Bonnie Bassler: The secret, social lives of bacteria

Bonnie Bassler habla sobre cómo se comunican las bacterias

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2009-04-08 ・ TED


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Bonnie Bassler habla sobre cómo se comunican las bacterias

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Traductor: Diego Leal Revisor: Victor Cuevas
Las bacterias son los organismos vivos más antiguos de la Tierra.
00:19
Bacteria are the oldest living organisms on the earth.
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19012
2802
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They've been here for billions of years,
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21838
2021
Han estado aquí por miles de millones de años,
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and what they are are single-celled microscopic organisms.
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23883
3953
y son organismos microscópicos unicelulares.
00:27
So they're one cell
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27860
1296
Entonces son sólo una célula y tienen esta propiedad especial,
00:29
and they have this special property that they only have one piece of DNA.
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29180
3672
que solo tienen una pieza de ADN.
00:32
So they have very few genes and genetic information
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32876
2928
Tienen muy pocos genes,
y la información genética para codificar todas las cosas que hacen.
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to encode all of the traits that they carry out.
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35828
2998
00:38
And the way bacteria make a living is that they consume nutrients
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38850
3377
La forma en la que las bacterias se ganan la vida
es consumiendo nutrientes del medio ambiente,
00:42
from the environment,
8
42251
1160
00:43
they grow to twice their size,
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43435
1674
para crecer al doble de su tamaño, partirse a sí mismas por la mitad,
00:45
they cut themselves down in the middle,
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45133
1879
y una célula se convierte en dos, y así sucesivamente, una y otra vez.
00:47
and one cell becomes two, and so on and so on.
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47036
2712
00:49
They just grow and divide and grow and divide -- so a kind of boring life,
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49772
3892
Sólo crecen y se dividen, y crecen y se dividen -- una vida más o menos aburrida,
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except that what I would argue is that you have an amazing interaction
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53688
3305
salvo que lo que yo diría es que usted tiene
una increíble interacción con estas criaturas.
00:57
with these critters.
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57017
1234
00:58
I know you guys think of yourself as humans,
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58275
2083
Sé que ustedes piensan en sí mismos como humanos, y más o menos así es como yo pienso en ustedes.
01:00
and this is sort of how I think of you.
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60382
1891
Se supone que este hombre representa
01:02
This man is supposed to represent a generic human being,
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62297
3237
a un ser humano genérico,
01:05
and all of the circles in that man are all the cells that make up your body.
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65558
4158
y todos los círculos en este hombre son todas las células que componen su cuerpo.
01:09
There's about a trillion human cells that make each one of us who we are
19
69740
4144
Hay aproximadamente un billón de células humanas que hace que cada uno de nosotros sea
quien es, y que nos permiten poder hacer todas las cosas que hacemos,
01:13
and able to do all the things that we do.
20
73908
2070
pero usted tiene 10 billones de células bacterianas
01:16
But you have 10 trillion bacterial cells in you or on you
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76002
3341
en usted o sobre usted en cualquier momento en su vida.
01:19
at any moment in your life.
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79367
1301
01:20
So, 10 times more bacterial cells than human cells on a human being.
23
80692
4614
Así, hay 10 veces más células bacterianas
que células humanas en un ser humano.
01:25
And, of course, it's the DNA that counts,
24
85330
1976
Y, por supuesto, es el ADN el que cuenta,
01:27
so here's all the A, T, Gs and Cs that make up your genetic code
25
87330
3410
así que aquí están todas las A, T, G y C
que constituyen su código genético, y le dan todas sus encantadoras características.
01:30
and give you all your charming characteristics.
26
90764
2216
Usted tiene unos 30.000 genes.
01:33
You have about 30,000 genes.
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93004
1666
01:34
Well, it turns out you have 100 times more bacterial genes
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94694
3330
Pues resulta que tiene 100 veces más genes de bacterias
desempeñando un papel en usted o dentro de usted a lo largo de su vida.
01:38
playing a role in you or on you all of your life.
29
98048
3542
01:41
So at the best, you're 10 percent human; more likely, about one percent human,
30
101614
4840
En el mejor de los casos, usted es humano en un 10 por ciento,
pero es más probable que sea humano en un uno por ciento, aproximadamente,
01:46
depending on which of these metrics you like.
31
106478
2408
dependiendo de cuál de estos parámetros prefiere.
01:48
I know you think of yourself as human beings,
32
108910
2121
Sé que piensan en ustedes como seres humanos,
pero yo pienso en ustedes como bacterias en un 90 o 99 por ciento.
01:51
but I think of you as 90 or 99 percent bacterial.
33
111055
3251
01:54
(Laughter)
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114330
1213
(Risas)
01:55
And these bacteria are not passive riders.
35
115567
2967
Estas bacterias no son jinetes pasivos,
01:58
These are incredibly important; they keep us alive.
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118558
3246
son increíblemente importantes, nos mantienen vivos.
02:01
They cover us in an invisible body armor
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121828
2617
Nos cubren con una armadura invisible
02:04
that keeps environmental insults out so that we stay healthy.
38
124469
3837
que mantiene a las amenazas del medio ambiente fuera
de manera que estemos saludables.
02:08
They digest our food, they make our vitamins,
39
128330
2479
Ellas digieren nuestra comida, fabrican nuestras vitaminas,
02:10
they actually educate your immune system to keep bad microbes out.
40
130833
4198
y en realidad educan a su sistema inmunológico
para mantener a los microbios malos fuera.
Así que hacen todas estas cosas sorprendentes
02:15
So they do all these amazing things
41
135055
2001
que nos ayudan y son vitales para mantenernos con vida,
02:17
that help us and are vital for keeping us alive,
42
137080
3616
02:20
and they never get any press for that.
43
140720
2110
y que nunca reciben crédito por ello.
02:22
But they get a lot of press because they do a lot of terrible things as well.
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142854
4202
Pero consiguen un montón de crédito, ya que hacen un montón de
cosas terribles también.
Asi, hay todo tipo de bacterias en la Tierra
02:27
So there's all kinds of bacteria on the earth
45
147080
2408
02:29
that have no business being in you or on you at any time,
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149512
3475
que no tienen nada que hacer en usted o dentro de usted en ningún momento,
y si están allí, lo ponen increíblemente enfermo.
02:33
and if they are, they make you incredibly sick.
47
153011
3560
02:36
And so the question for my lab
48
156595
1453
Y así, la pregunta para mi laboratorio no es si quiere pensar en todas las
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is whether you want to think about all the good things that bacteria do
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158072
3426
cosas buenas que hacen las bacterias, o en todas las cosas malas que hacen.
02:41
or all the bad things that bacteria do.
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161522
1927
02:43
The question we had is: How could they do anything at all?
51
163473
2734
La pregunta que tenemos es ¿cómo logran hacer alguna cosa?
Quiero decir, son increíblemente pequeñas,
02:46
I mean, they're incredibly small.
52
166231
1598
02:47
You have to have a microscope to see one.
53
167853
1981
usted necesita un microscopio para ver una.
02:49
They live this sort of boring life where they grow and divide,
54
169858
3039
Viven este tipo de vida aburrida, donde crecen y se dividen,
02:52
and they've always been considered to be these asocial, reclusive organisms.
55
172921
4724
y siempre han sido consideradas como organismos asociales y solitarios.
02:57
And so it seemed to us that they're just too small
56
177669
2523
Y así, nos pareció que simplemente son demasiado pequeñas para tener un impacto
03:00
to have an impact on the environment
57
180216
1956
sobre su medio ambiente
03:02
if they simply act as individuals.
58
182196
2574
si actuaran apenas como individuos.
03:04
So we wanted to think if there couldn't be a different way that bacteria live.
59
184794
4269
Entonces queríamos pensar si no podría haber una forma diferente
en la que las bacterias viven.
La clave para esto vino de otra bacteria marina,
03:09
And the clue to this came from another marine bacterium,
60
189087
3784
03:12
and it's a bacterium called "Vibrio fischeri."
61
192895
2428
una bacteria llamada Vibrio fischeri.
03:15
What you're looking at on this slide is just a person from my lab
62
195347
3552
Lo que están viendo en esta diapositiva es sólo una persona de mi laboratorio
03:18
holding a flask of a liquid culture of a bacterium,
63
198923
3133
sosteniendo un frasco con un cultivo líquido de una bacteria,
una bacteria inocua y hermosa que proviene del océano,
03:22
a harmless, beautiful bacterium that comes from the ocean,
64
202080
3173
llamada Vibrio fischeri.
03:25
named Vibrio fischeri.
65
205277
1429
03:26
And this bacterium has the special property that it makes light,
66
206730
3326
Esta bacteria tiene como propiedad especial, que emite luz,
así que genera bioluminiscencia,
03:30
so it makes bioluminescence,
67
210080
1393
03:31
like fireflies make light.
68
211497
1824
así como las luciérnagas generan luz.
03:33
We're not doing anything to the cells here,
69
213345
2035
No estamos haciendo nada a las células aquí.
03:35
we just took the picture by turning the lights off in the room,
70
215404
2990
Simplemente tomamos esta foto apagando las luces de la sala,
y esto es lo que vemos.
03:38
and this is what we see.
71
218418
1424
03:39
And what's actually interesting to us was not that the bacteria made light
72
219866
3723
Lo que fue realmente interesante para nosotros
no fue que la bacteria emitiera luz,
03:43
but when the bacteria made light.
73
223613
2157
sino cuándo la emitían.
03:45
What we noticed is when the bacteria were alone,
74
225794
2699
Lo que observamos es que cuando las bacterias estaban solas,
03:48
so when they were in dilute suspension,
75
228517
2155
como cuando se encontraban en una suspensión diluida, no había luz.
03:50
they made no light.
76
230696
1360
Pero cuando crecían hasta un cierto número de células
03:52
But when they grew to a certain cell number,
77
232080
2048
todas las bacterias encendían su luz al mismo tiempo.
03:54
all the bacteria turned on light simultaneously.
78
234152
3350
03:57
So the question that we had is:
79
237526
1728
La pregunta que teníamos era, ¿cómo pueden las bacterias, estos organismos primitivos,
03:59
How can bacteria, these primitive organisms,
80
239278
2714
diferenciar entre el momento en el que estaban solas,
04:02
tell the difference from times when they're alone
81
242016
2328
y el momento en el que estaban en una comunidad,
04:04
and times when they're in a community,
82
244368
1891
y luego hacer algo todas juntas?
04:06
and then all do something together?
83
246283
2127
Lo que hemos averiguado es que la forma en que lo hacen es hablando entre sí,
04:09
And what we figured out is that the way they do that is they talk to each other,
84
249024
4101
y hablan con un idioma químico.
04:13
and they talk with a chemical language.
85
253149
2170
Se supone que esto es mi celula bacteriana.
04:15
So this is now supposed to be my bacterial cell.
86
255343
2713
Cuando está sola no genera ningún tipo de luz.
04:18
When it's alone, it doesn't make any light.
87
258080
2498
04:20
But what it does do is to make and secrete small molecules
88
260602
3754
Pero, lo que sí hace es crear y secretar moléculas pequeñas
04:24
that you can think of like hormones,
89
264380
1878
en las que se puede pensar como si fueran hormonas,
04:26
and these are the red triangles.
90
266282
1699
y estos son los triángulos de color rojo, y cuando la bacteria esta sola
04:28
And when the bacteria are alone, the molecules just float away,
91
268005
3601
las moléculas flotan y no hay luz.
04:31
and so, no light.
92
271630
1320
04:32
But when the bacteria grow and double
93
272974
1942
Pero cuando las bacterias crecen y se duplican
04:34
and they're all participating in making these molecules,
94
274940
3337
y todos están participando en la generación de estas moléculas,
la molécula -- la porción extracelular de esa molécula
04:38
the molecule, the extracellular amount of that molecule,
95
278301
3484
04:41
increases in proportion to cell number.
96
281809
2827
aumenta en proporción al número de células.
04:44
And when the molecule hits a certain amount
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284660
2285
Y cuando la molécula llega a una cierta cantidad
04:46
that tells the bacteria how many neighbors there are,
98
286969
2540
que le dice a las bacterias cuántas vecinas hay,
04:49
they recognize that molecule
99
289533
1494
ellas reconocen esa molécula
04:51
and all of the bacteria turn on light in synchrony.
100
291051
3607
y todas las bacterias generan luz en sincronía.
04:54
And so that's how bioluminescence works --
101
294682
2284
Así es como funciona la bioluminiscencia --
04:56
they're talking with these chemical words.
102
296990
2146
ellas están hablando con estas palabras químicas.
La razón por la que Vibrio fischeri está haciendo esto proviene de la biología.
04:59
The reason Vibrio fischeri is doing that comes from the biology --
103
299160
3470
05:02
again, another plug for the animals in the ocean.
104
302654
3402
De nuevo, otro reconocimiento para los animales en el océano,
Vibrio fischeri vive en este calamar.
05:06
Vibrio fischeri lives in this squid.
105
306080
2276
05:08
What you're looking at is the Hawaiian bobtail squid.
106
308380
2676
Lo que están viendo es el calamar hawaiano de rabo corto,
y está girado de espaldas,
05:11
It's been turned on its back,
107
311080
1644
05:12
and what I hope you can see are these two glowing lobes.
108
312748
3199
y lo que espero que puedan ver son estos dos lóbulos brillantes
05:15
These house the Vibrio fischeri cells.
109
315971
2269
que son la casa de estas células de Vibrio fischeri,
05:18
They live in there, at high cell number.
110
318264
2004
viven allí, un gran número de células
05:20
That molecule is there, and they're making light.
111
320292
2963
la molécula está allí, y están generando luz.
La razón por la que el calamar está dispuesto a aguantar a estos pequeños vándalos
05:23
And the reason the squid is willing to put up with these shenanigans
112
323279
3261
es porque quiere esa luz.
05:26
is because it wants that light.
113
326564
1490
La forma en que funciona esta simbiosis
05:28
The way that this symbiosis works
114
328078
1978
es que este pequeño calamar vive justo en frente de la costa de Hawaii,
05:30
is that this little squid lives just off the coast of Hawaii,
115
330080
3399
05:33
just in sort of shallow knee-deep water.
116
333503
2327
en aguas poco profundas.
05:35
And the squid is nocturnal,
117
335854
1527
El calamar es nocturno, por lo que durante el día
05:37
so during the day, it buries itself in the sand and sleeps.
118
337405
3651
se entierra en la arena y duerme,
pero luego por la noche tiene que salir a cazar.
05:41
But then at night, it has to come out to hunt.
119
341080
2317
05:43
So on bright nights
120
343421
1244
En noches brillantes cuando hay mucha luz de la luna o de las estrellas
05:44
when there's lots of starlight or moonlight,
121
344689
2103
esa luz puede penetrar la profundidad del agua
05:46
that light can penetrate the depth of the water the squid lives in,
122
346816
3197
en la que el calamar vive, dado que son apenas un par de pies de agua.
05:50
since it's just in those couple feet of water.
123
350037
2144
Lo que el calamar ha desarrollado es un obturador
05:52
What the squid has developed is a shutter that can open and close
124
352205
3728
que puede abrir y cerrar sobre este órgano especializado de luz que sirve de vivienda a las bacterias.
05:55
over the specialized light organ housing the bacteria.
125
355957
3099
Entonces tiene detectores en la espalda
05:59
And then it has detectors on its back
126
359080
1976
por lo que puede percibir la cantidad de luz de las estrellas o de la luna que golpea su espalda.
06:01
so it can sense how much starlight or moonlight is hitting its back.
127
361080
3494
06:04
And it opens and closes the shutter
128
364598
1813
Así que abre y cierra el obturador
06:06
so the amount of light coming out of the bottom,
129
366435
2267
de modo que la cantidad de luz que sale de la parte inferior --
06:08
which is made by the bacterium,
130
368726
1523
la cual es producida por la bacteria --
06:10
exactly matches how much light hits the squid's back,
131
370273
2668
coincide exactamente con la cantidad de luz que choca con la espalda del calamar,
06:12
so the squid doesn't make a shadow.
132
372965
1958
de modo que el calamar no tiene una sombra.
06:14
So it actually uses the light from the bacteria
133
374947
2544
De hecho, utiliza la luz de las bacterias
06:17
to counter-illuminate itself in an antipredation device,
134
377515
3521
para contra-iluminarse a sí mismo en un dispositivo de lucha contra los depredadores
de forma que estos no pueden ver su sombra,
06:21
so predators can't see its shadow,
135
381060
1996
calcular su trayectoria, y comérselo.
06:23
calculate its trajectory and eat it.
136
383080
1976
Es como el bombardero Stealth del océano.
06:25
So this is like the stealth bomber of the ocean.
137
385080
2602
06:27
(Laughter)
138
387706
1174
(Risas)
06:28
But then if you think about it, this squid has this terrible problem,
139
388904
3257
Pero, entonces, si lo piensas, el calamar tiene un terrible problema
porque tiene este cultivo espeso y moribundo de bacterias
06:32
because it's got this dying, thick culture of bacteria,
140
392185
2713
06:34
and it can't sustain that.
141
394922
1455
y no puede mantener eso.
06:36
And so what happens is, every morning when the sun comes up,
142
396401
2895
Así que lo que ocurre es que cada mañana cuando sale el sol
el calamar vuelve a dormir, se entierra en la arena,
06:39
the squid goes back to sleep, it buries itself in the sand,
143
399320
2836
y tiene una bomba que está ligada a su ritmo circadiano,
06:42
and it's got a pump that's attached to its circadian rhythm.
144
402180
2830
y cuando sale el sol, bombea alrededor del 95 por ciento de las bacterias.
06:45
And when the sun comes up, it pumps out, like, 95 percent of the bacteria.
145
405034
4591
06:49
So now the bacteria are dilute,
146
409649
1652
Ahora que las bacterias están diluidas, la pequeña molécula de la hormona se ha ido,
06:51
that little hormone molecule is gone, so they're not making light.
147
411325
3152
así que no están generando luz --
06:54
But, of course, the squid doesn't care, it's asleep in the sand.
148
414501
3033
pero, por supuesto, al calamar no le importa, está dormido en la arena.
Y a medida que pasa el día las bacterias se duplican,
06:57
And as the day goes by, the bacteria double,
149
417558
2054
liberan la molécula y, a continuación, la luz se enciende
06:59
they release the molecule, and then light comes on at night,
150
419636
2825
por la noche, exactamente cuando el calamar quiere.
07:02
exactly when the squid wants it.
151
422485
2109
07:04
So first, we figured out how this bacterium does this,
152
424618
3347
Primero descubrimos cómo hacían las bacterias esto,
07:07
but then we brought the tools of molecular biology to this
153
427989
2746
pero luego trajimos las herramientas de la biología molecular al asunto
07:10
to figure out, really, what's the mechanism.
154
430759
2152
para saber realmente cuál es el mecanismo.
07:12
And what we found -- so this is now supposed to be my bacterial cell --
155
432935
4024
Y lo que hemos encontrado -- así que aquí está, de nuevo, lo que se supone que es mi celula bacteriana --
07:16
is that Vibrio fischeri has a protein.
156
436983
1921
es que Vibrio fischeri tiene una proteína --
07:18
That's the red box --
157
438928
1189
esa es la caja roja -- es una enzima que crea esa
07:20
it's an enzyme that makes that little hormone molecule,
158
440141
2974
pequeña molécula de hormona -- el triángulo rojo.
07:23
the red triangle.
159
443139
1167
07:24
And then as the cells grow,
160
444330
1310
Y luego, a medida que las células crecen, todas están liberando esa molécula
07:25
they're all releasing that molecule into the environment,
161
445664
2706
en el medio ambiente, por lo que existe gran cantidad de moléculas allí.
07:28
so there's lots of molecule there.
162
448394
1662
Y las bacterias también tienen un receptor en su superficie celular
07:30
And the bacteria also have a receptor on their cell surface
163
450080
3881
07:33
that fits like a lock and key with that molecule.
164
453985
2529
que se adapta con la molécula como una llave y una cerradura.
07:36
These are just like the receptors on the surfaces of your cells.
165
456538
3590
Estos son como los receptores en la superficie de sus células.
Cuando la molécula se incrementa hasta una cierta cantidad --
07:40
So when the molecule increases to a certain amount,
166
460152
2423
07:42
which says something about the number of cells,
167
462599
2247
lo que dice algo sobre el número de células --
07:44
it locks down into that receptor
168
464870
1749
se encaja en ese receptor
07:46
and information comes into the cells
169
466643
2377
y la información entra en las células
que les dice que enciendan
07:49
that tells the cells to turn on this collective behavior of making light.
170
469044
4859
este comportamiento colectivo de generar luz.
07:53
Why this is interesting is because in the past decade,
171
473927
2696
Esto es interesante porque en la última década
07:56
we have found that this is not just some anomaly
172
476647
2243
hemos descubierto que no se trata sólo de una anomalía
07:58
of this ridiculous, glow-in-the-dark bacterium that lives in the ocean --
173
478914
3467
de este ridícula bacteria brilla-en-la-oscuridad que vive en el océano --
todas las bacterias tienen sistemas como este.
08:02
all bacteria have systems like this.
174
482405
1857
08:04
So now what we understand is that all bacteria can talk to each other.
175
484286
3633
Así que ahora lo que entendemos es que todas las bacterias pueden hablar entre sí.
08:07
They make chemical words, they recognize those words,
176
487943
2802
Ellas fabrican palabras químicas, reconocen esas palabras
08:10
and they turn on group behaviors
177
490769
2006
y activan comportamientos de grupo
08:12
that are only successful when all of the cells participate in unison.
178
492799
4598
que sólo son exitosos cuando todas las células participan al unísono.
08:17
So now we have a fancy name for this: we call it "quorum sensing."
179
497421
3412
Tenemos un nombre elegante para esto, lo llamamos detección de quórum.
08:20
They vote with these chemical votes,
180
500857
2016
Votan con estos votos químicos,
08:22
the vote gets counted, and then everybody responds to the vote.
181
502897
3944
los votos son contados, y luego todo el mundo responde a la votación.
08:26
What's important for today's talk is we know there are hundreds of behaviors
182
506865
3836
Lo qué es importante para la charla de hoy
es que sabemos que hay cientos de comportamientos
08:30
that bacteria carry out in these collective fashions.
183
510725
2928
que las bacterias llevan a cabo en este estilo colectivo.
08:33
But the one that's probably the most important to you is virulence.
184
513677
3503
Pero, el que es probablemente más importante para ustedes es la virulencia.
No es que un par de bacterias entren en usted
08:37
It's not like a couple bacteria get in you and start secreting some toxins --
185
517204
4247
y empiezan a secretar toxinas --
08:41
you're enormous; that would have no effect on you, you're huge.
186
521475
3732
usted es enorme, eso no tendría ningún efecto en usted.
Lo que hacen, ahora sabemos,
08:45
But what they do, we now understand,
187
525231
2139
08:47
is they get in you, they wait, they start growing,
188
527394
2962
es entrar en usted, esperar, comenzar a crecer,
08:50
they count themselves with these little molecules,
189
530380
2372
contarse a sí mismas con estas pequeñas moléculas,
08:52
and they recognize when they have the right cell number
190
532776
2635
y reconocer cuando han llegado al número correcto de células,
de forma que si todas las bacterias lanzan juntas su ataque virulento,
08:55
that if all of the bacteria launch their virulence attack together,
191
535435
3221
08:58
they're going to be successful at overcoming an enormous host.
192
538680
3676
tengan éxito en vencer a un anfitrión enorme.
09:02
So bacteria always control pathogenicity with quorum sensing.
193
542380
4836
Las bacterias siempre controlan su patogenicidad con detección de quórum.
Así es como funciona.
09:07
So that's how it works.
194
547732
1324
También exploramos, entonces, lo que son estas moléculas --
09:09
We also then went to look at what are these molecules.
195
549080
2649
09:11
These were the red triangles on my slides before.
196
551753
2584
estos eran los triángulos rojos en mis diapositivas de antes.
09:14
This is the Vibrio fischeri molecule.
197
554361
2292
Esta es la molécula de Vibrio fischeri.
09:16
This is the word that it talks with.
198
556677
1758
Esta es la palabra con la que hablan.
09:18
And then we started to look at other bacteria,
199
558459
2148
Entonces, empezamos a observar otras bacterias
09:20
and these are just a smattering of the molecules that we've discovered.
200
560631
3406
y esta es sólo una muestra de las moléculas que hemos descubierto.
Lo que yo espero que puedan ver
09:24
What I hope you can see is that the molecules are related.
201
564061
3240
es que las moléculas están relacionadas.
09:27
The left-hand part of the molecule is identical
202
567325
2444
La parte izquierda de la molécula es idéntica
09:29
in every single species of bacteria.
203
569793
2603
en cada una de las especies de bacterias.
09:32
But the right-hand part of the molecule is a little bit different
204
572420
3086
Pero la parte derecha de la molécula es un poco diferente en cada especie.
09:35
in every single species.
205
575530
1486
Lo que esto hace es dar
09:37
What that does is to confer exquisite species specificities to these languages.
206
577040
5499
exquisitas características por especie a estos idiomas.
09:42
So each molecule fits into its partner receptor
207
582563
3242
Cada molécula encaja en los receptores de su socio y no otro.
09:45
and no other.
208
585829
1157
Así que estas son conversaciones privadas, secretas.
09:47
So these are private, secret conversations.
209
587010
2858
09:49
These conversations are for intraspecies communication.
210
589892
3815
Estas conversaciones son para comunicación entre miembros de la misma especie.
09:53
Each bacteria uses a particular molecule that's its language
211
593731
4192
Cada bacteria utiliza una molécula particular que es su idioma,
09:57
that allows it to count its own siblings.
212
597947
3210
que le permite contar a sus propios hermanos.
Una vez que llegamos tan lejos, pensamos
10:02
Once we got that far,
213
602189
1220
10:03
we thought we were starting to understand that bacteria have these social behaviors.
214
603433
3972
que estábamos empezando a comprender que estas bacterias tienen conductas sociales.
Pero en lo que realmente estábamos pensando es que la mayor parte del tiempo
10:07
But what we were really thinking about is that most of the time,
215
607429
3055
las bacterias no viven por sí mismas, viven en increíbles mezclas,
10:10
bacteria don't live by themselves, they live in incredible mixtures,
216
610508
3251
con cientos o miles de otras especies de bacterias.
10:13
with hundreds or thousands of other species of bacteria.
217
613783
2805
10:16
And that's depicted on this slide.
218
616612
1709
Y eso está representado en esta diapositiva. Esta es su piel.
10:18
This is your skin.
219
618345
1156
10:19
So this is just a picture -- a micrograph of your skin.
220
619525
3018
Esta es sólo una imagen - una micrografía de su piel.
10:22
Anywhere on your body, it looks pretty much like this.
221
622567
2564
Cualquier parte de su cuerpo, se ve muy parecida a esta,
y lo que espero que pueda ver que hay todo tipo de bacterias allí.
10:25
What I hope you can see
222
625155
1242
10:26
is that there's all kinds of bacteria there.
223
626421
2115
10:28
And so we started to think, if this really is about communication in bacteria,
224
628560
4127
Así empezamos a pensar si esto es realmente acerca de la comunicación en las bacterias,
10:32
and it's about counting your neighbors,
225
632711
1920
y si se trata de contar a sus vecinos,
10:34
it's not enough to be able to only talk within your species.
226
634655
3618
no es suficiente ser capaz de hablar sólo con su propia especie.
Tiene que haber una manera de hacer un censo
10:38
There has to be a way to take a census
227
638297
2204
del resto de las bacterias en la población.
10:40
of the rest of the bacteria in the population.
228
640525
2456
Así que regresamos a la biología molecular
10:43
So we went back to molecular biology
229
643005
2051
y empezamos a estudiar diferentes bacterias,
10:45
and started studying different bacteria.
230
645080
1949
y lo que hemos encontrado ahora es que
10:47
And what we've found now is that, in fact, bacteria are multilingual.
231
647053
4003
de hecho, las bacterias son multilingües.
Todas tienen un sistema específico por especie --
10:51
They all have a species-specific system,
232
651080
2976
tienen una molécula que dice "yo".
10:54
they have a molecule that says "me."
233
654080
1822
10:55
But then running in parallel to that is a second system
234
655926
2770
Pero entonces, corriendo en paralelo a ese, hay un segundo sistema
10:58
that we've discovered, that's generic.
235
658720
2071
que hemos descubierto, que es genérico.
11:00
So they have a second enzyme that makes a second signal,
236
660815
3061
Tienen una segunda enzima que crea una segunda señal
11:03
and it has its own receptor,
237
663900
1679
y que tiene su propio receptor,
11:05
and this molecule is the trade language of bacteria.
238
665603
3453
y esta molécula es el idioma comercial de las bacterias.
Es utilizada por todas las diferentes bacterias
11:09
It's used by all different bacteria,
239
669080
1976
y es la lengua de comunicación entre especies.
11:11
and it's the language of interspecies communication.
240
671080
3443
11:14
What happens is that bacteria are able to count
241
674547
3509
Lo que pasa es que las bacterias son capaces de contar
cuántos de mí y cuántos de ustedes.
11:18
how many of "me" and how many of "you."
242
678080
2098
11:20
And they take that information inside,
243
680202
2068
Ellas llevan esa información dentro de sí
11:22
and they decide what tasks to carry out
244
682294
2762
y deciden qué tareas llevar a cabo
dependiendo de quiénes son la minoría y quiénes son la mayoría
11:25
depending on who's in the minority and who's in the majority
245
685080
3019
11:28
of any given population.
246
688123
1944
de cualquier población.
11:30
Then, again, we turned to chemistry,
247
690853
2105
Luego, una vez más nos dirigimos a la química,
11:32
and we figured out what this generic molecule is --
248
692982
2479
y descubrimos qué es esta molécula genérica --
11:35
that was the pink ovals on my last slide, this is it.
249
695485
3152
eso eran los óvalos rosados en mi última diapositiva.
11:38
It's a very small, five-carbon molecule.
250
698661
2728
Es una pequeña molécula de carbono cinco.
Lo importante es que aprendimos
11:41
And what the important thing is that we learned
251
701413
2260
11:43
is that every bacterium has exactly the same enzyme
252
703697
2809
que cada bacteria tiene exactamente la misma enzima
11:46
and makes exactly the same molecule.
253
706530
2187
y fabrica exactamente la misma molécula.
11:48
So they're all using this molecule for interspecies communication.
254
708741
3790
Así que todas están utilizando esta molécula
para la comunicación entre especies.
11:52
This is the bacterial Esperanto.
255
712555
2680
Este es el Esperanto bacterial.
11:55
(Laughter)
256
715259
1423
(Risas)
11:56
So once we got that far,
257
716706
1384
Una vez que llegamos allí, empezamos a aprender
11:58
we started to learn that bacteria can talk to each other
258
718114
2634
que las bacterias pueden hablar entre sí con este idioma químico.
12:00
with this chemical language.
259
720772
1350
Pero lo que empezamos a pensar es que tal vez hay algo
12:02
But we started to think
260
722146
1150
12:03
that maybe there is something practical that we can do here as well.
261
723320
3354
práctico que podemos hacer aquí también.
Les he dicho que todas las bacterias tienen estos comportamientos sociales,
12:06
I've told you that bacteria have all these social behaviors,
262
726698
2857
se comunican con estas moléculas.
12:09
that they communicate with these molecules.
263
729579
2062
12:11
Of course, I've also told you that one of the important things they do
264
731665
3331
Por supuesto, también he dicho que una de las cosas importantes que hacen
es iniciar patogenicidad utilizando detección de quórum.
12:15
is to initiate pathogenicity using quorum sensing.
265
735020
3036
Pensamos, ¿qué pasaría si hacemos que estas bacterias
12:18
So we thought:
266
738080
1153
12:19
What if we made these bacteria so they can't talk or they can't hear?
267
739257
3728
no puedan hablar o no puedan escuchar?
No podrían estos ser nuevos tipos de antibióticos?
12:23
Couldn't these be new kinds of antibiotics?
268
743009
2649
12:25
And of course, you've just heard and you already know
269
745682
2477
Por supuesto, usted ha escuchado y ya sabe
que nos estamos quedando sin antibióticos.
12:28
that we're running out of antibiotics.
270
748183
1849
Las bacterias son increíblemente resistente a múltiples drogas en este momento,
12:30
Bacteria are incredibly multi-drug-resistant right now,
271
750056
2708
12:32
and that's because all of the antibiotics that we use kill bacteria.
272
752788
3977
y eso es debido a todos los antibióticos que utilizamos para matar bacterias,
12:36
They either pop the bacterial membrane,
273
756789
2110
los que, o bien rompen la membrana bacterial,
12:38
they make the bacterium so it can't replicate its DNA.
274
758923
2903
o hacen que la bacteria no pueda replicar su ADN.
12:41
We kill bacteria with traditional antibiotics,
275
761850
2394
Matamos bacterias con antibióticos tradicionales
12:44
and that selects for resistant mutants.
276
764268
2526
y eso selecciona a los mutantes resistentes.
12:46
And so now, of course, we have this global problem
277
766818
2749
Y, por supuesto, ahora tenemos este problema mundial
12:49
in infectious diseases.
278
769591
1658
en las enfermedades infecciosas.
12:51
So we thought, what if we could sort of do behavior modifications,
279
771273
3372
Pensamos, qué tal si hiciéramos algo como modificaciones de comportamiento,
12:54
just make these bacteria so they can't talk, they can't count,
280
774669
3388
hacer que estas bacterias no puedan hablar, no puedan contar,
y no sepan generar virulencia.
12:58
and they don't know to launch virulence?
281
778081
2401
13:00
So that's exactly what we've done,
282
780506
1681
Y eso es exactamente lo que hemos hecho y hemos usado dos estrategias.
13:02
and we've sort of taken two strategies.
283
782211
1908
La primera es que hemos tomado como objetivo
13:04
The first one is, we've targeted the intraspecies communication system.
284
784143
4189
el sistema de comunicación entre miembros de cada especie.
13:08
So we made molecules that look kind of like the real molecules, which you saw,
285
788356
4225
Y hemos hecho moléculas que se ven como las moléculas reales --
que ustedes vieron -- pero son un poco diferentes.
13:12
but they're a little bit different.
286
792605
1710
Y así, las moléculas se ajustan a estos receptores,
13:14
And so they lock into those receptors,
287
794339
1855
y bloquean el reconocimiento de la molécula real.
13:16
and they jam recognition of the real thing.
288
796218
2746
13:18
So by targeting the red system,
289
798988
1929
Apuntándole al sistema de color rojo,
13:20
what we are able to do is make species-specific, or disease-specific,
290
800941
4946
lo que podemos hacer es hacer
moléculas anti-detección de quórum para una especie específica, o para una enfermedad específica.
13:25
anti-quorum-sensing molecules.
291
805911
1835
13:27
We've also done the same thing with the pink system.
292
807770
2589
Hemos hecho lo mismo con el sistema rosado.
13:30
We've taken that universal molecule and turned it around a little bit
293
810383
3430
Hemos tomado esa molécula universal y la modificamos un poco
13:33
so that we've made antagonists of the interspecies communication system.
294
813837
4219
así que hemos hecho antagonistas
del sistema de comunicación entre especies.
La esperanza es que estos se utilizarán como antibióticos de amplio espectro
13:38
The hope is that these will be used as broad-spectrum antibiotics
295
818080
4227
13:42
that work against all bacteria.
296
822331
1966
que funcionan contra todas las bacterias.
13:44
And so to finish, I'll show you the strategy.
297
824321
2760
Para terminar voy a mostrarles la estrategia.
13:47
In this one, I'm just using the interspecies molecule,
298
827105
2662
En esta estoy usando la molécula intra-especie,
13:49
but the logic is exactly the same.
299
829791
2119
pero la lógica es exactamente la misma.
13:51
So what you know is that when that bacterium gets into the animal --
300
831934
3253
Lo que sabemos es que cuando la bacteria entra en el animal,
en este caso un ratón,
13:55
in this case, a mouse --
301
835211
1169
13:56
it doesn't initiate virulence right away.
302
836404
2395
no inicia la virulencia de inmediato.
13:58
It gets in, it starts growing,
303
838823
1715
Entra, empieza a crecer, comienza a secretar
14:00
it starts secreting its quorum-sensing molecules.
304
840562
2846
sus moléculas de detección de quórum,
14:03
It recognizes when it has enough bacteria
305
843432
2374
reconoce cuando tiene suficientes bacterias
14:05
that now they're going to launch their attack,
306
845830
2164
que ahora van a lanzar su ataque,
y el animal muere.
14:08
and the animal dies.
307
848018
1303
14:09
And so what we've been able to do is to give these virulent infections,
308
849345
3543
Lo que hemos sido capaces de hacer es generar estas infecciones virulentas,
14:12
but we give them in conjunction with our anti-quorum-sensing molecules.
309
852912
3843
pero las generamos en conjunto con nuestras moléculas anti-detección de quórum --
14:16
So these are molecules that look kind of like the real thing,
310
856779
2858
así que estas son moléculas que se parecen a las reales,
pero son un poco diferentes, lo que he representado en esta diapositiva.
14:19
but they're a little different, which I've depicted on this slide.
311
859661
3113
Lo que ahora sabemos es que si tratamos a los animales
14:22
What we now know is that if we treat the animal with a pathogenic bacterium --
312
862798
3725
con una bacteria patógena -- una bacteria patógena resistente a múltiples drogas --
14:26
a multi-drug-resistant pathogenic bacterium --
313
866547
2277
14:28
in the same time we give our anti-quorum-sensing molecule,
314
868848
4024
al mismo tiempo que administramos nuestra molécula anti-detección de quórum,
14:32
in fact, the animal lives.
315
872896
1879
de hecho, el animal vive.
14:34
And so we think that this is the next generation of antibiotics,
316
874799
3228
Pensamos que esta es la próxima generación de antibióticos
14:38
and it's going to get us around, at least initially,
317
878051
2489
y nos va a permitir superar, al menos inicialmente,
14:40
this big problem of resistance.
318
880564
2174
este gran problema de la resistencia.
14:42
What I hope you think is that bacteria can talk to each other,
319
882762
3233
Lo que espero que piensen, es que las bacterias pueden hablar entre sí,
que utilizan productos químicos como sus palabras,
14:46
they use chemicals as their words,
320
886019
2150
14:48
they have an incredibly complicated chemical lexicon
321
888193
3086
que tienen un léxico químico increíblemente complicado,
14:51
that we're just now starting to learn about.
322
891303
2733
que sólo ahora estamos empezando a conocer.
Por supuesto, lo que eso permite a las bacterias
14:54
Of course, what that allows bacteria to do is to be multicellular.
323
894060
4828
es ser multicelulares.
14:58
So in the spirit of TED,
324
898912
1805
Así, en el espíritu de TED ellas están haciendo cosas juntas
15:00
they're doing things together because it makes a difference.
325
900741
3876
porque eso marca diferencia.
Lo que pasa es que estas bacterias tienen comportamientos colectivos
15:04
What happens is that bacteria have these collective behaviors,
326
904641
3282
15:07
and they can carry out tasks
327
907947
1789
y pueden llevar a cabo tareas
15:09
that they could never accomplish if they simply acted as individuals.
328
909760
4160
que nunca podrían lograr
si simplemente actuaran como individuos.
15:13
What I would hope that I could further argue to you
329
913944
3201
Lo que me gustaría poder argumentar adicionalmente
es que esta es la invención de la multicelularidad.
15:17
is that this is the invention of multicellularity.
330
917169
2600
15:19
Bacteria have been on the earth for billions of years;
331
919793
3600
Las bacterias han estado en la Tierra por miles de millones de años.
15:23
humans, couple hundred thousand.
332
923417
2043
Los seres humanos - un par de cientos de miles.
15:25
So we think bacteria made the rules for how multicellular organization works.
333
925484
5509
Creemos que las bacterias hicieron las reglas
con las cuales funciona la organización multicelular.
Creemos que, mediante el estudio de las bacterias,
15:31
And we think by studying bacteria,
334
931017
2393
15:33
we're going to be able to have insight about multicellularity in the human body.
335
933434
4117
vamos a ser capaces de tener conocimiento sobre la multicelularidad en el cuerpo humano.
15:37
So we know that the principles and the rules,
336
937575
2148
Sabemos que, si podemos comprender los principios y las normas
15:39
if we can figure them out in these sort of primitive organisms,
337
939747
3022
en este tipo de organismos primitivos,
la esperanza es que serán aplicados
15:42
the hope is that they will be applied
338
942793
1792
a otras enfermedades y comportamientos humanos también.
15:44
to other human diseases and human behaviors as well.
339
944609
2804
Espero que lo que han aprendido
15:48
I hope that what you've learned
340
948245
1526
15:49
is that bacteria can distinguish self from other.
341
949795
2347
es que las bacterias pueden distinguirse entre sí.
15:52
So by using these two molecules,
342
952166
1530
Mediante el uso de estas dos moléculas ellas pueden decir "yo" y pueden decir "tú".
15:53
they can say "me" and they can say "you."
343
953720
2259
Una vez más, por supuesto, que es lo que nosotros hacemos,
15:56
And again, of course, that's what we do,
344
956003
1977
tanto en forma molecular,
15:58
both in a molecular way, and also in an outward way,
345
958004
3462
como también de manera externa,
16:01
but I think about the molecular stuff.
346
961490
1929
pero yo pienso en el material molecular.
16:03
This is exactly what happens in your body.
347
963443
2018
Esto es exactamente lo que sucede en su cuerpo.
16:05
It's not like your heart cells and kidney cells get all mixed up every day,
348
965485
3595
No es como si sus células cardiacas y renales estuvieran mezcladas todos los días,
y eso es porque está toda esta química ocurriendo,
16:09
and that's because there's all of this chemistry going on,
349
969104
2751
16:11
these molecules that say who each of these groups of cells is
350
971879
3177
estas moléculas que dicen quién es cada uno de estos grupos de células,
y qué tareas deben realizar.
16:15
and what their tasks should be.
351
975080
1874
16:16
So again, we think bacteria invented that,
352
976978
3078
De nuevo, creemos que las bacterias inventaron eso,
y usted ha evolucionado unas cuantas cosas adicionales,
16:20
and you've just evolved a few more bells and whistles,
353
980080
2535
16:22
but all of the ideas are in these simple systems that we can study.
354
982639
4321
pero todas las ideas están en estos sistemas simples que podemos estudiar.
16:26
And the final thing is, just to reiterate that there's this practical part,
355
986984
3700
La última cosa es, sólo para reiterar que existe una parte práctica,
16:30
and so we've made these anti-quorum-sensing molecules
356
990708
3038
que hemos hecho estas moléculas anti-detección de quórum
16:33
that are being developed as new kinds of therapeutics.
357
993770
2586
que se están desarrollando como nuevos tipos de terapias.
16:36
But then, to finish with a plug for all the good and miraculous bacteria
358
996380
3470
Pero entonces, para terminar con un reconocimento para todas las bacterias buenas y milagrosas
16:39
that live on the earth,
359
999874
1524
que viven en la Tierra,
16:41
we've also made pro-quorum-sensing molecules.
360
1001422
2539
también hemos hecho moléculas que facilitan la detección de quórum.
16:43
So we've targeted those systems to make the molecules work better.
361
1003985
3231
Hemos trabajado en esos sistemas para hacer que las moléculas funcionen mejor.
Recuerde que usted tiene 10 veces o más células bacterianas
16:47
So remember, you have these 10 times or more bacterial cells
362
1007240
3505
16:50
in you or on you, keeping you healthy.
363
1010769
2048
en usted o dentro de usted, menteniéndolo saludable.
16:52
What we're also trying to do is to beef up the conversation
364
1012841
3303
Lo que también estamos tratando de hacer es de mejorar la conversación
de las bacterias que viven con usted como mutualistas,
16:56
of the bacteria that live as mutualists with you,
365
1016168
2736
16:58
in the hopes of making you more healthy,
366
1018928
2048
con la esperanza de hacerlo más saludable,
mejorando estas conversaciones,
17:01
making those conversations better,
367
1021000
1741
17:02
so bacteria can do things that we want them to do
368
1022765
2885
a fin de que las bacterias puedan hacer las cosas que queremos que hagan
17:05
better than they would be on their own.
369
1025674
2775
mejor de lo que lo harían por su propia cuenta.
17:08
Finally, I wanted to show you --
370
1028897
2071
Por último, quería mostrarles
17:10
this is my gang at Princeton, New Jersey.
371
1030992
2184
este es mi equipo en Princeton, Nueva Jersey.
Todo lo que les he dicho fue descubierto por alguien en esa foto.
17:13
Everything I told you about was discovered by someone in that picture.
372
1033200
3841
Espero que cuando aprendan cosas,
17:17
And I hope when you learn things, like about how the natural world works --
373
1037065
3544
acerca de cómo funciona el mundo natural --
17:20
I just want to say that whenever you read something in the newspaper
374
1040633
3211
Sólo quiero decir que siempre que ustedes leen algo en el periódico
17:23
or you hear some talk about something ridiculous in the natural world,
375
1043868
3370
o escuchan hablar de algo ridículo en el mundo natural,
fue realizado por un niño.
17:27
it was done by a child.
376
1047262
1499
17:28
So science is done by that demographic.
377
1048785
2314
La ciencia es hecha por ese grupo demográfico.
Todas estas personas tienen entre 20 y 30 años,
17:31
All of those people are between 20 and 30 years old,
378
1051123
3373
17:34
and they are the engine that drives scientific discovery in this country.
379
1054520
4537
y son el motor que impulsa los descubrimientos científicos en este país.
Es una suerte trabajar con este grupo demográfico.
17:39
And it's a really lucky demographic to work with.
380
1059081
2355
17:41
(Applause)
381
1061460
1002
Yo sigo haciéndome más y más vieja y ellos tienen siempre la misma edad
17:42
I keep getting older and older, and they're always the same age.
382
1062486
3002
y es simplemente un trabajo loco y encantador.
17:45
And it's just a crazy, delightful job.
383
1065512
2170
17:47
And I want to thank you for inviting me here,
384
1067706
2195
Quiero darles las gracias por haberme invitado aquí,
17:49
it's a big treat for me to get to come to this conference.
385
1069925
3019
es un gran placer para mí haber venido a esta conferencia.
17:52
(Applause)
386
1072968
2260
(Aplausos)
17:57
Thanks.
387
1077724
1198
Gracias.
17:58
(Applause)
388
1078946
2900
(Aplausos)
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