Bonnie Bassler: The secret, social lives of bacteria

Překladatel: Jakub Holáň Korektor: Jakub Seget

Bakterie jsou nejstarší žijící organizmy na Zemi.

Bacteria are the oldest living organisms on the earth.

They've been here for billions of years,

Jsou tu už miliardy let

and what they are are single-celled microscopic organisms.

a vlastně jsou to jednobuněčné mikroskopické organizmy.

So they're one cell

Jsou tedy tvořeny jednou buňkou, která má zvláštní vlastnost,

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

má pouze jednu molekulu DNA.

So they have very few genes and genetic information

Mají velmi málo genů

a genetické informace, do které musí zakódovat všechny svoje vnější znaky.

to encode all of the traits that they carry out.

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

Bakterie přežívají tím způsobem,

že konzumují živiny ze svého prostředí,

from the environment,

they grow to twice their size,

dorostou do dvojnásobku své velikosti, rozpůlí se

they cut themselves down in the middle,

a jedna buňka se stane dvěma a tak dále.

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,

Takže rostou a množí se a rostou a množí se - trochu nudný život,

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

ale chci poukázat na to,

že tyhle příšerky spolu úžasně interagují.

with these critters.

I know you guys think of yourself as humans,

Chápu, že vy se považujete za lidi a já vás za ně víceméně taky považuji.

and this is sort of how I think of you.

Tento člověk by měl představovat

This man is supposed to represent a generic human being,

obecnou lidskou bytost

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

a všechny ty kolečka v tom člověku jsou buňky, které tvoří vaše tělo.

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

V každém z nás je zhruba bilión buněk, které dělají z každého z nás to,

čím jsme a umožňují nám dělat všechny ty věci, které děláme,

and able to do all the things that we do.

ale pak je tu 10 biliónů bakteriálních buněk

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

ve vás nebo na vás v každém okamžiku vašeho života.

at any moment in your life.

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

Takže desetkrát více bakteriálních buněk

než lidských buněk na lidské bytosti.

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

A samozřejmě důležitá je hlavně DNA,

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

takže tady jsou všechny ty A, T, G a C,

které tvoří váš genetický kód a dávají vám vaše okouzlující charakteristiky.

and give you all your charming characteristics.

Máte kolem 30 000 genů.

You have about 30,000 genes.

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

Jenže se ukazuje, že máte stokrát více bakteriálních genů,

které hrají roli ve vás nebo na vás po celý váš život.

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,

Jste přinejlepším z 10% člověk,

ale spíše jenom jednoprocentní člověk,

depending on which of these metrics you like.

v závislosti na tom, který z těchto poměrů se vám líbí.

I know you think of yourself as human beings,

Vím, že se považujete za lidské bytosti,

ale já vás považuji za z 90 až 99 procent bakterie.

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

(Laughter)

(Smích)

And these bacteria are not passive riders.

Tyto bakterie nejsou jen pasivní pasažéři,

These are incredibly important; they keep us alive.

jsou neskutečně důležité, udržují nás při životě.

They cover us in an invisible body armor

Vytváří na našem těle neviditelné brnění,

that keeps environmental insults out so that we stay healthy.

které nás chrání před vnějším prostředím,

takže zůstaneme zdraví.

They digest our food, they make our vitamins,

Tráví naše jídlo, produkují naše vitamíny,

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

dokonce učí náš imunitní systém,

jak se bránit proti škodlivým mikrobům.

Takže dělají všechny tyto úžasné věci,

So they do all these amazing things

které nám pomáhají a jsou nezbytné pro náš život,

that help us and are vital for keeping us alive,

and they never get any press for that.

a nikdy se za to nedostanou do novin.

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

Ale ví se o nich, protože dělají také hodně

špatných věcí.

Na světě je spousta druhů bakterií,

So there's all kinds of bacteria on the earth

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

které nemají co dělat ve vás nebo na vás

a když vás napadnou, budete velmi nemocní.

and if they are, they make you incredibly sick.

And so the question for my lab

No a otázka pro moji laboratoř je, jestli chcete myslet na všechny ty

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

dobré věci, které bakterie dělají, nebo na ty špatné věci.

or all the bad things that bacteria do.

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

Otázka, kterou jsme si položili, je jak můžou vůbec něco dělat?

Vždyť jsou neuvěřitelně malé,

I mean, they're incredibly small.

You have to have a microscope to see one.

musíte si vzít mikroskop, aby jste je viděli.

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

Žijí takový nudný život, jenom rostou a dělí se,

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

a byly vždycky považovány za takové asociální samotářské organismy.

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

A tak jsme si mysleli, že jsou příliš malé, aby mohly mít význam

to have an impact on the environment

na své prostředí,

if they simply act as individuals.

pokud by jednaly jen individuálně.

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

A tak jsme se začali zajímat, jestli neexistuje jiný

způsob, kterým bakterie žijí.

Odpověď přišla od jedné mořské bakterie,

And the clue to this came from another marine bacterium,

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

která se nazývá Vibrio fischeri.

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

Teď se díváte na člověka z mé laboratoře,

holding a flask of a liquid culture of a bacterium,

který drží baňku tekuté kultury

neškodné krásné bakterie, která pochází z oceánu,

a harmless, beautiful bacterium that comes from the ocean,

a nazývá se Vibrio fischeri.

named Vibrio fischeri.

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

Tato bakterie má speciální vlastnost, vyzařuje světlo,

takže vytváří bioluminiscenci,

so it makes bioluminescence,

like fireflies make light.

stejně jako světlušky.

We're not doing anything to the cells here,

Nic tady s těmi buňkami neděláme.

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

Jen jsme v místnosti zhasli a vyfotili jsme je

a tohle jsme viděli.

and this is what we see.

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

Nebylo pro nás ale zajímavé,

že bakterie svítí,

but when the bacteria made light.

ale kdy ty bakterie svítí.

What we noticed is when the bacteria were alone,

Zjistili jsme, že když je bakterie sama,

so when they were in dilute suspension,

takže když je ve zředěné suspenzi, tak nezáří.

they made no light.

Ale když dosáhly určitého buněčného počtu,

But when they grew to a certain cell number,

všechny bakterie se rozzářily ve stejný okamžik.

all the bacteria turned on light simultaneously.

So the question that we had is:

Otázka byla, jak mohou bakterie, tyhle primitivní organismy,

How can bacteria, these primitive organisms,

rozpoznat, kdy jsou samy

tell the difference from times when they're alone

a kdy mají společnost

and times when they're in a community,

a potom něco udělat všechny dohromady.

and then all do something together?

Zjistili jsme, že to dělají tak, že spolu mluví,

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

mluví spolu chemickým jazykem.

and they talk with a chemical language.

Tohle představuje moji bakteriální buňku.

So this is now supposed to be my bacterial cell.

Když je sama, tak nesvítí.

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

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

Ale vytváří a vylučuje malé molekuly,

that you can think of like hormones,

které si můžete představit jako hormony,

and these are the red triangles.

a to jsou tyto červené trojúhelníky. Když je bakterie sama,

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

ty molekuly jen odplavou a světlo není.

and so, no light.

But when the bacteria grow and double

Ale když bakterie rostou a dělí se

and they're all participating in making these molecules,

a všechny se podílejí na vytváření těchto molekul,

ta molekula - mimobuněčné množství té molekuly

the molecule, the extracellular amount of that molecule,

increases in proportion to cell number.

roste spolu s počtem buněk.

And when the molecule hits a certain amount

A když ta molekula nabude určitého množství,

that tells the bacteria how many neighbors there are,

které řekne té bakterii, kolik má sousedů,

they recognize that molecule

ona tu molekulu rozpozná

and all of the bacteria turn on light in synchrony.

a všechny bakterie začnou najednou svítit.

And so that's how bioluminescence works --

Tak funguje bioluminiscence -

they're talking with these chemical words.

všechny spolu mluví těmito chemickými slovy.

Důvod, proč to Vibrio fischeri dělá, je biologický.

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

again, another plug for the animals in the ocean.

Jenom malá reklama na zvířata v oceánu:

Vibrio fischeri žije v jedné olihni.

Vibrio fischeri lives in this squid.

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

Teď se právě díváte na sepiolu kropenatou,

která byla otočena na záda,

It's been turned on its back,

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

a doufám, že vidíte ty dva zářící laloky,

These house the Vibrio fischeri cells.

to jsou domovy buněk Vibrio fischeri.

They live in there, at high cell number.

Žijí tam ve vysokých počtech,

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

ta molekula je tam taky a ony svítí.

Důvod proč ta oliheň takovou vylomeninu snáší,

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

je, že chce právě to světlo.

is because it wants that light.

Způsob, jakým tahle symbióza funguje,

The way that this symbiosis works

je, že tahle malá oliheň žije u pobřeží Havaje,

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

just in sort of shallow knee-deep water.

jen v takové mělké vodě asi po kolena.

And the squid is nocturnal,

Je to noční živočich, takže během dne

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

se zahrabe do písku a spí,

ale potom během noci vyleze a loví.

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

So on bright nights

Za jasných nocí, když je hodně světla z hvězd a měsíce,

when there's lots of starlight or moonlight,

to světlo pronikne skrz hloubku vody,

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

ve které ta oliheň žije, protože je to jenom pár decimetrů vody.

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

Ta oliheň vyvinula clonu,

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

která může zavřít a otevřít světelný orgán s bakteriemi.

over the specialized light organ housing the bacteria.

Potom má také detektory na zádech,

And then it has detectors on its back

takže umí vycítit kolik světla z hvězd a měsíce na ni dopadá.

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

And it opens and closes the shutter

A pak otvírá a zavírá tu clonu,

so the amount of light coming out of the bottom,

aby množství světla, které vychází ze spodu -

which is made by the bacterium,

které vyzařuje ta bakterie -

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

přesně odpovídalo množství světla, které dopadá na záda té olihně,

so the squid doesn't make a shadow.

takže pak oliheň nevrhá žádný stín.

So it actually uses the light from the bacteria

Používá vlastně světlo té bakterie,

to counter-illuminate itself in an antipredation device,

aby osvětlila sebe sama v obraně proti predátorům,

kteří neuvidí její stín

so predators can't see its shadow,

a nemůžou tedy vypočítat její dráhu a sníst ji.

calculate its trajectory and eat it.

Je jako neviditelný bombardér z oceánu.

So this is like the stealth bomber of the ocean.

(Laughter)

(Smích)

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

Ale když se nad tím zamyslíte, tahle oliheň má velký problém,

protože má tuhle umírající, silnou kulturu bakterií,

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

and it can't sustain that.

a nemůže ji udržet.

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

Takže každé ráno, když vychází slunce,

jde oliheň spát, zahrabe se do písku,

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

a pumpou, která je napojená na její cirkadiánní rytmus,

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

vypumpuje kolem 95 procent všech těch bakterií.

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

So now the bacteria are dilute,

Teď jsou bakterie rozředěné, ta malá hormonální molekula je pryč,

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

takže nedělají žádné světlo -

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

oliheň to ale nezajímá. Spí v písku.

A jak den pokračuje, bakterie se množí,

And as the day goes by, the bacteria double,

vylučují tu molekulu a potom začnou svítit

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

v noci, přesně, když to oliheň potřebuje.

exactly when the squid wants it.

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

Nejdřív jsme přišli na to, jak to ta bakterie dělá,

but then we brought the tools of molecular biology to this

ale potom jsme použili nástroje molekulární biologie,

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

abychom přesně odhalili mechanismus tohoto děje.

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

A zjistili jsme - takže tohle je opět moje bakteriální buňka -

is that Vibrio fischeri has a protein.

že Vibrio fischeri má protein -

That's the red box --

to je ten červený čtverec - je to enzym který tvoří

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

tu malou hormonální molekulu - ten červený trojúhelník.

the red triangle.

And then as the cells grow,

A jak ty buňky rostou, všechny vylučují tu molekulu

they're all releasing that molecule into the environment,

do svého prostředí, takže je tam spousta těch molekul.

so there's lots of molecule there.

A bakterie mají na svém povrchu také receptor,

And the bacteria also have a receptor on their cell surface

that fits like a lock and key with that molecule.

do kterého ta molekula zapadá jako klíč do zámku.

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

Jsou stejné jako receptory na povrchu vašich buňek.

Když ta molekula dosáhne určitého množství -

So when the molecule increases to a certain amount,

which says something about the number of cells,

což něco říká o počtu buňek -

it locks down into that receptor

zapadne do receptoru

and information comes into the cells

a buňky dostanou informaci,

která jim říká, ať zapnou

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

to kolektivní svícení.

Why this is interesting is because in the past decade,

Zajímavé je to proto, že za posledních deset let

we have found that this is not just some anomaly

jsme zjistili, že tohle není jen nějaká anomálie,

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

příslušející nějaké směšné svítící baktérii, která žije v oceánu -

ale že systémy, jako je tento, mají všechny bakterie.

all bacteria have systems like this.

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

Takže teď už chápeme, že všechny bakterie spolu mluví.

They make chemical words, they recognize those words,

Tvoří chemická slova, rozumí těmto slovům,

and they turn on group behaviors

a vytvářejí skupinové vzorce chování,

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

které jsou úspěšné pouze, když všechny buňky jednají současně.

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

Máme pro to učené jméno, nazýváme to quorum sensing.

They vote with these chemical votes,

Hlasují těmito chemickými hlasy,

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

které se sečtou a potom na to hlasování každý reaguje.

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

Pro dnešní přednášku je důležité,

že existují stovky vzorců chování,

that bacteria carry out in these collective fashions.

které bakterie provádějí takto kolektivně.

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

Ale pro vás je možná nejdůležitější virulence.

Není to tak, že by se do vás dostalo pár bakterií,

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

které začnou vylučovat nějaké toxiny -

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

jste obrovští, nemělo by to na vás žádný dopad. Jste velikánští.

Teď už víme, že ve skutečnosti

But what they do, we now understand,

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

se do vás dostanou, čekají a množí se.

they count themselves with these little molecules,

Sčítají se těmito malými molekulami,

and they recognize when they have the right cell number

a rozpoznají, kdy mají dostatečné množství buněk,

takže až začnou být virulentní,

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

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

budou úspěšné ve zdolání obrovského hostitele.

So bacteria always control pathogenicity with quorum sensing.

Bakterie vždy kontrolují patogenitu pomocí quorum sensing.

Tak to funguje.

So that's how it works.

Potom jsme také začali zjišťovat, co to je za molekuly -

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

These were the red triangles on my slides before.

myslím ty červené trojúhelníky na mých slidech.

This is the Vibrio fischeri molecule.

Toto je ta molekula od Vibrio fischeri.

This is the word that it talks with.

Tohle je to slovo, které používá ke komunikaci.

And then we started to look at other bacteria,

Potom jsme začali zkoumat ostatní bakterie,

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

a tohle je jenom ždibec molekul, které jsme objevili.

Doufám, že zde vidíte,

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

že ty molekuly jsou si podobné.

The left-hand part of the molecule is identical

Levá strana té molekuly je identická

in every single species of bacteria.

v každém druhu bakterie.

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

Ale pravá strana je vždy trošičku rozdílná v každém druhu.

in every single species.

Uděluje to jednotlivým druhům

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

specifika pro jejich jazyky.

So each molecule fits into its partner receptor

Každá molekula zapadá do svého partnerského receptoru a do žádného jiného.

and no other.

Takže to jsou soukromé, tajné konverzace.

So these are private, secret conversations.

These conversations are for intraspecies communication.

Tyhle rozhovory jsou pro komunikaci v rámci jednoho živočišného druhu.

Each bacteria uses a particular molecule that's its language

Každá bakterie použivá určitou molekulu, která je jejím jazykem,

that allows it to count its own siblings.

jenž jí dovoluje spočítat její sourozence.

Když jsme se dostali tak daleko, mysleli jsme si,

Once we got that far,

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

že začínáme rozumět, že bakterie mají sociální chování.

Ale většinu času jsme si hlavně říkali,

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

že bakterie nežijí samy, žijí v neuvěřitelných směsicích

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

se stovkami a tisíci jiných druhů bakterií.

with hundreds or thousands of other species of bacteria.

And that's depicted on this slide.

A to je zobrazeno na tomto slidu. Tohle je vaše kůže.

This is your skin.

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

Tohle je jenom obrázek - mikrofotografie vaší kůže.

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

Všude na vašem těle to vypadá zhruba takhle,

a vidíte, že tam jsou všechny možné druhy bakterií.

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,

A tak jsme si začali říkat, že jestli se opravdu bavíme o komunikaci bakterií

and it's about counting your neighbors,

a o sčítání jejich sousedů,

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

nestačí umět se dorozumět jen v rámci vlastního živočišného druhu.

Musí existovat způsob jak provést sčítání

There has to be a way to take a census

ostatních bakterií v této populaci.

of the rest of the bacteria in the population.

Takže jsme se vrátili k molekulární biologii

So we went back to molecular biology

a začali jsme studovat jiné bakterie

and started studying different bacteria.

a zjistili jsme, že ve skutečnosti

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

bakterie ovládají více jazyků.

Všechny mají systém pro svůj živočišný druh -

They all have a species-specific system,

mají molekulu, která říká "já".

they have a molecule that says "me."

But then running in parallel to that is a second system

Ale současně s ním mají druhý systém,

that we've discovered, that's generic.

a který je obecný.

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

Takže mají druhý enzym, který dává druhý signál

and it has its own receptor,

a ten má svůj receptor,

and this molecule is the trade language of bacteria.

a tahle molekula je obchodnický jazyk bakterií.

Je používán všemi různými typy bakterií

It's used by all different bacteria,

a je to jazyk pro komunikaci mezi druhy.

and it's the language of interspecies communication.

What happens is that bacteria are able to count

Takže ve skutečnosti bakterie umí sečíst,

kolik je mě a kolik je vás.

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

And they take that information inside,

Přijmou tu informaci

and they decide what tasks to carry out

a rozhodnou se jaké úkony vykonat

v závislosti na tom, kdo je v menšině a kdo ve většině

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

of any given population.

v jakékoli dané populaci.

Then, again, we turned to chemistry,

A opět jsme se vrátili k chemii

and we figured out what this generic molecule is --

a zjistili jsme, co je tou obecnou molekulou -

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

to jsou ty růžové ovály na mém slidu.

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

Je to velmi malá pětiuhlíková molekula.

Důležité je, že jsme zjistili,

And what the important thing is that we learned

is that every bacterium has exactly the same enzyme

že každá bakterie má přesně ten samý enzym

and makes exactly the same molecule.

a tvoří přesně tu samou molekulu.

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

Takže všechny používají tuhle molekulu

pro komunikaci mezi druhy.

This is the bacterial Esperanto.

Tohle je bakteriální esperanto.

(Laughter)

(Smích)

So once we got that far,

Když jsme se dostali až sem, zjistili jsme,

we started to learn that bacteria can talk to each other

že bakterie spolu mluví tímto chemickým jazykem.

with this chemical language.

Ale začali jsme si říkat, že je tu možná něco

But we started to think

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

praktického, co by se dalo provést.

Řekla jsem vám, že bakterie mají všechno tohle sociální chování,

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

komunikují spolu těmito molekulami.

that they communicate with these molecules.

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

Samozřejmě jsem vám taky řekla, že jedna z těch důležitých věcí, co dělají,

je iniciace patogenity pomocí quorum sensing.

is to initiate pathogenicity using quorum sensing.

Řekli jsme si, co kdybychom vytvořili bakterie tak,

So we thought:

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

aby nemohly mluvit nebo slyšet?

Nemohl by to být nový druh antibiotik?

Couldn't these be new kinds of antibiotics?

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

Samozřejmě jste už slyšeli a víte,

že nám dochází antibiotika.

that we're running out of antibiotics.

Bakterie jsou nyní neuvěřitelně odolné proti lékům

Bacteria are incredibly multi-drug-resistant right now,

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

a to je kvůli všem těm antibiotikům, které proti nim používáme.

They either pop the bacterial membrane,

Narušují bakteriální membránu

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

a způsobují, že bakterie nemůže replikovat svou DNA.

We kill bacteria with traditional antibiotics,

Zabíjíme bakterie tradičními antibiotiky

and that selects for resistant mutants.

a to prosívá odolné mutanty.

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

A nyní máme samozřejmě tento globální problém

in infectious diseases.

infekčních nemocí.

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

Řekli jsme si, co kdybychom provedli takovou behaviorální modifikaci,

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

stačí vytvořit bakterie tak, aby nemohly mluvit, nemohly se sčítat,

a nemohly se stát virulentními.

and they don't know to launch virulence?

So that's exactly what we've done,

A to je přesně to, co jsme udělali. Zkusili jsme dvě strategie.

and we've sort of taken two strategies.

První byla, že jsme se zaměřili

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

na komunikaci v rámci druhu.

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

Takže jsme vytvořili molekuly, co vypadají tak trochu jako ty opravdové molekuly,

které jste viděli - ale jsou trochu jiné.

but they're a little bit different.

Takže zapadnou do těch receptorů,

And so they lock into those receptors,

a zarazí rozpoznávání té opravdové molekuly.

and they jam recognition of the real thing.

So by targeting the red system,

Tím, že jsme se zaměřili na červený systém,

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

jsme byli schopni vytvořit

quorum sensing blokující molekuly, specifické pro druh nebo nemoc.

anti-quorum-sensing molecules.

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

Udělali jsme to samé i s růžovým systémem.

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

Vzali jsme tu univerzální molekulu a trochu ji pokroutili,

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

takže jsme udělali antagonisty

toho systému pro komunikaci mezi druhy.

Doufáme, že budou použity pro širokospektrální antibiotika,

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

that work against all bacteria.

které fungují proti všem bakteriím.

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

Na závěr vám jenom ukážu tu strategii.

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

V téhle používám jenom tu molekulu pro komunikaci mezi druhy,

but the logic is exactly the same.

ale princip je pořád ten samý.

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

Jak víte, tak když se bakterie dostane do zvířete,

v tomto případě do myši,

in this case, a mouse --

it doesn't initiate virulence right away.

nezačne být virulentní hned.

It gets in, it starts growing,

Dostane se dovnitř, roste, začíná vylučovat

it starts secreting its quorum-sensing molecules.

své molekuly pro quorum sensing.

It recognizes when it has enough bacteria

Rozpozná, když má dostatek bakterií

that now they're going to launch their attack,

a až pak zahájí svůj útok

a zvíře zemře.

and the animal dies.

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

Byli jsme schopni je nakazit těmito virulentními infekcemi,

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

ale dáváme jim je současně s našimi anti-quorum sensing molekulami -

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

s těmi molekulami, co vypadají skoro jako skutečné,

ale trochu se přece jen liší, což ukazuji na tomhle slidu.

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

Teď víme, že když dáme zvířeti

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

patogenní bakterii odolnou vůči všemožným lékům -

a multi-drug-resistant pathogenic bacterium --

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

a současně jí dáme naši anti-quorum sensing molekulu,

in fact, the animal lives.

zvíře přežije.

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

Myslíme si, že tohle je nová generace antibiotik

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

a pomůže nám dostat se, aspoň zpočátku, přes

this big problem of resistance.

náš velký problém odolnosti vůči antibiotikům.

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

Takže teď doufám, že víte, že bakterie spolu mluví,

použivají chemikálie jako svoje slova,

they use chemicals as their words,

they have an incredibly complicated chemical lexicon

a mají neskutečně složitý chemický slovník,

that we're just now starting to learn about.

o kterém se teprv začínáme učit.

Samozřejmě to umožňuje bakteriím

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

být vícebuněčné.

So in the spirit of TED,

Takže v duchu TED dělají věci společně,

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

protože to má velký význam.

Bakterie tedy mají tyto společné vzorce chování,

What happens is that bacteria have these collective behaviors,

and they can carry out tasks

a můžou provádět úkony,

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

které by nikdy nemohly dokázat,

kdyby se chovali jen jako jednotlivci.

What I would hope that I could further argue to you

Také si myslím, že s vámi můžu polemizovat o tom,

že toto je vynález mnohobuněčnosti.

is that this is the invention of multicellularity.

Bacteria have been on the earth for billions of years;

Bakterie byly na zemi po miliardy let.

humans, couple hundred thousand.

Lidé po pár stovek tisíc.

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

Myslíme si, že bakterie vytvořily pravidla

pro vícebuněčnou organizaci.

Myslíme si, že studiem bakterií

And we think by studying bacteria,

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

budeme schopni porozumět lépe mnohobuněčnosti lidského těla.

So we know that the principles and the rules,

Víme, že pokud pochopíme principy a pravidla,

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

v těchto primitivních organizmech,

máme naději, že budou aplikovatelné

the hope is that they will be applied

na jiné lidské nemoci a lidské chování.

to other human diseases and human behaviors as well.

Doufám, že jste pochopili,

I hope that what you've learned

is that bacteria can distinguish self from other.

že bakterie dokážou rozlišit sebe od ostatních.

So by using these two molecules,

Použitím těchto dvou molekul umí říct "já" a "ty".

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

To je samozřejmě, co děláme my,

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

ať už molekulárně,

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

nebo vnějším způsobem,

but I think about the molecular stuff.

ale já zkoumám ten molekulární způsob.

This is exactly what happens in your body.

Je to přesně to, co se děje v našem těle.

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

Buňky vašeho srdce a ledvin se každý den nepromíchávají,

protože se v těle děje neustále tolik chemie,

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

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

molekuly neustále říkají, kdo je která skupina buněk,

a co by mělo být jejím úkolem.

and what their tasks should be.

So again, we think bacteria invented that,

Opět si myslíme, že tohle vynalezly bakterie

a vy jste pouze vyvinuli nějaká tlačítka a pípátka,

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.

ale všechny principy jsou v těchto jednoduchých systémech, které studujeme.

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

A poslední věc, opět jen pro zopakování, že to má i praktické využití -

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

vyrobili jsme anti-quorum sensing molekuly,

that are being developed as new kinds of therapeutics.

které se rozvíjí v nové typy léků.

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

A ještě malá reklama na dobré a zázračné bakterie,

that live on the earth,

které žijí na zemi,

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

udělali jsme také pro-quorum sensing molekuly.

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

Zaměřili jsme se na systémy, které zlepšují práci těch molekul.

Vzpomeňte, že máte 10x více bakteriálních buněk

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

in you or on you, keeping you healthy.

na vás nebo ve vás, které vás udržují zdravé.

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

Snažíme se totiž také posílit konverzaci

bakterií, které s vámi žijí v symbióze,

of the bacteria that live as mutualists with you,

in the hopes of making you more healthy,

a snaží se vás udržet zdravé.

Zlepšujeme ty konverzace,

making those conversations better,

so bacteria can do things that we want them to do

takže bakterie mohou dělat věci, které po nich chceme,

better than they would be on their own.

lépe, než by je dělaly samy.

Finally, I wanted to show you --

Na závěr jsem vám chtěla ukázat

this is my gang at Princeton, New Jersey.

mou partu v Princetonu v New Jersey.

Všechno, co jsem vám řekla, bylo objeveno někým z této fotky.

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

Doufám, že když se učíte,

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

třeba jak funguje příroda -

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

chci jen říct, že kdykoli čtete něco v novinách

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

nebo slyšíte nějakou přednášku o něčem šíleném, co se děje v přírodě,

přišlo na to dítě.

it was done by a child.

So science is done by that demographic.

Vědu dělá hlavně tahle skupina lidí.

Všichni tihle lidé mají mezi 20 a 30 lety,

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

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

a jsou motorem, který žene vědecké bádání v téhle zemi.

Jsem opravdu šťastná, že můžu s touhle skupinou pracovat.

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

(Applause)

Já pořád stárnu a stárnu a oni jsou pořád stejně staří,

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

je to šílená a nádherná práce.

And it's just a crazy, delightful job.

And I want to thank you for inviting me here,

Chci vám poděkovat za pozvání sem.

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

Je pro mě velké potěšení, že jsem sem mohla přijít.

(Applause)

(Potlesk)

Thanks.

Děkuji.

(Applause)

(Potlesk)