How we're harnessing nature's hidden superpowers | Oded Shoseyov

Traductor: Lidia Cámara de la Fuente Revisor: Ciro Gomez

Two hundred years of modern science.

Doscientos años de ciencia moderna.

We have to admit

Tenemos que admitir

that our performance is not great.

que nuestro rendimiento no es grandioso.

The machines we build continue to suffer from mechanical failures.

Las máquinas que construimos continúan teniendo fallos mecánicos.

The houses we build do not survive severe earthquakes.

Las casas que construimos no sobreviven terremotos severos.

But we shouldn't be so critical of our scientists for a simple reason:

Pero no hay que ser tan crítico con nuestros científicos por una simple razón:

they didn't have much time.

ellos han tenido mucho tiempo.

Two hundred years is not a lot of time,

Doscientos años no es mucho tiempo,

while nature had three billion years

mientras que la naturaleza tuvo 3000 millones de años

to perfect some of the most amazing materials,

para perfeccionar algunos de los materiales más sorprendentes,

that we wish we had in our possession.

que nos gustaría tener en nuestro poder.

Remember, these materials carry a quality assurance

Recuerden, estos materiales tienen una garantía de calidad

of three billion years.

de 3000 millones de años.

Take, for example, sequoia trees.

Tomemos, por ejemplo, las secuoyas.

They carry hundreds of tons for hundreds of years

Cargan cientos de toneladas durante cientos de años

in cold weather, in warm climates,

en clima frío, en climas cálidos,

UV light.

con luz ultravioleta.

Yet, if you look at the structure by high-resolution electron microscopy,

Sin embargo, si nos fijamos en la estructura

mediante microscopía electrónica de alta resolución,

and you ask yourself, what is it made of,

uno se pregunta, de qué está hecha,

surprisingly, it's made of sugar.

sorprendentemente, está hecha de azúcar.

Well, not exactly as we drink in our tea.

Bueno, no exactamente como el que tomamos en nuestro té.

It's actually a nanofiber called nanocrystalline cellulose.

En realidad es una nanofibra llamada nanofibra de celulosa nanocristalina.

And this nanocrystalline cellulose is so strong, on a weight basis,

Y esta celulosa nanocristalina es muy fuerte, en función del peso,

it's about 10 times stronger than steel.

alrededor de 10 veces más fuerte que el acero.

Yet it's made of sugar.

Sin embargo, está hecha de azúcar.

So scientists all over the world believe that nanocellulose

Así que los científicos de todo el mundo creen que la nanocelulosa

is going to be one of the most important materials for the entire industry.

será uno de los materiales más importantes para toda la industria.

But here's the problem:

Pero aquí está el problema:

say you want to buy a half a ton of nanocellulose

digamos que quieren comprar media tonelada de nanocelulosa

to build a boat or an airplane.

para construir un barco o un avión.

Well, you can Google, you can eBay, you can even Alibaba.

Uds. pueden buscar en Google, en eBay, incluso en Alibaba.

You won't find it.

No la encontrarán.

Of course, you're going to find thousands of scientific papers --

Por supuesto, encontrarán miles de artículos científicos,

great papers, where scientists are going to say this is a great material,

grandes trabajos, donde científicos dicen que es un gran material,

there are lots of things we can do with it.

hay muchas cosas que podemos hacer con ella.

But no commercial source.

Pero no hay una fuente comercial.

So we at the Hebrew University, together with our partners in Sweden,

Por lo tanto, en la Universidad Hebrea, junto con nuestros socios en Suecia,

decided to focus on the development of an industrial-scale process

decidimos centrarnos en el desarrollo de un proceso a escala industrial

to produce this nanocellulose.

para producir esta nanocelulosa.

And, of course, we didn't want to cut trees.

Y, por supuesto, no queríamos cortar árboles.

So we were looking for another source

Así que estábamos buscando otra fuente

of raw material,

de materia prima,

and we found one -- in fact, the sludge of the paper industry.

y encontramos una, de hecho, el sedimento de la industria del papel.

The reason: there is a lot of it.

La razón: hay una gran cantidad de él.

Europe alone produces 11 million tons

Solo Europa produce 11 millones de toneladas

of that material annually.

de ese material al año.

It's the equivalent of a mountain three kilometers high,

Es el equivalente a una montaña de 3 km de altura,

puesta en un campo de fútbol.

sitting on a soccer field.

And we produce this mountain every year.

Y producimos esta montaña cada año.

So for everybody, it's an environmental problem,

Así que para todo el mundo, es un problema ambiental,

and for us, it's a gold mine.

y para nosotros, una mina de oro.

So now, we are actually producing, on an industrial scale in Israel,

Así que ahora, en realidad producimos, a escala industrial en Israel

nanocellulose, and very soon, in Sweden.

nanocelulosa, y muy pronto, en Suecia.

We can do a lot of things with the material.

Podemos hacer muchas cosas con el material.

For example,

Por ejemplo,

we have shown that by adding only a small percent of nanocellulose

hemos demostrado que mediante la adición de un pequeño porcentaje de nanocelulosa

into cotton fibers, the same as my shirt is made of,

en fibras de algodón, como la camisa que llevo,

it increases its strength dramatically.

su resistencia aumenta drásticamente.

So this can be used for making amazing things,

Así que esto puede utilizarse para hacer cosas increíbles,

like super-fabrics for industrial and medical applications.

como supertejidos para aplicaciones industriales y médicas.

But this is not the only thing.

Pero esto no es lo único.

For example, self-standing, self-supporting structures,

Por ejemplo, son estructuras autosoportantes que se mantienen de pie,

like the shelters that you can see now,

como los refugios que pueden ver ahora,

actually are now showcasing in the Venice Biennale for Architecture.

se están exponiendo en la Bienal de Arquitectura de Venecia.

Nature actually didn't stop its wonders

La naturaleza de hecho no terminó sus maravillas

in the plant kingdom.

en el reino vegetal.

Piensen en los insectos.

Think about insects.

Cat fleas, for example,

Las pulgas de gato, por ejemplo,

have the ability to jump about a hundred times their height.

tienen la capacidad de saltar cien veces su altura.

That's amazing.

Eso es increíble.

It's the equivalent of a person

Es el equivalente a una persona

standing in the middle of Liberty Island in New York,

de pie en medio de la isla de la Libertad en Nueva York,

and in a single jump,

y que de solo un salto,

going to the top of the Statue of Liberty.

alcanza la parte superior de la estatua de la libertad.

I'm sure everybody would like to do that.

Estoy seguro de que a todos les gustaría hacer eso.

So the question is:

Entonces la pregunta es:

How do cat fleas do it?

¿Cómo lo hacen las pulgas de los gatos?

It turns out, they make this wonderful material,

Producen este material maravilloso,

which is called resilin.

que se llama resilina.

In simple words, resilin, which is a protein,

En palabras simples, resilina es una proteína,

is the most elastic rubber on Earth.

es el caucho más elástico en la Tierra.

You can stretch it,

Se puede estirar,

you can squish it,

se puede aplastar,

and it doesn't lose almost any energy to the environment.

y no pierde casi energía al medio ambiente.

When you release it -- snap!

Al soltarlo, ¡pang!

It brings back all the energy.

retorna toda la energía.

So I'm sure everybody would like to have that material.

Así que estoy seguro de que todos quisieran tener ese material.

But here's the problem:

Pero aquí está el problema:

to catch cat fleas is difficult.

atrapar las pulgas de gato es difícil.

(Laughter)

(Risas)

Why? Because they are jumpy.

¿Por qué? Porque están saltando.

(Laughter)

(Risas)

But now, it's actually enough to catch one.

Pero bueno, en realidad, basta con atrapar uno.

Now we can extract its DNA

Podemos extraer su ADN

and read how cat fleas make the resilin,

y leer cómo las pulgas de los gatos hacen la resilina,

and clone it into a less-jumpy organism like a plant.

y clonarlo en un organismo menos nervioso como una planta.

So that's exactly what we did.

Eso es exactamente lo que hicimos.

Now we have the ability to produce lots of resilin.

Ahora podemos producir una gran cantidad de resilina.

Well, my team decided to do something really cool at the university.

Mi equipo decidió hacer algo realmente fantástico en la universidad.

They decided to combine

Decidieron combinar

the strongest material produced by the plant kingdom

el material más fuerte producido por el reino vegetal

with the most elastic material produced by the insect kingdom --

con el material más elástico producido por el reino de los insectos:

nanocellulose with resilin.

nanocelulosa con resilina.

And the result is amazing.

Y el resultado es sorprendente.

This material, in fact, is tough, elastic and transparent.

Este material, de hecho, es resistente, elástico y transparente.

Hay muchas cosas que se pueden hacer con este material.

So there are lots of things that can be done with this material.

For example, next-generation sport shoes,

Por ejemplo, los zapatos deportivos de próxima generación,

so we can jump higher, run faster.

así podremos saltar más alto y correr más rápido.

And even touch screens for computers and smartphones,

E incluso hacer pantallas táctiles para computadoras y teléfonos

that won't break.

que no se rompan.

Well, the problem is, we continue to implant

Bueno, el problema es que seguimos implantando

synthetic implants in our body,

implantes sintéticos en nuestro cuerpo,

which we glue and screw into our body.

que pegamos y atornillamos a nuestro cuerpo.

And I'm going to say that this is not a good idea.

Y yo digo que esa no es una buena idea.

Why? Because they fail.

¿Por qué? Pues porque no funcionan.

This synthetic material fails,

Este material sintético falla,

just like this plastic fork,

al igual que este tenedor de plástico,

that is not strong enough for its performance.

no es lo suficientemente fuerte para mantener su rendimiento.

But sometimes they are too strong,

Y a veces son demasiado fuertes,

and therefore their mechanical properties do not really fit

y por eso sus propiedades mecánicas, en realidad, no se acoplan

their surrounding tissues.

con sus tejidos circundantes.

But in fact, the reason is much more fundamental.

Pero, de hecho, la razón es mucho más fundamental.

The reason is that in nature,

La razón es que en la naturaleza,

there is no one there

no hay nadie

that actually takes my head and screws it onto my neck,

que tome mi cabeza y la atornille al cuello,

or takes my skin and glues it onto my body.

o que tome mi piel y la pegue en mi cuerpo.

In nature, everything is self-assembled.

En la naturaleza, todo se autoensambla.

So every living cell,

Así que cada célula viva,

whether coming from a plant, insect or human being,

proveniente de una planta, insecto o humano,

has a DNA that encodes for nanobio building blocks.

tiene un ADN que codifica la construcción de bloques nanobios.

Many times they are proteins.

Muchas veces son proteínas.

Other times, they are enzymes that make other materials,

Otras veces, enzimas que producen otros materiales,

like polysaccharides, fatty acids.

como los polisacáridos, los ácidos grasos.

And the common feature about all these materials

Y la característica común de todos estos materiales

is that they need no one.

es que no necesitan a nadie.

They recognize each other and self-assemble

Se reconocen entre sí y se autoensamblan

into structures -- scaffolds on which cells are proliferating

en las estructuras de andamios, donde las células están proliferando

to give tissues.

para producir tejidos.

They develop into organs, and together bring life.

Estos se conviertan en órganos, y, juntos, producen vida.

So we at the Hebrew University, about 10 years ago, decided to focus

Por lo tanto, la Universidad Hebrea, hace unos 10 años, decidió centrarse

en probablemente el biomaterial más importante para los humanos,

on probably the most important biomaterial for humans,

which is collagen.

que es el colágeno.

Why collagen?

¿Por qué el colágeno?

Because collagen accounts for about 25 percent of our dry weight.

Porque el colágeno representa cerca del 25 % de nuestro peso en seco.

We have nothing more than collagen, other than water, in our body.

No tenemos nada más que colágeno, en nuestro cuerpo, más allá del agua.

So I always like to say,

Así que siempre me gusta decir,

anyone who is in the replacement parts of human beings

a cualquier persona que trabaja en piezas de recambio para humanos

would like to have collagen.

le gustaría tener colágeno.

Admittedly, before we started our project,

Es cierto que, antes de empezar nuestro proyecto,

there were already more than 1,000 medical implants

ya había más de 1000 implantes médicos

made of collagen.

hechos de colágeno.

You know, simple things like dermal fillers to reduce wrinkles,

Cosas simples como materiales de relleno para reducir las arrugas,

augment lips,

aumentar los labios,

and other, more sophisticated medical implants, like heart valves.

y otros, implantes médicos más sofisticados, como válvulas de corazón.

So where is the problem?

Entonces, ¿dónde está el problema?

Well, the problem is the source.

Bueno, el problema es la fuente.

The source of all that collagen

La fuente de todo ese colágeno,

is actually coming from dead bodies:

en realidad, proviene de cadáveres:

dead pigs, dead cows

cerdos muertos, vacas muertas

and even human cadavers.

e incluso cadáveres humanos.

So safety is a big issue.

Así que la seguridad es un gran problema.

But it's not the only one.

Pero no es el único.

Also, the quality.

También, la calidad.

Now here, I have a personal interest.

Tengo un interés personal.

This is my father, Zvi, in our winery in Israel.

Este es mi padre, Zvi, en nuestra vinería en Israel.

A heart valve, very similar to the one that I showed you before,

Una válvula de corazón, muy similar a la que les mostré antes,

seven years ago, was implanted in his body.

se le implantó en su cuerpo hace siete años.

Now, the scientific literature says that these heart valves start to fail

La literatura científica dice que estas válvulas del corazón comienzan a fallar

10 years after the operation.

10 años tras la operación.

No wonder:

No es de extrañar:

they are made from old, used tissues,

están hechas de tejidos viejos, usados,

just like this wall made of bricks that is falling apart.

al igual que esta pared de ladrillos que se cae a pedazos.

Yeah, of course, I can take those bricks and build a new wall.

Sí, por supuesto, puedo tomar esos ladrillos y construir un nuevo muro.

But it's not going to be the same.

Pero no va a ser el mismo.

So the US Food and Drug Administration

Por eso la Administración de Drogas y Alimentos de EE. UU.

made a notice already in 2007,

publicó una nota ya en 2007,

asking the companies to start to look for better alternatives.

pidiendo a las empresas empezar a buscar mejores alternativas.

Y eso es exactamente lo que hicimos.

So that's exactly what we did.

We decided to clone all the five human genes responsible

Decidimos clonar todos los cinco genes humanos responsables

for making type I collagen in humans

de la fabricación de colágeno de tipo I en humanos

into a transgenic tobacco plant.

en una planta de tabaco transgénica.

So now, the plant has the ability to make human collagen brand new,

Así que ahora, la planta puede producir colágeno humano completamente nuevo,

untouched.

sin tocar.

This is amazing.

Esto es increíble.

Actually, it's happening now.

En realidad, está sucediendo ahora.

Today in Israel, we grow it in 25,000 square meters of greenhouses

Hoy en Israel, crecen en 25 000 m² de invernaderos

por todo el país.

all over the country.

The farmers receive small plantlets of tobacco.

Los agricultores reciben pequeñas plántulas de tabaco.

It looks exactly like regular tobacco,

Se parecen exactamente al tabaco tradicional,

except that they have five human genes.

salvo que tienen cinco genes humanos.

They're responsible for making type I collagen.

Son responsables de hacer el colágeno tipo I.

We grow them for about 50 to 70 days,

los cultivamos entre 50 a 70 días,

we harvest the leaves,

cosechamos las hojas,

and then the leaves are transported by cooling trucks to the factory.

y luego las hojas se transportan en camiones refrigerados a la fábrica.

There, the process of extracting the collagen starts.

Allí comienza el proceso de extraer el colágeno

Now, if you ever made a pesto -- essentially, the same thing.

Si alguna vez hicieron pesto, en esencia, es lo mismo.

(Laughter)

(Risas)

You crush the leaves, you get the juice that contains the collagen.

Se trituran las hojas y se obtiene el jugo que contiene el colágeno.

Concentramos la proteína,

We concentrate the protein,

transferimos la proteína para limpiar espacios para la purificación final,

transfer the protein to clean rooms for the final purification,

and the end result is a collagen identical to what we have in our body --

y el resultado final es un colágeno idéntico al que tenemos en el cuerpo,

untouched, brand new

sin manipular, nuevo,

and from which we make different medical implants:

y del que hacemos diferentes implantes médicos:

bone void fillers, for example,

rellenos para huesos porosos, por ejemplo,

for severe bone fractures, spinal fusion.

para fracturas óseas graves, para fusiones vertebrales.

And more recently, even,

Y más recientemente, incluso,

we've been able to launch into the market here in Europe

hemos podido lanzar al mercado en Europa

a flowable gel that is used for diabetic foot ulcers,

un gel fluido que se utiliza para las úlceras de pie de diabéticos,

that is now approved for use in the clinic.

que está aprobado para su uso clínico.

This is not science fiction.

Esto no es ciencia ficción.

This is happening now.

Esto está sucediendo ahora.

We are using plants to make medical implants

Estamos utilizando plantas para hacer implantes médicos,

for replacement parts for human beings.

piezas de recambio para humanos.

In fact, more recently, we've been able to make collagen fibers

De hecho, más recientemente, hemos podido hacer que las fibras de colágeno

which are six times stronger than the Achilles tendon.

que son seis veces más fuertes que el tendón de Aquiles.

That's amazing.

Eso es increíble.

Together with our partners from Ireland,

Junto con nuestros socios de Irlanda,

we thought about the next thing:

pensamos la siguiente cosa:

adding resilin to those fibers.

añadir resilina a estas fibras.

By doing that,

Y al hacerlo,

we've been able to make a superfiber

hemos podido hacer una superfibra

which is about 380 percent tougher,

que es aproximadamente 380 % más resistente,

and 300 percent more elastic.

y 300 % más elástica.

So oddly enough, in the future,

Así que por extraño que parezca, en el futuro,

when a patient is transplanted with artificial tendons or ligaments

un paciente trasplantado con tendones o ligamentos artificiales

made from these fibers,

de estas fibras,

we'll have better performance after the surgery

tendrá un mejor rendimiento después de la cirugía

than we had before the injury.

del que tenía antes de la lesión.

So what's for the future?

Entonces, ¿cuál es el futuro?

In the future, we believe we'll be able to make

En el futuro, creemos que podremos hacer

many nanobio building blocks that nature provided for us --

muchos bloques de construcción nanobios que la naturaleza nos proporciona:

collagen, nanocellulose, resilin and many more.

colágeno, nanocelulosa, resilina y muchos más.

And that will enable us to make better machines perform better,

Y nos permitirá hacer mejores máquinas con mejor rendimiento

even the heart.

incluso el corazón.

Now, this heart is not going to be the same

Ahora, este corazón no va a ser el mismo

as we can get from a donor.

que se podría obtener de un donante.

It will be better.

Será mejor.

It actually will perform better

En realidad, se obtendrán mejores resultados

and will last longer.

y durará más tiempo.

My friend Zion Suliman once told me

Mi amigo Sion Suliman me dijo una vez

a smart sentence.

una frase inteligente.

He said, "If you want a new idea,

"Si quieres una nueva idea,

you should open an old book."

debes abrir un libro viejo".

And I'm going to say that the book was written.

Y el libro ya fue escrito.

It was written over three billion years

Fue escrito hace más de tres mil millones de años

of evolution.

de evolución.

And the text is the DNA of life.

Y el texto es el ADN de la vida.

All we have to do

Todo lo que tenemos que hacer

is read this text,

es leer este texto,

embrace nature's gift to us

abracemos el regalo que la naturaleza no da

and start our progress from here.

y empecemos nuestro progreso desde aquí.

Thank you.

Gracias.

(Applause)

(Aplausos)