Bonnie Bassler: The secret, social lives of bacteria

Μετάφραση: Constantine Anetakis Επιμέλεια: Dimitra Papageorgiou

Τα βακτήρια είναι οι αρχαιότεροι ζωντανοί οργανισμοί πάνω στη Γη.

Bacteria are the oldest living organisms on the earth.

They've been here for billions of years,

Υπάρχουν εδώ και δισεκατομμύρια χρόνια,

and what they are are single-celled microscopic organisms.

και είναι μονοκύτταροι μικροσκοπικοί οργανισμοί.

So they're one cell

Είναι λοιπόν μονοκύτταροι και έχουν την ξεχωριστή ιδιότητα

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

να διαθέτουν μόνο ένα κομμάτι DNA.

So they have very few genes and genetic information

Έχουν πολύ λίγα γονίδια,

και γενετική πληροφορία για να κωδικοποιήσουν όλα τα χαρακτηριστικά που τους είναι αναγκαία.

to encode all of the traits that they carry out.

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

Ο τρόπος με τον οποίον επιβιώνουν τα βακτήρια

είναι καταναλώνοντας θρεπτικά συστατικά από το περιβάλλον,

from the environment,

they grow to twice their size,

μεγαλώνουν στο διπλάσιο του μεγέθους τους, κόβουν το εαυτό τους στη μέση,

they cut themselves down in the middle,

και το ένα κύτταρο γίνεται δύο, κλπ, κλπ.

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,

Απλώς μεγαλώνουν και διαιρούνται, μεγαλώνουν και διαιρούνται - μια κάπως βαρετή ζωή,

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

μόνο που θα υποστήριζα ότι έχετε

μια εκπληκτική αλληλεπίδραση μ' αυτά τα όντα.

with these critters.

I know you guys think of yourself as humans,

Ξέρω ότι θεωρείτε τους εαυτούς σας ως ανθρώπους, κι έτσι περίπου σας βλέπω κι εγώ.

and this is sort of how I think of you.

Αυτός ο άνδρας υποτίθεται ότι αντιπροσωπεύει

This man is supposed to represent a generic human being,

ένα τυπικό ανθρώπινο ον,

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

και όλοι οι κύκλοι μέσα σ' αυτόν τον άνθρωπο είναι τα κύτταρα που αποτελούν το σώμα σας.

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

Υπάρχουν περίπου ένα τρισεκατομμύριο κύτταρα που αποτελούν τον καθένα μας,

το ποιοι είμαστε και το πώς μπορούμε να κάνουμε όλα τα πράγματα που κάνουμε,

and able to do all the things that we do.

αλλά έχετε 10 τρισεκατομμύρια βακτηριακά κύτταρα

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

μέσα σας ή πάνω σας ανά πάσα στιγμή στη ζωή σας.

at any moment in your life.

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

Λοιπόν, 10 φορές περισσότερα βακτηριακά κύτταρα

απ' ό,τι ανθρώπινα κύτταρα σε έναν άνθρωπο.

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

Και φυσικά είναι το DNA που μετράει,

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

κι έτσι εδώ είναι όλα τα A, T, G και C

που αποτελούν τον γενετικό σας κώδικα, και σας δίνουν όλα τα γοητευτικά χαρακτηριστικά σας.

and give you all your charming characteristics.

Έχετε περίπου 30.000 γονίδια.

You have about 30,000 genes.

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

Λοιπόν τελικά έχετε 100 φορές περισσότερα βακτηριακά γονίδια

που παίζουν κάποιο ρόλο μέσα σας ή επάνω σας, σε όλη σας τη ζωή.

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,

Είστε 10 τοις εκατό άνθρωπος, το πολύ,

αλλά πιθανότερα περίπου ένα τοις εκατό άνθρωπος,

depending on which of these metrics you like.

αναλόγως ποιο από αυτά τα μετρικά συστήματα προτιμάτε.

I know you think of yourself as human beings,

Ξέρω ότι θεωρείτε τον εαυτό σας άνθρωπο,

αλλά εγώ σας θεωρώ 90 ή 99 τοις εκατό βακτηριακό ον.

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

(Laughter)

(Γέλια)

And these bacteria are not passive riders.

Αυτά τα βακτήρια δεν είναι παθητικοί επιβάτες,

These are incredibly important; they keep us alive.

είναι απίστευτα σημαντικά, μας κρατούν ζωντανούς.

They cover us in an invisible body armor

Μας καλύπτουν σε μια αόρατη πανοπλία

that keeps environmental insults out so that we stay healthy.

που αποτρέπει περιβαλλοντικές επιθέσεις

ώστε να μένουμε υγιείς.

They digest our food, they make our vitamins,

Πέπτουν την τροφή μας, παράγουν τις βιταμίνες μας,

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

εκπαιδεύουν το ανοσοποιητικό μας σύστημα

για να κρατά τα κακά μικρόβια έξω.

Κάνουν λοιπόν όλα αυτά τα καταπληκτικά πράγματα

So they do all these amazing things

που μας βοηθούν και είναι απαραίτητα για να μας κρατάνε ζωντανούς,

that help us and are vital for keeping us alive,

and they never get any press for that.

και δεν συνειδητοποιούμε τίποτα γι' αυτό.

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

Αντίθετα συνήθως ακούμε ότι κάνουν πολλά

τρομακτικά πράγματα.

Έτσι, υπάρχουν όλων των ειδών τα βακτήρια στη Γη

So there's all kinds of bacteria on the earth

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

που δεν έχουν καμμία δουλειά να βρίσκονται μέσα ή πάνω σας, σε καμμία περίπτωση,

και αν είναι, σας προκαλούν φοβερές ασθένειες.

and if they are, they make you incredibly sick.

And so the question for my lab

Κι έτσι, το ερώτημα για το εργαστήριό μου είναι, αν θέλετε να σκέφτεστε όλα

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

τα καλά πράγματα, ή όλα τα κακά πράγματα που κάνουν τα βακτήρια.

or all the bad things that bacteria do.

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

Το ερώτημα που είχαμε είναι πώς είναι ικανά να κάνουν οτιδήποτε;

Εδώ που τα λέμε είναι απίστευτα μικρά,

I mean, they're incredibly small.

You have to have a microscope to see one.

πρέπει να έχεις μικροσκόπιο για να τα δεις.

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

Ζουν αυτή τη σχετικά βαρετή ζωή όπου μεγαλώνουν και διαιρούνται,

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

και πάντα θεωρούνταν ακοινώνητοι, απομονωμένοι οργανισμοί.

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

Έτσι μας φαινόταν ότι είναι πολύ μικροί για να έχουν επίδραση

to have an impact on the environment

στο περιβάλλον

if they simply act as individuals.

αν απλά ενεργούν το καθένα χωριστά.

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

Κι έτσι θέλαμε να σκεφτούμε αν μπορούσε να υπάρχει ένας διαφορετικός

τρόπος που ζουν τα βακτήρια.

Η ένδειξη γι' αυτό ήρθε από ένα άλλο θαλάσσιο βακτήριο,

And the clue to this came from another marine bacterium,

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

που λέγεται Vibrio fischeri.

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

Αυτό που βλέπετε στη διαφάνεια είναι κάποιος από το εργαστήριό μου

holding a flask of a liquid culture of a bacterium,

που κρατάει ένα δοχείο υγρής καλλιέργειας ενός βακτηρίου,

ενός άκακου όμορφου βακτηρίου που προέρχεται από τον ωκεανό,

a harmless, beautiful bacterium that comes from the ocean,

και ονομάζεται Vibrio fischeri.

named Vibrio fischeri.

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

Το βακτήριο αυτό έχει την ξεχωριστή ιδιότητα να παράγει φως,

ή αλλιώς, βιοφωταύγεια,

so it makes bioluminescence,

like fireflies make light.

όπως παράγουν φως οι πυγολαμπίδες.

We're not doing anything to the cells here,

Δεν κάνουμε τίποτε σ' αυτά εδώ τα κύτταρα.

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

Απλά πήραμε τη φωτογραφία σβήνοντας τα φώτα στο δωμάτιο,

και βλέπουμε αυτό.

and this is what we see.

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

Το πραγματικά ενδιαφέρον για μας,

δεν ήταν το ότι τα βακτήρια παράγουν φως,

but when the bacteria made light.

αλλά το πότε τα βακτήρια παράγουν φως.

What we noticed is when the bacteria were alone,

Παρατηρήσαμε ότι όταν τα βακτήρια ήταν μόνα τους,

so when they were in dilute suspension,

όταν βρίσκονταν σε αραιό διάλυμα, δεν παρήγαγαν φως.

they made no light.

Αλλά όταν έφταναν σε έναν συγκεκριμένο αριθμό κυττάρων

But when they grew to a certain cell number,

όλα τα βακτήρια άναβαν το φως ταυτόχρονα.

all the bacteria turned on light simultaneously.

So the question that we had is:

Το ερώτημα που είχαμε είναι πώς μπορούν τα βακτήρια, αυτοί οι πρωτόγονοι οργανισμοί,

How can bacteria, these primitive organisms,

να καταλάβουν τη διαφορά του να είναι μόνα τους,

tell the difference from times when they're alone

ή να βρίσκονται σε κοινότητα,

and times when they're in a community,

και τότε κάνουν κάτι όλα μαζί.

and then all do something together?

Αυτό που ανακαλύψαμε είναι ότι ο τρόπος που το κάνουν αυτό είναι συνομιλώντας μεταξύ τους,

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

και συνομιλούν σε μια χημική γλώσσα.

and they talk with a chemical language.

Αυτό τώρα υποτίθεται ότι είναι το βακτηριακό μου κύτταρο.

So this is now supposed to be my bacterial cell.

Όταν είναι μόνο του δεν παράγει καθόλου φως.

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

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

Αλλά, το μόνο που κάνει είναι να παράγει και να εκκρίνει μικρά μόρια

that you can think of like hormones,

που μπορείτε να τα θεωρήσετε ορμόνες,

and these are the red triangles.

και αυτές είναι τα κόκκινα τρίγωνα και όταν τα βακτήρια είναι μόνα τους

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

τα μόρια απλά πλέουν μακριά κι έτσι δεν έχει φως.

and so, no light.

But when the bacteria grow and double

Αλλά όταν τα βακτήρια μεγαλώνουν και διπλασιάζονται

and they're all participating in making these molecules,

και συμμετέχουν όλα στο να παράγουν αυτά τα μόρια,

το μόριο - η εξωκυτταρική ποσότητα αυτού του μορίου -

the molecule, the extracellular amount of that molecule,

increases in proportion to cell number.

αυξάνεται σε αναλογία με τον αριθμό κυττάρων.

And when the molecule hits a certain amount

Και όταν το μόριο φτάσει μια ορισμένη ποσότητα,

that tells the bacteria how many neighbors there are,

ειδοποιεί τα βακτήρια πόσοι γείτονες υπάρχουν,

they recognize that molecule

αναγνωρίζουν αυτό το μόριο

and all of the bacteria turn on light in synchrony.

και όλα τα βακτήρια ανάβουν το φως συγχρόνως.

And so that's how bioluminescence works --

Έτσι λειτουργεί η βιοφωταύγεια --

they're talking with these chemical words.

συνομιλούν με αυτές τις χημικές λέξεις.

Ο λόγος για τον οποίο το Vibrio fischeri το κάνει αυτό, εξηγείται από τη βιολογία.

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

again, another plug for the animals in the ocean.

Άλλη μια πρόσθετη ιδιότητα για τα ζώα του ωκεανού,

το Vibrio fischeri, ζει μέσα σ' αυτό το καλαμάρι.

Vibrio fischeri lives in this squid.

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

Αυτό που βλέπετε είναι το Κόλουρο καλαμάρι της Χαβάης,

γυρισμένο από τη ραχιαία του όψη,

It's been turned on its back,

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

ελπίζω ότι διακρίνετε αυτούς τους δύο λαμπερούς λοβούς

These house the Vibrio fischeri cells.

οι οποίοι φιλοξενούν τα κύτταρα του Vibrio fischeri.

They live in there, at high cell number.

Ζουν εκεί μέσα, σε μεγάλους κυτταρικούς πληθυσμούς

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

το μόριο βρίσκεται εκεί και παράγουν φως.

Ο λόγος για τον οποίο το καλαμάρι είναι πρόθυμο να ανεχθεί αυτά τα διαολάκια,

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

είναι επειδή χρειάζεται το φως.

is because it wants that light.

Αυτή η συμβίωση λειτουργεί επειδή

The way that this symbiosis works

αυτό το μικρό καλαμάρι ζει έξω από τις ακτές της Χαβάης,

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

just in sort of shallow knee-deep water.

σε ρηχά νερά στο ύψος του γόνατου.

And the squid is nocturnal,

Το καλαμάρι είναι νυκτόβιο, έτσι κατά τη διάρκεια της ημέρας

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

θάβεται στην άμμο και κοιμάται,

όμως έπειτα τη νύχτα πρέπει να βγει για να κυνηγήσει.

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

So on bright nights

Τις φωτεινές, έναστρες ή φεγγαρόφωτες νύχτες

when there's lots of starlight or moonlight,

αυτό το φως μπορεί να διαπερνά το νερό

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

στο βάθος που ζει το καλαμάρι, αφού είναι όλο κι όλο 65 εκατοστά.

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

Το καλαμάρι έχει αναπτύξει ένα κλείστρο

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

που μπορεί να ανοίγει και να κλείνει πάνω από αυτό το εξειδικευμένο όργανο που φιλοξενεί τα βακτήρια.

over the specialized light organ housing the bacteria.

Έπειτα έχει αισθητήρες στην πλάτη του

And then it has detectors on its back

ώστε να αισθάνεται πόσο φυσικό φως δέχεται σε εκείνο το σημείο.

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

And it opens and closes the shutter

Ανοίγει και κλείνει το κλείστρο

so the amount of light coming out of the bottom,

έτσι ώστε η ποσότητα φωτός που παράγεται κάτω από το σώμα του --

which is made by the bacterium,

αυτή που παράγεται από το βακτήριο --

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

ταιριάζει ακριβώς με την ποσότητα του φωτός που χτυπά στην πλάτη του,

so the squid doesn't make a shadow.

έτσι ώστε το καλαμάρι δεν παράγει σκιά.

So it actually uses the light from the bacteria

Στην πραγματικότητα χρησιμοποιεί το φως από τα βακτήρια

to counter-illuminate itself in an antipredation device,

για να εξισορροπήσει τον φωτισμό του, ως ένα αντιθηρευτικό μέσον

έτσι ώστε οι θηρευτές να μην μπορούν να δουν τη σκιά του,

so predators can't see its shadow,

ούτε να υπολογίσουν την τροχιά του και να μην το τρώνε.

calculate its trajectory and eat it.

Αυτό μοιάζει με βομβαρδιστικό Stealth του ωκεανού.

So this is like the stealth bomber of the ocean.

(Laughter)

(Γέλια)

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

Όμως εάν το σκεφτείτε, το καλαμάρι έχει ένα τρομερό πρόβλημα,

επειδή έχει αυτήν την πυκνή καλλιέργεια βακτηρίων

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

and it can't sustain that.

που δεν μπορεί να συντηρήσει.

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

Έτσι, αυτό που συμβαίνει κάθε πρωί, όταν βγει ο ήλιος,

είναι ότι το καλαμάρι πηγαίνει για ύπνο, θάβεται στην άμμο

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

κι έχει μια αντλία, η οποία είναι συγχρονισμένη με τον κιρκάδιο ρυθμό του.

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

Όταν βγαίνει ο ήλιος, αντλεί προς τα έξω περίπου το 95% των βακτηρίων.

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

So now the bacteria are dilute,

Τώρα τα βακτήρια αραιώνουν και το μικρό μόριο-ορμόνη χάνεται,

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

έτσι ώστε δεν παράγουν φως --

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

όμως φυσικά το καλαμάρι δεν νοιάζεται γι' αυτό. Κοιμάται μέσα στην άμμο.

Καθώς η μέρα προχωράει, τα βακτήρια αναπαράγονται,

And as the day goes by, the bacteria double,

εκκρίνουν το μόριο και τότε το φως επανέρχεται

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

κατά τη νύχτα, όταν ακριβώς το καλαμάρι το χρειάζεται.

exactly when the squid wants it.

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

Αρχικά κατανοήσαμε πώς το βακτήριο το κάνει αυτό,

but then we brought the tools of molecular biology to this

όμως έπειτα εφαρμόσαμε τα εργαλεία της μοριακής βιολογίας

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

για να κατανοήσουμε ακριβώς το μηχανισμό.

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

Και βρήκαμε -- λοιπόν έστω και πάλι πως αυτό είναι το βακτηριακό μου κύτταρο --

is that Vibrio fischeri has a protein.

είναι πως το Vibrio fischeri διαθέτει μια πρωτεΐνη --

That's the red box --

το κόκκινο τετράγωνο -- είναι ένα ένζυμο που παράγει

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

αυτό το μικρό ορμονικό μόριο -- το κόκκινο τρίγωνο.

the red triangle.

And then as the cells grow,

Κατόπιν, καθώς τα κύτταρα αναπτύσσονται, όλα εκκρίνουν αυτό το μόριο

they're all releasing that molecule into the environment,

στο περιβάλλον, έτσι ώστε υπάρχουν πολλά απ' αυτά εκεί.

so there's lots of molecule there.

Τα βακτήρια έχουν επίσης έναν υποδοχέα στην κυτταρική τους επιφάνεια

And the bacteria also have a receptor on their cell surface

that fits like a lock and key with that molecule.

που ταιριάζει με αυτό το μόριο όπως η κλειδαριά με το κλειδί.

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

Είναι ακριβώς όπως οι υποδοχείς της επιφάνειας των δικών σας κυττάρων.

Όταν το μόριο αυξάνεται μέχρι μία συγκεκριμένη ποσότητα --

So when the molecule increases to a certain amount,

which says something about the number of cells,

η οποία σχετίζεται με τον αριθμό των κυττάρων --

it locks down into that receptor

συνδέεται με τον υποδοχέα

and information comes into the cells

και η πληροφορία εισέρχεται στα κύτταρα

και τους λέει να θέσουν σε λειτουργία

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

την συλλογική αυτή συμπεριφορά, του να παράγουν φως.

Why this is interesting is because in the past decade,

Ο λόγος για τον οποίο αυτό είναι ενδιαφέρον, είναι επειδή την προηγούμενη δεκαετία

we have found that this is not just some anomaly

ανακαλύψαμε ότι δεν πρόκειται απλά για μία ανωμαλία

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

αυτού του γελοίου, λαμπερού βακτηρίου που ζει στους ωκεανούς --

αλλά όλα τα βακτήρια έχουν τέτοια συστήματα.

all bacteria have systems like this.

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

Έτσι τώρα κατανοούμε ότι όλα τα βακτήρια συνομιλούν μεταξύ τους.

They make chemical words, they recognize those words,

Παράγουν χημικές λέξεις, αναγνωρίζουν τις λέξεις αυτές

and they turn on group behaviors

και εκκινούν συλλογικές συμπεριφορές

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

που είναι επιτυχείς, μόνο όταν όλα τα κύτταρα συμμετέχουν ομόφωνα.

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

Σ' αυτό έχουμε δώσει ένα φανταχτερό όνομα, το λέμε αίσθηση απαρτίας.

They vote with these chemical votes,

Ψηφίζουν μέσω των χημικών αυτών ψήφων,

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

οι ψήφοι καταμετρώνται κι έπειτα όλοι ανταποκρίνονται στο αποτέλεσμα.

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

Αυτό που είναι σημαντικό στη σημερινή ομιλία

είναι πως γνωρίζουμε ότι υπάρχουν εκατοντάδες συμπεριφορών

that bacteria carry out in these collective fashions.

που τα βακτήρια πραγματοποιούν με συλλογικό τρόπο.

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

Όμως αυτό που είναι για σας το πιο σημαντικό, είναι η μολυσματικότητα.

Μη φανταστείτε ότι κανά δυο βακτήρια μπαίνουν μέσα σας

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

και αρχίζουν να εκκρίνουν κάποιες τοξίνες --

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

είσαστε τεράστιοι, αυτό δεν θα σας επηρέαζε καθόλου. Είστε θεόρατοι.

Τώρα καταλαβαίνουμε ότι αυτό που κάνουν,

But what they do, we now understand,

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

είναι ότι μπαίνουν μέσα σας, περιμένουν και αρχίζουν να αναπτύσσονται,

they count themselves with these little molecules,

καταμετρώνται μεταξύ τους, μέσω αυτών των μικρών μορίων,

and they recognize when they have the right cell number

και αναγνωρίζουν πότε έχουν φτάσει στον κατάλληλο αριθμό κυττάρων

όπου εάν όλα τα βακτήρια μαζί εξαπολύσουν τη μολυσματική τους επίθεση,

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

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

θα επιτύχουν να υπερνικήσουν έναν τεράστιο ξενιστή.

So bacteria always control pathogenicity with quorum sensing.

Τα βακτήρια πάντοτε ελέγχουν την παθογένειά τους χάρη στην αίσθηση απαρτίας.

Έτσι λειτουργεί αυτό.

So that's how it works.

Δοκιμάσαμε επίσης να δούμε τι είναι αυτά τα μόρια --

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

These were the red triangles on my slides before.

τα κόκκινα τρίγωνα στις προηγούμενες διαφάνειες.

This is the Vibrio fischeri molecule.

Αυτό είναι το μόριο του Vibrio fischeri.

This is the word that it talks with.

Αυτή είναι η λέξη με την οποία συνομιλεί.

And then we started to look at other bacteria,

Έτσι, αρχίσαμε να ερευνούμε άλλα βακτήρια,

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

κι εδώ βλέπετε μια πρόχειρη καταγραφή των μορίων που ανακαλύψαμε.

Αυτό που ελπίζω ότι βλέπετε

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

είναι ότι αυτά τα μόρια συσχετίζονται.

The left-hand part of the molecule is identical

Το αριστερό τμήμα κάθε μορίου είναι ταυτόσημο

in every single species of bacteria.

σε κάθε είδος βακτηρίου.

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

Όμως το δεξί τμήμα του μορίου διαφέρει κατά τι από είδος σε είδος.

in every single species.

Κάτι τέτοιο προσφέρει

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

λεπτοφυείς εξειδικεύσεις ανά είδος σε κάθε γλώσσα.

So each molecule fits into its partner receptor

Κάθε μόριο ταιριάζει στον αντίστοιχο υποδοχέα κι όχι σε κάποιον άλλον.

and no other.

Έτσι έχουμε ιδιωτικές, μυστικές συνομιλίες.

So these are private, secret conversations.

These conversations are for intraspecies communication.

Αυτές οι συνομιλίες προορίζονται για επικοινωνία μέσα στο ίδιο είδος.

Each bacteria uses a particular molecule that's its language

Κάθε βακτήριο χρησιμοποιεί ένα συγκεκριμένο μόριο, που αποτελεί τη γλώσσα του,

that allows it to count its own siblings.

και του επιτρέπει να καταμετρά τα όμοιά του.

Αφού φτάσαμε μέχρι εδώ σκεφτήκαμε

Once we got that far,

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

πως αρχίσαμε να κατανοούμε ότι τα βακτήρια έχουν τέτοιες κοινωνικές συμπεριφορές.

Όμως στην πραγματικότητα σκεφτόμασταν ότι τον περισσότερο χρόνο

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

τα βακτήρια δεν ζουν απομονωμένα, αλλά μέσα σε απίστευτα μίγματα,

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

μαζί με εκατοντάδες ή χιλιάδες άλλα είδη βακτηρίων.

with hundreds or thousands of other species of bacteria.

And that's depicted on this slide.

Αυτό απεικονίζεται σε τούτη τη διαφάνεια. Αυτό είναι το δέρμα σας.

This is your skin.

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

Αυτή είναι μια εικόνα -- μια μικρογραφία του δέρματός σας.

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

Παντού στο σώμα σας, η εικόνα είναι παρόμοια,

και ελπίζω να βλέπετε ότι υπάρχουν όλων των ειδών τα βακτήρια εκεί.

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,

Έτσι αρχίσαμε να σκεφτόμαστε, εάν υπάρχει επικοινωνία μεταξύ των βακτηρίων,

and it's about counting your neighbors,

τέτοια ώστε να καταμετρούν τους γείτονές τους.

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

Δεν αρκεί να μπορείς να συνομιλείς μόνο με το δικό σου είδος.

Θα πρέπει να υπάρχει τρόπος να καταγράψεις

There has to be a way to take a census

και τα υπόλοιπα βακτήρια του πληθυσμού.

of the rest of the bacteria in the population.

Έτσι επιστρέψαμε στη μοριακή βιολογία

So we went back to molecular biology

και αρχίσαμε να μελετούμε διάφορα βακτήρια,

and started studying different bacteria.

και αυτό που βρήκαμε είναι ότι

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

στην πραγματικότητα τα βακτήρια είναι πολύγλωσσα.

Όλα έχουν ένα εξειδικευμένο σύστημα για το είδος τους --

They all have a species-specific system,

έχουν δηλαδή ένα μόριο που σημαίνει "εγώ".

they have a molecule that says "me."

But then running in parallel to that is a second system

Αλλά παράλληλα μ' αυτό, λειτουργεί ένα δεύτερο σύστημα

that we've discovered, that's generic.

που έχουμε ανακαλύψει, το οποίο είναι γενικότερο.

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

Έτσι, έχουν ένα δεύτερο ένζυμο που παράγει ένα δεύτερο σήμα

and it has its own receptor,

που διαθέτει το δικό του υποδοχέα,

and this molecule is the trade language of bacteria.

κι αυτό το μόριο είναι η γλώσσα συναλλαγής των βακτηρίων.

Χρησιμοποιείται από όλα τα είδη βακτηρίων

It's used by all different bacteria,

και είναι η γλώσσα επικοινωνίας μεταξύ των ειδών.

and it's the language of interspecies communication.

What happens is that bacteria are able to count

Αυτό που συμβαίνει είναι ότι τα βακτήρια μπορούν να καταμετρούν

πόσα "εγώ" και πόσα "εσύ" υπάρχουν.

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

And they take that information inside,

Εισάγουν μέσα τους αυτήν την πληροφορία,

and they decide what tasks to carry out

κι αποφασίζουν ποιες λειτουργίες να πραγματοποιήσουν

αναλόγως του ποιος είναι μειοψηφία και ποιος πλειοψηφία

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

of any given population.

σε κάθε δεδομένο πληθυσμό.

Then, again, we turned to chemistry,

Τότε επιστρέψαμε στη χημεία,

and we figured out what this generic molecule is --

και ανακαλύψαμε πως αυτό το γενικό μόριο είναι --

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

απεικονίζεται με τα ροζ οβάλ σχήματα στην τελευταία διαφάνεια.

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

Είναι ένα μικρό μόριο πέντε ατόμων άνθρακα.

Το σημαντικό που μάθαμε είναι

And what the important thing is that we learned

is that every bacterium has exactly the same enzyme

ότι κάθε βακτήριο διαθέτει ακριβώς το ίδιο ένζυμο

and makes exactly the same molecule.

και παράγει ακριβώς το ίδιο μόριο.

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

Έτσι όλα χρησιμοποιούν αυτό το μόριο

για επικοινωνία μεταξύ των ειδών.

This is the bacterial Esperanto.

Πρόκειται για τη βακτηριακή Εσπεράντο.

(Laughter)

(Γέλια)

So once we got that far,

Αφού φτάσαμε ως εκεί, αρχίσαμε να μαθαίνουμε

we started to learn that bacteria can talk to each other

ότι τα βακτήρια συνομιλούν μεταξύ τους, με αυτή τη χημική γλώσσα.

with this chemical language.

Όμως αρχίσαμε επίσης να σκεφτόμαστε, πως ίσως να υπάρχει κάτι

But we started to think

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

που μπορούμε να εφαρμόσουμε στην πράξη.

Σας έχω πει πως τα βακτήρια παρουσιάζουν όλες αυτές τις κοινωνικές συμπεριφορές,

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

πως επικοινωνούν μέσω αυτών των μορίων.

that they communicate with these molecules.

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

Φυσικά, σας είπα επίσης πως ένα από τα σημαντικότερα πράγματα που κάνουν

είναι η έναρξη της παθογένειας με τη χρήση της αίσθησης απαρτίας.

is to initiate pathogenicity using quorum sensing.

Σκεφτήκαμε: "Τι θα συμβεί εάν κάνουμε αυτά τα βακτήρια

So we thought:

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

να μην μπορούν να μιλήσουν ή να ακούσουν;"

Δεν θα μπορούσε αυτό να λειτουργήσει ως νέα γενιά αντιβιοτικών;

Couldn't these be new kinds of antibiotics?

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

Φυσικά, έχετε ακούσει και ήδη γνωρίζετε,

ότι μας τελειώνουν τα αντιβιοτικά.

that we're running out of antibiotics.

Τα βακτήρια είναι πλέον απίστευτα πολυανθεκτικά,

Bacteria are incredibly multi-drug-resistant right now,

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

και αυτό επειδή όλα τα αντιβιοτικά που χρησιμοποιούμε, σκοτώνουν τα βακτήρια,

They either pop the bacterial membrane,

είτε διασπώντας την κυτταρική τους μεμβράνη,

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

είτε εμποδίζοντας τα βακτήρια να αντιγράψουν το DNA τους.

We kill bacteria with traditional antibiotics,

Σκοτώνουμε τα βακτήρια με τα παραδοσιακά αντιβιοτικά

and that selects for resistant mutants.

και αυτό προκαλεί επιλογή υπέρ των ανθεκτικών μεταλλαγμάτων.

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

Έτσι πλέον έχουμε φυσικά αυτό το παγκόσμιο πρόβλημα

in infectious diseases.

των λοιμωδών νοσημάτων.

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

Σκεφτήκαμε ωστόσο, τι θα γινόταν εάν μπορούσαμε να τροποποιήσουμε τη συμπεριφορά τους,

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

να κάνουμε απλώς τα βακτήρια να μη μπορούν να συνομιλούν, ούτε να καταμετρήσουν,

και δεν θα μπορούν να εξαπολύσουν τη μολυσματικότητά τους.

and they don't know to launch virulence?

So that's exactly what we've done,

Έτσι, αυτό ακριβώς κάναμε, ακολουθήσαμε κατά κάποιο τρόπο δύο στρατηγικές.

and we've sort of taken two strategies.

Κατά την πρώτη στοχεύσαμε

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

το σύστημα ενδοεπικοινωνίας του είδους.

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

Έτσι, φτιάξαμε μόρια που προσομοιάζουν με τα αληθινά --

αυτά που είδατε -- αλλά διαφέρουν λιγάκι.

but they're a little bit different.

Έτσι, αυτά συνδέονται με τους αντίστοιχους υποδοχείς,

And so they lock into those receptors,

και μπλοκάρουν την αναγνώριση του πραγματικού σήματος.

and they jam recognition of the real thing.

So by targeting the red system,

Στοχεύοντας το κόκκινο σύστημα,

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

αυτό που μπορούμε να κάνουμε είναι να φτιάξουμε

μόρια κατά της αίσθησης απαρτίας, εξειδικευμένα ανά είδος ή ανά ασθένεια.

anti-quorum-sensing molecules.

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

Επίσης, κάναμε το ίδιο πράγμα με το ροζ σύστημα.

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

Πήραμε αυτό το κοινό μόριο και το γυρίσαμε λιγάκι

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

έτσι ώστε να κατασκευάσουμε ανταγωνιστές

του συστήματος επικοινωνίας μεταξύ των ειδών.

Η ελπίδα είναι ότι αυτά θα χρησιμοποιηθούν σε αντιβιοτικά ευρέως φάσματος

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

that work against all bacteria.

που θα λειτουργούν εναντίον όλων των βακτηρίων.

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

Τελειώνοντας, θα σας δείξω τη στρατηγική.

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

Σε αυτήν χρησιμοποιώ το ενδοειδικό μόριο,

but the logic is exactly the same.

όμως η λογική είναι ακριβώς η ίδια.

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

Αυτό που γνωρίζουμε είναι ότι όταν το βακτήριο μπει μέσα στο ζώο,

στην περίπτωσή μας, σ' ένα ποντίκι,

in this case, a mouse --

it doesn't initiate virulence right away.

δεν ξεκινά άμεσα την λοίμωξη.

It gets in, it starts growing,

Εγκαθίσταται, αρχίζει ν' αναπτύσσεται, κατόπιν να εκκρίνει

it starts secreting its quorum-sensing molecules.

τα μόρια της αίσθησης απαρτίας.

It recognizes when it has enough bacteria

Αναγνωρίζει πότε υπάρχουν αρκετά βακτήρια

that now they're going to launch their attack,

που τώρα πρόκειται να εξαπολύσουν την επίθεσή τους,

και το ζώο πεθαίνει.

and the animal dies.

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

Αυτό που μπορέσαμε να κάνουμε είναι να χορηγήσουμε αυτούς τους λοιμωγόνους παράγοντες,

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

όμως να τους χορηγήσουμε σε συνδυασμό με τα μόρια κατά της αίσθησης απαρτίας --

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

έτσι ώστε αυτά τα μόρια που μοιάζουν κατά κάποιο τρόπο με τα πραγματικά

αλλά διαφέρουν ελαφρώς, πράγμα που απεικόνισα στη διαφάνεια.

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

Αυτό που τώρα γνωρίζουμε είναι ότι εάν χορηγήσουμε στο ζώο

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

κάποιο παθογόνο βακτήριο -- ένα πολυανθεκτικό παθογόνο βακτήριο --

a multi-drug-resistant pathogenic bacterium --

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

ταυτόχρονα με το μόριό μας κατά της αίσθησης απαρτίας,

in fact, the animal lives.

στην πραγματικότητα, το ζώο επιβιώνει.

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

Πιστεύουμε ότι αυτή είναι η επόμενη γενιά αντιβιοτικών

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

που θα μας κάνει ν' αντιμετωπίσουμε, τουλάχιστον αρχικά,

this big problem of resistance.

το μεγάλο πρόβλημα της ανθεκτικότητας.

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

Ελπίζω να έχετε κατανοήσει, ότι τα βακτήρια συνομιλούν μεταξύ τους,

χρησιμοποιώντας χημικές ουσίες ως λέξεις,

they use chemicals as their words,

they have an incredibly complicated chemical lexicon

έχουν ένα απίστευτα περίπλοκο χημικό λεξικό,

that we're just now starting to learn about.

για το οποίο μόλις τώρα έχουμε αρχίσει να μαθαίνουμε.

Φυσικά, αυτό επιτρέπει στα βακτήρια

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

να είναι πολυκύτταρα.

So in the spirit of TED,

Έτσι, πιστά στο πνεύμα του TED, κάνουν πράγματα όλα μαζί

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

γιατί αυτό κάνει τη διαφορά.

Αυτό που συμβαίνει είναι ότι τα βακτήρια παρουσιάζουν αυτές τις συλλογικές συμπεριφορές

What happens is that bacteria have these collective behaviors,

and they can carry out tasks

και μπορούν να πραγματοποιούν λειτουργίες

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

που δεν θα μπορούσαν ποτέ να επιτύχουν

δρώντας απλά ως μεμονομένα άτομα.

What I would hope that I could further argue to you

Ελπίζω ότι θα μπορούσα περαιτέρω να επιχειρηματολογήσω

ότι πρόκειται για την επινόηση της πολυκυτταρικότητας.

is that this is the invention of multicellularity.

Bacteria have been on the earth for billions of years;

Τα βακτήρια υπάρχουν στη Γη για δισεκατομμύρια χρόνια.

humans, couple hundred thousand.

Οι άνθρωποι -- περίπου διακόσιες χιλιάδες χρόνια.

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

Πιστεύουμε ότι τα βακτήρια έθεσαν τους κανόνες

της λειτουργίας των πολυκύτταρων οργανισμών.

Πιστεύουμε ότι μελετώντας τα βακτήρια,

And we think by studying bacteria,

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

θα καταστούμε ικανοί να κατανοήσουμε βαθύτερα την πολυκυτταρικότητα του ανθρώπινου σώματος

So we know that the principles and the rules,

Γνωρίζουμε ότι οι αρχές και οι κανόνες,

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

εάν τα κατανοήσουμε σε τέτοιου είδους πρωτόγονους οργνανισμούς,

υπάρχει ελπίδα ότι θα μπορούν να εφαρμοστούν

the hope is that they will be applied

και σε άλλες ανθρώπινες ασθένειες, αλλά και σε ανθρώπινες συμπεριφορές.

to other human diseases and human behaviors as well.

Ελπίζω ότι αυτό που μάθατε σήμερα

I hope that what you've learned

is that bacteria can distinguish self from other.

είναι πως τα βακτήρια μπορούν να διακρίνουν τον εαυτό τους από τα υπόλοιπα.

So by using these two molecules,

Χρησιμοποιώντας αυτά τα δύο μόρια, μπορούν να πουν "εγώ" κι "εσύ".

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

Και πάλι φυσικά, αυτό κάνουμε κι εμείς,

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

σε μοριακό επίπεδο,

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

αλλά και σε επίπεδο εξωτερικών εκδηλώσεών μας,

but I think about the molecular stuff.

αλλά εγώ σκέφτομαι κυρίως τη μοριακή πλευρά.

This is exactly what happens in your body.

Αυτό ακριβώς συμβαίνει μέσα στο σώμα σας.

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

Τα καρδιακά σας κύτταρα ή τα κύτταρα των νεφρών σας δεν αναμιγνύονται καθημερινά μεταξύ τους

κι αυτό συμβαίνει επειδή υπάρχει όλη αυτή η χημεία που παρεμβαίνει,

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

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

αυτά τα μόρια που λένε στα κύτταρα σε ποια κυτταρική ομάδα ανήκουν

και ποιες πρέπει να είναι οι λειτουργίες τους.

and what their tasks should be.

So again, we think bacteria invented that,

Και πάλι, πιστεύουμε ότι αυτό το επινόησαν τα βακτήρια

και εσείς απλά έχετε αναπτύξει λίγα περισσότερα χημικά σήματα,

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.

άλλα όλες οι βασικές ιδέες βρίσκονται μέσα στα απλά συστήματα που μελετάμε.

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

Τελικά, θα επαναλάβω και πάλι ότι υπάρχει και η πρακτική πλευρά

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

κι έτσι κατασκευάσαμε αυτά τα μόρια κατά της αίσθησης απαρτίας,

that are being developed as new kinds of therapeutics.

τα οποία αναπτύσσονται ως νέα είδη θεραπευτικών ουσιών.

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

Όμως έπειτα, για να τελειώσουμε διαφημίζοντας λίγο τα καλά και θαυματουργά βακτήρια

that live on the earth,

που ζουν στη Γη,

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

κατασκευάσαμε επίσης πρόδρομα μόρια αίσθησης απαρτίας.

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

Έτσι, στοχεύσαμε τούτα τα συστήματα, για να κάνουμε τα μόρια να λειτουργούν καλύτερα.

Θυμηθείτε ότι έχετε δεκαπλάσια ή περισσότερα βακτηριακά κύτταρα

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

in you or on you, keeping you healthy.

μέσα σας κι επάνω σας, που σας κρατούν υγιείς.

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

Προσπαθήσαμε επίσης να ενισχύσουμε τη συνομιλία

μεταξύ των βακτηρίων που ζουν μαζί σας, ως αμοιβαίοι συμβιώτες,

of the bacteria that live as mutualists with you,

in the hopes of making you more healthy,

ελπίζοντας να σας κάνουμε πιο υγιείς,

βελτιώνοντας την επικοινωνία τους,

making those conversations better,

so bacteria can do things that we want them to do

έτσι ώστε τα βακτήρια να κάνουν αυτά που εμείς θέλουμε,

better than they would be on their own.

καλύτερα απ' ό,τι θα τα έκαναν από μόνα τους.

Finally, I wanted to show you --

Τέλος, θα ήθελα να σας δείξω

this is my gang at Princeton, New Jersey.

τη "συμμορία" μου στο πανεπιστήμιο του Πρίνστον, στο Νιου Τζέρσεϋ.

Όλα αυτά για τα οποία σας μίλησα, ανακαλύφθηκαν από κάποιον σ' αυτήν τη φωτογραφία.

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

Ελπίζω πως όταν μαθαίνετε πράγματα,

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

όπως για το πώς λειτουργεί ο φυσικός κόσμος --

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

θέλω να πω ότι όποτε διαβάζετε κάτι στις εφημερίδες

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

ή ακούτε κάποιον να μιλά για κάτι περίεργο στον φυσικό κόσμο,

αυτό ανακαλύφθηκε από ένα νέο παιδί.

it was done by a child.

So science is done by that demographic.

Η επιστήμη κινείται από αυτή την ηλικιακή ομάδα.

Όλοι αυτοί οι άνθρωποι είναι μεταξύ 20 και 30 ετών

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

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

και αποτελούν τον κινητήριο μοχλό της επιστημονικής ανακάλυψης αυτής της χώρας.

Είναι στ' αλήθεια τύχη να δουλεύει κανείς με τούτη την ηλικιακή ομάδα.

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

(Applause)

Όλο και μεγαλώνω και αυτοί βρίσκονται πάντα στην ίδια ηλικία,

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

είναι μια δουλειά που μ' ευχαριστεί τρελά.

And it's just a crazy, delightful job.

And I want to thank you for inviting me here,

Θα ήθελα να σας ευχαριστήσω που με καλέσατε εδώ.

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

Ήταν μεγάλο δώρο για μένα το να έρθω σ' αυτό το συνέδριο.

(Applause)

(Χειροκροτήματα)

Thanks.

Ευχαριστώ

(Applause)

(Χειροκροτήματα)