Craig Venter: A voyage of DNA, genes and the sea

Craig Venter sur l'ADN et la mer

55,088 views ・ 2007-05-02

TED


Veuillez double-cliquer sur les sous-titres anglais ci-dessous pour lire la vidéo.

Traducteur: Houda Hallay Relecteur: Matthieu Miossec
00:25
At the break, I was asked by several people
0
25000
2000
Durant la pause, plusieurs personnes m'ont demandé
00:27
about my comments about the aging debate.
1
27000
3000
mon avis sur le débat sur le vieillissement.
00:30
And this will be my only comment on it.
2
30000
2000
Et ceci sera mon unique commentaire à ce sujet.
00:32
And that is, I understand
3
32000
2000
Et c'est que, je comprends
00:34
that optimists greatly outlive pessimists.
4
34000
2000
que les optimistes vivent plus longtemps que les pessimistes.
00:36
(Laughter)
5
36000
4000
(Rires)
00:41
What I'm going to tell you about in my 18 minutes is
6
41000
3000
Ce dont je vais vous parler pendant mes 18 minutes c'est
00:44
how we're about to switch from reading the genetic code
7
44000
4000
le fait que nous sommes sur le point de passer de la lecture du code génétique
00:48
to the first stages of beginning
8
48000
2000
aux premières étapes du début
00:50
to write the code ourselves.
9
50000
2000
de l'écriture du code nous-même.
00:53
It's only 10 years ago this month
10
53000
2000
Cela ne fait que 10 ans ce mois-ci
00:55
when we published the first sequence
11
55000
2000
depuis notre publication de la première séquence
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of a free-living organism,
12
57000
2000
d'un organisme doué de vie indépendante,
00:59
that of haemophilus influenzae.
13
59000
2000
celle de haemophilus influenzae.
01:01
That took a genome project
14
61000
2000
Cela a pris un projet génome
01:03
from 13 years down to four months.
15
63000
3000
de 13 ans réduit a 4 mois.
01:07
We can now do that same genome project
16
67000
2000
Nous pouvons à présent reproduire le même projet génome
01:09
in the order of
17
69000
2000
en à peu près
01:11
two to eight hours.
18
71000
2000
2 à 8 heures
01:13
So in the last decade, a large number of genomes have been added:
19
73000
3000
Donc durant la dernière décennie, un grand nombre de génomes ont été ajoutés:
01:16
most human pathogens,
20
76000
3000
la majorité des pathogènes humains,
01:19
a couple of plants,
21
79000
2000
quelques plantes,
01:21
several insects and several mammals,
22
81000
3000
plusieurs insectes et plusieurs mammifères,
01:24
including the human genome.
23
84000
3000
dont le génome humain.
01:27
Genomics at this stage of the thinking
24
87000
3000
La génomique au stade de réflexion
01:30
from a little over 10 years ago
25
90000
2000
d'il y a un peu plus de 10 ans
01:32
was, by the end of this year, we might have
26
92000
2000
prévoyait qu'à la fin de cet année, nous aurions
01:34
between three and five genomes sequenced;
27
94000
3000
séquencé de 3 à 5 génomes;
01:37
it's on the order of several hundred.
28
97000
3000
c'est de l'ordre de plusieurs centaines.
01:40
We just got a grant from the Gordon and Betty Moore Foundation
29
100000
3000
Nous venons juste d'obtenir une bourse de la Gordon et Betty Moore Foundation
01:43
to sequence 130 genomes this year,
30
103000
3000
pour séquencer 130 génomes cette année,
01:46
as a side project from environmental organisms.
31
106000
4000
comme un projet secondaire pour des organismes écologiques
01:50
So the rate of reading the genetic code has changed.
32
110000
3000
Donc le rythme de lecture du code génétique a changé.
01:54
But as we look, what's out there,
33
114000
2000
Mais à mesure que l'on cherche, ce qui se trouve ailleur,
01:56
we've barely scratched the surface
34
116000
2000
nous avons à peine gratté la surface
01:58
on what is available on this planet.
35
118000
4000
sur ce qui est disponible sur la planète.
02:02
Most people don't realize it, because they're invisible,
36
122000
3000
La plupart des gens ne s'en rendent pas compte, parce qu'ils sont invisibles,
02:05
but microbes make up about a half of the Earth's biomass,
37
125000
4000
mais les microbes représentent environ la moitié de la biomasse terrestre,
02:09
whereas all animals only make up about
38
129000
3000
alors que tous les animaux ne représentent qu'environ
02:12
one one-thousandth of all the biomass.
39
132000
2000
1 millième de toute la biomasse.
02:14
And maybe it's something that people in Oxford don't do very often,
40
134000
3000
Et peut-être que c'est quelque chose que les gens d'Oxford ne font pas si souvent,
02:17
but if you ever make it to the sea,
41
137000
2000
mais si jamais vous allez à la mer,
02:19
and you swallow a mouthful of seawater,
42
139000
3000
et que vous avalez une gorgée d'eau de mer,
02:22
keep in mind that each milliliter
43
142000
2000
gardez en tête que chaque millilitre
02:24
has about a million bacteria
44
144000
2000
contient environ un million de bactéries
02:26
and on the order of 10 million viruses.
45
146000
3000
et de l'ordre de 10 millions de virus.
02:29
Less than 5,000 microbial species
46
149000
3000
Moins de 5000 espèces de microbes
02:32
have been characterized as of two years ago,
47
152000
2000
ont été définis il y a 2 ans,
02:34
and so we decided to do something about it.
48
154000
2000
et donc nous avons décidé de faire quelque chose à ce sujet.
02:36
And we started the Sorcerer II Expedition,
49
156000
3000
Et nous avons lancé l'Expédition Sorceler II,
02:39
where we were, as with great oceanographic expeditions,
50
159000
3000
au cours de laquelle nous avons, comme pour toute grande expédition océanographique,
02:42
trying to sample the ocean every 200 miles.
51
162000
3000
essayer de prendre un échantillon tous les 300 kilomètres.
02:47
We started in Bermuda for our test project,
52
167000
2000
Nous avons commencé dans les Bermudes pour notre projet test.
02:49
then moved up to Halifax,
53
169000
2000
Puis nous sommes montés jusqu'à Halifax,
02:51
working down the U.S. East Coast,
54
171000
2000
longeant la côte Est des États-Unis,
02:53
the Caribbean Sea, the Panama Canal,
55
173000
3000
la mer des Caraïbes, le canal de Panamá,
02:58
through to the Galapagos, then across the Pacific,
56
178000
2000
vers les Galápagos, puis tout le long du Pacifique,
03:00
and we're in the process now of working our way
57
180000
2000
et nous sommes maintenant en train de cheminer
03:02
across the Indian Ocean.
58
182000
2000
à travers l'Océan Indien.
03:04
It's very tough duty; we're doing this on a sailing vessel,
59
184000
3000
C'est un tâche très difficile; nous le faisons sur un bateau à voile,
03:07
in part to help excite young people
60
187000
2000
en partie pour motiver les jeunes
03:09
about going into science.
61
189000
3000
à faire de la science.
03:12
The experiments are incredibly simple.
62
192000
2000
Les expériences sont incroyablement simples.
03:14
We just take seawater and we filter it,
63
194000
3000
Nous prenons tout simplement de l'eau de mer et nous la filtrons,
03:17
and we collect different size organisms on different filters,
64
197000
4000
et nous collectons des organismes de tailles différentes sur des filtres différents.
03:21
and then take their DNA back to our lab in Rockville,
65
201000
3000
Et ensuite nous ramenons leur ADN à notre labo à Rockville,
03:24
where we can sequence a hundred million letters
66
204000
3000
où nous pouvons séquencer 100 millions de lettres
03:27
of the genetic code every 24 hours.
67
207000
2000
du code génétique toutes les 24 heures.
03:29
And with doing this,
68
209000
2000
Et en faisant ainsi,
03:31
we've made some amazing discoveries.
69
211000
2000
nous avons fait des découvertes incroyables.
03:33
For example, it was thought that the visual pigments
70
213000
2000
Par exemple, on pensait que les pigments visuels
03:35
that are in our eyes -- there was only one or two organisms
71
215000
2000
dans nos yeux -- il n'y avait qu' 1 ou 2 organismes
03:38
in the environment that had these same pigments.
72
218000
4000
dans l'environnement ayant les mêmes pigments.
03:42
It turns out, almost every species
73
222000
2000
Il s'avère que presque toutes les espèces
03:44
in the upper parts of the ocean
74
224000
2000
dans les parties supérieures de l'océan
03:46
in warm parts of the world
75
226000
2000
dans les régions chaudes du monde
03:48
have these same photoreceptors,
76
228000
2000
ont les même photorécepteurs,
03:50
and use sunlight as the source of their energy
77
230000
3000
et utilisent le soleil comme source de leur énergie
03:53
and communication.
78
233000
2000
et de leur communication.
03:55
From one site, from one barrel of seawater,
79
235000
3000
Sur un site, dans un baril d'eau de mer,
03:58
we discovered 1.3 million new genes
80
238000
3000
nous avons découvert 1,3 millions de nouveaux gènes
04:01
and as many as 50,000 new species.
81
241000
4000
et jusqu'à 50 000 nouvelles espèces.
04:05
We've extended this to the air
82
245000
2000
Nous avons étendu le projet à l'air
04:07
now with a grant from the Sloan Foundation.
83
247000
3000
cette fois-ci avec une bourse de la Sloan Foundation.
04:10
We're measuring how many viruses and bacteria
84
250000
2000
Nous sommes en train de mesurer combien de virus et de bactéries
04:12
all of us are breathing in and out every day,
85
252000
3000
chacun d'entre nous inspire et expire chaque jour,
04:15
particularly on airplanes
86
255000
2000
en particulier dans les avions
04:17
or closed auditoriums.
87
257000
2000
ou les auditoriums fermés
04:19
(Laughter)
88
259000
3000
(Rires)
04:22
We filter through some simple apparatuses;
89
262000
2000
Nous filtrons à travers des appareils simples;
04:24
we collect on the order of a billion microbes from just a day
90
264000
3000
nous pouvons amasser de l'ordre d'un milliard de microbes en un seul jour
04:27
filtering on top of a building in New York City.
91
267000
4000
en filtrant au sommet d'un immeuble de la ville de New York.
04:31
And we're in the process of sequencing all that
92
271000
2000
Et nous sommes en train de séquencer tout ça
04:33
at the present time.
93
273000
2000
en ce moment.
04:35
Just on the data collection side,
94
275000
2000
Juste du côté de la collecte des données,
04:37
just where we are through the Galapagos,
95
277000
3000
juste où nous en sommes dans les Galápagos,
04:40
we're finding that almost every 200 miles,
96
280000
2000
nous trouvons actuellement que presque tous les 300 kilomètres,
04:42
we see tremendous diversity
97
282000
2000
nous constatons une diversité phénoménale
04:44
in the samples in the ocean.
98
284000
2000
dans nos échantillons de l'océan.
04:47
Some of these make logical sense,
99
287000
2000
Certains semblent être logique
04:49
in terms of different temperature gradients.
100
289000
3000
en termes de gradients de températures différents.
04:52
So this is a satellite photograph
101
292000
2000
Donc voici une photo satellite
04:54
based on temperatures -- red being warm,
102
294000
2000
basée sur les températures--rouge étant chaud,
04:56
blue being cold --
103
296000
3000
bleu étant froid --
04:59
and we found there's a tremendous difference between
104
299000
3000
et nous constatons une différence énorme entre
05:02
the warm water samples and the cold water samples,
105
302000
2000
les échantillons d'eaux chaudes et les échantillons d'eaux froides,
05:04
in terms of abundant species.
106
304000
3000
en termes d'abondance d'espèces.
05:07
The other thing that surprised us quite a bit
107
307000
2000
L'autre chose qui nous a un peu pris par surprise
05:09
is these photoreceptors detect different wavelengths of light,
108
309000
4000
c'est que ces photorécepteurs détectent tous des longueurs d'ondes du spectre visible différentes,
05:13
and we can predict that based on their amino acid sequence.
109
313000
4000
et nous pouvons le prédire en nous basant sur leurs séquences d'acides aminés.
05:17
And these vary tremendously from region to region.
110
317000
3000
Et cela varie considérablement de région en région.
05:20
Maybe not surprisingly,
111
320000
2000
Ce n'est donc pas surprenant que
05:22
in the deep ocean, where it's mostly blue,
112
322000
2000
dans l'océan profond, où l'eau est principalement bleu,
05:24
the photoreceptors tend to see blue light.
113
324000
4000
les photorécepteurs ont tendance à voir la lumière bleue.
05:28
When there's a lot of chlorophyll around,
114
328000
2000
Quand il y a beaucoup de chlorophylle dans les alentours,
05:30
they see a lot of green light.
115
330000
2000
ils voient beaucoup de lumière verte.
05:32
But they vary even more,
116
332000
2000
Mais ils varient encore plus,
05:34
possibly moving towards infrared and ultraviolet
117
334000
3000
s'étendant possiblement jusqu'à l'infrarouge et l’ultraviolet
05:37
in the extremes.
118
337000
2000
dans les cas extrêmes.
05:40
Just to try and get an assessment
119
340000
2000
Juste pour essayer de faire un bilan
05:42
of what our gene repertoire was,
120
342000
2000
de l'ampleur de notre répertoire de gènes,
05:44
we assembled all the data --
121
344000
2000
nous avons assemblé toutes les données--
05:46
including all of ours thus far from the expedition,
122
346000
3000
en incluant toutes celles de l'expédition pour l'instant,
05:49
which represents more than half of all the gene data on the planet --
123
349000
3000
ce qui représente plus de la moitié de toutes les données de gènes sur la planète--
05:52
and it totaled around 29 million genes.
124
352000
4000
et cela totalisait environ 29 millions de gènes.
05:56
And we tried to put these into gene families
125
356000
2000
Et nous avons essayé de les ranger en familles de gènes
05:58
to see what these discoveries are:
126
358000
2000
pour voir ce que représentait ces découvertes:
06:00
Are we just discovering new members of known families,
127
360000
3000
Découvrons-nous de nouveaux membres de familles déjà connues,
06:03
or are we discovering new families?
128
363000
2000
ou découvrons-nous de nouvelles familles?
06:05
And it turns out we have about 50,000
129
365000
2000
Et il s'avère que nous avons environ 50 000
06:07
major gene families,
130
367000
3000
familles de gènes majeures,
06:10
but every new sample we take in the environment
131
370000
3000
mais chaque nouvel échantillon que nous prélevons dans l'environnement
06:13
adds in a linear fashion to these new families.
132
373000
3000
s'ajoute de façon linéaire à ces nouvelles familles.
06:16
So we're at the earliest stages of discovery
133
376000
2000
Donc nous sommes à une étape précoce de découverte
06:18
about basic genes,
134
378000
3000
des gènes de base,
06:21
components and life on this planet.
135
381000
3000
des composants et de la vie sur cette planète.
06:25
When we look at the so-called evolutionary tree,
136
385000
3000
Quand on regarde le soit-disant arbre phylogénétique,
06:28
we're up on the upper right-hand corner with the animals.
137
388000
4000
nous sommes au coin supérieur droit avec les animaux.
06:32
Of those roughly 29 million genes,
138
392000
4000
Parmi ces 29 millions de gènes environ,
06:36
we only have around 24,000
139
396000
2000
nous n'en avons qu'environ 24 000
06:38
in our genome.
140
398000
2000
dans notre génome.
06:40
And if you take all animals together,
141
400000
2000
Et si vous prenez tout l'ensemble des animaux,
06:42
we probably share less than 30,000
142
402000
3000
nous en partageons probablement moins de 30 000
06:45
and probably maybe a dozen
143
405000
3000
et probablement peut-être une douzaine
06:48
or more thousand different gene families.
144
408000
3000
ou plus de milliers de familles de gènes différentes.
06:52
I view that these genes are now
145
412000
2000
Je vois maintenant que ces gènes
06:54
not only the design components of evolution.
146
414000
3000
ne sont pas seulement les éléments de conception de l'évolution.
06:57
And we think in a gene-centric view --
147
417000
2000
Et nous avons une façon de penser très axée sur les gènes --
06:59
maybe going back to Richard Dawkins' ideas --
148
419000
3000
pour en revenir peut-être aux idées de Richard Dawkins--
07:02
than in a genome-centric view,
149
422000
2000
plutôt qu'axée sur le génome,
07:04
which are different constructs of these gene components.
150
424000
4000
qui représente différentes structures de ces composants géniques.
07:09
Synthetic DNA, the ability to synthesize DNA,
151
429000
3000
L'ADN synthétique, la capacité de synthétiser l'ADN,
07:12
has changed at sort of the same pace
152
432000
2000
a changé en quelque sorte au même rythme
07:14
that DNA sequencing has
153
434000
2000
que celui du séquençage de l'ADN
07:16
over the last decade or two,
154
436000
2000
ces 1 à 2 dernières décennies,
07:18
and is getting very rapid and very cheap.
155
438000
3000
et est en train de devenir très rapide et beaucoup moins cher.
07:21
Our first thought about synthetic genomics came
156
441000
2000
Notre première pensée au sujet de la génomique synthétique nous est venue
07:23
when we sequenced the second genome back in 1995,
157
443000
4000
alors que nous séquencions le deuxième génome en 1995,
07:27
and that from mycoplasma genitalium.
158
447000
2000
celui du mycoplasma genitalium.
07:29
And we have really nice T-shirts that say,
159
449000
3000
Et nous avons des T-Shirts très sympas qui lisaient,
07:32
you know, "I heart my genitalium."
160
452000
2000
vous savez, "J'aime mon genitalium".
07:34
This is actually just a microorganism.
161
454000
3000
Il ne s'agit qu'en fait d'un microorganisme.
07:38
But it has roughly 500 genes.
162
458000
4000
Mais il a grossièrement 500 gènes.
07:42
Haemophilus had 1,800 genes.
163
462000
2000
Haemophilus avait 1 800 gènes.
07:44
And we simply asked the question,
164
464000
2000
Et nous avons simplement posé la question,
07:46
if one species needs 800, another 500,
165
466000
2000
si une espèce en a besoin de 800, une autre de 500,
07:48
is there a smaller set of genes
166
468000
2000
y-a-t-il un plus petit ensemble de gènes
07:50
that might comprise a minimal operating system?
167
470000
4000
qui pourrait correspondre à un système d'exploitation minimal?
07:54
So we started doing transposon mutagenesis.
168
474000
3000
Donc nous avons commencé à faire des mutagenèses de transposons.
07:57
Transposons are just small pieces of DNA
169
477000
3000
Les transposons sont tout simplement de petits brins d'ADN
08:00
that randomly insert in the genetic code.
170
480000
2000
qui sont aléatoirement introduits dans le code génétique.
08:02
And if they insert in the middle of the gene, they disrupt its function.
171
482000
3000
Et s'ils s'introduisent au milieu d'un gène, ils perturbent sa fonction.
08:06
So we made a map of all the genes
172
486000
2000
Donc nous avons fait une plan de tous les gènes
08:08
that could take transposon insertions
173
488000
2000
qui pouvaient endurer des insertions de transposons
08:10
and we called those "non-essential genes."
174
490000
2000
et nous les avons appelé "gènes non-essentiels."
08:13
But it turns out the environment is very critical for this,
175
493000
3000
Mais il s'avère que l’environnement joue un rôle crucial dans ce cas,
08:16
and you can only
176
496000
2000
et vous ne pouvez que
08:18
define an essential or non-essential gene
177
498000
3000
définir un gène essentiel ou un gène non-essentiel
08:21
based on exactly what's in the environment.
178
501000
3000
en fonction de ce qu'il y a dans l'environnement.
08:25
We also tried to take a more directly intellectual approach
179
505000
2000
Nous avons aussi essayé de prendre une approche intellectuellement plus directe
08:27
with the genomes of 13 related organisms,
180
507000
5000
avec les génomes de 13 organismes apparentés,
08:32
and we tried to compare all of those, to see what they had in common.
181
512000
3000
et nous les avons tous comparés, pour voir ce qu'ils avaient en commun.
08:36
And we got these overlapping circles. And we found only 173 genes
182
516000
4000
et nous obtenons ces cercles se chevauchants. Et nous trouvons seulement 173 gènes
08:40
common to all 13 organisms.
183
520000
3000
commun à tous les 13 organismes.
08:43
The pool expanded a little bit if we ignored
184
523000
2000
Ce pool génique s'étend un peu si nous ignorons
08:45
one intracellular parasite;
185
525000
2000
un parasite intracellulaire;
08:47
it expanded even more
186
527000
2000
il s'étend encore plus
08:49
when we looked at core sets of genes
187
529000
2000
quand nous nous focalisons sur les ensembles de gènes fondamentaux
08:51
of around 310 or so.
188
531000
2000
de 310 et quelques.
08:53
So we think that we can expand
189
533000
2000
Donc nous pensons pouvoir étendre
08:55
or contract genomes, depending on your point of view here,
190
535000
3000
ou contracter les génomes, ici ça dépend du point de vue,
08:58
to maybe 300 to 400 genes
191
538000
3000
de possiblement entre 300 et 400 gènes
09:01
from the minimal of 500.
192
541000
2000
à partir du minimum de 500.
09:03
The only way to prove these ideas
193
543000
3000
Le seul moyen de prouver ces idées
09:06
was to construct an artificial chromosome with those genes in them,
194
546000
3000
était de construire un chromosome artificiel avec ces gènes à l'intérieur,
09:09
and we had to do this in a cassette-based fashion.
195
549000
3000
et nous avons dû faire ça sous forme de cassettes.
09:12
We found that synthesizing accurate DNA
196
552000
2000
Nous avons découvert que synthétiser avec précision de l'ADN
09:14
in large pieces was extremely difficult.
197
554000
3000
en grands morceaux était extrêmement difficile.
09:17
Ham Smith and Clyde Hutchison, my colleagues on this,
198
557000
3000
Ham Smith et Clyde Hutchinson, mes collègues là-dessus,
09:20
developed an exciting new method
199
560000
2000
ont développé une nouvelle méthode passionnante
09:22
that allowed us to synthesize a 5,000-base pair virus
200
562000
3000
qui nous a permis de synthétiser un virus ayant 5 000 paires de bases
09:25
in only a two-week period
201
565000
2000
en seulement 2 semaines
09:27
that was 100 percent accurate,
202
567000
3000
qui était 100 % précise,
09:30
in terms of its sequence and its biology.
203
570000
2000
en termes de sa séquence et de sa biologie.
09:33
It was a quite exciting experiment -- when we just took the synthetic piece of DNA,
204
573000
4000
C'était une expérience assez excitante -- quand nous avons simplement pris le morceau d'ADN synthétique,
09:37
injected it in the bacteria and all of a sudden,
205
577000
2000
l'avons injecté dans la bactérie et tout à coup,
09:39
that DNA started driving the production of the virus particles
206
579000
5000
cet ADN a commencé à lancer la production de particules virales
09:44
that turned around and then killed the bacteria.
207
584000
3000
qui ont tourné autour et ensuite tué la bactérie.
09:47
This was not the first synthetic virus --
208
587000
2000
Celui-ci n'était pas le premier virus synthétique--
09:49
a polio virus had been made a year before --
209
589000
3000
un poliovirus avait été fabriqué un an auparavant--
09:53
but it was only one ten-thousandth as active
210
593000
2000
mais il n'était qu'un dixième de milliers de fois aussi actif
09:55
and it took three years to do.
211
595000
3000
et a pris 3 ans à faire.
09:58
This is a cartoon of the structure of phi X 174.
212
598000
4000
Ceci est un dessin de la structure de Phi X-174.
10:02
This is a case where the software now builds its own hardware,
213
602000
4000
Ceci est un cas où le logiciel construit maintenant son propre support matériel,
10:06
and that's the notions that we have with biology.
214
606000
4000
et c'est les notions que nous retrouvons en biologie.
10:10
People immediately jump to concerns about biological warfare,
215
610000
4000
Les gens parlent aussitôt de guerre biologique,
10:14
and I had recent testimony before a Senate committee,
216
614000
4000
et j'ai récemment témoigné devant le Sénat,
10:18
and a special committee the U.S. government has set up
217
618000
2000
et un comité spécial que le gouvernement Américain a mis en place
10:20
to review this area.
218
620000
2000
pour étudier ce domaine.
10:22
And I think it's important to keep reality in mind,
219
622000
3000
Et je pense qu'il est important de garder la réalité à l'esprit,
10:25
versus what happens with people's imaginations.
220
625000
4000
contre ce qu'il se passe dans l'imagination des gens.
10:29
Basically, any virus that's been sequenced today --
221
629000
3000
En gros, n'importe quel virus qui a été séquencé jusqu'à aujourd'hui--
10:32
that genome can be made.
222
632000
2000
ce génome peut être fabriqué.
10:34
And people immediately freak out about things about Ebola or smallpox,
223
634000
4000
Et immédiatement les gens paniquent au sujet d'Ebola ou de la variole,
10:38
but the DNA from this organism is not infective.
224
638000
4000
mais l'ADN de ces organismes n'est pas infectieux.
10:42
So even if somebody made the smallpox genome,
225
642000
3000
Donc même si quelqu'un venait à fabriquer le génome du virus de la variole,
10:45
that DNA itself would not cause infections.
226
645000
3000
cet ADN lui-même ne causerait pas d'infections.
10:49
The real concern that security departments have
227
649000
3000
La seule véritable inquiétude qu'ont les départements de sécurité
10:52
is designer viruses.
228
652000
2000
concerne les virus sur mesure.
10:54
And there's only two countries, the U.S. and the former Soviet Union,
229
654000
4000
Et il n'existe que 2 pays, les États-Unis et ce qui était autrefois l'Union Soviétique,
10:58
that had major efforts
230
658000
2000
qui ont fait des efforts majeurs
11:00
on trying to create biological warfare agents.
231
660000
3000
pour essayer de créer des agents de guerre biologique.
11:03
If that research is truly discontinued,
232
663000
3000
Si cette recherche a réellement été abandonnée,
11:06
there should be very little activity
233
666000
2000
il devrait y avoir très peu d'activité
11:08
on the know-how to make designer viruses in the future.
234
668000
4000
basé sur le savoir-faire requis pour fabriquer des virus sur mesure dans le futur.
11:12
I think single-cell organisms are possible within two years.
235
672000
4000
Je pense que les organismes unicellulaires sont possibles dans 2 ans.
11:16
And possibly eukaryotic cells,
236
676000
3000
Et peut-être les cellules eucaryotes,
11:19
those that we have,
237
679000
2000
celles qui nous composent,
11:21
are possible within a decade.
238
681000
2000
sont possibles pour cette décennie.
11:24
So we're now making several dozen different constructs,
239
684000
4000
Donc nous fabriquons actuellement plusieurs douzaines de structures différentes,
11:28
because we can vary the cassettes and the genes
240
688000
3000
parce que nous pouvons varier les cassettes et les gènes
11:31
that go into this artificial chromosome.
241
691000
2000
qui sont insérés dans ce chromosome artificiel.
11:33
The key is, how do you put all of the others?
242
693000
2000
La clé est, comment mettons-nous tous les autres?
11:35
We start with these fragments,
243
695000
2000
Nous commençons avec ces segments,
11:37
and then we have a homologous recombination system
244
697000
3000
et ensuite nous avons un système de recombinaison homologue
11:40
that reassembles those into a chromosome.
245
700000
4000
qui les réassemblent en un chromosome.
11:44
This is derived from an organism, deinococcus radiodurans,
246
704000
3000
Une technique dérivée d'un organisme, deinococcus radiodurans,
11:47
that can take three million rads of radiation and not be killed.
247
707000
5000
qui peut prendre 3 millions de rads de radiations et ne pas mourir.
11:53
It reassembles its genome after this radiation burst
248
713000
4000
Il réassemble son génome après cette rafale radioactive
11:57
in about 12 to 24 hours,
249
717000
2000
en environ 12 à 24 heures,
11:59
after its chromosomes are literally blown apart.
250
719000
3000
après que ses chromosomes aient été complètement déchiquetés.
12:02
This organism is ubiquitous on the planet,
251
722000
2000
Cet organism est omniprésent sur la planète,
12:04
and exists perhaps now
252
724000
2000
et existe peut-être maintenant
12:06
in outer space due to all our travel there.
253
726000
3000
dans l'espace à cause de tous nos voyages interstellaires.
12:10
This is a glass beaker after
254
730000
2000
Ceci est un bécher en verre après
12:12
about half a million rads of radiation.
255
732000
2000
environ ½ million de rads de radiation.
12:14
The glass started to burn and crack,
256
734000
2000
Ce verre a commencé à brûler et à craquer,
12:16
while the microbes sitting in the bottom
257
736000
2000
pendant que les microbes assis au fond
12:18
just got happier and happier.
258
738000
2000
sont devenus de plus en plus heureux.
12:20
Here's an actual picture of what happens:
259
740000
2000
Voici une image de ce qui se passe:
12:22
the top of this shows the genome
260
742000
2000
en haut on voit le génome
12:24
after 1.7 million rads of radiation.
261
744000
3000
après 1.7 million de rads de radiation.
12:27
The chromosome is literally blown apart.
262
747000
2000
le chromosome est complètement déchiqueté.
12:29
And here's that same DNA automatically reassembled
263
749000
4000
Et voici ce même ADN se réassemblant automatiquement
12:33
24 hours later.
264
753000
2000
24 heures plus tard.
12:35
It's truly stunning that these organisms can do that,
265
755000
3000
C'est vraiment stupéfiant que ces organismes puissent faire ça,
12:38
and we probably have thousands,
266
758000
2000
et nous avons probablement des milliers,
12:40
if not tens of thousands, of different species
267
760000
2000
si ce n'est des dizaines de milliers d'espèces différentes
12:42
on this planet that are capable of doing that.
268
762000
3000
sur cette planète qui sont capables de faire ça.
12:45
After these genomes are synthesized,
269
765000
2000
Une fois que ces génomes sont synthétisés,
12:47
the first step is just transplanting them
270
767000
2000
la première étape consiste simplement à les transplanter
12:49
into a cell without a genome.
271
769000
4000
dans une cellule sans génome.
12:53
So we think synthetic cells are going to have tremendous potential,
272
773000
4000
Donc nous pensons que les cellules synthétiques vont avoir un énorme potentiel,
12:57
not only for understanding the basis of biology
273
777000
3000
pas seulement dans la compréhension des bases de la biologie
13:00
but for hopefully environmental and society issues.
274
780000
3000
mais aussi, espérons-le, en termes de questions écologiques et sociétales.
13:03
For example, from the third organism we sequenced,
275
783000
3000
Par exemple, à partir du troisième organisme que nous avons séquencé,
13:06
Methanococcus jannaschii -- it lives in boiling water temperatures;
276
786000
4000
Methanococcus jannaschii: il vit à des températures équivalentes à l'eau bouillante,
13:10
its energy source is hydrogen
277
790000
2000
sa source d'énergie est l'hydrogène
13:12
and all its carbon comes from CO2 it captures back from the environment.
278
792000
5000
et tout son carbone vient du CO2 qu'il récupère dans l'environnement.
13:17
So we know lots of different pathways,
279
797000
2000
Donc nous connaissons beaucoup de processus différents,
13:19
thousands of different organisms now
280
799000
3000
des milliers d'organismes différents à présent
13:22
that live off of CO2,
281
802000
2000
qui vivent sur le CO2,
13:24
and can capture that back.
282
804000
2000
et qui peuvent le capturer en retour.
13:26
So instead of using carbon from oil
283
806000
3000
Donc au lieu d'utiliser le carbone du pétrole
13:29
for synthetic processes,
284
809000
2000
pour des procédés synthétiques,
13:31
we have the chance of using carbon
285
811000
3000
nous avons l'occasion d'utiliser le carbone
13:34
and capturing it back from the atmosphere,
286
814000
3000
et de le récupérer de l'atmosphère,
13:37
converting that into biopolymers
287
817000
2000
le convertissant en biopolymères
13:39
or other products.
288
819000
2000
et autres produits.
13:41
We have one organism that lives off of carbon monoxide,
289
821000
3000
Nous avons un organisme qui vit sur le monoxyde de carbone,
13:44
and we use as a reducing power
290
824000
2000
et que nous utilisons comme puissance réductrice
13:46
to split water to produce hydrogen and oxygen.
291
826000
4000
pour scinder l'eau pour produire de l'hydrogène et de l'oxygène.
13:50
Also, there's numerous pathways
292
830000
2000
Aussi, il existe de nombreux processus
13:52
that can be engineered metabolizing methane.
293
832000
4000
qui peuvent être conçus pour métaboliser le méthane.
13:56
And DuPont has a major program with Statoil in Norway
294
836000
4000
Et DuPont a un programme important avec Statoil en Norvège
14:00
to capture and convert the methane
295
840000
2000
qui consiste à capturer et convertir le méthane
14:02
from the gas fields there into useful products.
296
842000
4000
des champs de gaz qui existent là-bas en produits utiles.
14:06
Within a short while, I think there's going to be a new field
297
846000
2000
Dans peu de temps, je pense qu'il va y avoir une nouvelle discipline
14:08
called "Combinatorial Genomics,"
298
848000
2000
appelé la Génomique Combinatoire,
14:10
because with these new synthesis capabilities,
299
850000
3000
parce qu'avec ces nouvelles capacités de synthèse,
14:13
these vast gene array repertoires
300
853000
3000
ces vastes répertoires d'arrangements de gènes
14:16
and the homologous recombination,
301
856000
2000
et de recombinaison homologue,
14:18
we think we can design a robot to make
302
858000
2000
nous pensons pouvoir créer un robot pour faire
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maybe a million different chromosomes a day.
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860000
3000
peut-être un million de chromosomes différents par jour.
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And therefore, as with all biology,
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864000
2000
Et donc, comme avec toute biologie,
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you get selection through screening,
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866000
3000
on obtient une sélection à travers un filtrage,
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whether you're screening for hydrogen production,
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869000
2000
que vous filtriez pour la production d'hydrogène,
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or chemical production, or just viability.
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871000
3000
ou la production d'un produit chimique, ou seulement la viabilité.
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To understand the role of these genes
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874000
2000
Comprendre le rôle de ces gènes
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is going to be well within reach.
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876000
2000
va être à notre portée.
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We're trying to modify photosynthesis
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878000
3000
Nous sommes en train d'essayer de modifier la photosynthèse
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to produce hydrogen directly from sunlight.
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3000
pour produire de l'hydrogène via la lumière solaire.
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Photosynthesis is modulated by oxygen,
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884000
3000
La photosynthèse est modulée par l'oxygène,
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and we have an oxygen-insensitive hydrogenase
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887000
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et nous avons une hydrogénase insensible à l'oxygène
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that we think will totally change this process.
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890000
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qui selon nous va totalement changer ce processus.
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We're also combining cellulases,
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895000
2000
Nous combinons aussi des cellulases,
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the enzymes that break down complex sugars into simple sugars
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les enzymes qui décomposent les sucres complexes en sucres simples
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and fermentation in the same cell
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900000
3000
et la fermentation dans la même cellule
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for producing ethanol.
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pour produire de l'éthanol.
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Pharmaceutical production is already under way
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La production pharmaceutique est déjà en cours
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in major laboratories
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dans les grands laboratoires
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using microbes.
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910000
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ayant recours à des microbes.
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The chemistry from compounds in the environment
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3000
La chimie des composants dans l'environnement
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is orders of magnitude more complex
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est d'un niveau de complexité vastement supérieur
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than our best chemists can produce.
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2000
à celle que nos meilleurs chimistes arrivent à produire.
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I think future engineered species
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2000
Je pense que de futures espèces modifiées
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could be the source of food,
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pourraient devenir une source de nourriture,
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hopefully a source of energy,
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avec un peu de chance une source d'énergie,
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environmental remediation
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un remède pour l'environnement
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and perhaps
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929000
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et peut-être
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replacing the petrochemical industry.
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2000
un remplacement pour l'industrie pétrochimique.
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Let me just close with ethical and policy studies.
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3000
Laissez-moi juste terminer avec les études éthiques et politiques.
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We delayed the start of our experiments in 1999
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4000
Nous avons retardé le début de nos expériences en 1999
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until we completed a year-and-a-half bioethical review
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jusqu'à ce que nous puissions compléter un an et demi de rapport d'enquête bioéthique
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as to whether we should try and make an artificial species.
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944000
4000
sur si nous devrions essayer de fabriquer des espèces artificielles.
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Every major religion participated in this.
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Chacune des grandes religions y a participé.
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It was actually a very strange study,
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2000
En fait c'était une étude très étrange,
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because the various religious leaders were using their scriptures as law books,
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953000
5000
parce que les différents leaders religieux utilisaient chacun leurs Saintes Écritures comme livres de lois,
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and they couldn't find anything in them prohibiting making life,
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958000
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et ils ne trouvaient rien qui interdisait de créer de la vie,
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so it must be OK. The only ultimate concerns
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donc ça doit être bon. Finalement les seules inquiétudes
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were biological warfare aspects of this,
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964000
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se concentraient sur l'idée de guerre biologique associé à la chose,
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but gave us the go ahead to start these experiments
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968000
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mais ils nous ont permis de commencer ces expériences
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for the reasons we were doing them.
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pour les raisons pour lesquelles nous étions en train de les faire.
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Right now the Sloan Foundation has just funded
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2000
A présent la Sloan Foundation vient juste de financer
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a multi-institutional study on this,
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975000
3000
une étude multi-institutionelle sur la question,
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to work out what the risk and benefits to society are,
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pour mettre au point les risques et les bénéfices pour la société,
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and the rules that scientific teams such as my own
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et les règles que les équipes scientifiques comme la notre
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should be using in this area,
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984000
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doivent suivre dans ce domaine,
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and we're trying to set good examples as we go forward.
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986000
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et nous essayons de donner le bon exemple au fur et à mesure que nous avançons.
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These are complex issues.
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Ce sont des problèmes complexes.
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Except for the threat of bio-terrorism,
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992000
2000
Excepté pour la menace du bio-terrorisme,
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they're very simple issues in terms of,
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994000
2000
Ce sont de problèmes simples du genre,
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can we design things to produce clean energy,
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996000
4000
pouvons nous fabriquer des choses pour produire de l'énergie propre,
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perhaps revolutionizing
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1000000
2000
peut-être révolutionnant
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what developing countries can do
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ce que les pays développés peuvent faire
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and provide through various simple processes.
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et les fournir à travers de simples procédés.
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Thank you very much.
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1008000
2000
Merci beaucoup.

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