TED2018
Dan Gibson: How to build synthetic DNA and send it across the internet
Дэн Гибсон: Биологическая телепортация: как создать синтетическую молекулу ДНК и отправить её по интернету
Filmed:
Readability: 5.9
1,461,746 views
Биолог Дэн Гибсон редактирует и программирует ДНК подобно тому, как программисты пишут компьютерные программы. Но его «код» создаёт жизнь, давая учёным возможность преобразовывать цифровую информацию в биологический материал, такой как белок или вакцина. Теперь он работает над новым проектом «биологическая транспортация», которая позволит передавать новые лекарства в электронном виде по всему миру посредством интернета. Узнайте больше о том, как эта технология способна помочь нашему противостоянию эпидемиям, а также сделать возможной загрузку и печать лекарств на дому.
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
Позвольте рассказать вам
о создании синтетических клеток
о создании синтетических клеток
00:16
and printing life.
1
4587
1945
и о процессе печатания жизни.
00:18
But first, let me tell you a quick story.
2
6556
2483
Но сначала небольшая история.
00:21
On March 31, 2013,
3
9063
2506
В 2013 году, 31 марта,
00:23
my team and I received an email
from an international health organization,
from an international health organization,
4
11593
4183
наш коллектив получили письмо
от Всемирной организации здравоохранения,
от Всемирной организации здравоохранения,
00:27
alerting us that two men died in China
5
15800
2833
предупреждающее о том,
что в Китае умерли двое мужчин.
что в Китае умерли двое мужчин.
00:30
shortly after contracting
the H7N9 bird flu.
the H7N9 bird flu.
6
18657
3055
Они погибли вскоре после заражения
вирусом причьего гриппа H7N9.
вирусом причьего гриппа H7N9.
00:34
There were fears of a global pandemic
7
22149
1857
Все боялись начала глобальной эпидемии,
00:36
as the virus started rapidly
moving across China.
moving across China.
8
24030
3333
так как вирус начал быстро
распространяться по территории Китая.
распространяться по территории Китая.
00:40
Although methods existed
to produce a flu vaccine
to produce a flu vaccine
9
28004
2782
Хотя и существовали методы
получения вакцины от гриппа,
получения вакцины от гриппа,
00:42
and stop the disease from spreading,
10
30810
1972
способной остановить его распространение,
00:44
at best, it would not be available
for at least six months.
for at least six months.
11
32806
3844
её выпуска можно было ожидать
не ранее, чем через полгода.
не ранее, чем через полгода.
00:49
This is because a slow, antiquated
flu vaccine manufacturing process
flu vaccine manufacturing process
12
37474
4730
Причина была в замедленном, устаревшем
процессе производства вакцины,
процессе производства вакцины,
00:54
developed over 70 years ago
was the only option.
was the only option.
13
42228
3958
разработанным более 70 лет назад
и единственным на тот момент.
и единственным на тот момент.
00:59
The virus would need to be isolated
from infected patients,
from infected patients,
14
47140
3452
Необходимо было извлечь вирус
из клеток инфицированных пациентов,
из клеток инфицированных пациентов,
01:02
packaged up and then sent to a facility
15
50616
2294
упаковать и послать туда,
01:04
where scientists would inject
the virus into chicken eggs,
the virus into chicken eggs,
16
52934
4016
где учёные могли бы ввести
данный вирус в куриные яйца
данный вирус в куриные яйца
01:08
and incubate those chicken eggs
for several weeks
for several weeks
17
56974
2571
и держать их в инкубаторе несколько недель
01:11
in order to prepare the virus
for the start of a multistep,
for the start of a multistep,
18
59569
3722
перед запуском многоступенчатого
01:15
multimonth flu vaccine
manufacturing process.
manufacturing process.
19
63315
3282
процесса производства вакцины
против гриппа, длящегося месяцы.
против гриппа, длящегося месяцы.
01:19
My team and I received this email
20
67363
1994
Нашей команде прислали это письмо,
01:21
because we had just invented
a biological printer,
a biological printer,
21
69381
3886
потому что мы незадолго до этого
изобрели биологический принтер,
изобрели биологический принтер,
01:25
which would allow
for the flu vaccine instructions
for the flu vaccine instructions
22
73291
2421
позволяющий загрузить вакцину
в виде набора команд
в виде набора команд
01:27
to be instantly downloaded
from the internet and printed.
from the internet and printed.
23
75736
3321
непосредственно из интернета
и распечатать её.
и распечатать её.
01:31
Drastically speeding up the way
in which flu vaccines are made,
in which flu vaccines are made,
24
79633
3286
Это невероятно ускоряет процесс
производства вакцины от гриппа
производства вакцины от гриппа
01:34
and potentially saving thousands of lives.
25
82943
2800
и потенциально способно
спасти тысячи жизней.
спасти тысячи жизней.
01:38
The biological printer leverages
our ability to read and write DNA
our ability to read and write DNA
26
86776
4974
Биологический принтер улучшает наши навыки
в области чтения и создания ДНК
в области чтения и создания ДНК
01:43
and starts to bring into focus
27
91774
1970
и выводит на первый план то,
01:45
what we like to call
biological teleportation.
biological teleportation.
28
93768
3133
что мы называем
биологической телепортацией.
биологической телепортацией.
01:49
I am a biologist and an engineer
who builds stuff out of DNA.
who builds stuff out of DNA.
29
97704
4200
Я биолог и инженер, который строит из ДНК.
01:54
Believe it or not,
one of my favorite things to do
one of my favorite things to do
30
102577
2349
Хотите верьте, хотите нет,
моё любимое занятие —
моё любимое занятие —
01:56
is to take DNA apart
and put it back together
and put it back together
31
104950
2377
разбирать ДНК на части
и собирать её заново,
и собирать её заново,
01:59
so that I can understand
better how it works.
better how it works.
32
107351
2758
чтобы лучше понять,
как в ней всё работает.
как в ней всё работает.
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
Я редактирую и программирую ДНК
подобно программисту, пишущему программу.
подобно программисту, пишущему программу.
02:07
But my apps are different.
34
115797
1801
Но у моих программ есть отличие:
02:09
They create life.
35
117622
1246
они создают жизнь.
02:10
Self-replicating living cells
and things like vaccines and therapeutics
and things like vaccines and therapeutics
36
118892
4272
Самовоспроизводящиеся живые клетки,
а также вакцины и медпрепараты —
а также вакцины и медпрепараты —
02:15
that work in ways
that were previously impossible.
that were previously impossible.
37
123188
3107
сейчас это возможно как никогда раньше.
Это Крэйг Вентер, некогда награждённый
Национальной научной медалью [США],
Национальной научной медалью [США],
02:19
Here's National Medal of Science
recipient Craig Venter
recipient Craig Venter
38
127141
3301
02:22
and Nobel laureate Ham Smith.
39
130466
2135
и Хэм Смит, нобелевский лауреат.
02:25
These two guys shared a similar vision.
40
133038
2309
Эти двое разделяют одно мнение, а именно:
02:27
That vision was, because all
of the functions and characteristics
of the functions and characteristics
41
135371
4397
если все функции и характеристики
02:31
of all biological entities,
including viruses and living cells,
including viruses and living cells,
42
139792
4157
всех биологических компонентов,
включая вирусы и живые клетки,
включая вирусы и живые клетки,
02:35
are written into the code of DNA,
43
143973
2430
записаны в коде ДНК
02:38
if one can read and write
that code of DNA,
that code of DNA,
44
146427
3396
и если можно этот код читать
и воспроизводить,
и воспроизводить,
02:41
then they can be reconstructed
in a distant location.
in a distant location.
45
149847
3263
то значит возможно воссоздание
этих компонентов на расстоянии.
этих компонентов на расстоянии.
02:46
This is what we mean
by biological teleportation.
by biological teleportation.
46
154043
3334
Это то, что мы подразумеваем
под биологической телепортацией.
под биологической телепортацией.
02:50
To prove out this vision,
47
158210
1342
Чтобы это доказать,
02:51
Craig and Ham set a goal
of creating, for the first time,
of creating, for the first time,
48
159576
2993
Крэйг и Хэм впервые взялись за создание
02:54
a synthetic cell, starting
from DNA code in the computer.
from DNA code in the computer.
49
162593
3153
синтетической клетки на основе кода ДНК,
записанного в компьютере.
записанного в компьютере.
02:58
I mean, come on,
as a scientist looking for a job,
as a scientist looking for a job,
50
166284
4857
Что может быть лучше
для учёного, ищущего работу
для учёного, ищущего работу
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
и занимающегося инновационными
исследованиями?
исследованиями?
03:06
(Laughter)
52
174252
1759
(Смех)
03:08
OK, a genome is a complete set
of DNA within an organism.
of DNA within an organism.
53
176035
4527
Итак, геном — это полный комплект ДНК,
находящийся внутри организма.
находящийся внутри организма.
03:13
Following the Human
Genome Project in 2003,
Genome Project in 2003,
54
181138
2709
Благодаря проекту
по расшифровке гененического кода
по расшифровке гененического кода
03:15
which was an international
effort to identify
effort to identify
55
183871
2199
под названием «Геном человека»,
03:18
the complete genetic blueprint
of a human being,
of a human being,
56
186094
3158
осуществлённому международными
усилиями в 2003 году,
усилиями в 2003 году,
03:21
a genomics revolution happened.
57
189276
2253
произошла революция в геномике.
03:23
Scientists started mastering
the techniques for reading DNA.
the techniques for reading DNA.
58
191553
3692
Учёные начали овладевать
техникой чтения ДНК,
техникой чтения ДНК,
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
чтобы определить порядок
элементов цепочки A, C, T, и G
элементов цепочки A, C, T, и G
03:30
within an organism.
60
198587
1266
внутри организма.
03:32
But my job was far different.
61
200475
1556
Но я занимался совершенно иным.
03:34
I needed to master
the techniques for writing DNA.
the techniques for writing DNA.
62
202412
3006
Мне надо было овладеть
техникой написания ДНК.
техникой написания ДНК.
03:37
Like an author of a book,
63
205442
1270
Подобно писателю,
03:38
this started out
as writing short sentences,
as writing short sentences,
64
206736
2182
я начал с написания коротких предложений,
03:40
or sequences of DNA code,
65
208942
2103
или последовательностей кода ДНК,
03:43
but this soon turned into
writing paragraphs
writing paragraphs
66
211069
2278
но вскоре перешёл к написанию абзацев,
03:45
and then full-on novels of DNA code,
67
213371
2365
а затем и к полноценным романам о ДНК-коде
03:47
to make important biological instructions
for proteins and living cells.
for proteins and living cells.
68
215760
4229
ради создания важных биологических
инструкций для белков и живых клеток.
инструкций для белков и живых клеток.
03:52
Living cells are nature's most efficient
machines at making new products,
machines at making new products,
69
220466
3500
Живые клетки — наиболее эффективные
механизмы по созданию новых продуктов,
механизмы по созданию новых продуктов,
03:55
accounting for the production
70
223990
1659
на их долю приходится 25 процентов
03:57
of 25 percent of the total
pharmaceutical market,
pharmaceutical market,
71
225673
3571
от рынка фармацевтического производства,
04:01
which is billions of dollars.
72
229268
1933
что составляет миллионы долларов.
04:03
We knew that writing DNA
would drive this bioeconomy even more,
would drive this bioeconomy even more,
73
231823
3881
Мы понимали, что написание ДНК
продвинет биоэкономику гораздо дальше,
продвинет биоэкономику гораздо дальше,
04:07
once cells could be programmed
just like computers.
just like computers.
74
235728
3166
как только станет возможно
программировать клетки как компьютеры.
программировать клетки как компьютеры.
04:11
We also knew that writing DNA
would enable biological teleportation ...
would enable biological teleportation ...
75
239339
4651
Также мы знали, что это
сделает возможной биотелепортацию...
сделает возможной биотелепортацию...
04:17
the printing of defined,
biological material,
biological material,
76
245186
2908
печать определённого биоматериала
04:20
starting from DNA code.
77
248118
1695
на основе кода ДНК.
04:22
As a step toward bringing
these promises to fruition,
these promises to fruition,
78
250575
2962
В качестве шага к реализации этих обещаний
04:25
our team set out to create,
for the first time,
for the first time,
79
253561
2722
наша команда задалась целью
04:28
a synthetic bacterial cell,
80
256307
2238
создать синтетическую бактериальную клетку
04:30
starting from DNA code in the computer.
81
258569
2599
на основе кода ДНК,
полученного из компьютера.
полученного из компьютера.
04:33
Synthetic DNA is a commodity.
82
261918
2127
Синтетическая ДНК — предмет потребления.
04:36
You can order very short pieces of DNA
from a number of companies,
from a number of companies,
83
264069
3611
Вы можете заказать небольшие отрезки ДНК
у нескольких компаний,
у нескольких компаний,
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
они возьмут вот эти четыре бутылки
с реагентами, составляющими ДНК —
с реагентами, составляющими ДНК —
04:43
G, A, T and C,
85
271395
1445
G, A, T, и 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
и сделают очень короткие отрезки ДНК.
04:48
Over the past 15 years or so,
87
276986
1833
В течение примерно 15 лет
04:50
my teams have been
developing the technology
developing the technology
88
278843
2323
мои коллеги развивали технологию
04:53
for stitching together
those short pieces of DNA
those short pieces of DNA
89
281190
2756
сшивания таких коротких отрезков ДНК
04:55
into complete bacterial genomes.
90
283970
2190
в полные бактериальные геномы.
04:58
The largest genome that we constructed
contained over one million letters.
contained over one million letters.
91
286871
4333
Самый длинный собранный нами геном
содержал более одного миллиона букв.
содержал более одного миллиона букв.
05:03
Which is more than twice the size
of your average novel,
of your average novel,
92
291942
2660
Это более, чем вдвое превосходит
размер среднего романа,
размер среднего романа,
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
и мы должны были поставить
каждую из букв в определённое место,
каждую из букв в определённое место,
05:10
without a single typo.
94
298093
1269
без единой опечатки.
05:11
We were able to accomplish this
by developing a procedure
by developing a procedure
95
299386
4293
Мы добились этого, разработав процедуру,
05:15
that I tried to call the "one-step
isothermal in vitro recombination method."
isothermal in vitro recombination method."
96
303703
5047
которую я назвал было «методом одноэтапной
изотермальной рекомбинации в пробирке».
изотермальной рекомбинации в пробирке».
05:20
(Laughter)
97
308774
2089
(Смех)
05:22
But, surprisingly, the science community
didn't like this technically accurate name
didn't like this technically accurate name
98
310887
4992
Но, к моему удивлению, научному сообществу
не понравилось это точное название
не понравилось это точное название
05:27
and decided to call it Gibson Assembly.
99
315903
2600
и мы назвали это «сборка Гибсона».
05:31
Gibson Assembly
is now the gold standard tool,
is now the gold standard tool,
100
319625
2857
Сейчас сборка Гибсона —
эталонный инструмент,
эталонный инструмент,
05:34
used in laboratories around the world
101
322506
2468
используемым в лабораториях всего мира
05:36
for building short and long pieces of DNA.
102
324998
2800
для построения коротких
и длинных отрезков ДНК.
и длинных отрезков ДНК.
05:40
(Applause)
103
328236
5333
(Аплодисменты)
05:45
Once we chemically synthesized
the complete bacterial genome,
the complete bacterial genome,
104
333593
3325
Как только мы химически синтезировали
полный бактериальный геном,
полный бактериальный геном,
05:48
our next challenge was to find a way
105
336942
2310
следующей нашей целью было найти способ
05:51
to convert it into a free-living,
self-replicating cell.
self-replicating cell.
106
339276
3468
превратить его в свободноживущую
самовоспроизводящуюся живую клетку.
самовоспроизводящуюся живую клетку.
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
Мы подошли к этому, приняв геном
за операционную систему клетки,
за операционную систему клетки,
05:59
with the cell containing the hardware
necessary to boot up the genome.
necessary to boot up the genome.
108
347276
4495
а её содержимое — за «железо»,
необходимое для загрузки генома.
необходимое для загрузки генома.
06:04
Through a lot of trial and error,
109
352553
1619
Путём проб и ошибок
06:06
we developed a procedure
where we could reprogram cells
where we could reprogram cells
110
354196
3135
мы разработали процедуру
перепрограммирования клеток
перепрограммирования клеток
06:09
and even convert one
bacterial species into another,
bacterial species into another,
111
357355
3349
и даже научились преобразовывать
одни виды бактерий в другие
одни виды бактерий в другие
06:12
by replacing the genome of one cell
with that of another.
with that of another.
112
360728
3524
путём замены генома одной клетки
геномом другой.
геномом другой.
06:17
This genome transplantation
technology then paved the way
technology then paved the way
113
365363
4064
Технология по трансплантация генома
открыла путь
открыла путь
06:21
for the booting-up of genomes
written by scientists
written by scientists
114
369451
3229
к возможности загрузки геномов,
написанных учёными,
написанных учёными,
06:24
and not by Mother Nature.
115
372704
1667
а не матерью-природой.
06:26
In 2010, all of the technologies
116
374768
2619
В 2010 году, объединив все технологии,
06:29
that we had been developing
for reading and writing DNA
for reading and writing DNA
117
377411
2785
разработанные для чтения и написания ДНК,
06:32
all came together
when we announced the creation
when we announced the creation
118
380220
2921
мы создали
06:35
of the first synthetic cell,
119
383165
2214
первую синтетическую клетку,
06:37
which of course, we called Synthia.
120
385403
2158
которую, конечно же, назвали Синтией.
06:39
(Laughter)
121
387585
2001
(Смех)
06:41
Ever since the first bacterial genome
was sequenced, back in 1995,
was sequenced, back in 1995,
122
389610
4580
С тех пор, как в 1995 году был оцифрован
первый бактериальный геном,
первый бактериальный геном,
06:46
thousands more whole bacterial genomes
have been sequenced and stored
have been sequenced and stored
123
394214
3459
тысячи других были подвергнуты
той же процедуре и сохранены
той же процедуре и сохранены
06:49
in computer databases.
124
397697
1406
в компьютерных базах данных.
06:51
Our synthetic cell work
was the proof of concept
was the proof of concept
125
399601
2387
Создание нами синтетической клетки
доказывало то,
доказывало то,
06:54
that we could reverse this process:
126
402012
2010
что можно повернуть этот процесс вспять:
06:56
pull a complete bacterial genome
sequence out of the computer
sequence out of the computer
127
404046
3595
вытащить из компьютера полную
последовательность бактериального генома
последовательность бактериального генома
06:59
and convert that information
into a free-living, self-replicating cell,
into a free-living, self-replicating cell,
128
407665
4761
и преобразовать её в свободноживущую
самовоспроизводящуюся клетку
самовоспроизводящуюся клетку
07:04
with all of the expected characteristics
of the species that we constructed.
of the species that we constructed.
129
412450
4338
со всеми ожидаемыми характеристиками вида,
который мы сконструировали.
который мы сконструировали.
07:10
Now I can understand
why there may be concerns
why there may be concerns
130
418409
2549
Теперь мне понятны сомнения
07:12
about the safety of this level
of genetic manipulation.
of genetic manipulation.
131
420982
3194
в безопасности генетических
манипуляций такого уровня.
манипуляций такого уровня.
07:16
While the technology has the potential
for great societal benefit,
for great societal benefit,
132
424918
4151
Являясь потенциальным благом для общества,
07:21
it also has the potential for doing harm.
133
429093
2440
эта технология также способна
причинить вред.
причинить вред.
07:24
With this in mind, even before
carrying out the very first experiment,
carrying out the very first experiment,
134
432355
4063
Понимая это, наш коллектив,
ещё до проведения первого эксперимента,
ещё до проведения первого эксперимента,
07:28
our team started to work
with the public and the government
with the public and the government
135
436442
2865
начал сотрудничество
с правительством и общественностью,
с правительством и общественностью,
07:31
to find solutions together
136
439331
2603
чтобы совместно принимать решения
07:33
to responsibly develop
and regulate this new technology.
and regulate this new technology.
137
441958
3800
в области ответственного развития
и регулирования этой новой технологии.
и регулирования этой новой технологии.
07:38
One of the outcomes from those discussions
was to screen every customer
was to screen every customer
138
446331
3802
Одним из таких решений
стало введение проверки каждого клиента
стало введение проверки каждого клиента
07:42
and every customer's DNA synthesis orders,
139
450157
2595
и всех его заказов
на изготовление синтетической ДНК,
на изготовление синтетической ДНК,
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
дабы убедиться в том, что токсины
или возбудители инфекции
или возбудители инфекции
не созданы руками злодеев
или в результате ошибки учёных.
или в результате ошибки учёных.
07:49
or accidentally by scientists.
141
457696
1934
07:52
All suspicious orders
are reported to the FBI
are reported to the FBI
142
460974
3388
Обо всех подозрительных заказах
сообщается в ФБР
сообщается в ФБР
07:56
and other relevant
law-enforcement agencies.
law-enforcement agencies.
143
464386
2770
и в соответствующие
правоохранительные органы.
правоохранительные органы.
08:00
Synthetic cell technologies
will power the next industrial revolution
will power the next industrial revolution
144
468641
4270
Развитие технологии производства
синтетических клеток приведёт
синтетических клеток приведёт
к очередной промышленной революции,
и таким изменениям в экономике
и таким изменениям в экономике
08:04
and transform industries and economies
145
472935
2864
08:07
in ways that address
global sustainability challenges.
global sustainability challenges.
146
475823
3667
которые поспособствуют решению
проблем устойчивого развития.
проблем устойчивого развития.
08:12
The possibilities are endless.
147
480006
2206
Возможности безграничны.
08:14
I mean, you can think of clothes
148
482236
1588
Представьте одежду,
08:15
constructed form renewable
biobased sources,
biobased sources,
149
483848
3697
сделанную из возобновляемого
натурального сырья,
натурального сырья,
08:19
cars running on biofuel
from engineered microbes,
from engineered microbes,
150
487569
3651
машины работающие на биотопливе,
полученном из сконструированных микробов,
полученном из сконструированных микробов,
08:23
plastics made from biodegradable polymers
151
491244
3579
пластик, произведённый
из биоразлагаемых полимеров,
из биоразлагаемых полимеров,
08:26
and customized therapies,
printed at a patient's bedside.
printed at a patient's bedside.
152
494847
3719
и печать индивидуально созданных лекарств
прямо у постели пациента.
прямо у постели пациента.
08:31
The massive efforts
to create synthetic cells
to create synthetic cells
153
499196
2587
Интенсивная работа
над созданием синтетических клеток
над созданием синтетических клеток
08:33
have made us world leaders at writing DNA.
154
501807
2800
сделала нас мировыми лидерами
в написании ДНК.
в написании ДНК.
08:37
Throughout the process,
we found ways to write DNA faster,
we found ways to write DNA faster,
155
505149
3722
Работая над этим, мы нашли более быстрые,
точные, а также более надёжные
точные, а также более надёжные
08:40
more accurately and more reliably.
156
508895
2200
способы написания ДНК.
08:43
Because of the robustness
of these technologies,
of these technologies,
157
511688
2294
Наша технология настолько надёжна,
08:46
we found that we could
readily automate the processes
readily automate the processes
158
514006
3000
что мы готовы автоматизировать процесс
08:49
and move the laboratory workflows
out of the scientist's hands
out of the scientist's hands
159
517030
3666
и передать лабораторный поток работ
08:52
and onto a machine.
160
520720
1266
из рук учёных машинам.
08:55
In 2013, we built the first DNA printer.
161
523004
3000
В 2013 году мы сделали первый ДНК-принтер.
08:58
We call it the BioXp.
162
526631
2309
Он носит название BioXp.
09:00
And it has been absolutely
essential in writing DNA
essential in writing DNA
163
528964
3196
Просто незаменимая вещь для печати ДНК
09:04
across a number of applications
164
532184
1615
во многих областях применения,
09:05
my team and researchers
around the world are working on.
around the world are working on.
165
533823
3800
в которых работает моя группа
и учёные по всему миру.
и учёные по всему миру.
09:10
It was shortly after we built the BioXp
166
538077
2017
Вскоре после создания 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
мы получили то письмо, где сообщалось
о страшном птичьем гриппе H7N9 в Китае.
о страшном птичьем гриппе H7N9 в Китае.
09:17
A team of Chinese scientists
had already isolated the virus,
had already isolated the virus,
168
545498
3421
На тот момент группа китайских учёных
уже извлекла вирус,
уже извлекла вирус,
09:20
sequenced its DNA and uploaded
the DNA sequence to the internet.
the DNA sequence to the internet.
169
548943
3516
оцифровала ДНК и выложила её в интернет.
09:25
At the request of the US government,
we downloaded the DNA sequence
we downloaded the DNA sequence
170
553616
3515
По просьбе правительства США
мы загрузили оцифрованную ДНК
мы загрузили оцифрованную ДНК
09:29
and in less than 12 hours,
we printed it on the BioXp.
we printed it on the BioXp.
171
557155
3565
и менее чем за 12 часов
напечатали её на BioXp.
напечатали её на BioXp.
09:33
Our collaborators at Novartis
172
561529
1578
Затем наши коллеги из Novartis
09:35
then quickly started turning
that synthetic DNA into a flu vaccine.
that synthetic DNA into a flu vaccine.
173
563131
4015
быстро начали перерабатывать
эту синтетическую ДНК в вакцину от гриппа.
эту синтетическую ДНК в вакцину от гриппа.
09:39
Meanwhile, the CDC, using technology
dating back to the 1940s,
dating back to the 1940s,
174
567497
4530
Тем временем Центр по контролю
и профилактике заболеваний США,
и профилактике заболеваний США,
09:44
was still waiting for the virus
to arrive from China
to arrive from China
175
572051
2930
при их технологии 40-х годов ХХ века,
ожидал вирус из Китая,
ожидал вирус из Китая,
09:47
so that they could begin
their egg-based approach.
their egg-based approach.
176
575005
2740
чтобы начать делать вакцину
на основе использования яиц.
на основе использования яиц.
Впервые у нас была вакцина против нового
потенциально опасного штамма гриппа,
потенциально опасного штамма гриппа,
09:50
For the first time, we had a flu vaccine
developed ahead of time
developed ahead of time
177
578234
3549
09:53
for a new and potentially
dangerous strain,
dangerous strain,
178
581807
2469
созданная на опережение,
09:56
and the US government ordered a stockpile.
179
584300
2641
и правительство США заказало
эти вакцины для резерва.
эти вакцины для резерва.
09:58
(Applause)
180
586965
5628
(Аплодисменты)
10:04
This was when I began
to appreciate, more than ever,
to appreciate, more than ever,
181
592617
2468
Именно тогда я начал осознавать
10:07
the power of biological teleportation.
182
595109
2754
всю мощь биологической телепортации.
10:09
(Laughter)
183
597887
1150
(Смех)
10:11
Naturally, with this in mind,
184
599061
2088
Естественно, имея это в виду,
10:13
we started to build
a biological teleporter.
a biological teleporter.
185
601173
2206
мы стали создавать
биологический телепортатор.
биологический телепортатор.
10:16
We call it the DBC.
186
604402
2189
Мы назвали его ЦБК —
10:18
That's short for
digital-to-biological converter.
digital-to-biological converter.
187
606615
3132
это аббревиатура: конвертер из цифрового
в биологический формат.
в биологический формат.
10:22
Unlike the BioXp,
188
610267
1334
В отличие от BioXP,
10:23
which starts from pre-manufactured
short pieces of DNA,
short pieces of DNA,
189
611625
3079
который начинает с произведённых
ранее маленьких частиц ДНК,
ранее маленьких частиц ДНК,
10:26
the DBC starts from digitized DNA code
190
614728
3103
ЦБК берёт за основу оцифрованный код ДНК
10:29
and converts that DNA code
into biological entities,
into biological entities,
191
617855
3055
и переводит его
в биологические компоненты,
в биологические компоненты,
10:32
such as DNA, RNA,
proteins or even viruses.
proteins or even viruses.
192
620934
3533
такие как ДНК, РНК, белки и даже вирусы.
10:37
You can think of the BioXp
as a DVD player,
as a DVD player,
193
625188
2873
Возможно, вы думаете о BioXp
как о DVD-плеере,
как о DVD-плеере,
10:40
requiring a physical DVD to be inserted,
194
628085
3048
в который требуется вставить
реальный DVD-диск,
реальный DVD-диск,
10:43
whereas the DBC is Netflix.
195
631157
2333
но ЦБК — это скорее Нетфликс.
10:47
To build the DBC,
196
635974
1232
Чтобы сделать ЦБК,
10:49
my team of scientists worked with
software and instrumentation engineers
software and instrumentation engineers
197
637230
4849
мы совместно с программистами
и аппаратными инженерами работали над тем,
и аппаратными инженерами работали над тем,
10:54
to collapse multiple laboratory workflows,
198
642103
2768
как вместить сложный поток работ,
выполняемых в лаборатории,
выполняемых в лаборатории,
10:56
all in a single box.
199
644895
1468
в одну единственную коробку.
10:58
This included software algorithms
to predict what DNA to build,
to predict what DNA to build,
200
646696
3881
Что включало в себя программные алгоритмы
прогнозирования будущей ДНК,
прогнозирования будущей ДНК,
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
химическую среду для связи
G, A, T и С и блоков ДНК в отрезки,
G, A, T и С и блоков ДНК в отрезки,
11:07
Gibson Assembly to stitch together
those short pieces into much longer ones,
those short pieces into much longer ones,
202
655077
4278
сборку Гибсона для сшивания
коротких отрезков в длинные
коротких отрезков в длинные
11:11
and biology to convert the DNA
into other biological entities,
into other biological entities,
203
659379
3559
и биологическую среду для обращения ДНК
в другие биологические компоненты,
в другие биологические компоненты,
11:14
such as proteins.
204
662962
1182
такие как белки.
11:17
This is the prototype.
205
665089
1627
Это прототип.
11:18
Although it wasn't pretty,
it was effective.
it was effective.
206
666740
2190
Выглядел он так себе, но работал исправно.
11:20
It made therapeutic drugs and vaccines.
207
668954
2293
На нём делали лекарственные
средства и вакцины.
средства и вакцины.
11:23
And laboratory workflows
that once took weeks or months
that once took weeks or months
208
671271
3774
Лабораторный технологический процесс,
некогда длящийся неделями или месяцами,
некогда длящийся неделями или месяцами,
11:27
could now be carried out
in just one to two days.
in just one to two days.
209
675069
3548
теперь мог быть осуществлён
всего лишь за два дня.
всего лишь за два дня.
11:30
And that's all without
any human intervention
any human intervention
210
678641
2587
И всё это без вмешательства человека:
11:33
and simply activated
by the receipt of an email
by the receipt of an email
211
681252
2591
достаточно послать на него письмо
по электронной почте,
по электронной почте,
11:35
which could be sent
from anywhere in the world.
from anywhere in the world.
212
683867
2543
что возможно из любой точки мира.
11:39
We like to compare
the DBC to fax machines.
the DBC to fax machines.
213
687069
3119
Мы любим сравнивать ЦБК
с факсимильной машиной.
с факсимильной машиной.
11:43
But whereas fax machines
received images and documents,
received images and documents,
214
691016
3365
Но в то время как последняя получает
изображения и документы,
изображения и документы,
11:46
the DBC receives biological materials.
215
694405
2738
ЦБК получает биоматериалы.
11:50
Now, consider how
fax machines have evolved.
fax machines have evolved.
216
698024
2682
Рассмотрим эволюцию
факсимильных аппаратов.
факсимильных аппаратов.
11:53
The prototype of the 1840s
is unrecognizable,
is unrecognizable,
217
701553
3183
Прототип этого прибора,
сконструированный в 1940-х годах,
сконструированный в 1940-х годах,
11:56
compared with the fax machines of today.
218
704760
2518
был мало известен,
в отличие от современной версии.
в отличие от современной версии.
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
В 1980-х годах большинство людей
всё ещё не знали, что такое факс-машина,
всё ещё не знали, что такое факс-машина,
12:03
and if they did,
220
711792
1396
а даже если и знали,
12:05
it was difficult for them
to grasp the concept
to grasp the concept
221
713212
2359
им было сложно воспринять идею
12:07
of instantly reproducing an image
on the other side of the world.
on the other side of the world.
222
715595
3621
мгновенного воспроизведения изображения
на другом конце планеты.
на другом конце планеты.
12:11
But nowadays, everything
that a fax machine does
that a fax machine does
223
719672
2294
А теперь всё, что делает факс-машина,
12:13
is integrated on our smart phones,
224
721990
1675
входит в функции наших смартфонов,
12:15
and of course, we take this rapid exchange
of digital information for granted.
of digital information for granted.
225
723689
4418
и мгновенный обмен цифровой информацией
воспринимается как должное.
воспринимается как должное.
12:20
Here's what our DBC looks like today.
226
728831
2452
Вот как выглядит ЦБК сегодня.
12:23
We imagine the DBC evolving
in similar ways as fax machines have.
in similar ways as fax machines have.
227
731307
4387
ЦБК развивается таким же путём,
что и факс-машина.
что и факс-машина.
12:28
We're working to reduce
the size of the instrument,
the size of the instrument,
228
736212
2627
Мы работаем над уменьшением
размера устройства
размера устройства
12:30
and we're working to make
the underlying technology
the underlying technology
229
738863
2619
и тем, чтобы сделать технологию,
лежащую в его основе,
лежащую в его основе,
12:33
more reliable, cheaper,
faster and more accurate.
faster and more accurate.
230
741506
3754
более надёжной, дешёвой, быстрой и точной.
12:38
Accuracy is extremely important
when synthesizing DNA,
when synthesizing DNA,
231
746061
3762
Точность чрезвычайно важна
при синтезировании ДНК,
при синтезировании ДНК,
12:41
because a single change to a DNA letter
232
749847
2016
потому что единственное
изменение буквы ДНК
изменение буквы ДНК
12:43
could mean the difference
between a medicine working or not
between a medicine working or not
233
751887
3024
повлияет на то,
будет ли лекарство работать
будет ли лекарство работать
12:46
or synthetic cell being alive or dead.
234
754935
2533
или будет ли способна ожить
синтетическая клетка.
синтетическая клетка.
12:50
The DBC will be useful
for the distributed manufacturing
for the distributed manufacturing
235
758292
3460
ЦБК найдёт применение
в распределённом производстве лекарств,
в распределённом производстве лекарств,
12:53
of medicine starting from DNA.
236
761776
2000
созданных на основе ДНК.
12:56
Every hospital in the world
could use a DBC
could use a DBC
237
764649
2763
Любая больница мира
могла бы использовать ЦБК для печати
могла бы использовать ЦБК для печати
12:59
for printing personalized medicines
for a patient at their bedside.
for a patient at their bedside.
238
767436
3731
индивидуально созданных лекарств
прямо у постели пациента.
прямо у постели пациента.
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
Я даже представляю,
что будет нормально иметь ЦБК,
что будет нормально иметь ЦБК,
подключающийся к домашнему
компьютеру или смартфону,
компьютеру или смартфону,
13:08
to connect to their
home computer or smart phone
home computer or smart phone
240
776880
2269
13:11
as a means to download
their prescriptions,
their prescriptions,
241
779173
2015
чтобы загрузить прописанные лекарства,
13:13
such as insulin or antibody therapies.
242
781212
2119
вроде инсулина или иммуноглобулина.
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
ЦБК будет неоценим при его размещении
в стратегических зонах планеты
в стратегических зонах планеты
13:19
for rapid response to disease outbreaks.
244
787832
2667
для быстрого реагирования
на вспышки заболеваний.
на вспышки заболеваний.
13:22
For example, the CDC in Atlanta, Georgia
245
790879
3103
Например, ЦБК в Атланте, штат Джорджия,
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
передал бы инструкции ЦБК,
находящемуся на другом конце Земли,
находящемуся на другом конце Земли,
13:30
where the flu vaccine is manufactured
right on the front lines.
right on the front lines.
247
798823
3944
где произвели бы вакцину прямо
на передовой борьбы с гриппом.
на передовой борьбы с гриппом.
13:35
That flu vaccine could even be
specifically tailored to the flu strain
specifically tailored to the flu strain
248
803085
5230
Вакцину можно будет
подобрать непосредственно к штамму,
подобрать непосредственно к штамму,
13:40
that's circulating in that local area.
249
808339
3222
распространённому в этом регионе.
13:43
Sending vaccines around in a digital file,
250
811585
2492
Рассылка вакцин в цифровом виде,
13:46
rather than stockpiling those same
vaccines and shipping them out,
vaccines and shipping them out,
251
814101
3817
в противовес их накоплению
с последующей перевозкой,
с последующей перевозкой,
13:49
promises to save thousands of lives.
252
817942
2631
сулит перспективы спасения тысяч жизней.
13:53
Of course, the applications
go as far as the imagination goes.
go as far as the imagination goes.
253
821212
4200
Применение ограничено
только вашей фантазией.
только вашей фантазией.
13:58
It's not hard to imagine
placing a DBC on another planet.
placing a DBC on another planet.
254
826164
3995
Легко представить ЦБК на другой планете.
14:03
Scientists on Earth could then send
the digital instructions to that DBC
the digital instructions to that DBC
255
831315
5104
Учёные с Земли могли бы
посылать туда цифровые инструкции,
посылать туда цифровые инструкции,
14:08
to make new medicines
or to make synthetic organisms
or to make synthetic organisms
256
836443
4007
чтобы создавать новые лекарства
или новые синтетические организмы,
или новые синтетические организмы,
14:12
that produce oxygen, food,
fuel or building materials,
fuel or building materials,
257
840474
3667
которые произведут кислород, пищу,
горючее или стройматериалы,
горючее или стройматериалы,
14:16
as a means for making the planet
more habitable for humans.
more habitable for humans.
258
844165
3174
дабы сделать планету
более пригодной для жизни людей.
более пригодной для жизни людей.
14:20
(Applause)
259
848002
4440
(Аплодисменты)
14:24
With digital information
traveling at the speed of light,
traveling at the speed of light,
260
852466
3341
При передаче информации со скоростью света
14:27
it would only take minutes
to send those digital instructions
to send those digital instructions
261
855831
2897
отсылка этих цифровых инструкций
с Земли на Марс
с Земли на Марс
14:30
from Earth to Mars,
262
858752
1190
займёт лишь 10 минут.
14:31
but it would take months
to physically deliver those same samples
to physically deliver those same samples
263
859966
3849
А на физическую доставку этих же образцов
космическим кораблём
космическим кораблём
14:35
on a spacecraft.
264
863839
1150
ушли бы месяцы.
14:37
But for now, I would be satisfied
beaming new medicines across the globe,
beaming new medicines across the globe,
265
865821
4603
А пока я был бы рад внедрению трансляции
лекарств по миру — по запросу
лекарств по миру — по запросу
14:42
fully automated and on demand,
266
870448
2190
и полностью автоматизированной, —
14:44
saving lives from emerging
infectious diseases
infectious diseases
267
872662
3598
спасающей жизни от возникающих
инфекционных заболеваний,
инфекционных заболеваний,
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
и печати индивидуальных лекарств от рака
для тех, кто не может ждать.
для тех, кто не может ждать.
14:53
Thank you.
269
881060
1175
Спасибо.
14:54
(Applause)
270
882259
7000
(Аплодисменты)
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