedzieli,
12:05
it was difficult for them
to grasp the concept
to grasp the concept
221
713212
2359
trudno im było zrozumieć ideę
12:07
of instantly reproducing an image
on the other side of the world.
on the other side of the world.
222
715595
3621
natychmiastowego odtwarzania obrazu
po drugiej stronie świata.
po drugiej stronie świata.
12:11
But nowadays, everything
that a fax machine does
that a fax machine does
223
719672
2294
Dzisiaj funkcjonalność telefaksu
12:13
is integrated on our smart phones,
224
721990
1675
mamy w smartfonach
12:15
and of course, we take this rapid exchange
of digital information for granted.
of digital information for granted.
225
723689
4418
i uznajemy tę szybką wymianę
informacji za rzecz oczywistą.
informacji za rzecz oczywistą.
12:20
Here's what our DBC looks like today.
226
728831
2452
A tak wygląda nasz DBC dzisiaj.
12:23
We imagine the DBC evolving
in similar ways as fax machines have.
in similar ways as fax machines have.
227
731307
4387
Sądzimy, że rozwój DBC
przypomina rozwój telefaksu.
przypomina rozwój telefaksu.
12:28
We're working to reduce
the size of the instrument,
the size of the instrument,
228
736212
2627
Pracujemy nad zmniejszeniem
rozmiaru przyrządu
rozmiaru przyrządu
12:30
and we're working to make
the underlying technology
the underlying technology
229
738863
2619
oraz nad tym, żeby leżąca
u jego podstaw technologia
u jego podstaw technologia
12:33
more reliable, cheaper,
faster and more accurate.
faster and more accurate.
230
741506
3754
była skuteczniejsza, tańsza,
szybsza i dokładniejsza.
szybsza i dokładniejsza.
12:38
Accuracy is extremely important
when synthesizing DNA,
when synthesizing DNA,
231
746061
3762
Podczas syntezy DNA
niezmiernie ważna jest dokładność.
niezmiernie ważna jest dokładność.
12:41
because a single change to a DNA letter
232
749847
2016
Zmiana choćby litery
12:43
could mean the difference
between a medicine working or not
between a medicine working or not
233
751887
3024
może zadecydować o skuteczności leku
12:46
or synthetic cell being alive or dead.
234
754935
2533
lub czy syntetyczna komórka
będzie żywa, czy martwa.
będzie żywa, czy martwa.
12:50
The DBC will be useful
for the distributed manufacturing
for the distributed manufacturing
235
758292
3460
DBC pomoże w rozproszeniu produkcji leków
12:53
of medicine starting from DNA.
236
761776
2000
zaczynających od DNA.
12:56
Every hospital in the world
could use a DBC
could use a DBC
237
764649
2763
Każdy szpital na świecie
może używać DBC
może używać DBC
12:59
for printing personalized medicines
for a patient at their bedside.
for a patient at their bedside.
238
767436
3731
do drukowania zindywidualizowanych leków,
bezpośrednio przy łóżku pacjenta.
bezpośrednio przy łóżku pacjenta.
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
Mogę sobie nawet wyobrazić dzień,
kiedy za pośrednictwem DBC
kiedy za pośrednictwem DBC
13:08
to connect to their
home computer or smart phone
home computer or smart phone
240
776880
2269
będziemy się rutynowo łączyć
z komputerem lub smartfonem,
z komputerem lub smartfonem,
13:11
as a means to download
their prescriptions,
their prescriptions,
241
779173
2015
żeby ściągnąć przepisane leki,
13:13
such as insulin or antibody therapies.
242
781212
2119
jak insulinę czy przeciwciała.
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
Ponadto strategicznie rozmieszczone DBC
13:19
for rapid response to disease outbreaks.
244
787832
2667
będą nieocenione przy wybuchach epidemii:
13:22
For example, the CDC in Atlanta, Georgia
245
790879
3103
Centrum Kontroli
i Prewencji Chorób w Atlancie
i Prewencji Chorób w Atlancie
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
może przesłać instrukcje szczepionki grypy
do DBC na drugim końcu świata,
do DBC na drugim końcu świata,
13:30
where the flu vaccine is manufactured
right on the front lines.
right on the front lines.
247
798823
3944
żeby szczepionka powstała
właśnie tam, gdzie jest potrzebna.
właśnie tam, gdzie jest potrzebna.
13:35
That flu vaccine could even be
specifically tailored to the flu strain
specifically tailored to the flu strain
248
803085
5230
Szczepionka grypy może być nawet
dopasowana do szczepu grypy,
dopasowana do szczepu grypy,
13:40
that's circulating in that local area.
249
808339
3222
który obejmuje tylko dany teren.
13:43
Sending vaccines around in a digital file,
250
811585
2492
Przesyłanie szczepionek
jako pliku cyfrowego
jako pliku cyfrowego
13:46
rather than stockpiling those same
vaccines and shipping them out,
vaccines and shipping them out,
251
814101
3817
zamiast fizycznego
magazynowania i rozsyłania
magazynowania i rozsyłania
13:49
promises to save thousands of lives.
252
817942
2631
może uratować tysiące istnień.
13:53
Of course, the applications
go as far as the imagination goes.
go as far as the imagination goes.
253
821212
4200
Co do innych zastosowań
- można puścić wodze wyobraźni.
- można puścić wodze wyobraźni.
13:58
It's not hard to imagine
placing a DBC on another planet.
placing a DBC on another planet.
254
826164
3995
Nie jest trudno wyobrazić sobie
umieszczenie DBC na innej planecie.
umieszczenie DBC na innej planecie.
14:03
Scientists on Earth could then send
the digital instructions to that DBC
the digital instructions to that DBC
255
831315
5104
Naukowcy na Ziemi mogliby przesłać
cyfrowe instrukcje do tego DBC,
cyfrowe instrukcje do tego DBC,
14:08
to make new medicines
or to make synthetic organisms
or to make synthetic organisms
256
836443
4007
żeby zrobić leki lub syntetyczne organizmy
14:12
that produce oxygen, food,
fuel or building materials,
fuel or building materials,
257
840474
3667
wytwarzające tlen, żywność,
paliwo czy materiały budowlane
paliwo czy materiały budowlane
14:16
as a means for making the planet
more habitable for humans.
more habitable for humans.
258
844165
3174
jako środki do zagospodarowania
tej planety przez ludzi.
tej planety przez ludzi.
14:20
(Applause)
259
848002
4440
(Brawa)
Dla cyfrowej informacji
poruszającej się z prędkością światła
poruszającej się z prędkością światła
14:24
With digital information
traveling at the speed of light,
traveling at the speed of light,
260
852466
3341
14:27
it would only take minutes
to send those digital instructions
to send those digital instructions
261
855831
2897
przesłanie cyfrowej instrukcji
z Ziemi na Marsa
z Ziemi na Marsa
14:30
from Earth to Mars,
262
858752
1190
zajmie kilka minut.
14:31
but it would take months
to physically deliver those same samples
to physically deliver those same samples
263
859966
3849
Dostarczenie tych samych próbek
statkiem kosmicznym
statkiem kosmicznym
14:35
on a spacecraft.
264
863839
1150
trwałoby miesiącami.
14:37
But for now, I would be satisfied
beaming new medicines across the globe,
beaming new medicines across the globe,
265
865821
4603
Na dziś wystarczyłaby mi
zautomatyzowana globalna transmisja
zautomatyzowana globalna transmisja
14:42
fully automated and on demand,
266
870448
2190
nowych leków na żądanie,
14:44
saving lives from emerging
infectious diseases
infectious diseases
267
872662
3598
ratujących życie przed nowymi
chorobami zakaźnymi,
chorobami zakaźnymi,
oraz drukowanie
zindywidualizowanych leków na raka
zindywidualizowanych leków na raka
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
dla tych, którzy nie mogą czekać.
14:53
Thank you.
269
881060
1175
Dziękuję.
14:54
(Applause)
270
882259
7000
(Brawa)
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