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

Traducteur: Natalie Thibault Relecteur: Morgane Quilfen

Two hundred years of modern science.

200 ans de science moderne.

We have to admit

Nous devons l'avouer :

that our performance is not great.

notre performance n'est pas géniale.

The machines we build continue to suffer from mechanical failures.

Les machines qu'on conçoit ont toujours des défaillances mécaniques.

The houses we build do not survive severe earthquakes.

Les maisons qu'on bâtit ne résistent pas aux tremblements de terre.

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

Mais il ne faut pas être trop dur envers les scientifiques :

they didn't have much time.

ils n'ont pas eu beaucoup de temps.

Two hundred years is not a lot of time,

200 ans ce n'est pas beaucoup de temps,

while nature had three billion years

quand la nature a eu trois milliards d'années

to perfect some of the most amazing materials,

pour perfectionner certains de ses matériaux les plus incroyables,

that we wish we had in our possession.

que nous aimerions tant posséder.

Remember, these materials carry a quality assurance

Rappelez-vous, ces matériaux ont subi des tests qualité

of three billion years.

pendant trois milliards d'années.

Take, for example, sequoia trees.

Prenez, par exemple, le séquoia.

They carry hundreds of tons for hundreds of years

Il supporte des centaines de tonnes pendant des centaines d'années,

in cold weather, in warm climates,

dans des climats glaciaux, dans des climats chauds,

UV light.

sous les rayons UV.

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

Mais en observant sa structure à l'aide d'un microscope à haute résolution,

and you ask yourself, what is it made of,

vous vous demandez de quoi elle est faite

surprisingly, it's made of sugar.

et vous réalisez avec stupeur qu'elle est faite de sucre.

Well, not exactly as we drink in our tea.

Oui, mais pas le même sucre que vous mettez dans votre thé.

It's actually a nanofiber called nanocrystalline cellulose.

Il s'agit en fait d'une nanofibre qui s'appelle cellulose nanocristalline.

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

Cette cellulose nanocristalline est si résistante, rapportée à son poids,

it's about 10 times stronger than steel.

qu'elle est en fait dix fois plus solide que l'acier.

Yet it's made of sugar.

Pourtant, elle est faite de sucre.

So scientists all over the world believe that nanocellulose

Ainsi, des scientifiques du monde entier croient que la nanocellulose

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

deviendra l'un des matériaux les plus importants de toute l'industrie.

But here's the problem:

Mais il y a un problème :

say you want to buy a half a ton of nanocellulose

disons que vous voulez acheter une demi-tonne de nanocellulose

to build a boat or an airplane.

pour bâtir un navire ou un avion.

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

Vous pouvez chercher sur Google, sur eBay ou même sur Alibaba ;

You won't find it.

vous ne trouverez pas.

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

Évidemment vous trouverez des milliers d'articles scientifiques --

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

des articles intéressants, dans lesquels on vous dira que c'est un matériau génial

there are lots of things we can do with it.

et qu'on peut en faire tant de choses,

But no commercial source.

mais pas de fournisseurs.

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

Nous, à l'Université hébraïque, avec l'aide de nos partenaires suédois,

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

avons choisi de miser sur le développement d'un processus à l'échelle industrielle

to produce this nanocellulose.

pour produire cette nanocellulose.

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

Et pour ce faire, pas question de couper des arbres.

So we were looking for another source

Nous avons donc cherché une autre source

of raw material,

de matière première

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

et nous en avons trouvé une : les résidus de l'industrie papetière.

The reason: there is a lot of it.

La raison première : il y en a énormément.

Europe alone produces 11 million tons

En Europe seulement, on produit 11 millions de tonnes

of that material annually.

de cette mixture chaque année.

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

C'est l'équivalent d'une montagne de trois kilomètres de hauteur,

sitting on a soccer field.

sur un terrain de football.

And we produce this mountain every year.

Et on produit cette montagne chaque année.

So for everybody, it's an environmental problem,

Pour tout le monde, cela constitue un problème environnemental,

and for us, it's a gold mine.

alors que pour nous, c'est une mine d'or !

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

En Israël nous produisons maintenant, à l'échelle industrielle,

nanocellulose, and very soon, in Sweden.

cette nanocellulose et bientôt en Suède aussi.

We can do a lot of things with the material.

On peut faire des tas de choses avec ça.

For example,

Par exemple,

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

on a démontré qu'en ajoutant un petit pourcentage de nanocellulose

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

à des fibres de coton, les mêmes dont ma chemise est faite,

it increases its strength dramatically.

on augmente sa durabilité de façon remarquable.

So this can be used for making amazing things,

Elle peut donc être utilisée pour créer des choses incroyables,

like super-fabrics for industrial and medical applications.

comme des super-tissus à dessein industriel ou médical.

But this is not the only thing.

Et ça ne s'arrête pas là.

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

Par exemple, on peut en faire des structures autoportantes

like the shelters that you can see now,

comme les abris que vous voyez ici

actually are now showcasing in the Venice Biennale for Architecture.

et qui sont présentement en démonstration à la Biennale d'architecture de Venise.

Nature actually didn't stop its wonders

Les merveilles de la nature ne se limitent pas

in the plant kingdom.

au règne végétal.

Think about insects.

Pensons aux insectes.

Cat fleas, for example,

Les puces du chat, par exemple,

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

peuvent sauter cent fois leur hauteur.

That's amazing.

C'est incroyable !

It's the equivalent of a person

C'est l'équivalent d'une personne qui,

standing in the middle of Liberty Island in New York,

debout sur Liberty Island à New York,

and in a single jump,

atteindrait d'un seul bond

going to the top of the Statue of Liberty.

le sommet de la Statue de la Liberté.

I'm sure everybody would like to do that.

Je crois qu'on voudrait tous pouvoir le faire !

So the question is:

Mais la question est :

How do cat fleas do it?

comment les puces y arrivent-elles ?

It turns out, they make this wonderful material,

Il s'avère qu'elles produisent un matériau fantastique,

which is called resilin.

qui s'appelle la résiline.

In simple words, resilin, which is a protein,

Pour dire les choses simplement, la résiline est une protéine

is the most elastic rubber on Earth.

qui est en fait le caoutchouc le plus élastique du monde.

You can stretch it,

Vous pouvez l'étirer,

you can squish it,

vous pouvez la compresser,

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

elle dispersera très peu d'énergie dans son environnement.

When you release it -- snap!

Et lorsque vous la libérez -- snap !

It brings back all the energy.

Elle libère toute son énergie.

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

Je suis certain que tout le monde aimerait avoir ce matériau.

But here's the problem:

Mais il y a un problème :

to catch cat fleas is difficult.

attraper des puces est difficile.

(Laughter)

(Rires)

Why? Because they are jumpy.

Pourquoi ? Elles sautent sans arrêt !

(Laughter)

(Rires)

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

Heureusement, en attraper une seule est suffisant.

Now we can extract its DNA

Nous pouvons maintenant extraire son ADN

and read how cat fleas make the resilin,

et analyser comment les puces fabriquent leur résiline,

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

pour ensuite la cloner dans un organisme moins sautillant, telle qu'une plante.

So that's exactly what we did.

C'est exactement ce qu'on a fait.

Now we have the ability to produce lots of resilin.

Maintenant nous sommes en mesure de produire beaucoup de résiline.

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

Alors, mon équipe à l'université a décidé de faire un truc vraiment chouette.

They decided to combine

On a décidé de combiner

the strongest material produced by the plant kingdom

le matériau le plus solide produit par le règne végétal

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

avec le matériau le plus élastique produit par le règne des insectes --

nanocellulose with resilin.

nanocellulose avec résiline.

And the result is amazing.

Le résultat est épatant.

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

Ce matériau est résistant, élastique et transparent

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

et on peut donc en faire des tas de choses :

For example, next-generation sport shoes,

la nouvelle génération de chaussures de sport,

so we can jump higher, run faster.

nous permettant de sauter plus haut et de courir plus vite,

And even touch screens for computers and smartphones,

ou des écrans tactiles pour les ordinateurs et les téléphones

that won't break.

qui seront incassables.

Well, the problem is, we continue to implant

Il y a aussi le problème causé par les implants synthétiques

synthetic implants in our body,

que l'on insère à l'intérieur de nos corps,

which we glue and screw into our body.

à l'aide d'adhésifs et de quincaillerie.

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

Et je vous dirai que ce n'est pas une bonne idée.

Why? Because they fail.

Pourquoi ? Parce qu'ils sont défaillants.

This synthetic material fails,

Ces matériaux sont défaillants,

just like this plastic fork,

comme l'est cette fourchette en plastique,

that is not strong enough for its performance.

qui n'est pas assez résistante pour le besoin.

But sometimes they are too strong,

Parfois ils sont trop solides

and therefore their mechanical properties do not really fit

et leurs propriétés mécaniques les empêchent de bien s'intégrer

their surrounding tissues.

aux tissus les entourant.

But in fact, the reason is much more fundamental.

En fait, la raison est beaucoup plus fondamentale.

The reason is that in nature,

La raison est : dans la nature,

there is no one there

vous ne trouverez rien

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

qui puisse visser ma tête sur mon cou,

or takes my skin and glues it onto my body.

ou qui puisse coller ma peau sur mon corps.

In nature, everything is self-assembled.

Dans la nature, tout est auto-assemblé.

So every living cell,

Ainsi, chaque cellule vivante,

whether coming from a plant, insect or human being,

qu'elle provienne d'une plante, d'un insecte ou d'un être humain,

has a DNA that encodes for nanobio building blocks.

possède un ADN qui encode ses blocs nanobiologiques.

Many times they are proteins.

Souvent ce sont des protéines.

Other times, they are enzymes that make other materials,

Parfois, ce sont des enzymes qui forment d'autres matériaux,

like polysaccharides, fatty acids.

comme les polysaccharides ou acides gras.

And the common feature about all these materials

La caractéristique commune de tous ces matériaux

is that they need no one.

est qu'ils sont autosuffisants.

They recognize each other and self-assemble

Ils se reconnaissent entre eux et s'assemblent eux-mêmes

into structures -- scaffolds on which cells are proliferating

en structures ; des échafauds sur lesquels les cellules prolifèrent

to give tissues.

et produisent des tissus.

They develop into organs, and together bring life.

Ils forment des organes et s'unissent pour produire de la vie.

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

Il y a 10 ans, à l'Université hébraïque, nous avons décidé de mettre l'emphase

on probably the most important biomaterial for humans,

sur sans doute l'un des biomatériaux les plus importants pour les humains :

which is collagen.

le collagène.

Why collagen?

Pourquoi le collagène ?

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

Parce que le collagène représente environ 25% de notre masse sèche.

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

Après l'eau, c'est la substance dont le corps possède la plus grande quantité.

So I always like to say,

Comme j'aime le dire,

anyone who is in the replacement parts of human beings

quiconque veut fabriquer des pièces de remplacement pour les humains

would like to have collagen.

doit posséder le collagène.

Admittedly, before we started our project,

Il faut reconnaître que, avant de débuter notre projet,

there were already more than 1,000 medical implants

il y avait déjà plus de 1 000 implants médicaux

made of collagen.

faits de collagène.

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

Vous savez, des trucs comme les agents de remplissage pour atténuer les rides,

augment lips,

augmenter les lèvres

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

et d'autres implants plus sophistiqués, comme les valves cardiaques.

So where is the problem?

Alors, où est le problème ?

Well, the problem is the source.

En fait, c'est l'approvisionnement.

The source of all that collagen

La source de tout ce collagène,

is actually coming from dead bodies:

ce sont des cadavres :

dead pigs, dead cows

cadavres de porcs et de vaches

and even human cadavers.

et même des cadavres humains.

So safety is a big issue.

La sécurité est donc un gros problème

But it's not the only one.

et ce n'est pas le seul.

Also, the quality.

Il y aussi la qualité.

Now here, I have a personal interest.

Ici, j'ai un intérêt particulier.

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

Voici mon père, Zvi, dans notre vignoble en Israël.

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

Une valve cardiaque, similaire à celles que vous avez vues plus tôt,

seven years ago, was implanted in his body.

a été implantée dans son corps il y a sept ans.

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

La littérature scientifique nous dit que ces valves ont des problèmes

10 years after the operation.

10 ans après leur implantation.

No wonder:

C'est sans surprise :

they are made from old, used tissues,

elles sont faites de vieux tissus usagés,

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

tout comme ce mur de briques qui s'effrite peu à peu.

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

Bien sûr, je peux prendre ces briques et en faire un nouveau mur,

But it's not going to be the same.

mais ça ne donnera pas le même résultat.

So the US Food and Drug Administration

La Food and Drug Administration des États-Unis

made a notice already in 2007,

a déjà publié un avis en 2007

asking the companies to start to look for better alternatives.

demandant aux entreprises de chercher une meilleure solution.

So that's exactly what we did.

C'est précisément ce qu'on a fait.

We decided to clone all the five human genes responsible

Nous avons décidé de cloner les cinq gènes humains qui sont responsables

for making type I collagen in humans

de la fabrication du collagène de type 1 dans le corps humain

into a transgenic tobacco plant.

dans un plant de tabac transgénique.

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

Cette plante est maintenant en mesure de fabriquer du collagène humain,

neuf et intact.

untouched.

This is amazing.

C'est incroyable.

Actually, it's happening now.

En fait, ça se passe en ce moment même.

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

De nos jours, nous cultivons cette plante dans 25 000 mètres carrés de serres

all over the country.

partout en Israël.

The farmers receive small plantlets of tobacco.

Les fermiers reçoivent des plantules de tabac,

It looks exactly like regular tobacco,

semblables aux plants de tabac normaux,

except that they have five human genes.

à l'exception de ces cinq gènes humains,

They're responsible for making type I collagen.

qui produisent le collagène de type 1.

We grow them for about 50 to 70 days,

Nous les cultivons pendant 50 à 70 jours,

we harvest the leaves,

cueillons les feuilles

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

et les transportons jusqu'à l'usine dans des camions réfrigérés.

There, the process of extracting the collagen starts.

Là-bas, on entame le processus d'extraction du collagène.

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

C'est en fait le même procédé que pour faire du pesto.

(Laughter)

(Rires)

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

Vous écrasez les feuilles pour en extraire le jus contenant le collagène.

We concentrate the protein,

Vous concentrez la protéine

transfer the protein to clean rooms for the final purification,

et la transférez vers une salle stérilisée pour la purification finale.

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

Le résultat final est un collagène identique à celui dans votre corps --

untouched, brand new

intact, neuf

and from which we make different medical implants:

et à partir duquel on fabrique divers implants médicaux :

bone void fillers, for example,

un agent de remplissage de vide osseux, par exemple,

for severe bone fractures, spinal fusion.

utilisé lors de fractures sévères ou de fusions spinales.

And more recently, even,

Plus récemment,

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

nous avons même été capables de mettre sur le marché ici, en Europe,

a flowable gel that is used for diabetic foot ulcers,

un gel fluide utilisé pour les ulcères de pied causés par le diabète,

that is now approved for use in the clinic.

qui est maintenant utilisé en clinique.

This is not science fiction.

Ce n'est pas de la science-fiction.

This is happening now.

Ça se passe aujourd'hui.

We are using plants to make medical implants

Nous utilisons des plantes pour fabriquer des implants médicaux,

for replacement parts for human beings.

des pièces de remplacement pour le corps humain.

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

Plus récemment, nous avons été en mesure de fabriquer des fibres de collagène

which are six times stronger than the Achilles tendon.

qui sont six fois plus résistantes que le tendon d'Achille.

That's amazing.

C'est fantastique.

Together with our partners from Ireland,

Avec nos partenaires irlandais,

we thought about the next thing:

nous avons songé à la prochaine étape :

adding resilin to those fibers.

ajouter de la résiline à ces fibres.

By doing that,

En faisant cela,

we've been able to make a superfiber

nous avons été capables de fabriquer une superfibre

which is about 380 percent tougher,

qui est 380% plus résistante

and 300 percent more elastic.

et 300% plus élastique.

So oddly enough, in the future,

Donc, étrangement, dans le futur,

when a patient is transplanted with artificial tendons or ligaments

lorsqu'un patient recevra un implant de tendons ou ligaments artificiels,

made from these fibers,

fabriqués avec ces fibres,

we'll have better performance after the surgery

on obtiendra une performance supérieure après l'opération

than we had before the injury.

à celle d'avant la blessure.

So what's for the future?

Alors, que nous réserve l'avenir ?

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

Dans le futur, nous croyons être capables

many nanobio building blocks that nature provided for us --

de fabriquer plusieurs des blocs nanobiologiques créés par la nature :

collagen, nanocellulose, resilin and many more.

le collagène, la nanocellulose, la résiline et beaucoup d'autres.

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

Cela nous permettra de fabriquer des machines plus performantes,

even the heart.

et même un cœur.

Now, this heart is not going to be the same

Eh oui, ce cœur ne sera pas le même

as we can get from a donor.

que celui qu'on reçoit d'un donneur d'organes.

It will be better.

Il sera encore mieux.

It actually will perform better

Il fonctionnera mieux

and will last longer.

et durera plus longtemps.

My friend Zion Suliman once told me

Une fois, mon ami Zion Suliman m'a dit

a smart sentence.

cette phrase brillante.

He said, "If you want a new idea,

Il m'a dit : « Si tu cherches une idée nouvelle,

you should open an old book."

tu devrais ouvrir un vieux livre. »

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

Je veux vous dire que le livre a été écrit.

It was written over three billion years

Il a été écrit pendant trois milliards d'années d'évolution

of evolution.

And the text is the DNA of life.

Son texte est l'ADN de la vie.

All we have to do

Tout ce que nous avons à faire

is read this text,

est de lire ce texte,

embrace nature's gift to us

et de savourer ce cadeau que la nature nous fait

and start our progress from here.

et de poursuivre notre progrès à partir de cela.

Thank you.

Merci.

(Applause)

(Applaudissements)