TED2018
Dan Gibson: How to build synthetic DNA and send it across the internet
Dan Gibson: Como construir DNA sintético e enviá-lo pela internet
Filmed:
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O biólogo Dan Gibson edita e programa o DNA, da mesma forma que codificadores programam um computador. Mas seu "código" cria vida, dando aos cientistas o poder de converter informações digitais em material biológico, como proteínas e vacinas. Agora ele está em um novo projeto: "transporte biológico", que promete enviar novos medicamentos ao redor do mundo pela internet. Saiba mais sobre como essa tecnologia pode mudar a forma com que reagimos aos surtos de doenças e nos permite fazer o download de prescrições personalizadas em nossas casas.
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
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00:13
Alright, let me tell you
about building synthetic cells
about building synthetic cells
0
1388
3175
Vou falar sobre como construir
células sintéticas
células sintéticas
00:16
and printing life.
1
4587
1945
e imprimir vida.
00:18
But first, let me tell you a quick story.
2
6556
2483
Antes, deixe-me contar uma história.
00:21
On March 31, 2013,
3
9063
2506
No dia 31 de março de 2013,
00:23
my team and I received an email
from an international health organization,
from an international health organization,
4
11593
4183
minha equipe e eu recebemos um e-mail
de uma organização internacional de saúde,
de uma organização internacional de saúde,
00:27
alerting us that two men died in China
5
15800
2833
alertando-nos que dois homens
morreram na China
morreram na China
00:30
shortly after contracting
the H7N9 bird flu.
the H7N9 bird flu.
6
18657
3055
logo após contraírem a gripe aviária H7N9.
00:34
There were fears of a global pandemic
7
22149
1857
O temor era de uma pandemia global,
00:36
as the virus started rapidly
moving across China.
moving across China.
8
24030
3333
pois o vírus começou a se alastrar
rapidamente pela China.
rapidamente pela China.
00:40
Although methods existed
to produce a flu vaccine
to produce a flu vaccine
9
28004
2782
Embora existissem métodos
para produzir uma vacina
para produzir uma vacina
00:42
and stop the disease from spreading,
10
30810
1972
e impedir a gripe de se espalhar,
00:44
at best, it would not be available
for at least six months.
for at least six months.
11
32806
3844
levaria cerca de seis meses para ficar
pronta, na melhor das hipóteses.
pronta, na melhor das hipóteses.
00:49
This is because a slow, antiquated
flu vaccine manufacturing process
flu vaccine manufacturing process
12
37474
4730
Isso porque um lento e antiquado
processo de fabricação,
processo de fabricação,
00:54
developed over 70 years ago
was the only option.
was the only option.
13
42228
3958
desenvolvido há mais de 70 anos,
era a única opção.
era a única opção.
00:59
The virus would need to be isolated
from infected patients,
from infected patients,
14
47140
3452
O vírus precisaria ser isolado
de pacientes infectados,
de pacientes infectados,
01:02
packaged up and then sent to a facility
15
50616
2294
embalado e enviado para um local
01:04
where scientists would inject
the virus into chicken eggs,
the virus into chicken eggs,
16
52934
4016
onde os cientistas o injetariam
em ovos de galinha,
em ovos de galinha,
01:08
and incubate those chicken eggs
for several weeks
for several weeks
17
56974
2571
que seriam incubados por várias semanas,
01:11
in order to prepare the virus
for the start of a multistep,
for the start of a multistep,
18
59569
3722
a fim de preparar o vírus
para o início de um processo
para o início de um processo
01:15
multimonth flu vaccine
manufacturing process.
manufacturing process.
19
63315
3282
de manufatura complexo e demorado.
01:19
My team and I received this email
20
67363
1994
Minha equipe e eu recebemos este e-mail
01:21
because we had just invented
a biological printer,
a biological printer,
21
69381
3886
porque tínhamos acabado de inventar
uma impressora biológica,
uma impressora biológica,
01:25
which would allow
for the flu vaccine instructions
for the flu vaccine instructions
22
73291
2421
que permitiria que as instruções da vacina
01:27
to be instantly downloaded
from the internet and printed.
from the internet and printed.
23
75736
3321
fossem instantaneamente baixadas
da internet e impressas,
da internet e impressas,
01:31
Drastically speeding up the way
in which flu vaccines are made,
in which flu vaccines are made,
24
79633
3286
acelerando drasticamente o processo
de produção das vacinas
de produção das vacinas
01:34
and potentially saving thousands of lives.
25
82943
2800
e podendo salvar milhares de vidas.
01:38
The biological printer leverages
our ability to read and write DNA
our ability to read and write DNA
26
86776
4974
A impressora biológica impulsiona
nossa capacidade de ler e escrever DNA
nossa capacidade de ler e escrever DNA
01:43
and starts to bring into focus
27
91774
1970
e começa a colocar em foco
01:45
what we like to call
biological teleportation.
biological teleportation.
28
93768
3133
o que de chamamos
de teletransporte biológico.
de teletransporte biológico.
01:49
I am a biologist and an engineer
who builds stuff out of DNA.
who builds stuff out of DNA.
29
97704
4200
Sou biólogo e engenheiro,
e construo coisas a partir do DNA.
e construo coisas a partir do DNA.
01:54
Believe it or not,
one of my favorite things to do
one of my favorite things to do
30
102577
2349
Uma das coisas que mais gosto de fazer
01:56
is to take DNA apart
and put it back together
and put it back together
31
104950
2377
é desmontar o DNA e montá-lo novamente,
01:59
so that I can understand
better how it works.
better how it works.
32
107351
2758
para entender melhor como ele funciona.
02:02
I can edit and program DNA to do things,
just like coders programing a computer.
just like coders programing a computer.
33
110442
4659
Posso editar e programar o DNA, assim como
codificadores programam um computador.
codificadores programam um computador.
02:07
But my apps are different.
34
115797
1801
Mas meus aplicativos são diferentes.
02:09
They create life.
35
117622
1246
Eles criam vida.
02:10
Self-replicating living cells
and things like vaccines and therapeutics
and things like vaccines and therapeutics
36
118892
4272
Células vivas que se autorreplicam,
vacinas e terapias
vacinas e terapias
02:15
that work in ways
that were previously impossible.
that were previously impossible.
37
123188
3107
que funcionam de maneiras
que seriam impossíveis anteriormente.
que seriam impossíveis anteriormente.
02:19
Here's National Medal of Science
recipient Craig Venter
recipient Craig Venter
38
127141
3301
Aqui estão Craig Venter, ganhador
da Medalha Nacional de Ciência,
da Medalha Nacional de Ciência,
02:22
and Nobel laureate Ham Smith.
39
130466
2135
e Ham Smith, vencedor do Prêmio Nobel.
02:25
These two guys shared a similar vision.
40
133038
2309
Eles compartilhavam uma visão semelhante.
02:27
That vision was, because all
of the functions and characteristics
of the functions and characteristics
41
135371
4397
Uma vez que todas as funções
e características
e características
02:31
of all biological entities,
including viruses and living cells,
including viruses and living cells,
42
139792
4157
de todos os seres biológicos,
incluindo os vírus e as células vivas,
incluindo os vírus e as células vivas,
02:35
are written into the code of DNA,
43
143973
2430
estão escritas em códigos de DNA,
02:38
if one can read and write
that code of DNA,
that code of DNA,
44
146427
3396
se pudermos ler e escrever esses códigos,
02:41
then they can be reconstructed
in a distant location.
in a distant location.
45
149847
3263
podemos reconstruir esses seres
em um outro local.
em um outro local.
02:46
This is what we mean
by biological teleportation.
by biological teleportation.
46
154043
3334
Isso é o que chamamos
de teletransporte biológico.
de teletransporte biológico.
02:50
To prove out this vision,
47
158210
1342
Para provar essa visão,
02:51
Craig and Ham set a goal
of creating, for the first time,
of creating, for the first time,
48
159576
2993
Craig e Ham tinham como objetivo criar
02:54
a synthetic cell, starting
from DNA code in the computer.
from DNA code in the computer.
49
162593
3153
uma célula sintética a partir
de um código de DNA no computador.
de um código de DNA no computador.
02:58
I mean, come on,
as a scientist looking for a job,
as a scientist looking for a job,
50
166284
4857
Para um cientista procurando emprego,
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
fazer pesquisa de ponta era
como realizar um sonho.
como realizar um sonho.
03:06
(Laughter)
52
174252
1759
(Risos)
03:08
OK, a genome is a complete set
of DNA within an organism.
of DNA within an organism.
53
176035
4527
Um genoma é um conjunto completo de DNA
dentro de um organismo.
dentro de um organismo.
03:13
Following the Human
Genome Project in 2003,
Genome Project in 2003,
54
181138
2709
Após o Projeto Genoma Humano em 2003,
03:15
which was an international
effort to identify
effort to identify
55
183871
2199
que foi um esforço para identificar
03:18
the complete genetic blueprint
of a human being,
of a human being,
56
186094
3158
a sequência genética completa
de um ser humano,
de um ser humano,
03:21
a genomics revolution happened.
57
189276
2253
aconteceu uma revolução genômica.
03:23
Scientists started mastering
the techniques for reading DNA.
the techniques for reading DNA.
58
191553
3692
Cientistas começaram a dominar
as técnicas para ler o DNA,
as técnicas para ler o 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
para determinar a ordem
de A, C, T e G
de A, C, T e G
03:30
within an organism.
60
198587
1266
dentro de um organismo.
03:32
But my job was far different.
61
200475
1556
Mas meu trabalho era diferente.
03:34
I needed to master
the techniques for writing DNA.
the techniques for writing DNA.
62
202412
3006
Eu precisava dominar as técnicas
para escrever DNA.
para escrever DNA.
03:37
Like an author of a book,
63
205442
1270
Como um escritor,
03:38
this started out
as writing short sentences,
as writing short sentences,
64
206736
2182
comecei elaborando pequenas sentenças
03:40
or sequences of DNA code,
65
208942
2103
ou sequências de códigos de DNA.
03:43
but this soon turned into
writing paragraphs
writing paragraphs
66
211069
2278
Isso logo evoluiu para parágrafos
03:45
and then full-on novels of DNA code,
67
213371
2365
e romances inteiros escritos
com códigos de DNA,
com códigos de DNA,
03:47
to make important biological instructions
for proteins and living cells.
for proteins and living cells.
68
215760
4229
produzindo instruções biológicas
para criar proteínas e células vivas.
para criar proteínas e células vivas.
03:52
Living cells are nature's most efficient
machines at making new products,
machines at making new products,
69
220466
3500
Tais células são as máquinas mais
eficientes para fabricar novos produtos,
eficientes para fabricar novos produtos,
03:55
accounting for the production
70
223990
1659
sendo responsáveis pela produção
03:57
of 25 percent of the total
pharmaceutical market,
pharmaceutical market,
71
225673
3571
de 25% do total do mercado farmacêutico,
04:01
which is billions of dollars.
72
229268
1933
que é de bilhões de dólares.
04:03
We knew that writing DNA
would drive this bioeconomy even more,
would drive this bioeconomy even more,
73
231823
3881
Sabíamos que escrever DNA impulsionaria
ainda mais essa bioeconomia,
ainda mais essa bioeconomia,
04:07
once cells could be programmed
just like computers.
just like computers.
74
235728
3166
uma vez que as células poderiam ser
programadas como computadores.
programadas como computadores.
04:11
We also knew that writing DNA
would enable biological teleportation ...
would enable biological teleportation ...
75
239339
4651
Também sabíamos que escrever DNA
permitiria o teletransporte biológico
permitiria o teletransporte biológico
04:17
the printing of defined,
biological material,
biological material,
76
245186
2908
e a impressão de materiais
biológicos definidos,
biológicos definidos,
04:20
starting from DNA code.
77
248118
1695
a partir de códigos de DNA.
04:22
As a step toward bringing
these promises to fruition,
these promises to fruition,
78
250575
2962
Procurando viabilizar essas expectativas,
04:25
our team set out to create,
for the first time,
for the first time,
79
253561
2722
nossa equipe começou a criar
04:28
a synthetic bacterial cell,
80
256307
2238
uma célula bacteriana sintética
04:30
starting from DNA code in the computer.
81
258569
2599
a partir de códigos de DNA no computador.
04:33
Synthetic DNA is a commodity.
82
261918
2127
O DNA sintético é uma matéria-prima.
04:36
You can order very short pieces of DNA
from a number of companies,
from a number of companies,
83
264069
3611
Você pode encomendar peças de DNA
de várias empresas
de várias empresas
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
que, a partir desses quatro elementos,
04:43
G, A, T and C,
85
271395
1445
G, A, T e C,
04:44
and they will build
those very short pieces of DNA for you.
those very short pieces of DNA for you.
86
272864
3256
irão construir pedaços de DNA para você.
04:48
Over the past 15 years or so,
87
276986
1833
Nos últimos 15 anos,
04:50
my teams have been
developing the technology
developing the technology
88
278843
2323
minhas equipes têm
desenvolvido a tecnologia
desenvolvido a tecnologia
04:53
for stitching together
those short pieces of DNA
those short pieces of DNA
89
281190
2756
para costurar esses pequenos
pedaços de DNA
pedaços de DNA
04:55
into complete bacterial genomes.
90
283970
2190
e formar genomas bacterianos completos.
04:58
The largest genome that we constructed
contained over one million letters.
contained over one million letters.
91
286871
4333
O maior genoma que construímos
continha mais de um milhão de letras,
continha mais de um milhão de letras,
05:03
Which is more than twice the size
of your average novel,
of your average novel,
92
291942
2660
mais do que o dobro que um romance médio.
05:06
and we had to put every single one
of those letters in the correct order,
of those letters in the correct order,
93
294626
3443
E tivemos que colocar cada uma
dessas letras na ordem correta,
dessas letras na ordem correta,
05:10
without a single typo.
94
298093
1269
sem erros de digitação.
05:11
We were able to accomplish this
by developing a procedure
by developing a procedure
95
299386
4293
Conseguimos fazer isso
desenvolvendo um procedimento
desenvolvendo um procedimento
05:15
that I tried to call the "one-step
isothermal in vitro recombination method."
isothermal in vitro recombination method."
96
303703
5047
que tentei nomear como "método isotérmico
de recombinação in vitro".
de recombinação in vitro".
05:20
(Laughter)
97
308774
2089
(Risos)
05:22
But, surprisingly, the science community
didn't like this technically accurate name
didn't like this technically accurate name
98
310887
4992
Mas, para minha surpresa, a comunidade
científica não gostou desse nome técnico
científica não gostou desse nome técnico
05:27
and decided to call it Gibson Assembly.
99
315903
2600
e decidiu chamar o procedimento
de Gibson Assembly.
de Gibson Assembly.
05:31
Gibson Assembly
is now the gold standard tool,
is now the gold standard tool,
100
319625
2857
Gibson Assembly é agora
a ferramenta padrão ouro,
a ferramenta padrão ouro,
05:34
used in laboratories around the world
101
322506
2468
usada nos laboratórios do mundo todo,
05:36
for building short and long pieces of DNA.
102
324998
2800
para construir pedaços
curtos e longos de DNA.
curtos e longos de DNA.
05:40
(Applause)
103
328236
5333
(Aplausos)
05:45
Once we chemically synthesized
the complete bacterial genome,
the complete bacterial genome,
104
333593
3325
Uma vez que sintetizamos quimicamente
o genoma bacteriano completo,
o genoma bacteriano completo,
05:48
our next challenge was to find a way
105
336942
2310
nosso próximo desafio
foi encontrar um meio
foi encontrar um meio
05:51
to convert it into a free-living,
self-replicating cell.
self-replicating cell.
106
339276
3468
para convertê-lo em uma célula
viva e autorreplicante.
viva e autorreplicante.
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
Nossa abordagem foi pensar no genoma
como o sistema operacional da célula,
como o sistema operacional da célula,
05:59
with the cell containing the hardware
necessary to boot up the genome.
necessary to boot up the genome.
108
347276
4495
com a célula contendo o hardware
necessário para iniciar o genoma.
necessário para iniciar o genoma.
06:04
Through a lot of trial and error,
109
352553
1619
Através de muita tentativa e erro,
06:06
we developed a procedure
where we could reprogram cells
where we could reprogram cells
110
354196
3135
criamos um procedimento
que nos permitia reprogramar células
que nos permitia reprogramar células
06:09
and even convert one
bacterial species into another,
bacterial species into another,
111
357355
3349
e até converter uma espécie
bacteriana em outra,
bacteriana em outra,
06:12
by replacing the genome of one cell
with that of another.
with that of another.
112
360728
3524
substituindo o genoma
de uma célula por outro.
de uma célula por outro.
06:17
This genome transplantation
technology then paved the way
technology then paved the way
113
365363
4064
Esta tecnologia de transplante
de genoma abriu o caminho
de genoma abriu o caminho
06:21
for the booting-up of genomes
written by scientists
written by scientists
114
369451
3229
para o surgimento de genomas
escritos por cientistas
escritos por cientistas
06:24
and not by Mother Nature.
115
372704
1667
e não pela natureza.
06:26
In 2010, all of the technologies
116
374768
2619
Em 2010, todas as tecnologias
06:29
that we had been developing
for reading and writing DNA
for reading and writing DNA
117
377411
2785
que estávamos desenvolvendo
para ler e escrever DNA
para ler e escrever DNA
06:32
all came together
when we announced the creation
when we announced the creation
118
380220
2921
culminaram no anúncio da criação
06:35
of the first synthetic cell,
119
383165
2214
da primeira célula sintética,
06:37
which of course, we called Synthia.
120
385403
2158
que, claro, chamamos de Synthia.
06:39
(Laughter)
121
387585
2001
(Risos)
06:41
Ever since the first bacterial genome
was sequenced, back in 1995,
was sequenced, back in 1995,
122
389610
4580
Desde que o primeiro genoma bacteriano
foi sequenciado, em 1995,
foi sequenciado, em 1995,
06:46
thousands more whole bacterial genomes
have been sequenced and stored
have been sequenced and stored
123
394214
3459
milhares de outros genomas bacterianos
foram sequenciados e armazenados
foram sequenciados e armazenados
06:49
in computer databases.
124
397697
1406
em computadores.
06:51
Our synthetic cell work
was the proof of concept
was the proof of concept
125
399601
2387
Nosso trabalho com a célula
sintética foi a prova
sintética foi a prova
06:54
that we could reverse this process:
126
402012
2010
de que poderíamos reverter esse processo,
06:56
pull a complete bacterial genome
sequence out of the computer
sequence out of the computer
127
404046
3595
extrair uma sequência completa de genoma
bacteriano do computador,
bacteriano do computador,
06:59
and convert that information
into a free-living, self-replicating cell,
into a free-living, self-replicating cell,
128
407665
4761
e converter essa informação
em uma célula viva e autorreplicante,
em uma célula viva e autorreplicante,
07:04
with all of the expected characteristics
of the species that we constructed.
of the species that we constructed.
129
412450
4338
com todas as características esperadas
da espécie que construímos.
da espécie que construímos.
07:10
Now I can understand
why there may be concerns
why there may be concerns
130
418409
2549
Entendo por que poderia haver preocupações
07:12
about the safety of this level
of genetic manipulation.
of genetic manipulation.
131
420982
3194
sobre a segurança deste nível
de manipulação genética.
de manipulação genética.
07:16
While the technology has the potential
for great societal benefit,
for great societal benefit,
132
424918
4151
A tecnologia tem o potencial de ser
um grande benefício social,
um grande benefício social,
07:21
it also has the potential for doing harm.
133
429093
2440
mas também pode causar danos.
07:24
With this in mind, even before
carrying out the very first experiment,
carrying out the very first experiment,
134
432355
4063
Com isso em mente, mesmo antes
de realizar o primeiro experimento,
de realizar o primeiro experimento,
07:28
our team started to work
with the public and the government
with the public and the government
135
436442
2865
nossa equipe começou a trabalhar
com o público e o governo
com o público e o governo
07:31
to find solutions together
136
439331
2603
para, juntos, encontrar soluções
07:33
to responsibly develop
and regulate this new technology.
and regulate this new technology.
137
441958
3800
para desenvolver e regular esta nova
tecnologia de forma responsável.
tecnologia de forma responsável.
07:38
One of the outcomes from those discussions
was to screen every customer
was to screen every customer
138
446331
3802
Uma das precauções é rastrear cada cliente
07:42
and every customer's DNA synthesis orders,
139
450157
2595
e todas as suas encomendas de 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
para impedir que patógenos ou toxinas
sejam produzidos por criminosos
sejam produzidos por criminosos
07:49
or accidentally by scientists.
141
457696
1934
ou, acidentalmente, por cientistas.
07:52
All suspicious orders
are reported to the FBI
are reported to the FBI
142
460974
3388
Todas as encomendas suspeitas
são reportadas ao FBI
são reportadas ao FBI
07:56
and other relevant
law-enforcement agencies.
law-enforcement agencies.
143
464386
2770
e a outros órgãos de segurança.
08:00
Synthetic cell technologies
will power the next industrial revolution
will power the next industrial revolution
144
468641
4270
As células sintéticas serão a força
da próxima revolução industrial,
da próxima revolução industrial,
08:04
and transform industries and economies
145
472935
2864
transformando a indústria e a economia
08:07
in ways that address
global sustainability challenges.
global sustainability challenges.
146
475823
3667
e solucionando desafios
em favor da sustentabilidade.
em favor da sustentabilidade.
08:12
The possibilities are endless.
147
480006
2206
As possibilidades são infinitas.
08:14
I mean, you can think of clothes
148
482236
1588
Podemos pensar em roupas
08:15
constructed form renewable
biobased sources,
biobased sources,
149
483848
3697
construídas a partir de fontes
biológicas renováveis,
biológicas renováveis,
08:19
cars running on biofuel
from engineered microbes,
from engineered microbes,
150
487569
3651
carros abastecidos com biocombustível
de microrganismos projetados,
de microrganismos projetados,
08:23
plastics made from biodegradable polymers
151
491244
3579
plástico feito de polímeros biodegradáveis
08:26
and customized therapies,
printed at a patient's bedside.
printed at a patient's bedside.
152
494847
3719
e tratamentos customizados,
impressos no quarto do paciente.
impressos no quarto do paciente.
08:31
The massive efforts
to create synthetic cells
to create synthetic cells
153
499196
2587
O esforço massivo para criar
células sintéticas
células sintéticas
08:33
have made us world leaders at writing DNA.
154
501807
2800
nos tornaram líderes mundiais
em escrever DNA.
em escrever DNA.
08:37
Throughout the process,
we found ways to write DNA faster,
we found ways to write DNA faster,
155
505149
3722
Ao longo do processo, descobrimos
como escrever o DNA mais rápido,
como escrever o DNA mais rápido,
08:40
more accurately and more reliably.
156
508895
2200
de forma mais precisa e confiável.
08:43
Because of the robustness
of these technologies,
of these technologies,
157
511688
2294
Devido à solidez dessas tecnologias,
08:46
we found that we could
readily automate the processes
readily automate the processes
158
514006
3000
descobrimos que poderíamos
automatizar os processos
automatizar os processos
08:49
and move the laboratory workflows
out of the scientist's hands
out of the scientist's hands
159
517030
3666
e mover o fluxo de trabalho do laboratório
das mãos do cientista
das mãos do cientista
08:52
and onto a machine.
160
520720
1266
para uma máquina.
08:55
In 2013, we built the first DNA printer.
161
523004
3000
Em 2013, construímos a primeira
impressora de DNA,
impressora de DNA,
08:58
We call it the BioXp.
162
526631
2309
chamada BioXp.
09:00
And it has been absolutely
essential in writing DNA
essential in writing DNA
163
528964
3196
Ela tem sido absolutamente essencial
para escrever DNA em diferentes aplicações
para escrever DNA em diferentes aplicações
09:04
across a number of applications
164
532184
1615
09:05
my team and researchers
around the world are working on.
around the world are working on.
165
533823
3800
nas quais minha equipe está
trabalhando ao redor do mundo.
trabalhando ao redor do mundo.
09:10
It was shortly after we built the BioXp
166
538077
2017
Um pouco depois de construirmos a 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
recebemos o e-mail sobre a gripe
aviária H7N9 na China.
aviária H7N9 na China.
09:17
A team of Chinese scientists
had already isolated the virus,
had already isolated the virus,
168
545498
3421
Uma equipe de cientistas chineses
já havia isolado o vírus,
já havia isolado o vírus,
09:20
sequenced its DNA and uploaded
the DNA sequence to the internet.
the DNA sequence to the internet.
169
548943
3516
sequenciado o seu DNA e carregado
a sequência na internet.
a sequência na internet.
09:25
At the request of the US government,
we downloaded the DNA sequence
we downloaded the DNA sequence
170
553616
3515
A pedido do governo dos EUA,
baixamos a sequência de DNA
baixamos a sequência de DNA
09:29
and in less than 12 hours,
we printed it on the BioXp.
we printed it on the BioXp.
171
557155
3565
e, em menos de 12 horas,
a imprimimos na BioXp.
a imprimimos na BioXp.
09:33
Our collaborators at Novartis
172
561529
1578
Nossos colaboradores na Novartis
09:35
then quickly started turning
that synthetic DNA into a flu vaccine.
that synthetic DNA into a flu vaccine.
173
563131
4015
começaram rapidamente a transformar
esse DNA sintético em uma vacina.
esse DNA sintético em uma vacina.
09:39
Meanwhile, the CDC, using technology
dating back to the 1940s,
dating back to the 1940s,
174
567497
4530
Enquanto isso, o CDC, usando
uma tecnologia dos anos 1940,
uma tecnologia dos anos 1940,
09:44
was still waiting for the virus
to arrive from China
to arrive from China
175
572051
2930
ainda estava esperando
o vírus chegar da China,
o vírus chegar da China,
09:47
so that they could begin
their egg-based approach.
their egg-based approach.
176
575005
2740
para que pudessem começar
o processo com o ovo.
o processo com o ovo.
09:50
For the first time, we had a flu vaccine
developed ahead of time
developed ahead of time
177
578234
3549
Pela primeira vez, uma vacina contra
a gripe foi produzida antecipadamente,
a gripe foi produzida antecipadamente,
09:53
for a new and potentially
dangerous strain,
dangerous strain,
178
581807
2469
para uma cepa nova
e potencialmente perigosa,
e potencialmente perigosa,
09:56
and the US government ordered a stockpile.
179
584300
2641
e o governo dos EUA encomendou um estoque.
09:58
(Applause)
180
586965
5628
(Aplausos)
10:04
This was when I began
to appreciate, more than ever,
to appreciate, more than ever,
181
592617
2468
Foi quando comecei a apreciar,
mais do que nunca,
mais do que nunca,
10:07
the power of biological teleportation.
182
595109
2754
o poder do teletransporte biológico.
10:09
(Laughter)
183
597887
1150
(Risos)
10:11
Naturally, with this in mind,
184
599061
2088
Naturalmente, com isso em mente,
10:13
we started to build
a biological teleporter.
a biological teleporter.
185
601173
2206
começamos a construir um equipamento.
10:16
We call it the DBC.
186
604402
2189
Nós o chamamos de DBC,
10:18
That's short for
digital-to-biological converter.
digital-to-biological converter.
187
606615
3132
uma abreviação para
conversor digital-biológico.
conversor digital-biológico.
10:22
Unlike the BioXp,
188
610267
1334
Diferentemente da BioXp,
10:23
which starts from pre-manufactured
short pieces of DNA,
short pieces of DNA,
189
611625
3079
que começa a partir de pequenos pedaços
de DNA pré-fabricados,
de DNA pré-fabricados,
10:26
the DBC starts from digitized DNA code
190
614728
3103
o DBC começa a partir do código
de DNA digitalizado
de DNA digitalizado
10:29
and converts that DNA code
into biological entities,
into biological entities,
191
617855
3055
e converte esse código
em entidades biológicas,
em entidades biológicas,
10:32
such as DNA, RNA,
proteins or even viruses.
proteins or even viruses.
192
620934
3533
como DNA, RNA, proteínas ou mesmo vírus.
10:37
You can think of the BioXp
as a DVD player,
as a DVD player,
193
625188
2873
Podemos pensar na BioXp
como um leitor de DVD,
como um leitor de DVD,
10:40
requiring a physical DVD to be inserted,
194
628085
3048
que requer que um disco
físico seja inserido,
físico seja inserido,
10:43
whereas the DBC is Netflix.
195
631157
2333
enquanto o DBC é como a Netflix.
10:47
To build the DBC,
196
635974
1232
Para construir o DBC,
10:49
my team of scientists worked with
software and instrumentation engineers
software and instrumentation engineers
197
637230
4849
minha equipe trabalhou com engenheiros
de software e de instrumentação
de software e de instrumentação
10:54
to collapse multiple laboratory workflows,
198
642103
2768
para colapsar vários fluxos
de trabalho laboratorial
de trabalho laboratorial
10:56
all in a single box.
199
644895
1468
em uma única caixa.
10:58
This included software algorithms
to predict what DNA to build,
to predict what DNA to build,
200
646696
3881
Isso incluiu algoritmos de software
para prever qual DNA construir,
para prever qual DNA construir,
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
química para ligar os elementos,
construindo pequenos blocos de DNA,
construindo pequenos blocos de DNA,
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 para costurar os pedaços,
formando sequências mais longas,
formando sequências mais longas,
11:11
and biology to convert the DNA
into other biological entities,
into other biological entities,
203
659379
3559
e biologia para converter o DNA
em outras entidades biológicas,
em outras entidades biológicas,
11:14
such as proteins.
204
662962
1182
como proteínas.
11:17
This is the prototype.
205
665089
1627
Este era o protótipo.
11:18
Although it wasn't pretty,
it was effective.
it was effective.
206
666740
2190
Embora não fosse bonito, era eficaz.
11:20
It made therapeutic drugs and vaccines.
207
668954
2293
Produziu drogas terapêuticas e vacinas.
11:23
And laboratory workflows
that once took weeks or months
that once took weeks or months
208
671271
3774
Fluxos de trabalho que levariam semanas
ou meses no laboratório,
ou meses no laboratório,
11:27
could now be carried out
in just one to two days.
in just one to two days.
209
675069
3548
poderiam ser realizados
em um ou dois dias.
em um ou dois dias.
11:30
And that's all without
any human intervention
any human intervention
210
678641
2587
Isso tudo sem qualquer intervenção humana
11:33
and simply activated
by the receipt of an email
by the receipt of an email
211
681252
2591
e simplesmente ativado
pelo recebimento de um e-mail,
pelo recebimento de um e-mail,
11:35
which could be sent
from anywhere in the world.
from anywhere in the world.
212
683867
2543
enviado de qualquer lugar do mundo.
11:39
We like to compare
the DBC to fax machines.
the DBC to fax machines.
213
687069
3119
Gostamos de comparar o DBC
aos aparelhos de fax.
aos aparelhos de fax.
11:43
But whereas fax machines
received images and documents,
received images and documents,
214
691016
3365
Da mesma forma que as máquinas de fax
recebem imagens e documentos,
recebem imagens e documentos,
11:46
the DBC receives biological materials.
215
694405
2738
o DBC recebe materiais biológicos.
11:50
Now, consider how
fax machines have evolved.
fax machines have evolved.
216
698024
2682
Agora, considere como
as máquinas de fax evoluíram.
as máquinas de fax evoluíram.
11:53
The prototype of the 1840s
is unrecognizable,
is unrecognizable,
217
701553
3183
O protótipo da década de 1840
é irreconhecível
é irreconhecível
11:56
compared with the fax machines of today.
218
704760
2518
se comparado às máquinas de fax atuais.
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
Na década de 1980, a maioria das pessoas
não sabia o que era uma máquina de fax,
não sabia o que era uma máquina de fax,
12:03
and if they did,
220
711792
1396
e, mesmo se soubessem,
12:05
it was difficult for them
to grasp the concept
to grasp the concept
221
713212
2359
era difícil compreender o conceito
12:07
of instantly reproducing an image
on the other side of the world.
on the other side of the world.
222
715595
3621
de reproduzir instantaneamente
uma imagem do outro lado do mundo.
uma imagem do outro lado do mundo.
12:11
But nowadays, everything
that a fax machine does
that a fax machine does
223
719672
2294
Mas, hoje, todas as funções
de um aparelho de fax
de um aparelho de fax
12:13
is integrated on our smart phones,
224
721990
1675
estão em nossos smartphones,
12:15
and of course, we take this rapid exchange
of digital information for granted.
of digital information for granted.
225
723689
4418
apesar de não valorizarmos
essa rápida troca de informação digital.
essa rápida troca de informação digital.
12:20
Here's what our DBC looks like today.
226
728831
2452
Esta é a versão mais recente do DBC.
12:23
We imagine the DBC evolving
in similar ways as fax machines have.
in similar ways as fax machines have.
227
731307
4387
Imaginamos que ele evolua assim
como as máquinas de fax.
como as máquinas de fax.
12:28
We're working to reduce
the size of the instrument,
the size of the instrument,
228
736212
2627
Estamos trabalhando
para reduzir seu tamanho,
para reduzir seu tamanho,
12:30
and we're working to make
the underlying technology
the underlying technology
229
738863
2619
e para fazer com que sua tecnologia
12:33
more reliable, cheaper,
faster and more accurate.
faster and more accurate.
230
741506
3754
seja mais confiável, barata,
rápida e precisa.
rápida e precisa.
12:38
Accuracy is extremely important
when synthesizing DNA,
when synthesizing DNA,
231
746061
3762
A precisão é extremamente importante
ao sintetizar DNA,
ao sintetizar DNA,
12:41
because a single change to a DNA letter
232
749847
2016
porque uma simples mudança em uma letra
12:43
could mean the difference
between a medicine working or not
between a medicine working or not
233
751887
3024
pode fazer um medicamento funcionar ou não
12:46
or synthetic cell being alive or dead.
234
754935
2533
ou uma célula sintética
estar viva ou morta.
estar viva ou morta.
12:50
The DBC will be useful
for the distributed manufacturing
for the distributed manufacturing
235
758292
3460
O DBC será útil para a produção
12:53
of medicine starting from DNA.
236
761776
2000
de remédios a partir do DNA.
12:56
Every hospital in the world
could use a DBC
could use a DBC
237
764649
2763
Todos os hospitais do mundo
poderiam usar um DBC
poderiam usar um DBC
12:59
for printing personalized medicines
for a patient at their bedside.
for a patient at their bedside.
238
767436
3731
para imprimir medicamentos
personalizados para um paciente.
personalizados para um paciente.
13:03
I can even imagine a day
when it's routine for people to have a DBC
when it's routine for people to have a DBC
239
771846
5010
Posso imaginar que, um dia,
será comum as pessoas terem um DBC
será comum as pessoas terem um DBC
13:08
to connect to their
home computer or smart phone
home computer or smart phone
240
776880
2269
conectado ao computador ou ao smartphone,
13:11
as a means to download
their prescriptions,
their prescriptions,
241
779173
2015
como um meio para baixar suas prescrições,
13:13
such as insulin or antibody therapies.
242
781212
2119
como tratamentos
com insulina ou anticorpos.
com insulina ou anticorpos.
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
O DBC também será valioso quando colocado
em áreas estratégicas ao redor do mundo,
em áreas estratégicas ao redor do mundo,
13:19
for rapid response to disease outbreaks.
244
787832
2667
para responder rapidamente
a surtos de doenças.
a surtos de doenças.
13:22
For example, the CDC in Atlanta, Georgia
245
790879
3103
Por exemplo, o CDC de 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
poderá enviar códigos de vacina
para um DBC do outro lado do mundo,
para um DBC do outro lado do mundo,
13:30
where the flu vaccine is manufactured
right on the front lines.
right on the front lines.
247
798823
3944
para ser fabricada onde for necessário.
13:35
That flu vaccine could even be
specifically tailored to the flu strain
specifically tailored to the flu strain
248
803085
5230
Essa vacina poderia ser especificamente
adaptada para a cepa
adaptada para a cepa
13:40
that's circulating in that local area.
249
808339
3222
circulando na área em questão.
13:43
Sending vaccines around in a digital file,
250
811585
2492
Enviando vacinas em um arquivo digital,
13:46
rather than stockpiling those same
vaccines and shipping them out,
vaccines and shipping them out,
251
814101
3817
em vez de estocar essas mesmas
vacinas e enviá-las,
vacinas e enviá-las,
13:49
promises to save thousands of lives.
252
817942
2631
promete salvar milhares de vidas.
13:53
Of course, the applications
go as far as the imagination goes.
go as far as the imagination goes.
253
821212
4200
Existem inúmeras possibilidades.
13:58
It's not hard to imagine
placing a DBC on another planet.
placing a DBC on another planet.
254
826164
3995
Não é difícil imaginar um DBC
em outro planeta.
em outro planeta.
14:03
Scientists on Earth could then send
the digital instructions to that DBC
the digital instructions to that DBC
255
831315
5104
Cientistas na Terra poderiam
enviar as instruções digitais
enviar as instruções digitais
14:08
to make new medicines
or to make synthetic organisms
or to make synthetic organisms
256
836443
4007
para a produção de novos medicamentos
ou de organismos sintéticos
ou de organismos sintéticos
14:12
that produce oxygen, food,
fuel or building materials,
fuel or building materials,
257
840474
3667
que produzam oxigênio, comida,
combustível ou materiais de construção,
combustível ou materiais de construção,
14:16
as a means for making the planet
more habitable for humans.
more habitable for humans.
258
844165
3174
na tentativa de tornar o planeta
mais habitável para o ser humano.
mais habitável para o ser humano.
14:20
(Applause)
259
848002
4440
(Aplausos)
14:24
With digital information
traveling at the speed of light,
traveling at the speed of light,
260
852466
3341
Com informação digital sendo transmitida
na velocidade da luz,
na velocidade da luz,
14:27
it would only take minutes
to send those digital instructions
to send those digital instructions
261
855831
2897
levaria apenas alguns minutos
para enviar essas instruções
para enviar essas instruções
14:30
from Earth to Mars,
262
858752
1190
da Terra até Marte,
14:31
but it would take months
to physically deliver those same samples
to physically deliver those same samples
263
859966
3849
enquanto levaria meses para transportar
fisicamente essas mesmas amostras
fisicamente essas mesmas amostras
14:35
on a spacecraft.
264
863839
1150
em uma nave espacial.
14:37
But for now, I would be satisfied
beaming new medicines across the globe,
beaming new medicines across the globe,
265
865821
4603
Mas, por enquanto, ficaria satisfeito
enviando medicamentos para o mundo todo,
enviando medicamentos para o mundo todo,
14:42
fully automated and on demand,
266
870448
2190
de forma automatizada e sob demanda,
14:44
saving lives from emerging
infectious diseases
infectious diseases
267
872662
3598
curando doenças infecciosas
e salvando vidas,
e salvando vidas,
14:48
and printing personalized cancer medicines
for those who don't have time to wait.
for those who don't have time to wait.
268
876284
4752
e imprimindo medicamentos contra o câncer
para quem não tem tempo de esperar.
para quem não tem tempo de esperar.
14:53
Thank you.
269
881060
1175
Obrigado.
14:54
(Applause)
270
882259
7000
(Aplausos)
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