How designing brand-new enzymes could change the world | Adam Garske

72,833 views ・ 2020-02-11

TED


يرجى النقر نقرًا مزدوجًا فوق الترجمة الإنجليزية أدناه لتشغيل الفيديو.

00:00
Translator: Ivana Korom Reviewer: Krystian Aparta
0
0
7000
المترجم: HASSANE KONE المدقّق: Shimaa Nabil
00:12
Growing up in central Wisconsin, I spent a lot of time outside.
1
12913
3103
خلال فترة نشأتي في ولاية ويسكونسن قضيت الكثير من الوقت في الخارج.
00:16
In the spring, I'd smell the heady fragrance of lilacs.
2
16040
3047
في الربيع، كنت أشمّ عبير أزهار ألليلك.
00:19
In the summer, I loved the electric glow of fireflies
3
19666
2665
أما في الصيف، أحببتُ وهج اليرعات المضيء
00:22
as they would zip around on muggy nights.
4
22355
2174
عندما كانت تتنقّل في تلك الليالي الرّطبة.
00:24
In the fall, the bogs were brimming with the bright red of cranberries.
5
24553
3476
وفي الخريف، تطغى حُمرة التّوت البري على المستنقعات.
00:28
Even winter had its charms,
6
28776
1777
وحتى الشتاء له سحره الخاص،
00:30
with the Christmassy bouquet emanating from pine trees.
7
30577
2572
حيث تنبثق باقات الزهور من أشجار الصنوبرِ.
00:33
For me, nature has always been a source of wonder and inspiration.
8
33173
3166
بالنسبةِ لي، لطالما كانت الطبيعةُ مصدراً للإعجاب والإلهام.
00:37
As I went on to graduate school in chemistry, and in later years,
9
37292
3055
بما أنني أكملت دراسة الكيمياء، وفي السنوات اللاحقة،
00:40
I came to better understand the natural world in molecular detail.
10
40371
3126
توصلت إلى فهم أفضل عن عالم الطبيعة بالتفصيل الجزيئيّ.
00:43
All the things that I just mentioned,
11
43521
1770
كل تلك الأشياء التي ذكرتها للتو،
00:45
from the scents of lilacs and pines
12
45315
2199
بدءًا من شذى زهور الليلك والصنوبر
00:47
to the bright red of cranberries and the glow of fireflies,
13
47538
2769
وحتى حمرة التوت البري وتوهّج اليراعات،
00:50
have at least one thing in common:
14
50331
1825
نتفق جميعًا على الأقل في شيء واحد
00:52
they're manufactured by enzymes.
15
52482
2133
أنها مصنوعة من الإنزيمات.
00:55
As I said, I grew up in Wisconsin, so of course, I like cheese
16
55180
3150
كما قلت، لقد ترعرت في ولاية ويسكونسن لذا أنا أحب الجبن بالطبع
00:58
and the Green Bay Packers.
17
58354
1715
وفريق غرين باي باكرز.
01:00
But let's talk about cheese for a minute.
18
60093
1968
لكن دعونا نتحدث عن الجبن لدقيقة.
01:02
For at least the last 7,000 years,
19
62085
1627
خلال السبعة آلاف عام الأخيرة،
01:03
humans have extracted a mixture of enzymes
20
63736
2278
استخلص البشر مزيجاً من الإنزيمات
01:06
from the stomachs of cows and sheep and goats
21
66038
2722
من أمعاء الأبقار، والخراف، والماعز
01:08
and added it to milk.
22
68784
1214
وأضافوها للحليب.
01:10
This causes the milk to curdle -- it's part of the cheese-making process.
23
70022
3429
وهذا يؤدي إلى تخثر الحليب- هذا جزء من عملية تصنيع الجبن.
01:13
The key enzyme in this mixture is called chymosin.
24
73475
2380
والإنزيم المسئول عن هذا المزج يُسمى الكيموسين.
01:15
I want to show you how that works.
25
75879
1825
سأشرحُ لكم آلية العمل.
01:17
Right here, I've got two tubes,
26
77728
1898
هنا، لدي أنبوبتان
01:19
and I'm going to add chymosin to one of these.
27
79650
2206
وسأضيف إنزيم الكيموسين إلى إحداهن.
01:21
Just a second here.
28
81880
1267
لحظة واحدة.
01:23
Now my son Anthony, who is eight years old,
29
83744
3462
ابني أنتوني الذي يبلغ من العمر ثمانية أعوام،
01:27
was very interested in helping me figure out a demo for the TED Talk,
30
87230
3278
كان مهتماً بمساعدتي في اختيار عيّنة لعرضها على منصة TED.
01:30
and so we were in the kitchen, we were slicing up pineapples,
31
90532
4120
لذا كنّا في المطبخ نقطع الأناناس،
01:34
extracting enzymes from red potatoes
32
94676
3934
ونستخرج الإنزيمات من البطاطا الحمراء
01:38
and doing all kinds of demos in the kitchen.
33
98634
2079
ونحضّر جميع أنواع العينات في المطبخ.
01:40
And in the end, though,
34
100737
1159
وفي النهاية،
01:41
we thought the chymosin demo was pretty cool.
35
101920
2166
وجدنا أن عينة الكيموسين كانت رائعة للغاية.
01:44
And so what's happening here
36
104110
1396
إذاً، ما يحدث هنا الآن
01:45
is the chymosin is swimming around in the milk,
37
105530
3999
الكيموسين يسبح في الحليب،
01:49
and it's binding to a protein there called casein.
38
109553
3119
ويرتبط ببروتين يُطلَقُ عليه الكازين.
01:52
What it does then is it clips the casein --
39
112696
2278
وما يقوم به بعدها هو التشابك مع الكازين.
01:54
it's like a molecular scissors.
40
114998
1802
وكأنها مقصّات جزيئية.
01:57
It's that clipping action that causes the milk to curdle.
41
117102
4039
ذلك التشابك هو ما يؤدي إلى تخثّر الحليب.
02:01
So here we are in the kitchen, working on this.
42
121165
2770
ها نحن ذا في المطبخ، نعمل على هذا.
02:04
OK.
43
124332
1174
حسناً.
02:05
So let me give this a quick zip.
44
125530
2134
إذاً، دعوني أحرّك هذا قليلاً.
02:08
And then we'll set these to the side and let these simmer for a minute.
45
128180
3477
وسنضع هذه جانباً ونترك هذه لدقيقة لتغلي ببطء.
02:11
OK.
46
131681
1150
حسناً.
02:15
If DNA is the blueprint of life,
47
135506
1579
إذا كان الحمض النووي مخطط الحياة،
02:17
enzymes are the laborers that carry out its instructions.
48
137109
2876
فالإنزيمات هي العمال المنفذين لتعليماته.
02:20
An enzyme is a protein that's a catalyst,
49
140009
2046
الإنزيم هو بروتين يعمل كمحفّز.
02:22
it speeds up or accelerates a chemical reaction,
50
142079
2819
يزيد من سرعة التفاعل الكيميائي،
02:24
just as the chymosin over here is accelerating the curdling of the milk.
51
144922
3476
كما يعمل الكيموسين هنا على زيادة سرعة تخثر الحليب.
02:28
But it's not just about cheese.
52
148914
1755
ولكن الأمر لا يتعلق بالجبن فقط.
02:30
While enzymes do play an important role in the foods that we eat,
53
150693
3317
بينما تقوم الإنزيمات بدور مهم في الغذاء الذي نتناوله،
02:34
they also are involved in everything from the health of an infant
54
154034
3444
إنها أيضاً مشاركة في كل شيء بدءاً من صحة الرضيع
02:37
to attacking the biggest environmental challenges
55
157502
2310
وانتهاءً بمواجهتها أكبر التحديات البيئية
02:39
we have today.
56
159836
1150
التي نواجهها يوميّاً.
02:41
The basic building blocks of enzymes are called amino acids.
57
161720
3373
اللبنات الأساسية للإنزيم هي الأحماض الأمينية.
02:45
There are 20 common amino acids,
58
165482
1572
هناك 20 نوعاً شائعاً،
02:47
and we typically designate them with single-letter abbreviations,
59
167078
3357
وعادةً نشير إليها بأحرف مفردة كاختصارات،
02:50
so it's really an alphabet of amino acids.
60
170459
2428
هي حقاً أبجدية من الأحماض الأمينية.
02:53
In an enzyme, these amino acids are strung together,
61
173236
2540
في الإنزيم، الأحماض الأمينية تكون مترابطة
02:55
like pearls on a necklace.
62
175800
1439
كمجموعة لآلىء في قلادة.
02:57
And it's really the identity of the amino acids,
63
177263
2552
وهذه هي حقاً ماهية الأحماض الأمينية،
02:59
which letters are in that necklace,
64
179839
1686
أي الحروف الموجودة في ذلك العقد،
03:01
and in what order they are, what they spell out,
65
181549
2270
وبحسب ترتيبها يتم تمييزها،
03:03
that gives an enzyme its unique properties and differentiates it from other enzymes.
66
183843
4083
ما يعطي الإنزيم خصائصه الفريدة ويميزه عن الإنزيمات الأخرى.
03:07
Now, this string of amino acids,
67
187950
2316
الآن، سلسلة الأحماض الأمينيية هذه،
03:10
this necklace,
68
190290
1166
هذه القلادة
03:11
folds up into a higher-order structure.
69
191480
1876
تنطوي في هيكل أعلى مرتبة.
03:13
And if you were to zoom in at the molecular level
70
193380
2308
فلو قمتم بالتكبير إلى المستوى الجزيئي
03:15
and take a look at chymosin, which is the enzyme working over here,
71
195712
3196
وألقيتم نظرةً على الكيموسين، والذي هو الإنزيم الذي يقوم بعمله هنا
03:18
you would see it looks like this.
72
198932
1613
لَوَجدتم بأنّه سيكون بهذا الشكل.
03:20
It's all these strands and loops and helices and twists and turns,
73
200569
3111
إنّه كل هذه التفرعات والحلقات واللوالب والالتفافات والمنعطفات،
03:23
and it has to be in just this conformation to work properly.
74
203704
2908
ويجب أن تكون بهذا الشكل لتقوم بعملها.
03:27
Nowadays, we can make enzymes in microbes,
75
207038
2730
هذه الأيام، نستطيع صناعة الإنزيمات في الميكروبات،
03:29
and that can be like a bacteria or a yeast, for example.
76
209792
2835
يمكن لذلك أن يكون مثل البكتيريا أو الخميرة مثلاً.
03:32
And the way we do this is we get a piece of DNA
77
212982
2429
ونفعل ذلك عن طريق أخذ جزء من الحمض النووي
03:35
that codes for an enzyme that we're interested in,
78
215435
2365
الذي يُعبِّر عن الإنزيم الذي نرغب به،
03:37
we insert that into the microbe,
79
217824
1563
وندرج ذلك إلى الميكروب،
03:39
and we let the microbe use its own machinery, its own wherewithal,
80
219411
3460
وندع الميكروب يستخدم آليَّته ووسائله،
03:42
to produce that enzyme for us.
81
222895
2134
لينتج لنا ذلك الإنزيم.
03:45
So if you wanted chymosin, you wouldn't need a calf, nowadays --
82
225053
3407
إذاً، إذا أردتَ الكيموسين لن تحتاج إلى عِجْل، هذه الأيام
03:48
you could get this from a microbe.
83
228484
1714
يمكنك الحصول عليه من الميكروب.
03:50
And what's even cooler, I think,
84
230222
1539
والأكثر روعة من ذلك، أعتقد،
03:51
is we can now dial in completely custom DNA sequences
85
231785
2492
أنّه باستطاعتنا الآن أن نتصل بسلاسل حمض نووي مخصَّصة
03:54
to make whatever enzymes we want,
86
234301
1587
لصناعة أي إنزيم نريده،
03:55
stuff that's not out there in nature.
87
235912
1820
أشياء غير موجودة في الطبيعة.
03:57
And, to me, what's really the fun part
88
237756
1852
إنَّ الجزء المُسلّي بالنسبة لي
03:59
is trying to design an enzyme for a new application,
89
239632
2651
هو محاولة تصميم إنزيم من أجل استعمال جديد،
04:02
arranging the atoms just so.
90
242307
2310
تنظيم الذرات بشكل مرتّب.
04:05
The act of taking an enzyme from nature and playing with those amino acids,
91
245450
4120
القيام بأخذ إنزيم من الطبيعة واللعب بتلك الأحماض الأمينية،
04:09
tinkering with those letters,
92
249594
1412
القيام بالترقيع بتلك الأحرف،
04:11
putting some letters in, taking some letters out,
93
251030
2341
إدخال بعض الأحرف وإخراج بعض الأحرف،
04:13
maybe rearranging them a little bit,
94
253395
1745
وربما القيام بترتيبهم قليلاً،
04:15
is a little bit like finding a book
95
255164
1691
هو نوعاً ما مثل إيجاد كتاب
04:16
and editing a few chapters or changing the ending.
96
256879
3118
والتعديل على بعض الفصول أو تغيير النهاية.
04:20
In 2018, the Nobel prize in chemistry
97
260720
1976
في عام 2018، جائزة نوبل في الكيمياء
04:22
was given for the development of this approach,
98
262720
2191
مُنحت من أجل تطوير هذا النهج،
04:24
which is known as directed evolution.
99
264935
2095
والذي يُعرف بالتطور المباشر.
04:27
Nowadays, we can harness the powers of directed evolution
100
267966
3833
هذه الأيام، يمكننا تسخير طاقات التطور المباشر
04:31
to design enzymes for custom purposes,
101
271823
2087
لتصميم إنزيمات لغايات مخصَّصة،
04:33
and one of these is designing enzymes for doing applications in new areas,
102
273934
4953
ومنها تصميم إنزيمات للقيام بتطبيقات في مجالات جديدة،
04:38
like laundry.
103
278911
1158
مثل غسيل الملابس.
04:40
So just as enzymes in your body
104
280093
1499
كما الإنزيمات في أجسامكم
04:41
can help you to break down the food that you eat,
105
281616
2620
بإمكانها أن تساعدكم بتحليل الطعام الذي تتناولونه،
04:44
enzymes in your laundry detergent
106
284260
1596
إنزيمات في مسحوق الغسيل خاصّتكم
04:45
can help you to break down the stains on your clothes.
107
285880
3229
بإمكانها أن تساعدكم في تحليل البقع التي على ملابسكم.
04:49
It turns out that about 90 percent of the energy
108
289515
2610
يتبين أنه حوالي %90 من الطاقة
04:52
that goes into doing the wash
109
292149
1477
التي تُستهلك خلال عملية الغسيل
04:53
is from water heating.
110
293650
1150
من تسخين الماء.
04:55
And that's for good reason --
111
295165
1426
وذلك لسبب جيد.
04:56
the warmer water helps to get your clothes clean.
112
296615
2332
سخان الماء يساعد في تنظيف ملابسكم.
04:58
But what if you were able to do the wash in cold water instead?
113
298971
3027
ولكن، ماذا لو كان باستطاعتكم الغسل بالماء البارد؟
05:02
You certainly would save some money,
114
302022
1746
لكنتم بالتأكيد ستوفرون بعض المال
05:03
and in addition to that,
115
303792
1175
وبالإضافة إلى ذلك،
05:04
according to some calculations done by Procter and Gamble,
116
304991
2729
وفقاً لبعض الحسابات التي قام بها بروكتر أند جامبل،
05:07
if all households in the US were to do the laundry in cold water,
117
307744
3087
لو قامت كل الأسر في أمريكا بالغسيل بالماء البارد،
05:10
we would save the emissions of 32 metric tons of CO2 each year.
118
310855
5015
سنتمكن من توفير 32 طن متري من ثاني أكسيد الكربون سنوياً.
05:15
That's a lot,
119
315894
1183
ذلك كثير،
05:17
that's about the equivalent
120
317101
1316
وذلك تقريباً يكافئ
05:18
of the carbon dioxide emitted by 6.3 million cars.
121
318441
3175
ثاني أكسيد الكربون المنبعث من 6.5 مليون سيارة.
05:21
So, how would we go about designing an enzyme
122
321640
2356
إذاً، كيف نبدأ بتصميم إنزيم
05:24
to realize these changes?
123
324020
1318
لنحقق هذه التغييرات؟
05:25
Enzymes didn't evolve to clean dirty laundry,
124
325362
2761
الإنزيمات لم تتطور لتنظِف الغسيل القذر،
05:28
much less in cold water.
125
328147
1600
وهي أقل تطوراً في الماء البارد.
05:30
But we can go to nature, and we can find a starting point.
126
330282
3065
ولكن يمكننا الذهاب للطبيعة، ويمكننا إيجاد نقطة بداية.
05:33
We can find an enzyme that has some starting activity,
127
333371
2611
يمكننا إيجاد إنزيم لديه بعض نشاطات البدء،
05:36
some clay that we can work with.
128
336006
1681
بعض الطين الذي يمكننا العمل به.
05:37
So this is an example of such an enzyme, right here on the screen.
129
337711
3096
إذاً، هذا مثال عن ذاك الإنزيم، هنا على الشاشة.
05:40
And we can start playing with those amino acids, as I said,
130
340831
2857
وباستطاعتنا ان نبدأ اللعب بتلك الأحماض الأمينية، كما ذكرت،
05:43
putting some letters in, taking some letters out,
131
343712
2437
إدخال بعض الأحرف، وإخراج بعض الأحرف.
05:46
rearranging those.
132
346173
1167
إعادة ترتيبها.
05:47
And in doing so, we can generate thousands of enzymes.
133
347364
3070
وبالقيام بذلك، باستطاعتنا أن ننتج آلاف الإنزيمات.
05:50
And we can take those enzymes,
134
350458
2508
ويمكننا أخذ تلك الإنزيمات،
05:52
and we can test them in little plates like this.
135
352990
2576
وتجربتهم في لوحات صغيرة كهذه.
05:56
So this plate that I'm holding in my hands
136
356339
2881
إذاً، هذه اللوحة التي أحملها بيداي
05:59
contains 96 wells,
137
359244
1611
تحتوي 96 حفرة،
06:00
and in each well is a piece of fabric with a stain on it.
138
360879
4087
وفي كل حفرة يوجد قطعة قماش وعليها بقعة.
06:04
And we can measure how well each of these enzymes
139
364990
2341
ويمكننا قياس جودة كل من هذه الإنزيمات
06:07
are able to remove the stains from the pieces of fabric,
140
367355
2659
في قدرتها على إزالة البقع من قطع القماش،
06:10
and in that way see how well it's working.
141
370038
2022
ونرى بتلك الطريقة جودة عملها.
06:12
And we can do this using robotics,
142
372084
1723
ويمكن ذلك بالاستعانة بعلم الروبوتات،
06:13
like you'll see in just a second on the screen.
143
373831
2514
كما سترى على الشاشة خلال ثانية.
06:19
OK, so we do this, and it turns out
144
379427
2317
حسناً، نقوم بذلك، ويتضح لنا
06:21
that some of the enzymes are sort of in the ballpark
145
381768
2452
أن بعض الأنزيمات بنفس المستوى تقريباً
06:24
of the starting enzyme.
146
384244
1190
من نشاط البدء.
06:25
That's nothing to write home about.
147
385458
1691
إنّه ليس بشيء مميز ليُذكر.
06:27
Some are worse, so we get rid of those.
148
387173
2388
بعضها أسوأ، نقوم بالتخلص منها.
06:29
And then some are better.
149
389585
1325
وبعضها أفضل.
06:30
Those improved ones become our version 1.0s.
150
390934
2635
تلك الإنزيمات المتطورة تصبح إصدارنا 1.0s.
06:33
Those are the enzymes that we want to carry forward,
151
393593
2440
تلك هي الإنزيمات التي نريد أن نمضي بها قدماً،
06:36
and we can repeat this cycle again and again.
152
396037
2096
وباستطاعتنا أن نكرر الأمر مرة تلو الأخرى.
06:38
And it's the repetition of this cycle that lets us come up with a new enzyme,
153
398157
3779
إن تكرار هذا الأمر هو الذي يجعلنا نبتكر إنزيماً جديداً،
06:41
something that can do what we want.
154
401960
1822
شيء يمكنه القيام بما نريد.
06:43
And after several cycles of this,
155
403806
1588
وبعد دورات عديدة من هذا الإجراء
06:45
we did come up with something new.
156
405418
1650
ابتكرنا شيئاً جديداً بالفعل.
06:47
So you can go to the supermarket today, and you can buy a laundry detergent
157
407092
3540
لذا بإمكانكم الذهاب للمتجر اليوم لتشتروا مسحوق الغسيل
06:50
that lets you do the wash in cold water because of enzymes like this here.
158
410656
3897
الذي يمكِّنكم من الغسيل بالماء البارد بسبب إنزيمات كهذه.
06:54
And I want to show you how this one works too.
159
414577
2460
وأريد أن أريكم كيفية القيام بذلك أيضاً.
06:57
So I've got two more tubes here,
160
417061
2700
إذاً، لدي أنبوبتان إضافيتان هنا،
06:59
and these are both milk again.
161
419785
2400
وكلاهما تحتويان الحليب أيضاً.
07:02
And let me show you,
162
422518
1151
ودعوني أُريكم،
07:03
I've got one that I'm going to add this enzyme to
163
423693
2317
سأقوم بإضافة هذا الإنزيم إلى إحداها
07:06
and one that I'm going to add some water to.
164
426034
2309
بينما سأضيف ماء إلى الأخرى.
07:08
And that's the control,
165
428367
1152
وذلك هو أنبوب التحكم،
07:09
so nothing should happen in that tube.
166
429543
1828
لذا يجب أن لا يحدث شيء في تلك الأنبوبة.
07:11
You might find it curious that I'm doing this with milk.
167
431395
3222
ربما سيثير فضولكم أنني أقوم بهذا بالحليب.
07:14
But the reason that I'm doing this
168
434641
1642
لكن سبب قيامي بهذا
07:16
is because milk is just loaded with proteins,
169
436307
2889
هو أن الحليب مليء بالبروتينات،
07:19
and it's very easy to see this enzyme working in a protein solution,
170
439220
3719
وإنه لمن السهل رؤية هذا الإنزيم يعمل بمحلول بروتين،
07:22
because it's a master protein chopper,
171
442963
2638
لأنه مفرمة بارعة للبروتينات،
07:25
that's its job.
172
445625
1150
ذلك هو عمله.
07:27
So let me get this in here.
173
447133
1800
إذاً، دعوني أضع هذا هنا.
07:30
And you know, as I said, it's a master protein chopper
174
450323
3984
كما تعلمون، وكما قلت سابقاً إنه مفرمة بارعة للبروتينات
07:34
and what you can do is you can extrapolate what it's doing in this milk
175
454331
3912
وبإمكانكم أن تستقرئوا ما يفعله ذلك الإنزيم بهذا الحليب
07:38
to what it would be doing in your laundry.
176
458267
2016
وما الذي قد يفعله بغسيلكم.
07:40
So this is kind of a way to visualize what would be happening.
177
460307
2979
إذاً، هذه نوعاً ما طريقة لتصور ما قد يحدث.
07:43
OK, so those both went in.
178
463310
1734
حسناً، تم وضع كليهما.
07:46
And I'm going to give this a quick zip as well.
179
466081
4087
وكذلك سأقوم بغلقها بسرعة.
07:55
OK, so we'll let these sit over here with the chymosin sample,
180
475017
3770
حسناً، سندع هذه هنا مع عينة الكيموسين،
07:58
so I'm going to come back to those toward the end.
181
478811
2381
لأعود لهم لاحقاً في النهاية.
08:03
Well, what's on the horizon for enzyme design?
182
483152
2933
ماذا سيحدث قريباً لتصميم الإنزيم؟
08:06
Certainly, it will get it faster --
183
486109
1680
بالتأكيد، ستتطور الأمور بسرعة -
08:07
there are now approaches for evolving enzymes
184
487813
2111
يوجد الآن أساليب جديدة لتطوير الإنزيمات
08:09
that allow researchers to go through far more samples
185
489948
2492
والتي تسمح للباحثين بالتعامل مع عدد من النماذج أكبر
08:12
than I just showed you.
186
492464
1620
من تلك التي أطلعتكم عليها.
08:14
And in addition to tinkering with natural enzymes,
187
494108
2386
وبالإضافة إلى إصلاح إنزيمات طبيعية،
08:16
like we've been talking about,
188
496518
1432
كتلك التي كنا نتحث عنها،
08:17
some scientists are now trying to design enzymes from scratch,
189
497974
2944
الآن بعض العلماء يحاولون تصميم الإنزيمات من الصفر،
08:20
using machine learning, an approach from artificial intelligence,
190
500942
3740
باستخدام تَعلُّم الآلة، وسيلة من الذكاء الاصطناعي،
08:24
to inform their enzyme designs.
191
504706
1958
لتمد تصاميم الإنزيم خاصتهم بالمعلومات.
08:26
Still others are adding unnatural amino acids to the mix.
192
506688
4103
والبعض ما زال يضيف الأحماض الأمينية غير الطبيعية للمزيج.
08:30
We talked about the 20 natural amino acids,
193
510815
2215
لقد تحدثنا عن ال20 حمض أميني طبيعي،
08:33
the common amino acids, before --
194
513054
1583
الأحماض الأمينية الشائعة، سابقاً
08:34
they're adding unnatural amino acids
195
514661
1755
إنهم يضيفون أحماضاً أمينية غير طبيعية
08:36
to make enzymes with properties unlike those that could be found in nature.
196
516440
3610
لصناعة إنزيمات تمتلك خصائص لا تشبه تلك التي توجد في الطبيعة.
08:40
That's a pretty neat area.
197
520074
1654
إنه حقاً مجال ذكي.
08:42
How will designed enzymes affect you in years to come?
198
522211
4637
كيف ستؤثر عليكم الإنزيمات المصمَّمة في السنوات القادمة؟
08:46
Well, I want to focus on two areas:
199
526872
2000
حسناً، سأركّز على مجالين:
08:48
human health and the environment.
200
528896
2200
صحة الإنسان والبيئة.
08:52
Some pharmaceutical companies
201
532142
1421
بعض شركات الأدوية
08:53
now have teams that are dedicated to designing enzymes
202
533587
3346
لديها الآن فرق مخصصة لتصميم الإنزيمات
08:56
to make drugs more efficiently and with fewer toxic catalysts.
203
536957
3868
لصناعة الدواء بشكل أكثر فعالية وبمحفزات سامة أقل.
09:00
For example, Januvia,
204
540849
1596
مثلاً، جانوفيا،
09:02
which is a medication to treat type 2 diabetes,
205
542469
2238
وهي دواء لمعالجة النوع الثاني من السكري،
09:04
is made partially with enzymes.
206
544731
1531
تُصنَع جزئيّاً بالإنزيمات.
09:06
The number of drugs made with enzymes is sure to grow in the future.
207
546286
3344
عدد الأدوية التي تُصنَع باستخدام الإنزيمات بالتأكيد سيزداد في المستقبل.
09:10
In another area,
208
550536
1158
في مجال آخر،
09:11
there are certain disorders
209
551718
1286
هنالك بعض الاضطرابات
09:13
in which a single enzyme in a person's body doesn't work properly.
210
553028
3119
حيث يمكن لإنزيم ما في جسم الإنسان أن لا يعمل بشكل صحيح.
09:16
An example of this is called phenylketonuria,
211
556171
2222
ومثال على ذلك بيله الفينيل كيتون
09:18
or PKU for short.
212
558417
1214
أو باختصار PKU .
09:20
People with PKU are unable to properly metabolize or digest phenylalanine,
213
560180
4123
الناس المصابين بذلك غير قادرين على الأيض أو هضم الفينيل ألانين،
09:24
which is one of the 20 common amino acids that we've been talking about.
214
564327
3634
والذي هو واحد من الـ20 حمض أميني شائع الذين كنا نتحث عنهم.
09:27
The consequence of ingesting phenylalanine for people with PKU
215
567985
3817
عاقبة تناول الفينيل ألانين للناس المصابة ببيله الفينول كيتون
09:31
is that they are subject to permanent intellectual disabilities,
216
571826
4531
أنهم سيكونون معرضين للإصابة بإعاقة ذهنية دائمة،
09:36
so it's a scary thing to have.
217
576381
1847
إذاً هذا شيء مخيف.
09:38
Now, those of you with kids --
218
578252
1794
الآن، الذين منكم عندهم أولاد
09:40
do you guys have kids, here, which ones have kids?
219
580070
2547
هل لديكم أولاد؟ هنا، من منكم عنده أولاد؟
09:42
A lot of you.
220
582641
1158
الكثير منكم.
09:43
So may be familiar with PKUs,
221
583823
1786
فربما تعرفون بيله الفينول كيتون،
09:45
because all infants in the US are required to be tested for PKU.
222
585633
4920
لأن جميع الرُّضع في أمريكا يجب أن يتم فحصهم لهذا المرض.
09:50
I remember when Anthony, my son, had his heel pricked to test for it.
223
590577
3364
أنا أتذكّر عندما تم فحص ابني أنتوني لذلك، بوخز كعب قدمه.
09:54
The big challenge with this is: What do you eat?
224
594639
2580
التحدي الكبير في ذلك المرض هو: ماذا تأكل؟
09:57
Phenylalanine is in so many foods, it's incredibly hard to avoid.
225
597243
3500
يوجد الفينول ألانين بالعديد من الأطعمة، من الصعب تجنبه.
10:00
Now, Anthony has a nut allergy, and I thought that was tough,
226
600767
2921
أنتوني الآن عنده حساسية ضد الفستق، واعتقدتُ بأن ذلك كان صعباً،
10:03
but PKU's on another level of toughness.
227
603712
2460
لكن الـ PKU في مستوى آخر من الصعوبة.
10:06
However, new enzymes may soon enable PKU patients
228
606196
3127
ومع ذلك، قريباً ستُمكن الإنزيمات الجديدة مرضى الـ PKU
10:09
to eat whatever they want.
229
609347
1794
أن يأكلوا ما يريدون.
10:11
Recently, the FDA approved an enzyme designed to treat PKU.
230
611165
4190
مؤخراً، وافقت إدارة الغذاء والدواء على إنزيم مُصمم لمعالجة الـ PKU.
10:15
This is big news for patients,
231
615379
1627
هذه أخبار عظيمة للمرضى،
10:17
and it's actually very big news
232
617030
1492
وهي فعلاً أخبار عظيمة
10:18
for the field of enzyme-replacement therapy more generally,
233
618546
2793
لمجال علاج استبدال الإنزيم بشكل أعم،
10:21
because there are other targets out there where this would be a good approach.
234
621363
3912
لأنه يوجد هنالك أهداف أخرى سيكون من الجيد استخدام هذا النهج معها.
10:26
So that was a little bit about health.
235
626726
1818
كان ذلك القليل حول الصحة.
10:28
Now I'm going to move to the environment.
236
628568
2158
والآن سأنتقل لأتطرق للبيئة.
10:31
When I read about the Great Pacific Garbage Patch --
237
631155
2690
عندما قرأتُ عن رقعة القمامة في المحيط الهادئ،
10:33
by the way, that's, like, this huge island of plastic,
238
633869
3248
بالمناسبة، إنها كهذه الجزيرة الضخمة من مادّة البلاستيك
10:37
somewhere between California and Hawaii --
239
637141
2269
في مكان ما بين كاليفورنيا وهاواي.
10:39
and about microplastics pretty much everywhere,
240
639434
3248
واللدائن البلاستيكية تقريباً في كل مكان،
10:42
it's upsetting.
241
642706
1166
ذلك مُحزن.
10:43
Plastics aren't going away anytime soon.
242
643896
2022
البلاستيك لن يختفي قريباً.
10:45
But enzymes may help us in this area as well.
243
645942
2532
لكن ربما ستساعدنا الإنزيمات في هذا المجال كذلك.
10:48
Recently, bacteria producing plastic-degrading enzymes were discovered.
244
648498
3865
مؤخراً، تم اكتشاف بكتيريا منتجة لإنزيمات تقوم بتحليل البلاستيك.
10:52
Efforts are already underway to design improved versions
245
652387
2635
الجهود بدأت تُبذَل بالفعل لتصميم إصدارات مُطوَّرة
10:55
of these enzymes.
246
655046
1150
من هذه الإنزيمات.
10:56
At the same time, there are enzymes that have been discovered
247
656585
2865
وفي نفس الوقت، هنالك إنزيمات تم اكتشافها
10:59
and that are being optimized
248
659474
1365
ويتم الآن تحسينها
11:00
to make non-petroleum-derived biodegradable plastics.
249
660863
3015
لصناعة بلاستيك مُشتَق من مصدر غير بترولي وقابل للتحلّل الطبيعي.
11:05
Enzymes may also offer some help in capturing greenhouse gases,
250
665171
3674
وربما تقدم الإنزيمات بعض المساعدة في السيطرة على الغازات الدفيئة
11:08
such as carbon dioxide, methane and nitrous oxide.
251
668869
3643
مثل غاز ثاني أوكسيد الكربون والميثان وأكسيد النيتروز.
11:12
Now, there is no doubt, these are major challenges,
252
672536
2412
الآن، من غير شك، إنها تحديات كبيرة،
11:14
and none of them are easy.
253
674972
1843
وليس بينها ما هو سهل.
11:16
But our ability to harness enzymes may help us to tackle these in the future,
254
676839
4151
لكن ربما قدرتنا على تسخير الإنزيمات ستساعدنا على معالجة ذلك في المستقبل،
11:21
so I think that's another area to be looking forward.
255
681014
2516
لذا أعتقد بأنّه مجال آخر لنتطلّع إليه.
11:23
So now I'm going to get back to the demo --
256
683554
2007
إذاً، الآن سأعود إلى العيّنة
11:25
this is the fun part.
257
685585
1214
هذا هو الجزء المسلي.
11:26
So we'll start with the chymosin samples.
258
686823
3413
إذاً، سنبدأ بنموذج الكيموسين.
11:31
So let me get these over here.
259
691863
1730
دعوني أضع هذا هنا.
11:33
And you can see here,
260
693617
1405
وباستطاعتكم رؤية هذا
11:35
this is the one that got the water,
261
695046
1905
هذه هي الأنبوبة التي تحوي الماء،
11:36
so nothing should happen to this milk.
262
696975
1840
لذا لا يجب أن يحدث شيء لهذا الحليب.
11:38
This is the one that got the chymosin.
263
698839
2151
وهذه هي التي تحوي الكيموسين.
11:41
So you can see that it totally clarified up here.
264
701014
2627
لذا بإمكانكم رؤية أنها مُصَفّات من الأعلى.
11:43
There's all this curdled stuff, that's cheese,
265
703665
2175
هنالك كل تلك الأشياء المُتخثِّرة، إنه الجبن،
11:45
we just made cheese in the last few minutes.
266
705864
2283
لقد قمنا للتو بإعداد الجبن في آخر الدقائق.
11:48
So this is that reaction
267
708171
1153
إذاً، ها هو التفاعل
11:49
that people have been doing for thousands and thousands of years.
268
709348
3316
الذي كان يقوم به الناس عبر آلاف السنين.
11:52
I'm thinking about doing this one at our next Kids to Work Day demo
269
712688
3163
أفكر بالقيام بهذه لأولادنا في عرض يوم العمل
11:55
but they can be a tough crowd, so we'll see.
270
715875
2068
ولكن ربما سيكونون حشداً مشاكساً، سنرى ذلك.
11:57
(Laughter)
271
717967
1039
(ضحك)
11:59
And then the other one I want to look at is this one.
272
719030
3309
وبعد ذلك، الأنبوبة الأخرى التي أريد النظر إليها هي هذه.
12:02
So this is the enzyme for doing your laundry.
273
722363
3960
هذا هو الإنزيم الذي سيُستخدم للقيام بغسيلكم.
12:06
And you can see that it's different than the one that has the water added.
274
726347
3508
ويمكنكم رؤية أنها مختلفة عن تلك التي أُضيفَ لها الماء.
12:09
It's kind of clarifying,
275
729879
1216
إنه توضيح نوعاً ما،
12:11
and that's just what you want for an enzyme in your laundry,
276
731119
2815
وهذا بالضبط هو الإنزيم الذي تريدونه للقيام بغسيلكم،
12:13
because you want to be able to have an enzyme
277
733958
2183
لأنكم تريدون الحصول على إنزيم
12:16
that can be a protein chowhound, just chew them up,
278
736165
2952
مُولَع بتناول البروتين، يقوم فقط بالتهامه،
12:19
because you're going to get different protein stains on your clothes,
279
739141
3256
لأنّ ملابسكم ستتعرّض لبقع مختلفة من البروتين
12:22
like chocolate milk or grass stains, for example,
280
742421
2313
مثل حليب الشوكولاتة، أو بقع عشبية
12:24
and something like this is going to help you get them off.
281
744758
2794
وشيء كهذا سيساعدكم على التخلّص منها.
12:27
And this is also going to be the thing that allows you
282
747576
2589
وهذا سيكون أيضاً الشيء الذي يمكّنكم
12:30
to do the wash in cold water, reduce your carbon footprint
283
750189
2772
من القيام بالغسيل بالماء البارد وتخفيف بصمة الكربون خاصتكم
12:32
and save you some money.
284
752985
1259
وتوفير بعض المال عليكم.
12:36
Well, we've come a long way,
285
756713
1595
حسناً، لقد اجتزنا الكثير،
12:38
considering this 7,000-year journey from enzymes in cheese making
286
758332
4746
بالنظر إلى رحلة 7,000 سنة بدءاً من الإنزيمات في صناعة الجبن
12:43
to the present day and enzyme design.
287
763102
2253
حتى يومنا الحاضر وتصميم إنزيم.
12:45
We're really at a creative crossroads,
288
765689
1881
نحن حقّاً في مفترق طرق مبدع،
12:47
and with enzymes, can edit what nature wrote
289
767594
4262
وبالإنزيمات، يمكننا تعديل ما كتبته الطبيعة
12:51
or write our own stories with amino acids.
290
771880
2533
أو كتابة قصصنا مع الأحماض الأمينية.
12:54
So next time you're outdoors on a muggy night
291
774880
3161
لذا في المرّة القادمة عندما تكونون في الخارج في ليلة حارّة
12:58
and you see a firefly,
292
778065
1413
وترَون اليراعات،
12:59
I hope you think of enzymes.
293
779502
1634
آمل أن تفكروا بالإنزيمات.
13:01
They're doing amazing things for us today.
294
781160
2373
إنها تقوم بأشياء مذهلة لصالحنا.
13:03
And by design,
295
783557
1603
ومن خلال التصميم،
13:05
they could be doing even more amazing things tomorrow.
296
785184
2530
يمكنها غداً أن تقوم بأشياء أكثر روعة.
13:07
Thank you.
297
787738
1151
شكراً لكم.
13:08
(Applause)
298
788913
2031
(تصفيق)
حول هذا الموقع

سيقدم لك هذا الموقع مقاطع فيديو YouTube المفيدة لتعلم اللغة الإنجليزية. سترى دروس اللغة الإنجليزية التي يتم تدريسها من قبل مدرسين من الدرجة الأولى من جميع أنحاء العالم. انقر نقرًا مزدوجًا فوق الترجمة الإنجليزية المعروضة على كل صفحة فيديو لتشغيل الفيديو من هناك. يتم تمرير الترجمات بالتزامن مع تشغيل الفيديو. إذا كان لديك أي تعليقات أو طلبات ، يرجى الاتصال بنا باستخدام نموذج الاتصال هذا.

https://forms.gle/WvT1wiN1qDtmnspy7