Bonnie Bassler: The secret, social lives of bacteria

المترجم: Muath Khasseb المدقّق: Ehsan Al-Kooheji

البكتيريا هي أقدم الكائنات الحية على وجه الارض

Bacteria are the oldest living organisms on the earth.

They've been here for billions of years,

وجودها يعود لبلايين السنين

and what they are are single-celled microscopic organisms.

و هي عبارة عن كائنات مجهرية وحيدة الخلية

So they're one cell

فإذاً هي وحيدة الخلية ولها خاصية مميزة

and they have this special property that they only have one piece of DNA.

فهي تحتوي على جزيئ "دي ان ايه" واحد

So they have very few genes and genetic information

وهي أيضاً تحتوي على جينات ومعلومات جينية قليلة جداً

للقيام بكل الخصائص التي تنفذها

to encode all of the traits that they carry out.

And the way bacteria make a living is that they consume nutrients

و تستمر البكتيريا في الحياه عن طريق

استهلاكها للمواد المغذيه من البيئة المحيطة بها

from the environment,

they grow to twice their size,

تنمو البكتيريا الى ضعف حجمها ثم تقوم بالانقسام من النصف

they cut themselves down in the middle,

مكونه خليتين من الخلية الاصل، ثم تستمر هذه العمليه بالتكرار

and one cell becomes two, and so on and so on.

They just grow and divide and grow and divide -- so a kind of boring life,

هي تنمو وتنقسم، تنمو وتنقسم -- حياه مملة نوعاً ما

except that what I would argue is that you have an amazing interaction

بإستثناء اني سوف أجادل و أقول بأن لديكم

تفاعل مذهل مع هذه الكائنات

with these critters.

I know you guys think of yourself as humans,

انا أدرك أنكم تنظرون لأنفسكم كبشر، وهذا تقريباً كيف أفكر بكم

and this is sort of how I think of you.

هذا الرجل يُفترض أن يمثل

This man is supposed to represent a generic human being,

كائن بشري بصفة عامة

and all of the circles in that man are all the cells that make up your body.

وكل الدوائر في هذا الرجل هي عبارة عن الخلايا التي تتركب منها أجسامنا

There's about a trillion human cells that make each one of us who we are

هناك ما يقارب التريليون خلية بشرية تدخل في تركيب كل واحد منا

تحدد من نحن و كيف نقوم بكل ما نقوم به

and able to do all the things that we do.

ولكن لديك عشره تريليونات خلية بكتيرية عليك

But you have 10 trillion bacterial cells in you or on you

أو داخل جسمك في ايه لحظة في حياتك

at any moment in your life.

So, 10 times more bacterial cells than human cells on a human being.

هذا يعني وجود خلايا بكتيرية أكثر بعشرة أضعاف

عن الخلايا البشرية على الانسان

And, of course, it's the DNA that counts,

و بالطبع تعود الاهمية لل "دي ان ايه"

so here's all the A, T, Gs and Cs that make up your genetic code

فهنا توجد أجزائها

التي تكوّن شفرتك الجينية، و تعطيك كل مواصفاتك الفاتنة

and give you all your charming characteristics.

عندك ما يقارب الثلاثين ألف جين

You have about 30,000 genes.

Well, it turns out you have 100 times more bacterial genes

حسناً هذا يعني ان لديك مائة مرة أكثر من الجينات البكتيرية

تلعب دوراً في جسمك او عليك طيلة حياتك

playing a role in you or on you all of your life.

So at the best, you're 10 percent human; more likely, about one percent human,

في أفضل الأحوال، أنتم عشره بالمائه بشر

ولكن الأرجح حوالي واحد بالمائه بشر

depending on which of these metrics you like.

اعتماداً على المقياس الذي تستخدمونه

I know you think of yourself as human beings,

انا ادرك إنكم تنظرون لانفسكم كبشر

ولكن انا اراكم تسعون او تسعه و تسعون بالمائه بكتريا

but I think of you as 90 or 99 percent bacterial.

(Laughter)

(ضحك)

And these bacteria are not passive riders.

هذه البكتيريا ليست من النوع غير الفعال

These are incredibly important; they keep us alive.

هي مهمه بشكل لا يصدق، وتساهم في بقائنا على قيد الحياة

They cover us in an invisible body armor

تغطيني بدرع جسدي خفي

that keeps environmental insults out so that we stay healthy.

وتمنع عنى أذى البيئة المحيطة بي

كي نبقى بصحة جيدة

They digest our food, they make our vitamins,

هي التي تقوم بهضم طعامنا وانتاج الفيتامينات

they actually educate your immune system to keep bad microbes out.

هي في الواقع من يثقف نظام المناعة لدينا

كي تبقى الميكروبات السيئة خارج اجسامنا

اذاً هي تقوم بكل هذه الأمور المذهلة

So they do all these amazing things

التي تساعدنا وايضا أساسيه للبقاء على قيد الحياه

that help us and are vital for keeping us alive,

and they never get any press for that.

ولا تحصل على الشهرة لقيامها بكل هذا

But they get a lot of press because they do a lot of terrible things as well.

ولكن تحصل على الشهرة للقيام بكثير من

الأمور الفظيعه.

هناك الكثير من أنواع البكتيريا في العالم

So there's all kinds of bacteria on the earth

that have no business being in you or on you at any time,

التي لايستحسن وجودها داخل اجسامنا او علينا في اي وقت

وان كانت موجودة فستجعلنا مرضى بشكل لايصدق

and if they are, they make you incredibly sick.

And so the question for my lab

وبالتالي، السؤال من مختبرنا هو اذا ماكنتم تريدون التفكير في الموضوع ككل

is whether you want to think about all the good things that bacteria do

الامور الحسنة التي تقوم بها البكتيريا، او الامور السيئة

or all the bad things that bacteria do.

The question we had is: How could they do anything at all?

السؤال الذي طرحناه هو كيف بآستطاعتها القيام بأي شي على الاطلاق

ما اقصده هو انها صغيره بشكل لا يصدق

I mean, they're incredibly small.

You have to have a microscope to see one.

يجب عليك استخدام المجهر لتراها

They live this sort of boring life where they grow and divide,

إنها تعيش حياة مملة الى حد ما حيث تقوم بالنمو والانقسام

and they've always been considered to be these asocial, reclusive organisms.

ودائما ما إعتبرت كائنات منعزلة و منحازة لنفسها

And so it seemed to us that they're just too small

ولهذا بدا بأنها على درجه من الصغر تمنعها

to have an impact on the environment

من ترك اي اثر على البيئة

if they simply act as individuals.

إذا ببساطة تصرفت بشكل فردي

So we wanted to think if there couldn't be a different way that bacteria live.

ولهاذا شآنا ان نفكر اذا ماكانت هناك

طريقة أخرى تعيش فيها البكتيريا

الدليل على هذا اتى من نوع آخر من البكتيريا البحريه

And the clue to this came from another marine bacterium,

and it's a bacterium called "Vibrio fischeri."

وهذا النوع يدعى فيبريو فيشري

What you're looking at on this slide is just a person from my lab

الذي تنظرون اليه على الشاشه الآن هو شخص من مختبرنا

holding a flask of a liquid culture of a bacterium,

يحمل زجاجه تحتوي على سائل البكتيريا المزروعة في المختبر

انه نوع من البكتيريا الجميله غير المؤذيه التي تأتي من المحيط

a harmless, beautiful bacterium that comes from the ocean,

تسمى فيبريو فيشري

named Vibrio fischeri.

And this bacterium has the special property that it makes light,

هذه البكتيريا لديها خاصية مميزة وهي إنها مضيئة

فهي تقوم بالإضاءة الحيوية

so it makes bioluminescence,

like fireflies make light.

بنفس الطريقه التي تقوم بها حشره سراج الليل

We're not doing anything to the cells here,

نحن لم نقم بعمل اي شئ للخلايا

we just took the picture by turning the lights off in the room,

لقد قمنا فقط بأخذ الصورة بعد إطفاء النور بالغرفة

وهذا مانراه هنا.

and this is what we see.

And what's actually interesting to us was not that the bacteria made light

في الحقيقة، الشيء الذي اثار انتباهنا

لم يكن ان البكتيريا قادره على الاضاءة

but when the bacteria made light.

ولكن هو أنه متى ما تضيء البكتيريا

What we noticed is when the bacteria were alone,

ما لاحظناه هو انه عندما تكون خلايا البكتيريا منفردة

so when they were in dilute suspension,

اي عندما تكون بنسب ضئيلة و منعزلة عن بعضها لا تضيء

they made no light.

ولكن عندما تزداد بالعدد و تتجمع الى حد معين

But when they grew to a certain cell number,

كل البكتيريا تضيء في وقت واحد

all the bacteria turned on light simultaneously.

So the question that we had is:

السؤال الذي يطرح نفسه هوكيف بإستطاعة هذه الكائنات البدائية

How can bacteria, these primitive organisms,

أن تعرف الفرق بين وجودها في حالة منفردة

tell the difference from times when they're alone

وبين وجودها في جماعات

and times when they're in a community,

والقيام بشيء بشكل جماعي

and then all do something together?

والذي استنتجناه هو انه بإستطاعتها القيام بهذا عن طريق التحدث مع بعضها البعض

And what we figured out is that the way they do that is they talk to each other,

وهذا الكلام هو عن طريق لغة كيميائية

and they talk with a chemical language.

سأفترض ان هذه خليتي البكتيرية

So this is now supposed to be my bacterial cell.

وهي منفردة لاتقوم بعمل اي ضوء

When it's alone, it doesn't make any light.

But what it does do is to make and secrete small molecules

ولكن ما تقوم به هوعمل جزيئات صغيرة و سرية

that you can think of like hormones,

بإستطاعتكم ان تفكروا بها كهرمونات

and these are the red triangles.

وهي المثلثات الحمراء وعندما تكون البكتيريا منفردة

And when the bacteria are alone, the molecules just float away,

تنتشر هذه الجزيئات فلا يكون هناك أي ضوء

and so, no light.

But when the bacteria grow and double

ولكن حينما تنمو البكتيريا وتتضاعف

and they're all participating in making these molecules,

وكلها تقوم بالمشاركة بعمل هذه الجزيئات

الجزيئ - النسبة الخارجيه للجزيء

the molecule, the extracellular amount of that molecule,

increases in proportion to cell number.

تزداد بنسبه طردية لعدد الخلايا

And when the molecule hits a certain amount

وعند وصول عدد الجزيئات إلى نسبة معينة

that tells the bacteria how many neighbors there are,

هذا يوضح للبكتيريا كمية البكتيريا المجاورة

they recognize that molecule

باستطاعة البكتيريا فهم هذا الجزيء

and all of the bacteria turn on light in synchrony.

ثم تقوم البكتيريا بالاضاءة بطريقة منسقة

And so that's how bioluminescence works --

هذه هي الطريقه التي تعمل بها الاضاءة الحيوية

they're talking with these chemical words.

تتكلم مع بعضها عن طريق كلمات كيميائية

السبب وراء قيام الفيبريو فيشري بهذا يأتي من علم الاحياء

The reason Vibrio fischeri is doing that comes from the biology --

again, another plug for the animals in the ocean.

للمره الثانيه دعايه اخرى للحيوانات البحرية

الفيبريو فيشري تعيش داخل الحبار

Vibrio fischeri lives in this squid.

What you're looking at is the Hawaiian bobtail squid.

الذي تنظرون اليه هو الحبار ذو الذيل القصير من هاواي

وهو مقلوب على ظهره

It's been turned on its back,

and what I hope you can see are these two glowing lobes.

وما آمل ان تروه هو هذان الجزئان المتوهجان

These house the Vibrio fischeri cells.

هما الجزء الذي يحمل خلايا الفيبريو فيشري

They live in there, at high cell number.

التي تعيش بكميات كبيره بالداخل

That molecule is there, and they're making light.

الجزيئات موجوده وهي التي تقوم بالاضاءه

وسبب تحمل الحبار لهذا التطفل

And the reason the squid is willing to put up with these shenanigans

هو حاجته لهذا الضوء

is because it wants that light.

الطريقه التي يعمل بها هذا التكافل

The way that this symbiosis works

هو ان هذا الحبار يعيش على سواحل هاواي

is that this little squid lives just off the coast of Hawaii,

just in sort of shallow knee-deep water.

في مياه ضحله تصل الى حد الركبة

And the squid is nocturnal,

هذا الحبارهو من النوع الليلي ففي اثناء النهار

so during the day, it buries itself in the sand and sleeps.

يدفن نفسه في الرمل و ينام

ولكن في الليل يجب عليه الخروج للصيد

But then at night, it has to come out to hunt.

So on bright nights

في الليالي المضيئه المليئة بنور القمر

when there's lots of starlight or moonlight,

باستطاعة الضوء اختراق عمق الماء

that light can penetrate the depth of the water the squid lives in,

التي يعيش فيها الحبار بما أنها مجرد اقدام من الماء

since it's just in those couple feet of water.

لقد قام الحبار بتطوير محبس ضوء

What the squid has developed is a shutter that can open and close

بامكنه الفتح و الاغلاق على العضو المتخصص بالضوء الحامل للبكتيريا

over the specialized light organ housing the bacteria.

ثم يوجد على ظهره مجسات

And then it has detectors on its back

مما يعطيه القدره على الاحساس بكمية ضوء النجوم او القمر على ظهره

so it can sense how much starlight or moonlight is hitting its back.

And it opens and closes the shutter

ويقوم بفتح و اغلاق المحبس

so the amount of light coming out of the bottom,

ولكي تكون نسبه الضوء الخارجه من الاسفل

which is made by the bacterium,

والتي تنتجها البكتيريا

exactly matches how much light hits the squid's back,

تعادل تماما نسبه الضوء التي تضرب ظهر الحبار

so the squid doesn't make a shadow.

وبهذه الطريقه يستطيع الحبار اخفاء ظله

So it actually uses the light from the bacteria

في الحقيقه هو يقوم باستخدام الضوء من البكتيريا

to counter-illuminate itself in an antipredation device,

ليعكس الضوء عن نفسه صانعا أداة تقيه من أن يُفترس

لكي لاترى الحيوانات المفترسه ظله

so predators can't see its shadow,

فتقوم بتحديد مسيرته و تلتهمه

calculate its trajectory and eat it.

انه مثل قاذفة القنابل المتسللة لكن في البحر

So this is like the stealth bomber of the ocean.

(Laughter)

(ضحك)

But then if you think about it, this squid has this terrible problem,

ولكن اذا امعنت التفكيرستجد ان لدى الحبار مشكلة كبيرة

لأن لديه مجموعة من البكتيريا تشارف على الموت

because it's got this dying, thick culture of bacteria,

and it can't sustain that.

وهو لايستطيع تحمل هذا

And so what happens is, every morning when the sun comes up,

الذي يحدث هو انه في كل صباح عند شروق الشمس

يغمر الحبار نفسه بالرمل و يذهب للنوم

the squid goes back to sleep, it buries itself in the sand,

ولديه مضخة متصلة بالإيقاع اليومي له

and it's got a pump that's attached to its circadian rhythm.

وعند شروق الشمس تضخ خمس و تسعون بالمئة من البكتيريا للخارج

And when the sun comes up, it pumps out, like, 95 percent of the bacteria.

So now the bacteria are dilute,

الان البكتيريا بنسبة ضئيلة فبالتالي لا تقوم بافراز ذلك الهرمون

that little hormone molecule is gone, so they're not making light.

وبالتالي لاتصنع الضوء

But, of course, the squid doesn't care, it's asleep in the sand.

ولكن بالطبع هذا لايهم الحبار. لانه نائم في الرمل

وبخلال مرور اليوم تتضاعف البكتيريا

And as the day goes by, the bacteria double,

وتفرز الهرمون، وتعود الإضاءه

they release the molecule, and then light comes on at night,

في الليل تماما عندما يحتاج الحبار لها.

exactly when the squid wants it.

So first, we figured out how this bacterium does this,

أولا قمنا بفهم طريقة قيام البكتيريا بهذا

but then we brought the tools of molecular biology to this

ثم إستعنا بوسائل من البيولوجيا الجزيئية

to figure out, really, what's the mechanism.

لكي نفهم حقا الاليه وراء هذه العملية.

And what we found -- so this is now supposed to be my bacterial cell --

وما عثرنا عليه لنفترض مره اخرى ان هذه خلييتي البكتيريه

is that Vibrio fischeri has a protein.

ان الفيبريو فيشري لديه بروتين

That's the red box --

وهو الصندوق الاحمر - انا إنزيمة تقوم بصنع

it's an enzyme that makes that little hormone molecule,

جزيء الهرمون الصغير - المثلث الاحمر

the red triangle.

And then as the cells grow,

واثناء نمو الخلايا، تقوم جميعها بافراز ذلك الجزيء

they're all releasing that molecule into the environment,

في بيئتها المحيطة، فبالتالي يزداد عدد الجزيئات

so there's lots of molecule there.

وللبكتيريا ايضا جهاز استقبال على سطح الخليه

And the bacteria also have a receptor on their cell surface

that fits like a lock and key with that molecule.

الذي يلائم ذلك الجزيئ كالمفتاح والقفل

These are just like the receptors on the surfaces of your cells.

هؤلاء تماما مثل اجهزه الاستقبال الموجده على اسطح خلاياك

عندما يزداد عدد الجزيئات الى حد معين

So when the molecule increases to a certain amount,

which says something about the number of cells,

مما يدل على شيء بالنسبه لعدد الخلايا

it locks down into that receptor

فهي تثبت في اسفل جهاز الاستقبال

and information comes into the cells

فتصل المعلومات الى الخلايا

وذلك يعلمها بوجوب الاضاءه

that tells the cells to turn on this collective behavior of making light.

وهوالسلوك الجماعي المتعلق بالإضاءة

Why this is interesting is because in the past decade,

وسبب إثاره هذا الموضوع للاهتمام هو انه خلال العقد الماضي

we have found that this is not just some anomaly

اكتشفنا ان هذا ليس مجرد شذوذ

of this ridiculous, glow-in-the-dark bacterium that lives in the ocean --

من نوع بكتيريا تافهه تعيش في المحيط وتضيئ في الظلام

كل انواع البكتيريا لديها نظام شبيه

all bacteria have systems like this.

So now what we understand is that all bacteria can talk to each other.

وبالتالي ادركنا الان أن باستطاعة البكتيريا التواصل مع بعضها

They make chemical words, they recognize those words,

عن طريق القاء كلمات كيميائية، بإستطاعتها فهمها

and they turn on group behaviors

وتقوم بتفعيل السلوك الجماعي

that are only successful when all of the cells participate in unison.

وتنجح في هذا فقط عن طريق مشاركه كل الخلايا معا بانسجام

So now we have a fancy name for this: we call it "quorum sensing."

اخترنا لهذه العمليه اسم ممتاز، سميناها إدراك النصاب

They vote with these chemical votes,

تقوم بالتصويت عن طريق الاصوات الكيميائيه

the vote gets counted, and then everybody responds to the vote.

وتحصي الاصوات، وبعد ذلك تقوم جميعها بالرد على التصويت

What's important for today's talk is we know there are hundreds of behaviors

المهم بالنسبه لمحاضره اليوم

ان نعرف ان هناك مئات من السلوكيات

that bacteria carry out in these collective fashions.

التي تقوم بها البكتيريا بنفس الطريقه الجماعية

But the one that's probably the most important to you is virulence.

ولكن من المحتمل انه اكثر ما يثير اهتمامكم هو النوع الخبيث منها

اذا هذا لايعني بضعه من البكتيريا تدخل في جسمك

It's not like a couple bacteria get in you and start secreting some toxins --

و تبدا بافراز المواد السامه فيه

you're enormous; that would have no effect on you, you're huge.

انت هائل الحجم، وبالتالي هذا لن يؤثر

الذي تقوم البكتيريا فعله كما ندرك الان

But what they do, we now understand,

is they get in you, they wait, they start growing,

هو انها تدخل في جسمك، و تنتظر، و تبدا بالتكاثر

they count themselves with these little molecules,

تقوم باحصاء عددها عن طريق تلك الجزيئات الصغيره

and they recognize when they have the right cell number

وباستطاعتها ان تميز وقت بلوغ عدد خلايا كافي

بانه اذا قامت كل البكتيريا بالهجوم الضار في آن واحد

that if all of the bacteria launch their virulence attack together,

they're going to be successful at overcoming an enormous host.

سوف تنجح بهزم الجسم المضيف لها مع ضخامة حجمه

So bacteria always control pathogenicity with quorum sensing.

البكتيريا دائما تتحكم بالامراض عن طريق ادراك النصاب

وهذه هي الطريقة التي تعمل بها.

So that's how it works.

بعد ذلك ذهبنا بالنظر الى نوعية هذه الجزيئات

We also then went to look at what are these molecules.

These were the red triangles on my slides before.

تلك المثلثات الحمراء التي رأيتموها في شرائح العرض

This is the Vibrio fischeri molecule.

هذا هو جزيء الفيبريو فيشري

This is the word that it talks with.

هذه هي الكلمة التي تتكلم بها

And then we started to look at other bacteria,

ومن ثم بدأنا بالبحث في انواع اخرى من البكتيريا

and these are just a smattering of the molecules that we've discovered.

وهذه فقط صوره سطحيّة عن الجزيئات التي وجدناها

ما ارغب بان تشاهدوه

What I hope you can see is that the molecules are related.

هو ان هناك علاقه تربط الجزيئات ببعضها البعض

The left-hand part of the molecule is identical

الجزء الايسر من كل جزيء متطابق

in every single species of bacteria.

في كل صنف من انواع البكتيريا

But the right-hand part of the molecule is a little bit different

ولكن يوجد في الجزء الايمن من الجزيء اختلاف بسيط في كل الاصناف

in every single species.

وهذا يقوم على منح

What that does is to confer exquisite species specificities to these languages.

الاصناف المميزه خصائص لهذه اللغات

So each molecule fits into its partner receptor

كل جزيء يلائم جهاز الاستقبال الموجود عند شريكه فقط لاغير

and no other.

اذا فهذه محادثات خاصة وسرية

So these are private, secret conversations.

These conversations are for intraspecies communication.

وهي محادثات للإتِّصَال بين جزيئات من صنف واحد

Each bacteria uses a particular molecule that's its language

كل بكتريا تستخدم جزيئاً محدداً ليكون لغه لها

that allows it to count its own siblings.

والذي يمكِّنها من احصاء عدد أقربائها

وعندما وصلنا الى هذه المرحلة ادركنا

Once we got that far,

we thought we were starting to understand that bacteria have these social behaviors.

لقد بدأنا نفهم ان للبكتيريا هذا السلوك الاجتماعي

ولكن ما كنا فعلا نفكر به هو انه في معظم الاوقات

But what we were really thinking about is that most of the time,

لاتعيش البكتيريا لوحدها، بل تعيش في تمازج هائل

bacteria don't live by themselves, they live in incredible mixtures,

مع مئات بل آلاف الأصناف الأخرى من البكتيريا

with hundreds or thousands of other species of bacteria.

And that's depicted on this slide.

وهذا موضح في شريحه العرض. هذا هو جلد الانسان

This is your skin.

So this is just a picture -- a micrograph of your skin.

اذا هذه فقط مجرد صورة - هي ميكروجراف لجلدك

Anywhere on your body, it looks pretty much like this.

كل مكان في جسمك، يشبه هذه الصورة

وما اود ان تروه هو انه يوجد كل انواع البكتيريا هناك

What I hope you can see

is that there's all kinds of bacteria there.

And so we started to think, if this really is about communication in bacteria,

بدأنا نرى اذا ماكان هذا كله من اجل التواصل بين البكتيريا

and it's about counting your neighbors,

ومن اجل احصاء عدد الجيران

it's not enough to be able to only talk within your species.

لايكفي ان تكون فقط قادراً على الكلام ضمن نفس الصنف

لابد من وجود وسيله لاخذ إحصاء رسمي

There has to be a way to take a census

لبقيه اصناف البكتيريا المتواجدة

of the rest of the bacteria in the population.

ولهذا عدنا الى الاحياء الجزيئية

So we went back to molecular biology

وبدأنا بدراسة انواع اخرى من البكتيريا

and started studying different bacteria.

وتوصلنا الى انه

And what we've found now is that, in fact, bacteria are multilingual.

في الحقيقه، البكتيريا متعددة اللغات

لديها كلها نظام خاص بكل صنف

They all have a species-specific system,

اي لديها جزيء يدعى "أنا"

they have a molecule that says "me."

But then running in parallel to that is a second system

ولكن هذا النظام يعمل بتواز مع نظام آخر

that we've discovered, that's generic.

اكتشفناه وهو نظام شامل.

So they have a second enzyme that makes a second signal,

فاذا لديها إنزيمة اخرى تقوم بعمل إشاره اخرى

and it has its own receptor,

ولديها جهازاستقبال خاص بها

and this molecule is the trade language of bacteria.

وهذا الجزيء هو لغه التعامُل بين البكتيريا

تستخدم بين انواع البكتيريا المختلفة

It's used by all different bacteria,

وهذه هي لغه الإتِّصَال بين صنف واحد

and it's the language of interspecies communication.

What happens is that bacteria are able to count

الذي يحدث هو ان البكتيريا قادره على احصاء

اعداد صنفها و الاصناف الاخرى منها

how many of "me" and how many of "you."

And they take that information inside,

تاخذ هذه المعلومات للداخل،

and they decide what tasks to carry out

و تقرر المهمه التي ستقوم بها

اعتماداً على من لديه نسبه الاغلبيه ومن لديه نسبه الاقليه

depending on who's in the minority and who's in the majority

of any given population.

من اي تعداد سكاني

Then, again, we turned to chemistry,

ثم نعود للكيمياء مره اخرى

and we figured out what this generic molecule is --

حيث قمنا باكتشاف ماهو هذا الجزيء الشامل

that was the pink ovals on my last slide, this is it.

وذلك هو الجسيم البيضوي الوردي في شريحة العرض السابقة

It's a very small, five-carbon molecule.

هو عباره عن جزيء يتكون من خمس عناصر كربون

و الشيء المهم الذي ادركناه

And what the important thing is that we learned

is that every bacterium has exactly the same enzyme

هو ان كل بكتيريا لديها نفس الانزيم بالضبط

and makes exactly the same molecule.

و تقوم بعمل نفس الجزيء بالضبط

So they're all using this molecule for interspecies communication.

اذا فجميعها يستخدم نفس هذا الجزيء

للإتصال بين اصناف الجنس الواحد

This is the bacterial Esperanto.

هذه هي لغه الاسبرانتو للبكتيريا

(Laughter)

(ضحك)

So once we got that far,

عندما و صلنا الى هذه المرحلة، بدانا ندرك أن

we started to learn that bacteria can talk to each other

بإستطاعة البكتيريا التواصل مع بعضها البعض عن طريق اللغة الكيميائية

with this chemical language.

ولكن مابدانا نفكر به هو احتمال وجود شيء

But we started to think

that maybe there is something practical that we can do here as well.

عملي بامكاننا القيام به ايضاً

لقد سبق ان قلت لكم ان للبكتريا سلوكيات اجتماعية متعددة

I've told you that bacteria have all these social behaviors,

تتصل عن طريق الجزيئات

that they communicate with these molecules.

Of course, I've also told you that one of the important things they do

و بالطبع، قلت لكم ايضا انه من الامور المهمة التي تقوم بها

انها تبدا عمليه العدوى بالامراض عن طريق ادراك النصاب

is to initiate pathogenicity using quorum sensing.

فكرنا بان نقوم بجعل هذه البكتيريا

So we thought:

What if we made these bacteria so they can't talk or they can't hear?

غير قادره على الكلام او السمع

فهل يمكن ان تكون هذه نوعية جديدة للمضاد الحيوي

Couldn't these be new kinds of antibiotics?

And of course, you've just heard and you already know

بالطبع لقد سمعت للتو او كنت تعرف

انه لم يعد لدينا الكثير من المضاد الحيوي

that we're running out of antibiotics.

البكتيريا الآن قادرة على مقاومة مختلف انواع الدواء بشكل فعال

Bacteria are incredibly multi-drug-resistant right now,

and that's because all of the antibiotics that we use kill bacteria.

والسبب هو ان المضاد الحيوي الذي نستخدمه يقتل البكتيريا

They either pop the bacterial membrane,

عن طريق فقع الغشاء البكتيري

they make the bacterium so it can't replicate its DNA.

مما يمنع تكاثرال "دي ان ايه" في البكتيريا

We kill bacteria with traditional antibiotics,

حاليا نقضي على البكتيريا باستخدام المضاد الحيوي التقليدي

and that selects for resistant mutants.

وذلك ينتقي بديل مقاوم

And so now, of course, we have this global problem

ولذلك يوجد لدينا الان مشكلة عالمية

in infectious diseases.

متعلقة بالامراض المعدية

So we thought, what if we could sort of do behavior modifications,

فكرنا انه اذا نجحنا بتعديل سلوك البكتيريا نوعا ما

just make these bacteria so they can't talk, they can't count,

اذا استطعنا ان نمنع البكتيريا من الكلام، فلن تستطيع إحصاء عددها

وباتالي لن تستطيع إطلاق المرض

and they don't know to launch virulence?

So that's exactly what we've done,

وهذا بالضبط ماقمنا بفعله، وذلك عن طريق اخذ ستراتيجيتين

and we've sort of taken two strategies.

الاولى ركزنا فيها على

The first one is, we've targeted the intraspecies communication system.

نظام الاتصال بين صنف واحد

So we made molecules that look kind of like the real molecules, which you saw,

فقمنا بعمل جزيئات شبيهه بالجزيئات الاصليه

والتي رأيتموها سابقا ولكن مختلفة قليلا عنها

but they're a little bit different.

وبالتالي تثبت الجزيئات على جهاز الاستقبال

And so they lock into those receptors,

و تقوم بإعاقه التعرف على الجزيء الاصلي

and they jam recognition of the real thing.

So by targeting the red system,

عن طريق استهداف النظام الاحمر

what we are able to do is make species-specific, or disease-specific,

لقد استطعنا ان ننتج

جزيئات مضاده لادراك النصاب خاصة بصنف معين او مرض معين

anti-quorum-sensing molecules.

We've also done the same thing with the pink system.

وقمنا بتطبيق نفس الشيئ على النظام الوردي

We've taken that universal molecule and turned it around a little bit

قمنا بأخذ الجزيئ الشامل و عدّلنا عليه بعض الشيء

so that we've made antagonists of the interspecies communication system.

بحيث اننا انتجنا خصماً

لنظام الاتصال بين الأصناف

نأمل على ان نستخدمه كطيف واسع من المضادات الحيوية

The hope is that these will be used as broad-spectrum antibiotics

that work against all bacteria.

ليكون مضاد لكل انواع البكتيريا

And so to finish, I'll show you the strategy.

لكي انهي سوف اطلعكم على الاستراتيجية

In this one, I'm just using the interspecies molecule,

في هذه استخدم فقط الجزيء الذي يصل بين الأصناف

but the logic is exactly the same.

ولكن النظرية هي نفسها.

So what you know is that when that bacterium gets into the animal --

الذي تعرفونه هو عند دخول البكتيريا الى جسم حيوان

في هذه الحاله فأر

in this case, a mouse --

it doesn't initiate virulence right away.

لاتقوم بنشر الوباء فوراً

It gets in, it starts growing,

فهي تدخل الجسم وتبدأ بالتكاثر ثم تبدأ بأفراز

it starts secreting its quorum-sensing molecules.

الجزيء المسؤل عن ادراك النصاب

It recognizes when it has enough bacteria

وتدرك زمن وصلوها الى العدد الكافي من البكتيريا

that now they're going to launch their attack,

اي الوقت الذي ستقوم فيه بشن الهجوم

فتتسبب بقتل الحيوان

and the animal dies.

And so what we've been able to do is to give these virulent infections,

ماستطعنا ان نقوم به هو اعطاء هذه العدوى السامة

but we give them in conjunction with our anti-quorum-sensing molecules.

ولكن قمنا بضمها مع الجزيئات المسؤلة عن ادراك النصاب

So these are molecules that look kind of like the real thing,

وبالتالي هذه جزيئات تشبه تماما الجزيئات الاصلية

ولكنها تختلف قليلا كما هو مصور في هذه الشريحة

but they're a little different, which I've depicted on this slide.

ما ندركه الان هو انه اذا قمنا بمعالجه الحيوان

What we now know is that if we treat the animal with a pathogenic bacterium --

بالبكتريا المسببه للمرض اي البكتريا المعدية والمضادة للعديد من الادوية

a multi-drug-resistant pathogenic bacterium --

in the same time we give our anti-quorum-sensing molecule,

بنفس الوقت الذي نقوم به باعطاء الجزيئ المضاد لادراك النصاب

in fact, the animal lives.

في الحقيقه، يبقى الحيوان على قيد الحياه

And so we think that this is the next generation of antibiotics,

نظن ان هذا هو الجيل الجديد من المضادات الحيوية

and it's going to get us around, at least initially,

وهذا ما سوف يساعدنا على تخطي المرحلة، على الاقل كبداية

this big problem of resistance.

مشكله المقاومة الكبيرة

What I hope you think is that bacteria can talk to each other,

ما أرجو ان تفكرو به، هو ان البكتيريا تتكلم مع بعضها البعض

تستخدم مواد كيميائية ككلمات

they use chemicals as their words,

they have an incredibly complicated chemical lexicon

ولديها قاموس لغوي كيميائي معقد للغاية

that we're just now starting to learn about.

والذي بدأنا حاليا بدراسته و فهمه

بالطبع هذا يمنح البكتيريا القدره على

Of course, what that allows bacteria to do is to be multicellular.

ان تكون متعددة الخلايا

So in the spirit of TED,

فبلتالي انطلاقا من روح تيد فهي تقوم بالعمل معاً

they're doing things together because it makes a difference.

لان ذلك يحدث فرقا

فما يحدث هو أن البكتيريا تتمتع بسلوك جماعي

What happens is that bacteria have these collective behaviors,

and they can carry out tasks

كما يمكنهم القيام بمهام

that they could never accomplish if they simply acted as individuals.

لن تستطيع انجازها

اذا تصرفت ببساطه كأفراد

What I would hope that I could further argue to you

ما أرجوه هو أن أتمكن من اقناعكم

هو هذا الإكتشاف عن العمل بتعدد الخلايا.

is that this is the invention of multicellularity.

Bacteria have been on the earth for billions of years;

تتواجد البكتيريا على الارض منذ مليارات السنين

humans, couple hundred thousand.

اما الانسان بضعه مئات الألوف تقريبا

So we think bacteria made the rules for how multicellular organization works.

ونعتقد ان البكتيريا وضعت القوانين

عن كيفيه عمل الجماعات متعدده الخلية

نعتقد عن طريق دراستنا للبكتيريا

And we think by studying bacteria,

we're going to be able to have insight about multicellularity in the human body.

سوف نكون قادرين على تشكيل رؤيه حول عمل تعدد الخلية في جسم الانسان

So we know that the principles and the rules,

نحن على علم بالمبادئ و القوانين

if we can figure them out in these sort of primitive organisms,

واذا استطعنا ان نفهمها في هذه الكائنات البدائية

الامل هو ان نطبقها

the hope is that they will be applied

أمراض الإنسان الأخرى وكذلك التصرفات البشرية

to other human diseases and human behaviors as well.

وآمل ان نكون تعلمنا

I hope that what you've learned

is that bacteria can distinguish self from other.

ان البكتريا قادره على أن تميز نفسها من البكتيريا الأخرى

So by using these two molecules,

عن طريق استخدام جزيئين باستطاعتهما قول "انا" او قول "انت"

they can say "me" and they can say "you."

ومرة أخرى بالطبع هذا ما نقوم به

And again, of course, that's what we do,

سواء في طريقة جزيئية

both in a molecular way, and also in an outward way,

او كما في طريقة الخارج

but I think about the molecular stuff.

ولكن عندما افكر في الامور الجزيئية

This is exactly what happens in your body.

فهذا تماما مايحدث في جسم الانسان

It's not like your heart cells and kidney cells get all mixed up every day,

هذا لايعني ان خلايا القلب و خلايا الكلى تختلط ببعضها كل يوم،

وهذا بسبب وجود كل هذه الكيمياء التي تؤدي عملها

and that's because there's all of this chemistry going on,

these molecules that say who each of these groups of cells is

هذه الجزيئات التي تقول كل منها ماهي مجموعة الخلايا التي تنتمي اليها

وما الوظيفة التي يجب ان تقوم بها

and what their tasks should be.

So again, we think bacteria invented that,

مرة أخرى، نعتقد ان البكتيريا هي التي قامت بابتكارها

وقد تطورنا نحن عن هذه الخصائص بعض الشئ

and you've just evolved a few more bells and whistles,

but all of the ideas are in these simple systems that we can study.

ولكن كل الافكار موجودة في هذا النظام البسيط الذي يمكن دراسته

And the final thing is, just to reiterate that there's this practical part,

في النهايه اود ان اكرر ان هنالك الجزء العملي

and so we've made these anti-quorum-sensing molecules

فقد قمنا بعمل هذه الجزيئات المضاده لادراك النصاب

that are being developed as new kinds of therapeutics.

والتي يجرى تطويرها كنوع جديد من الادويه

But then, to finish with a plug for all the good and miraculous bacteria

ولكن ايضا، كي ننهي بفائده للبكتيريا ذات الدور الفعال المساعده للانسان

that live on the earth,

والتي تعيش على الارض

we've also made pro-quorum-sensing molecules.

لقد قمنا بعمل جزيء يدعم عمليه ادراك النصاب

So we've targeted those systems to make the molecules work better.

ولقد استهدفنا هذه الأنظمة كي نجعل الجزيئات تعمل بصوره افضل

تذكرو ان لديكم عشره اضعاف اكثر من الخلايا البكتيريه

So remember, you have these 10 times or more bacterial cells

in you or on you, keeping you healthy.

عليكم او داخل اجسامكم، وتبقيكم بصحة جيدة

What we're also trying to do is to beef up the conversation

ونحاول ايضا على ان نقوي المحادثة

بين البكتيريا التي تتعايش معنا في تكافل

of the bacteria that live as mutualists with you,

in the hopes of making you more healthy,

على امل ان تؤثر ايجابيا في صحتنا

العمل على تقويه هذه المحادثات

making those conversations better,

so bacteria can do things that we want them to do

كي تقوم البكتيريا بعمل مانريدها ان تقوم به

better than they would be on their own.

بصوره احسن من لوكانت تقوم بهذه الاعمال لوحدها

Finally, I wanted to show you --

في النهاية أود ان أريكم

this is my gang at Princeton, New Jersey.

هذه هي عصابتي من جامعه برينستون، نيوجيرسي

كل شيء تحدثت عنه هو ناتج عن اكتشاف من احد افراد هذه الصورة

Everything I told you about was discovered by someone in that picture.

آمل أنكم تعلمتم أشياءاً

And I hope when you learn things, like about how the natural world works --

متل كيفيه عمل عالم الطبيعه

I just want to say that whenever you read something in the newspaper

كنت اود ان اقول انه عندما نقرأ شيئاً في الجريدة

or you hear some talk about something ridiculous in the natural world,

او نسمع احداً يتكلم عن شيئ سخيف في عالم الطبيعة

انه أُنجزعلى يد طفل

it was done by a child.

So science is done by that demographic.

العلم قائم على تلك الفئة

كل هؤلاء الاشخاص تتراوح أعمارهم بين العشرون و الثلاثون

All of those people are between 20 and 30 years old,

and they are the engine that drives scientific discovery in this country.

وهم المحرك الذي يقود الاكتشافات العلميه في هذا البلد

في الحقيقه هو من حسن حظي العمل مع هذه الديموغرافيه

And it's a really lucky demographic to work with.

(Applause)

مازلت اتقدم في السن اكبر فاكبر وهم يبقون دوما شبابا.

I keep getting older and older, and they're always the same age.

انه عمل جنوني و مبهج في آن واحد.

And it's just a crazy, delightful job.

And I want to thank you for inviting me here,

اود ان اشكركم على دعوتي للحضور هنا.

it's a big treat for me to get to come to this conference.

انها متعه كبيره بالنسبه لي ان احضر هذه المحاضره.

(Applause)

(تصفيق)

Thanks.

شكرا.

(Applause)

(تصفيق)