TED2018
Dan Gibson: How to build synthetic DNA and send it across the internet
Dan Gibson: Como sintetizar e enviar ADN pela Internet
Filmed:
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O biólogo Dan Gibson edita e programa o ADN da mesma forma que se programa um computador. Contudo, este programa cria vida, permitindo aos cientistas converter informação digital em substâncias biológicas tais como proteínas e vacinas. Agora, ele está num novo projecto: "Teleporte Biológico", que promete o envio de novos medicamentos através da Internet para todo o mundo. Descubra como esta tecnologia poderá mudar a forma de combate aos surtos de doenças, para além de podermos criar os nossos próprios medicamentos nas nossas casas, bastando, para isso, descarregar receitas médicas personalizadas.
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
Ora bem, vou falar acerca
da síntese de células
da síntese de células
00:16
and printing life.
1
4587
1945
e da impressão de vida.
00:18
But first, let me tell you a quick story.
2
6556
2483
Mas primeiro, vou contar
uma pequena história.
uma pequena 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
a minha equipa e eu recebemos um "email"
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 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
pouco depois de terem contraído
o vírus H7N9 da gripe das aves.
o vírus H7N9 da gripe das aves.
00:34
There were fears of a global pandemic
7
22149
1857
Houve receios de uma pandemia global
00:36
as the virus started rapidly
moving across China.
moving across China.
8
24030
3333
à medida que o vírus
se espalhava na China.
se espalhava na China.
Embora existissem métodos
para produzir uma vacina para a gripe
para produzir uma vacina para a gripe
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
e parar a expansão da doença,
00:44
at best, it would not be available
for at least six months.
for at least six months.
11
32806
3844
na melhor das hipóteses, não estaria
disponível nos seis meses seguintes.
disponível nos seis meses seguintes.
00:49
This is because a slow, antiquated
flu vaccine manufacturing process
flu vaccine manufacturing process
12
37474
4730
Isto porque o processo lento e antiquado
de produção de vacinas
de produção de vacinas
00:54
developed over 70 years ago
was the only option.
was the only option.
13
42228
3958
desenvolvido ao longo 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
Seria necessário isolar o vírus
de pacientes infectados,
de pacientes infectados,
01:02
packaged up and then sent to a facility
15
50616
2294
embalá-lo e enviá-lo para uma instalação
01:04
where scientists would inject
the virus into chicken eggs,
the virus into chicken eggs,
16
52934
4016
onde os cientistas injectariam
o vírus em ovos de galinha,
o vírus em ovos de galinha,
01:08
and incubate those chicken eggs
for several weeks
for several weeks
17
56974
2571
para serem incubados
durante várias semanas,
durante 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
de maneira a 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 várias fases de produção
de vacinas da gripe, durante meses.
de vacinas da gripe, durante meses.
A minha equipa e eu recebemos este "email"
01:19
My team and I received this email
20
67363
1994
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 permitia que as instruções
da vacina da gripe
da vacina da gripe
01:27
to be instantly downloaded
from the internet and printed.
from the internet and printed.
23
75736
3321
fossem instantaneamente descarregadas
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
Aumentaria a rapidez com que as
vacinas da gripe fossem produzidas,
vacinas da gripe fossem produzidas,
01:34
and potentially saving thousands of lives.
25
82943
2800
salvando potencialmente 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 melhora
a nossa capacidade de ler e escrever ADN
a nossa capacidade de ler e escrever ADN
01:43
and starts to bring into focus
27
91774
1970
e começa a chamar a atenção
01:45
what we like to call
biological teleportation.
biological teleportation.
28
93768
3133
para o que gostamos de chamar
"Teleporte Biológico".
"Teleporte 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 um biólogo e engenheiro
que cria a partir do ADN.
que cria a partir do ADN.
Acreditem ou não,
uma das minhas coisas favoritas,
uma das minhas coisas favoritas,
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
é separar o ADN e voltar a juntá-lo
01:59
so that I can understand
better how it works.
better how it works.
32
107351
2758
para entender melhor o seu funcionamento.
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
Eu consigo editar e programar o ADN,
como se programa num computador.
como se programa num computador.
Mas os meus aplicativos são diferentes.
02:07
But my apps are different.
34
115797
1801
02:09
They create life.
35
117622
1246
Elas 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 autorreplicativas,
bem como vacinas e terapias
bem como vacinas e terapias
02:15
that work in ways
that were previously impossible.
that were previously impossible.
37
123188
3107
que funcionam de uma forma
que antes seria impossível.
que antes seria impossível.
02:19
Here's National Medal of Science
recipient Craig Venter
recipient Craig Venter
38
127141
3301
Eis Craig Venter, galardoado
com a Medalha Nacional de Ciência
com a Medalha Nacional de Ciência
02:22
and Nobel laureate Ham Smith.
39
130466
2135
e Ham Smith, laureado com o Prémio Nobel.
02:25
These two guys shared a similar vision.
40
133038
2309
Ambos partilhavam
uma visão semelhante.
uma visão semelhante.
02:27
That vision was, because all
of the functions and characteristics
of the functions and characteristics
41
135371
4397
Essa visão era a seguinte:
como todas as funções e características
como todas as funções e características
02:31
of all biological entities,
including viruses and living cells,
including viruses and living cells,
42
139792
4157
de todas as entidades biológicas,
vírus e células vivas incluídas,
vírus e células vivas incluídas,
02:35
are written into the code of DNA,
43
143973
2430
são escritas no código do ADN,
02:38
if one can read and write
that code of DNA,
that code of DNA,
44
146427
3396
se conseguirmos ler e escrever
esse código de ADN,
esse código de ADN,
02:41
then they can be reconstructed
in a distant location.
in a distant location.
45
149847
3263
então o mesmo poderia ser
reproduzido num local distante.
reproduzido num local distante.
02:46
This is what we mean
by biological teleportation.
by biological teleportation.
46
154043
3334
É isto o que significa
"teleporte biológico".
"teleporte biológico".
02:50
To prove out this vision,
47
158210
1342
Para provar esta 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 tiveram como objectivo
criarem, pela primeira vez,
criarem, pela primeira vez,
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 do ADN
gravado no computador.
gravado 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
Vá lá, concordem: como cientista
com vontade de trabalhar
com vontade de trabalhar
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
numa investigação avançada,
isto é o melhor que pode haver!
isto é o melhor que pode haver!
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
OK, um genoma é um conjunto completo
de ADN num organismo.
de ADN num organismo.
03:13
Following the Human
Genome Project in 2003,
Genome Project in 2003,
54
181138
2709
Após o Projecto de
Genoma Humano em 2003,
Genoma Humano em 2003,
03:15
which was an international
effort to identify
effort to identify
55
183871
2199
que foi um esforço internacional
para identificar o mapa genético
completo do ser humano,
completo do ser humano,
03:18
the complete genetic blueprint
of a human being,
of a human being,
56
186094
3158
03:21
a genomics revolution happened.
57
189276
2253
aconteceu uma revolução genómica.
03:23
Scientists started mastering
the techniques for reading DNA.
the techniques for reading DNA.
58
191553
3692
Os cientistas começaram a dominar
técnicas de leitura do ADN,
técnicas de leitura do ADN,
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
dos nucleótidos A, C, T e G
dos nucleótidos 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
O meu trabalho era bem diferente.
03:34
I needed to master
the techniques for writing DNA.
the techniques for writing DNA.
62
202412
3006
Eu precisava de dominar
técnicas para escrever ADN.
técnicas para escrever ADN.
03:37
Like an author of a book,
63
205442
1270
Tal como um escritor,
03:38
this started out
as writing short sentences,
as writing short sentences,
64
206736
2182
começámos a escrever "frases curtas",
03:40
or sequences of DNA code,
65
208942
2103
ou sequências de código de ADN,
03:43
but this soon turned into
writing paragraphs
writing paragraphs
66
211069
2278
mas depressa
estávamos a escrever "parágrafos"
estávamos a escrever "parágrafos"
03:45
and then full-on novels of DNA code,
67
213371
2365
até conseguirmos escrever
"novelas" de ADN
"novelas" de ADN
03:47
to make important biological instructions
for proteins and living cells.
for proteins and living cells.
68
215760
4229
e criar instruções biológicas
para proteínas e células vivas.
para 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
As células naturais são as máquinas
mais eficazes a criar novos produtos,
mais eficazes a criar novos produtos,
03:55
accounting for the production
70
223990
1659
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 são milhares de milhões 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 ADN
iria impulsionar mais esta "bioeconomia",
iria impulsionar mais esta "bioeconomia",
04:07
once cells could be programmed
just like computers.
just like computers.
74
235728
3166
à medida que as células fossem
programadas como num computador.
programadas como num computador.
04:11
We also knew that writing DNA
would enable biological teleportation ...
would enable biological teleportation ...
75
239339
4651
Sabíamos ainda que escrever o ADN,
permitiria ao "Teleporte Biológico"
permitiria ao "Teleporte Biológico"
04:17
the printing of defined,
biological material,
biological material,
76
245186
2908
a impressão de material
biológico definido,
biológico definido,
04:20
starting from DNA code.
77
248118
1695
a partir do código de ADN.
04:22
As a step toward bringing
these promises to fruition,
these promises to fruition,
78
250575
2962
Para que estas promessas
se tornassem realidade,
se tornassem realidade,
04:25
our team set out to create,
for the first time,
for the first time,
79
253561
2722
a nossa equipa sintetizou
pela primeira vez
pela primeira vez
04:28
a synthetic bacterial cell,
80
256307
2238
uma célula de uma bactéria sintética
04:30
starting from DNA code in the computer.
81
258569
2599
a partir do código de ADN
gravado num computador.
gravado num computador.
04:33
Synthetic DNA is a commodity.
82
261918
2127
O ADN sintético é uma mercadoria!
04:36
You can order very short pieces of DNA
from a number of companies,
from a number of companies,
83
264069
3611
Podemos encomendar pequenos
trechos de ADN a várias empresas,
trechos de ADN a 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, utilizando estes 4 frascos de
compostos químicos que formam o ADN,
compostos químicos que formam o ADN,
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
sintetizam os pequenos trechos
de ADN encomendados!
de ADN encomendados!
Ao longo dos últimos 15 anos,
04:48
Over the past 15 years or so,
87
276986
1833
as minhas equipas têm estado
a desenvolver uma tecnologia
a desenvolver uma tecnologia
04:50
my teams have been
developing the technology
developing the technology
88
278843
2323
04:53
for stitching together
those short pieces of DNA
those short pieces of DNA
89
281190
2756
que permite combinar
esses pequenos trechos de ADN
esses pequenos trechos de ADN
04:55
into complete bacterial genomes.
90
283970
2190
para 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 sintetizámos,
continha mais de um milhão de nucleótidos.
continha mais de um milhão de nucleótidos.
05:03
Which is more than twice the size
of your average novel,
of your average novel,
92
291942
2660
Isto é mais do dobro
de um filamento do nosso ADN
de um filamento do nosso ADN
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 conseguimos ordenar
correctamente cada uma das letras,
correctamente cada uma das letras,
sem qualquer falha ortográfica!
05:10
without a single typo.
94
298093
1269
05:11
We were able to accomplish this
by developing a procedure
by developing a procedure
95
299386
4293
Conseguimos este feito
através de um procedimento
através de 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 chamar de
"método de recombinação isotérmica
"método de recombinação isotérmica
"'in vitro' de passo único"
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
A comunidade científica não aprovou
este nome tecnicamente preciso,
este nome tecnicamente preciso,
05:27
and decided to call it Gibson Assembly.
99
315903
2600
e optou por chamar-lhe
"Gibson Assembly".
"Gibson Assembly".
05:31
Gibson Assembly
is now the gold standard tool,
is now the gold standard tool,
100
319625
2857
O "Gibson Assembly" é hoje
uma ferramenta padrão de ouro
uma ferramenta padrão de ouro
05:34
used in laboratories around the world
101
322506
2468
usada em laboratórios em todo o mundo
05:36
for building short and long pieces of DNA.
102
324998
2800
para criar trechos de ADN
de vários tamanhos.
de vários tamanhos.
05:40
(Applause)
103
328236
5333
(Aplausos)
05:45
Once we chemically synthesized
the complete bacterial genome,
the complete bacterial genome,
104
333593
3325
Após termos sintetizado
o genoma bacteriano completo,
o genoma bacteriano completo,
05:48
our next challenge was to find a way
105
336942
2310
o nosso desafio seguinte
foi encontrar uma forma
foi encontrar uma forma
05:51
to convert it into a free-living,
self-replicating cell.
self-replicating cell.
106
339276
3468
de o converter numa célula
viva autorreplicativa.
viva autorreplicativa.
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
Considerámos o genoma como se fosse
o sistema operativo da célula
o sistema operativo 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
tendo esta o "hardware" necessário
para inicializar o genoma.
para inicializar o genoma.
06:04
Through a lot of trial and error,
109
352553
1619
Após muitas tentativas e erros,
06:06
we developed a procedure
where we could reprogram cells
where we could reprogram cells
110
354196
3135
conseguimos desenvolver um procedimento
de reprogramação celular
de reprogramação celular
06:09
and even convert one
bacterial species into another,
bacterial species into another,
111
357355
3349
e ainda de transformar
uma espécie de bactéria noutra,
uma espécie de bactéria noutra,
06:12
by replacing the genome of one cell
with that of another.
with that of another.
112
360728
3524
substituindo o respectivo
genoma por outro.
genoma por outro.
06:17
This genome transplantation
technology then paved the way
technology then paved the way
113
365363
4064
Esta tecnologia de transplantação
do genoma abriu caminho
do genoma abriu caminho
06:21
for the booting-up of genomes
written by scientists
written by scientists
114
369451
3229
para a inicialização de genomas
escritos por cientistas
escritos por cientistas
06:24
and not by Mother Nature.
115
372704
1667
e não pela Mãe Natureza.
06:26
In 2010, all of the technologies
116
374768
2619
Em 2010, as tecnologias
de leitura e escrita de ADN
de leitura e escrita de ADN
06:29
that we had been developing
for reading and writing DNA
for reading and writing DNA
117
377411
2785
que desenvolvemos até então
06:32
all came together
when we announced the creation
when we announced the creation
118
380220
2921
juntaram-se todas numa só,
quando anunciámos a criação
quando anunciámos a 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, obviamente, baptizámos 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 a primeira sequenciação
do genoma bacteriano, em 1995,
do genoma bacteriano, em 1995,
06:46
thousands more whole bacterial genomes
have been sequenced and stored
have been sequenced and stored
123
394214
3459
milhares de genomas bacterianos
foram sequenciados e gravados
foram sequenciados e gravados
06:49
in computer databases.
124
397697
1406
em bases de dados.
06:51
Our synthetic cell work
was the proof of concept
was the proof of concept
125
399601
2387
Todo o nosso trabalho
foi a prova do conceito
foi a prova do conceito
06:54
that we could reverse this process:
126
402012
2010
de que podíamos inverter este processo:
06:56
pull a complete bacterial genome
sequence out of the computer
sequence out of the computer
127
404046
3595
utilizar o genoma bacteriano completo
gravado num computador
gravado num 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 transformar essa informação
numa célula viva autorreplicativa,
numa célula viva autorreplicativa,
07:04
with all of the expected characteristics
of the species that we constructed.
of the species that we constructed.
129
412450
4338
com as características expectáveis
das espécies que já criámos.
das espécies que já criámos.
07:10
Now I can understand
why there may be concerns
why there may be concerns
130
418409
2549
Entendo as razões dos receios
07:12
about the safety of this level
of genetic manipulation.
of genetic manipulation.
131
420982
3194
acerca da segurança
da manipulação genética a este nível.
da manipulação genética a este nível.
07:16
While the technology has the potential
for great societal benefit,
for great societal benefit,
132
424918
4151
Esta tecnologia tanto pode
beneficiar a nossa sociedade
beneficiar a nossa sociedade
07:21
it also has the potential for doing harm.
133
429093
2440
como a pode prejudicar.
07:24
With this in mind, even before
carrying out the very first experiment,
carrying out the very first experiment,
134
432355
4063
Com isto em mente, mesmo antes de iniciar
a nossa primeira experiência,
a nossa primeira experiência,
07:28
our team started to work
with the public and the government
with the public and the government
135
436442
2865
começámos a trabalhar
com o público e com o governo
com o público e com o governo
07:31
to find solutions together
136
439331
2603
para encontrar soluções em conjunto
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, responsavelmente.
tecnologia, responsavelmente.
07:38
One of the outcomes from those discussions
was to screen every customer
was to screen every customer
138
446331
3802
Um dos resultados das discussões
foi a filtragem de cada cliente
foi a filtragem de cada cliente
07:42
and every customer's DNA synthesis orders,
139
450157
2595
e respectivas encomendas
de ADN sintético,
de ADN sintético,
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 evitar a produção maliciosa
de agentes patogénicos ou de toxinas
de agentes patogénicos ou de toxinas
07:49
or accidentally by scientists.
141
457696
1934
ou a produção acidental, por cientistas.
07:52
All suspicious orders
are reported to the FBI
are reported to the FBI
142
460974
3388
As encomendas que nos pareçam
suspeitas são relatadas ao FBI
suspeitas são relatadas ao FBI
07:56
and other relevant
law-enforcement agencies.
law-enforcement agencies.
143
464386
2770
bem como a outras agências
relevantes de aplicação da lei.
relevantes de aplicação da lei.
08:00
Synthetic cell technologies
will power the next industrial revolution
will power the next industrial revolution
144
468641
4270
As tecnologias de síntese de células
serão a próxima revolução industrial
serão a próxima revolução industrial
08:04
and transform industries and economies
145
472935
2864
que irá transformar as nossas
indústrias e mercados
indústrias e mercados
08:07
in ways that address
global sustainability challenges.
global sustainability challenges.
146
475823
3667
de forma a podermos responder
aos desafios ambientais que se avizinham.
aos desafios ambientais que se avizinham.
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
Vejamos: pensem em roupas fabricadas
08:15
constructed form renewable
biobased sources,
biobased sources,
149
483848
3697
a partir de fontes biológicas renováveis,
08:19
cars running on biofuel
from engineered microbes,
from engineered microbes,
150
487569
3651
automóveis movidos a biocombustível
produzido por micróbios "modificados",
produzido por micróbios "modificados",
08:23
plastics made from biodegradable polymers
151
491244
3579
plásticos feitos de polímeros
biodegradáveis
biodegradáveis
08:26
and customized therapies,
printed at a patient's bedside.
printed at a patient's bedside.
152
494847
3719
e ainda terapias personalizadas,
impressas junto da cama de um paciente.
impressas junto da cama de um paciente.
08:31
The massive efforts
to create synthetic cells
to create synthetic cells
153
499196
2587
O nosso enorme esforço
na criação células sintetizadas
na criação células sintetizadas
08:33
have made us world leaders at writing DNA.
154
501807
2800
tornou-nos líderes mundiais
na escrita de ADN.
na escrita de ADN.
08:37
Throughout the process,
we found ways to write DNA faster,
we found ways to write DNA faster,
155
505149
3722
Acabámos por inventar formas
mais rápidas de escrever ADN,
mais rápidas de escrever ADN,
08:40
more accurately and more reliably.
156
508895
2200
mais precisas e mais seguras.
08:43
Because of the robustness
of these technologies,
of these technologies,
157
511688
2294
Graças à robustez destas tecnologias,
08:46
we found that we could
readily automate the processes
readily automate the processes
158
514006
3000
automatizámos os processos
para as máquinas
para as máquinas
08:49
and move the laboratory workflows
out of the scientist's hands
out of the scientist's hands
159
517030
3666
libertando assim os nossos cientistas
dos fluxos de trabalho laboratoriais.
08:52
and onto a machine.
160
520720
1266
08:55
In 2013, we built the first DNA printer.
161
523004
3000
Em 2013, criámos a primeira
impressora de ADN.
impressora de ADN.
08:58
We call it the BioXp.
162
526631
2309
Demos-lhe o nome de "BioXp".
09:00
And it has been absolutely
essential in writing DNA
essential in writing DNA
163
528964
3196
Tem sido essencial na escrita de ADN
09:04
across a number of applications
164
532184
1615
em imensas experiências
09:05
my team and researchers
around the world are working on.
around the world are working on.
165
533823
3800
nas quais a minha equipa e investigadores
em todo mundo estão trabalhar.
em todo mundo estão trabalhar.
09:10
It was shortly after we built the BioXp
166
538077
2017
Pouco tempo após termos criado 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 tal "email" de alerta
do vírus H7N9 da Gripe das Aves na China.
do vírus H7N9 da Gripe das Aves na China.
09:17
A team of Chinese scientists
had already isolated the virus,
had already isolated the virus,
168
545498
3421
Uma equipa de cientistas chineses
já tinha conseguido isolar o vírus,
já tinha conseguido isolar o vírus,
09:20
sequenced its DNA and uploaded
the DNA sequence to the internet.
the DNA sequence to the internet.
169
548943
3516
tinha sequenciado o seu ADN
e tinha-o disponibilizado na Internet.
e tinha-o disponibilizado 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,
descarregámos a sequência de ADN,
descarregámos a sequência de ADN,
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,
imprimimo-la na BioXP.
imprimimo-la na BioXP.
09:33
Our collaborators at Novartis
172
561529
1578
Colaboradores nossos 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
rapidamente converteram o ADN
sintetizado em vacina para a gripe.
sintetizado em vacina para a gripe.
09:39
Meanwhile, the CDC, using technology
dating back to the 1940s,
dating back to the 1940s,
174
567497
4530
Entretanto, o C.D.C., que usava
a tecnologia dos anos 40,
a tecnologia dos anos 40,
09:44
was still waiting for the virus
to arrive from China
to arrive from China
175
572051
2930
esperava ainda que o vírus viesse da China
09:47
so that they could begin
their egg-based approach.
their egg-based approach.
176
575005
2740
para iniciar a incubação
de ovos de galinha.
de ovos de galinha.
Pela primeira vez, conseguimos
desenvolver a vacina para a gripe
desenvolver a vacina para a gripe
09:50
For the first time, we had a flu vaccine
developed ahead of time
developed ahead of time
177
578234
3549
a tempo de prevenir uma nova variante
potencialmente perigosa,
potencialmente perigosa,
09:53
for a new and potentially
dangerous strain,
dangerous strain,
178
581807
2469
09:56
and the US government ordered a stockpile.
179
584300
2641
e o governo dos EUA iniciou
o seu armazenamento.
o seu armazenamento.
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
Desde essa altura,
comecei a apreciar ainda mais
comecei a apreciar ainda mais
10:07
the power of biological teleportation.
182
595109
2754
o poder do "Teleporte Biológico".
10:09
(Laughter)
183
597887
1150
(Risos)
10:11
Naturally, with this in mind,
184
599061
2088
Naturalmente, com isto em mente,
construímos um "Teleportador Biológico":
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
o DBC — Digital-to-Biological Converter
10:18
That's short for
digital-to-biological converter.
digital-to-biological converter.
187
606615
3132
ou Conversor Digital-Biológico
Ao contrário da 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
que usa pequenos pedaços
de ADN existentes,
de ADN existentes,
10:26
the DBC starts from digitized DNA code
190
614728
3103
o DBC utiliza código ADN digitalizado
10:29
and converts that DNA code
into biological entities,
into biological entities,
191
617855
3055
para o converter em entidades biológicas,
10:32
such as DNA, RNA,
proteins or even viruses.
proteins or even viruses.
192
620934
3533
tais como ADN, o ARN,
as proteínas e ainda os vírus.
as proteínas e ainda os vírus.
10:37
You can think of the BioXp
as a DVD player,
as a DVD player,
193
625188
2873
Considerem a BioXP
como se fosse um leitor de DVD,
como se fosse um leitor de DVD,
10:40
requiring a physical DVD to be inserted,
194
628085
3048
que requer que um disco
de DVD seja inserido.
de DVD seja inserido.
10:43
whereas the DBC is Netflix.
195
631157
2333
O DBC seria 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
cientistas nossos e engenheiros
instrumentistas usaram um programa
instrumentistas usaram um programa
10:54
to collapse multiple laboratory workflows,
198
642103
2768
para reduzir ao mínimo
os fluxos de trabalho laboratoriais,
os fluxos de trabalho laboratoriais,
10:56
all in a single box.
199
644895
1468
tudo numa caixa.
10:58
This included software algorithms
to predict what DNA to build,
to predict what DNA to build,
200
646696
3881
Nela incluía-se um programa de algoritmos
para preverem o ADN a sintetizar,
para preverem o ADN a sintetizar,
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
a química para ligar os nucleótidos
em pequenos trechos de ADN,
em pequenos trechos de ADN,
11:07
Gibson Assembly to stitch together
those short pieces into much longer ones,
those short pieces into much longer ones,
202
655077
4278
o "Gibson Assembly" para colar trechos
de nucleótidos, aumentando-lhes o tamanho,
de nucleótidos, aumentando-lhes o tamanho,
11:11
and biology to convert the DNA
into other biological entities,
into other biological entities,
203
659379
3559
e a biologia para converter o ADN
noutras entidades biológicas,
noutras entidades biológicas,
11:14
such as proteins.
204
662962
1182
tais como as proteínas.
11:17
This is the prototype.
205
665089
1627
Eis o protótipo.
11:18
Although it wasn't pretty,
it was effective.
it was effective.
206
666740
2190
Poderia não ser bonito, mas era eficaz.
11:20
It made therapeutic drugs and vaccines.
207
668954
2293
Já fez drogas terapêuticas e vacinas.
11:23
And laboratory workflows
that once took weeks or months
that once took weeks or months
208
671271
3774
Os fluxos de trabalho passaram de meses
11:27
could now be carried out
in just one to two days.
in just one to two days.
209
675069
3548
a apenas um a dois dias!
11:30
And that's all without
any human intervention
any human intervention
210
678641
2587
Tudo isto sem intervenção humana,
11:33
and simply activated
by the receipt of an email
by the receipt of an email
211
681252
2591
activado pela recepção de um "email"
11:35
which could be sent
from anywhere in the world.
from anywhere in the world.
212
683867
2543
enviado de qualquer parte do mundo.
11:39
We like to compare
the DBC to fax machines.
the DBC to fax machines.
213
687069
3119
Podemos comparar o DBC
com as máquinas de fax.
com as máquinas de fax.
11:43
But whereas fax machines
received images and documents,
received images and documents,
214
691016
3365
Enquanto estas recebiam
imagens e documentos,
imagens e documentos,
11:46
the DBC receives biological materials.
215
694405
2738
o DBC recebe substâncias biológicas.
11:50
Now, consider how
fax machines have evolved.
fax machines have evolved.
216
698024
2682
Pensem como as máquinas de fax evoluíram:
11:53
The prototype of the 1840s
is unrecognizable,
is unrecognizable,
217
701553
3183
o protótipo dos anos de 1840
era irreconhecível
era irreconhecível
11:56
compared with the fax machines of today.
218
704760
2518
em comparação com as de hoje.
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, poucos saberiam
o que era uma máquina de fax
o que era uma máquina de fax
12:03
and if they did,
220
711792
1396
e, se soubessem,
teriam dificuldade em entender
o conceito da recepção instantânea
o conceito da recepção instantânea
12:05
it was difficult for them
to grasp the concept
to grasp the concept
221
713212
2359
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 uma imagem no outro lado do mundo.
12:11
But nowadays, everything
that a fax machine does
that a fax machine does
223
719672
2294
Hoje em dia, tudo o que
uma máquina de fax faz
uma máquina de fax faz
12:13
is integrated on our smart phones,
224
721990
1675
está integrado nos Smartphones,
12:15
and of course, we take this rapid exchange
of digital information for granted.
of digital information for granted.
225
723689
4418
por isso, tomamos por garantida
a troca rápida de informação digital.
a troca rápida de informação digital.
12:20
Here's what our DBC looks like today.
226
728831
2452
Eis como é o DBC actualmente.
12:23
We imagine the DBC evolving
in similar ways as fax machines have.
in similar ways as fax machines have.
227
731307
4387
A evolução do DBC deverá ser
semelhante à da máquina de fax.
semelhante à da máquina de fax.
Procuramos reduzir
o tamanho do instrumento
o tamanho do instrumento
12:28
We're working to reduce
the size of the instrument,
the size of the instrument,
228
736212
2627
bem como aprimorar a tecnologia,
12:30
and we're working to make
the underlying technology
the underlying technology
229
738863
2619
12:33
more reliable, cheaper,
faster and more accurate.
faster and more accurate.
230
741506
3754
de forma a que se torne mais fiável,
barata, rápida e precisa.
barata, rápida e precisa.
12:38
Accuracy is extremely important
when synthesizing DNA,
when synthesizing DNA,
231
746061
3762
A precisão é extremamente
importante na síntese do ADN
importante na síntese do ADN
12:41
because a single change to a DNA letter
232
749847
2016
porque uma pequena
mudança num nucleótido
mudança num nucleótido
12:43
could mean the difference
between a medicine working or not
between a medicine working or not
233
751887
3024
pode marcar a diferença
entre um medicamento funcionar ou não,
entre um medicamento funcionar ou não,
12:46
or synthetic cell being alive or dead.
234
754935
2533
ou ainda, uma célula sintetizada
estar viva ou morta.
estar viva ou morta.
O DBC será útil na distribuição
da produção de medicamentos
da produção de medicamentos
12:50
The DBC will be useful
for the distributed manufacturing
for the distributed manufacturing
235
758292
3460
12:53
of medicine starting from DNA.
236
761776
2000
a partir do ADN.
12:56
Every hospital in the world
could use a DBC
could use a DBC
237
764649
2763
Todos os hospitais poderão
beneficiar do DBC
beneficiar do DBC
12:59
for printing personalized medicines
for a patient at their bedside.
for a patient at their bedside.
238
767436
3731
imprimindo medicamentos
personalizados para cada paciente.
personalizados para cada 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
Imagino o dia em que seja normal
cada cidadão ter uma DBC
cada cidadão ter uma DBC
ligada ao computador ou Smartphone
13:08
to connect to their
home computer or smart phone
home computer or smart phone
240
776880
2269
como meio de descarga
das suas receitas médicas,
das suas receitas médicas,
13:11
as a means to download
their prescriptions,
their prescriptions,
241
779173
2015
13:13
such as insulin or antibody therapies.
242
781212
2119
de terapias de insulina
ou de anticorpos.
ou de 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 será valioso em áreas
estratégicas à volta do mundo
estratégicas à volta do mundo
13:19
for rapid response to disease outbreaks.
244
787832
2667
como resposta rápida a surtos de doenças.
13:22
For example, the CDC in Atlanta, Georgia
245
790879
3103
Por exemplo, o CDC de Atlanta,
na Geórgia, poderá enviar
na Geórgia, poderá enviar
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
instruções da vacina de gripe
para um DBC no outro lado do mundo,
para um DBC no 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 que seja produzida
mesmo na linha de combate.
mesmo na linha de combate.
13:35
That flu vaccine could even be
specifically tailored to the flu strain
specifically tailored to the flu strain
248
803085
5230
Esta vacina poderá ainda
ser produzida especificamente
ser produzida especificamente
13:40
that's circulating in that local area.
249
808339
3222
para a variante a circular naquela área.
13:43
Sending vaccines around in a digital file,
250
811585
2492
O envio digital de vacinas
13:46
rather than stockpiling those same
vaccines and shipping them out,
vaccines and shipping them out,
251
814101
3817
em vez do armazenamento destas
para posterior envio,
para posterior envio,
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
Neste assunto, podemos dar
largas à nossa imaginação!
largas à nossa imaginação!
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 noutro planeta.
um DBC noutro 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
instruções digitais para produzir
instruções digitais para produzir
14:08
to make new medicines
or to make synthetic organisms
or to make synthetic organisms
256
836443
4007
novos medicamentos
ou organismos sintéticos
ou organismos sintéticos
para a produção de oxigénio,
14:12
that produce oxygen, food,
fuel or building materials,
fuel or building materials,
257
840474
3667
alimentação, combustível
e materiais de construção,
e materiais de construção,
14:16
as a means for making the planet
more habitable for humans.
more habitable for humans.
258
844165
3174
para tornar esse planeta
mais habitável para humanos.
mais habitável para humanos.
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
Através da informação digital
a viajar à velocidade da luz,
a viajar à velocidade da luz,
14:27
it would only take minutes
to send those digital instructions
to send those digital instructions
261
855831
2897
bastariam alguns minutos
para que ela viajasse
para que ela viajasse
14:30
from Earth to Mars,
262
858752
1190
da Terra para Marte,
14:31
but it would take months
to physically deliver those same samples
to physically deliver those same samples
263
859966
3849
enquanto que o envio físico
numa nave levaria meses
numa nave levaria meses
14:35
on a spacecraft.
264
863839
1150
a chegar ao destino.
14:37
But for now, I would be satisfied
beaming new medicines across the globe,
beaming new medicines across the globe,
265
865821
4603
Para já, eu ficaria satisfeito em enviar
novos medicamentos pelo mundo
novos medicamentos pelo mundo
14:42
fully automated and on demand,
266
870448
2190
com produção automática a pedido,
14:44
saving lives from emerging
infectious diseases
infectious diseases
267
872662
3598
para prevenir novas doenças
infecciosas, e assim, salvar vidas,
infecciosas, e assim, salvar vidas,
ou imprimir medicamentos
de tratamento oncológico
de tratamento oncológico
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
para pessoas com pouco tempo de vida.
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