The next software revolution: programming biological cells | Sara-Jane Dunn

168,813 views ・ 2019-11-26

TED


Fai dobre clic nos subtítulos en inglés a continuación para reproducir o vídeo.

Translator: Carlos Calo Romeu Reviewer: Servizo de Normalización Lingüística
A segunda metade do século XX estivo marcada
por unha revolución tecnolóxica:
a revolución do software.
00:12
The second half of the last century was completely defined
0
12750
4509
A capacidade de programar electróns nun material chamado silicio
00:17
by a technological revolution:
1
17283
1999
fixo posible tecnoloxías, empresas e industrias
00:19
the software revolution.
2
19306
1435
que eran, en certo punto, inimaxinables para moitos de nós,
00:21
The ability to program electrons on a material called silicon
3
21313
4808
pero que agora cambiaron de raíz a forma na que o mundo funciona.
00:26
made possible technologies, companies and industries
4
26145
3073
00:29
that were at one point unimaginable to many of us,
5
29242
3977
Porén, na primeira metade do século XXI
vai acontecer unha nova revolución do software:
00:33
but which have now fundamentally changed the way the world works.
6
33243
3915
a revolución do software vivente,
00:38
The first half of this century, though,
7
38158
1921
que se baseará na capacidade de programar a bioquímica
00:40
is going to be transformed by a new software revolution:
8
40103
3978
nun material chamado bioloxía.
00:44
the living software revolution.
9
44105
2435
Lograr isto permitiranos aproveitar as propiedades da bioloxía
00:46
And this will be powered by the ability to program biochemistry
10
46921
4050
parar xerar novos tipos de terapias,
00:50
on a material called biology.
11
50995
2295
para reparar tecido danado,
00:53
And doing so will enable us to harness the properties of biology
12
53314
4141
para reprogramar células defectuosas
ou incluso crear sistemas operativos programables a partir da bioquímica.
00:57
to generate new kinds of therapies,
13
57479
2656
01:00
to repair damaged tissue,
14
60159
1868
Se conseguimos logralo, e temos que conseguilo,
01:02
to reprogram faulty cells
15
62051
2725
01:04
or even build programmable operating systems out of biochemistry.
16
64800
4554
o seu impacto será tan grande
que a primeira revolución será insignificante en comparación.
01:10
If we can realize this -- and we do need to realize it --
17
70420
3573
Iso débese a que o soporte lóxico vivente transformaría por completo a medicina,
01:14
its impact will be so enormous
18
74017
2162
a agricultura e a enerxía,
01:16
that it will make the first software revolution pale in comparison.
19
76203
3877
sectores que eclipsan os dominados pola informática.
01:20
And that's because living software would transform the entirety of medicine,
20
80104
4234
Imaxinade plantas programadas para que fixen mellor o nitróxeno
01:24
agriculture and energy,
21
84362
1559
01:25
and these are sectors that dwarf those dominated by IT.
22
85945
3828
ou resistan novos patóxenos fúnxicos,
ou cultivos programados para ser perennes en lugar de anuais
01:30
Imagine programmable plants that fix nitrogen more effectively
23
90812
4174
e duplicar así as colleitas cada ano.
01:35
or resist emerging fungal pathogens,
24
95010
2905
Transformaría a agricultura
01:37
or even programming crops to be perennial rather than annual
25
97939
3537
e permitiría seguir alimentando un planeta cada vez máis habitado.
01:41
so you could double your crop yields each year.
26
101500
2268
Imaxinade tamén inmunidade programable,
01:43
That would transform agriculture
27
103792
2098
deseñar e controlar moléculas que axuden ao noso sistema inmunitario
01:45
and how we'll keep our growing and global population fed.
28
105914
4104
a detectar, erradicar ou previr enfermidades.
01:50
Or imagine programmable immunity,
29
110794
2262
Transformaría a medicina
01:53
designing and harnessing molecular devices that guide your immune system
30
113080
4238
e permitiría seguir coidando dunha poboación cada vez máis envellecida.
01:57
to detect, eradicate or even prevent disease.
31
117342
3830
Xa contamos con moitas das ferramentas que permitirían facer isto unha realidade.
02:01
This would transform medicine
32
121196
1571
02:02
and how we'll keep our growing and aging population healthy.
33
122791
3489
Podemos editar xenes con CRISPR.
Podemos reescribir o código xenético base a base.
02:07
We already have many of the tools that will make living software a reality.
34
127501
4203
Incluso podemos construír circuítos biolóxicos sintéticos con ADN.
02:11
We can precisely edit genes with CRISPR.
35
131728
2347
Pero descubrir como e cando usar estas ferramentas
02:14
We can rewrite the genetic code one base at a time.
36
134099
3083
aínda é ensaio e erro.
02:17
We can even build functioning synthetic circuits out of DNA.
37
137206
4436
Precisa de moita experiencia, anos de especialización
02:22
But figuring out how and when to wield these tools
38
142428
2469
e experimentos que son tan difíciles de descubrir como de reproducir.
02:24
is still a process of trial and error.
39
144921
2422
02:27
It needs deep expertise, years of specialization.
40
147367
3660
Na bioloxía, somos propensos a centrarnos nas partes,
02:31
And experimental protocols are difficult to discover
41
151051
3037
pero todo o mundo sabe que non se pode comprender algo que voa
02:34
and all too often, difficult to reproduce.
42
154112
2582
só estudando plumas.
02:37
And, you know, we have a tendency in biology to focus a lot on the parts,
43
157256
4473
Hoxe, programar a bioloxía non é tan sinxelo como o é un ordenador.
02:41
but we all know that something like flying wouldn't be understood
44
161753
3133
Para empeorar a situación,
02:44
by only studying feathers.
45
164910
1339
os sistemas vivos non se parecen case nada aos programas que desenvolvemos.
02:46
So programming biology is not yet as simple as programming your computer.
46
166846
4521
02:51
And then to make matters worse,
47
171391
1678
A diferenza dos programas de ordenador,
02:53
living systems largely bear no resemblance to the engineered systems
48
173093
4010
os sistemas vivos xéranse e organízanse independentemente,
funcionan a escala molecular e as súas interaccións
02:57
that you and I program every day.
49
177127
2096
02:59
In contrast to engineered systems, living systems self-generate,
50
179691
4111
adoitan conseguir un rendemento forte a gran escala.
03:03
they self-organize,
51
183826
1471
Ata poden repararse eles mesmos.
03:05
they operate at molecular scales.
52
185321
1687
03:07
And these molecular-level interactions
53
187032
2136
Pensade, por exemplo, na típica planta doméstica,
03:09
lead generally to robust macro-scale output.
54
189192
3018
como a que colocas enriba da cheminea
03:12
They can even self-repair.
55
192234
2720
e sempre te esqueces de regar.
Pese ao teu despiste, a planta ten que espertar todos os días
03:16
Consider, for example, the humble household plant,
56
196256
2994
e pensar en que vai gastar os recursos dos que dispón.
03:19
like that one sat on your mantelpiece at home
57
199274
2187
03:21
that you keep forgetting to water.
58
201485
1787
Crecerá, realizará a fotosíntese, producirá sementes ou florecerá?
03:23
Every day, despite your neglect, that plant has to wake up
59
203749
3615
Esa decisión correspóndelle ao organismo por completo.
03:27
and figure out how to allocate its resources.
60
207388
2747
Pero a planta non ten un cerebro para pensar en todo iso.
03:30
Will it grow, photosynthesize, produce seeds, or flower?
61
210159
3571
Ten que amañarse coas células das súas follas.
03:33
And that's a decision that has to be made at the level of the whole organism.
62
213754
3939
Estas teñen que interactuar co ambiente
03:37
But a plant doesn't have a brain to figure all of that out.
63
217717
3481
e tomar decisións que afectan a toda a planta.
Ten que haber un programa executándose nestas células,
03:41
It has to make do with the cells on its leaves.
64
221222
2717
03:43
They have to respond to the environment
65
223963
1903
un programa que responde aos diferentes sinais de entrada
03:45
and make the decisions that affect the whole plant.
66
225890
2649
e controla as accións da célula.
03:48
So somehow there must be a program running inside these cells,
67
228563
3988
Estes programas teñen que operar de maneira distribuída en cada célula
03:52
a program that responds to input signals and cues
68
232575
2727
para que poidan coordinarse e a planta creza e floreza.
03:55
and shapes what that cell will do.
69
235326
1940
03:57
And then those programs must operate in a distributed way
70
237679
3247
Se conseguísemos entender estes programas biolóxicos
04:00
across individual cells,
71
240950
1337
04:02
so that they can coordinate and that plant can grow and flourish.
72
242311
4123
e como opera a bioloxía,
transformaría a nosa capacidade para entender como e por que
04:07
If we could understand these biological programs,
73
247675
3316
actúan as células.
04:11
if we could understand biological computation,
74
251015
3122
Se entendésemos estes programas,
poderiamos depuralos cando algo vaia mal,
04:14
it would transform our ability to understand how and why
75
254161
3937
ou aprender deles como deseñar o tipo de circuítos sintéticos
04:18
cells do what they do.
76
258122
1546
04:20
Because, if we understood these programs,
77
260152
1987
que aproveitan de verdade o poder computacional da bioquímica.
04:22
we could debug them when things go wrong.
78
262163
2133
04:24
Or we could learn from them how to design the kind of synthetic circuits
79
264320
4193
A miña paixón por isto levoume por unha liña de investigación
04:28
that truly exploit the computational power of biochemistry.
80
268537
4474
relacionada coas matemáticas, a informática e a bioloxía,
na que centro o meu esforzo na bioloxía como computación,
04:34
My passion about this idea led me to a career in research
81
274407
3018
04:37
at the interface of maths, computer science and biology.
82
277449
3631
preguntándome que calculan as células
e como podemos descubrir estes programas biolóxicos.
04:41
And in my work, I focus on the concept of biology as computation.
83
281104
4726
Empecei a facerme estas preguntas con algúns dos meus compañeiros
04:46
And that means asking what do cells compute,
84
286334
3142
04:49
and how can we uncover these biological programs?
85
289500
3517
en Microsoft Research, na Universidade de Cambridge,
xa que queriamos comprender
04:53
And I started to ask these questions together with some brilliant collaborators
86
293760
3757
o programa biolóxico que se executa nun tipo de células en concreto:
04:57
at Microsoft Research and the University of Cambridge,
87
297541
2571
as células nai embrionarias.
05:00
where together we wanted to understand
88
300136
2283
Estas células son especiais porque son pluripotentes.
05:02
the biological program running inside a unique type of cell:
89
302443
4177
Poden converterse en calquera célula:
do cerebro, do corazón, dos ósos, dos pulmóns ou en calquera outra.
05:06
an embryonic stem cell.
90
306644
1894
05:09
These cells are unique because they're totally naïve.
91
309136
3160
Esta pluripotencia fainas únicas
05:12
They can become anything they want:
92
312320
2168
e foi a chispa que alimentou a imaxinación dos investigadores,
05:14
a brain cell, a heart cell, a bone cell, a lung cell,
93
314512
2565
pois déronse conta de que, se puidésemos aproveitala,
05:17
any adult cell type.
94
317101
1897
a medicina gañaría unha ferramenta poderosísima.
05:19
This naïvety, it sets them apart,
95
319022
1677
05:20
but it also ignited the imagination of the scientific community,
96
320723
3001
Se podemos descubrir como escollen estas células en cales converterse,
05:23
who realized, if we could tap into that potential,
97
323748
3263
poderiamos facer uso delas
05:27
we would have a powerful tool for medicine.
98
327035
2351
para xerar as células que necesitamos para reparar tecido morto ou danado.
05:29
If we could figure out how these cells make the decision
99
329917
2621
05:32
to become one cell type or another,
100
332562
2131
Lograr isto non será doado,
05:34
we might be able to harness them
101
334717
1690
05:36
to generate cells that we need to repair diseased or damaged tissue.
102
336431
4553
e menos con estas células en particular,
pois aparecen seis días despois da concepción
05:41
But realizing that vision is not without its challenges,
103
341794
2930
e nun par de días máis, desaparecen.
05:44
not least because these particular cells,
104
344748
2764
Xa decidiron o seu futuro
e convertéronse nas células que formarán os órganos do corpo.
05:47
they emerge just six days after conception.
105
347536
2829
05:50
And then within a day or so, they're gone.
106
350826
2055
Aínda así, estas decisións son menos firmes
05:52
They have set off down the different paths
107
352905
2057
05:54
that form all the structures and organs of your adult body.
108
354986
3050
do que se imaxinaba.
Hai 13 anos, uns científicos descubriron algo revolucionario.
05:59
But it turns out that cell fates are a lot more plastic
109
359770
3079
Inserindo uns poucos xenes nunha célula adulta,
06:02
than we might have imagined.
110
362873
1413
06:04
About 13 years ago, some scientists showed something truly revolutionary.
111
364310
4321
como as da pel,
pódese facer que esa célula volva ao estado de pluripotencia.
06:09
By inserting just a handful of genes into an adult cell,
112
369393
4346
Este proceso recibe o nome de “reprogramación”,
06:13
like one of your skin cells,
113
373763
1764
e permítenos imaxinar unha especie de utopía de células nai
06:15
you can transform that cell back to the naïve state.
114
375551
3959
na que podemos extraer células do propio paciente,
06:19
And it's a process that's actually known as "reprogramming,"
115
379534
3175
facelas pluripotentes outra vez
06:22
and it allows us to imagine a kind of stem cell utopia,
116
382733
3359
e empregalas para crear as células que o paciente precise,
06:26
the ability to take a sample of a patient's own cells,
117
386116
3641
xa sexan para o cerebro ou o corazón.
06:29
transform them back to the naïve state
118
389781
2360
Durante a última década,
intentar cambiar o destino das células nai
06:32
and use those cells to make whatever that patient might need,
119
392165
3130
aínda se rexe por ensaio e erro.
06:35
whether it's brain cells or heart cells.
120
395319
2075
Incluso nos casos nos que xa existen protocolos experimentais que funcionan,
06:38
But over the last decade or so,
121
398541
1765
06:40
figuring out how to change cell fate,
122
400330
3044
son ineficientes,
06:43
it's still a process of trial and error.
123
403398
2152
e descoñecemos como e por que funcionan.
06:45
Even in cases where we've uncovered successful experimental protocols,
124
405911
4508
Aínda que saibas converter unha célula nai nunha do corazón,
06:50
they're still inefficient,
125
410443
1467
06:51
and we lack a fundamental understanding of how and why they work.
126
411934
4238
non tes porque saber convertela nunha célula cerebral.
06:56
If you figured out how to change a stem cell into a heart cell,
127
416650
3005
O obxectivo é comprender o programa biolóxico
06:59
that hasn't got any way of telling you how to change a stem cell
128
419679
3089
que se executa nas células nai embrionarias,
e para entender os cálculos que realiza un organismo vivo
07:02
into a brain cell.
129
422792
1201
07:04
So we wanted to understand the biological program
130
424633
2931
empézase facendo unha pregunta moi simple:
07:07
running inside an embryonic stem cell,
131
427588
2447
Que é o que ten que facer ese organismo?
07:10
and understanding the computation performed by a living system
132
430059
3506
07:13
starts with asking a devastatingly simple question:
133
433589
4253
A informática conta cun conxunto de estratexias
para saber cales son as funcións do software e o hardware.
07:17
What is it that system actually has to do?
134
437866
3356
Ao desenvolver un programa ou implementar un código,
07:21
Now, computer science actually has a set of strategies
135
441838
2850
queres que se execute correctamente,
07:24
for dealing with what it is the software and hardware are meant to do.
136
444712
3827
que sexa rápido, teña moitas funcións
e estea libre de erros, pois corrixilos é caro.
07:28
When you write a program, you code a piece of software,
137
448563
2660
Cando un desenvolvedor crea un programa,
07:31
you want that software to run correctly.
138
451247
2000
pode especificar unha serie de requisitos.
07:33
You want performance, functionality.
139
453271
1790
Estes indican que fai o programa.
07:35
You want to prevent bugs.
140
455085
1217
Por exemplo, comparar dous números e ordenalos de menor a maior.
07:36
They can cost you a lot.
141
456326
1308
07:38
So when a developer writes a program,
142
458168
1842
07:40
they could write down a set of specifications.
143
460034
2270
Existen programas que nos permiten comprobar automaticamente
07:42
These are what your program should do.
144
462328
1871
07:44
Maybe it should compare the size of two numbers
145
464223
2268
se estes requisitos se cumpren e o programa fai o que ten que facer.
07:46
or order numbers by increasing size.
146
466515
1792
07:49
Technology exists that allows us automatically to check
147
469037
4695
Do mesmo xeito, a nosa idea é que os experimentos que se fan no laboratorio
07:53
whether our specifications are satisfied,
148
473756
2378
07:56
whether that program does what it should do.
149
476158
2633
teñen asociados certos requisitos que describen un programa biolóxico.
07:59
And so our idea was that in the same way,
150
479266
2856
08:02
experimental observations, things we measure in the lab,
151
482146
3068
Só temos que descubrir como codificar esta serie de requisitos.
08:05
they correspond to specifications of what the biological program should do.
152
485238
5033
Imaxinade que un laboratorio que traballa con xenes descubre
08:10
So we just needed to figure out a way
153
490769
1876
08:12
to encode this new type of specification.
154
492669
3183
que se un xene A se activa,
entón un xene B ou un xene C actívanse.
08:16
So let's say you've been busy in the lab and you've been measuring your genes
155
496594
3654
Podemos anotalo como unha expresión matemática
08:20
and you've found that if Gene A is active,
156
500272
2436
usando a linguaxe lóxica:
08:22
then Gene B or Gene C seems to be active.
157
502732
3388
Se A, entón B ou C.
08:26
We can write that observation down as a mathematical expression
158
506678
3582
Este é un caso moi sinxelo só para poñer un exemplo.
08:30
if we can use the language of logic:
159
510284
2373
Podemos codificar expresións complexas
08:33
If A, then B or C.
160
513125
2328
que conteñan o comportamento de xenes ou proteínas ao longo do tempo
08:36
Now, this is a very simple example, OK.
161
516242
2454
08:38
It's just to illustrate the point.
162
518720
1743
entre múltiples experimentos.
08:40
We can encode truly rich expressions
163
520487
2924
Ao traducir estas observacións a expresións matemáticas,
08:43
that actually capture the behavior of multiple genes or proteins over time
164
523435
4153
pódense realizar probas para saber se as ditas observacións poden xurdir
08:47
across multiple different experiments.
165
527612
2536
08:50
And so by translating our observations
166
530521
2626
dun programa de interaccións xenéticas.
08:53
into mathematical expression in this way,
167
533171
1993
08:55
it becomes possible to test whether or not those observations can emerge
168
535188
5098
Creamos un programa con isto en mente.
Podemos usar esta ferramenta para codificar observacións
09:00
from a program of genetic interactions.
169
540310
3054
como expresións matemáticas,
e a ferramenta permitiranos descubrir o programa xenético
09:04
And we developed a tool to do just this.
170
544063
2556
09:06
We were able to use this tool to encode observations
171
546643
2882
que as relaciona.
Aplicamos este método
09:09
as mathematical expressions,
172
549549
1407
09:10
and then that tool would allow us to uncover the genetic program
173
550980
3610
para descubrir o programa xenético que se executa nas células nai embrionarias
09:14
that could explain them all.
174
554614
1538
e intentar comprender o procedemento de recuperación da pluripotencia.
09:17
And we then apply this approach
175
557481
2280
09:19
to uncover the genetic program running inside embryonic stem cells
176
559785
4083
Esta ferramenta construíuse
a partir dun programa recoñecido de verificación de requisitos.
09:23
to see if we could understand how to induce that naïve state.
177
563892
4189
Comezamos cun conxunto duns 50 requisitos
09:28
And this tool was actually built
178
568105
1952
09:30
on a solver that's deployed routinely around the world
179
570081
2652
que obtivemos de experimentar con células nai embrionarias.
09:32
for conventional software verification.
180
572757
2269
09:35
So we started with a set of nearly 50 different specifications
181
575630
3691
Despois de codificalos na ferramenta,
puidemos descubrir o primeiro programa molecular
09:39
that we generated from experimental observations of embryonic stem cells.
182
579345
4506
que os relaciona a todos.
09:43
And by encoding these observations in this tool,
183
583875
2636
Un fito importante de seu.
09:46
we were able to uncover the first molecular program
184
586535
3185
Ser capaz de relacionar todas estas observacións
09:49
that could explain all of them.
185
589744
1961
non é algo que se poida facer da noite á mañá,
09:52
Now, that's kind of a feat in and of itself, right?
186
592309
2513
aínda que sexa unha noite moi longa.
09:54
Being able to reconcile all of these different observations
187
594846
2902
Sabendo todo isto, podemos ir máis alá.
09:57
is not the kind of thing you can do on the back of an envelope,
188
597772
3067
Con esta ferramenta, poderiamos predicir as accións dunha célula
10:00
even if you have a really big envelope.
189
600863
2648
en situacións descoñecidas, e simulalas nun ordenador.
10:04
Because we've got this kind of understanding,
190
604190
2158
10:06
we could go one step further.
191
606372
1462
10:07
We could use this program to predict what this cell might do
192
607858
3371
Fixémolo:
xeramos predicións a partir dos experimentos que realizamos
10:11
in conditions we hadn't yet tested.
193
611253
2176
e achamos que o programa das células nai é moi previsible.
10:13
We could probe the program in silico.
194
613453
2401
Ensinounos como devolver a pluripotencia ás células nai
10:16
And so we did just that:
195
616735
1247
10:18
we generated predictions that we tested in the lab,
196
618006
3180
dun xeito rápido e eficiente.
10:21
and we found that this program was highly predictive.
197
621210
3032
Indicounos os xenes nos que centrarse para logralo
10:24
It told us how we could accelerate progress
198
624266
2625
e aqueles que hai que evitar.
10:26
back to the naïve state quickly and efficiently.
199
626915
3060
A simulación incluso predixo a orde de activación dos xenes.
10:29
It told us which genes to target to do that,
200
629999
2570
10:32
which genes might even hinder that process.
201
632593
2624
Este método foi de grande axuda para descubrir máis
10:35
We even found the program predicted the order in which genes would switch on.
202
635241
4990
sobre como actúan estas células.
Este programa non é exclusivo para as células nai embrionarias.
10:40
So this approach really allowed us to uncover the dynamics
203
640980
3140
Permítenos coñecer máis sobre os cálculos que realizan as células
10:44
of what the cells are doing.
204
644144
2402
10:47
What we've developed, it's not a method that's specific to stem cell biology.
205
647728
3642
en relación coas interaccións xenéticas.
En esencia, unha compoñente máis.
10:51
Rather, it allows us to make sense of the computation
206
651394
2684
Precísanse atopar novos métodos
10:54
being carried out by the cell
207
654102
1685
10:55
in the context of genetic interactions.
208
655811
2831
para comprender mellor, e a diferentes niveis,
a computación biolóxica,
10:58
So really, it's just one building block.
209
658666
2288
desde o ADN e ata o paso de información entre células.
11:00
The field urgently needs to develop new approaches
210
660978
2685
11:03
to understand biological computation more broadly
211
663687
2695
Só cando poidamos entender isto
11:06
and at different levels,
212
666406
1367
seremos capaces de aproveitar a bioloxía con métodos previsibles e de confianza.
11:07
from DNA right through to the flow of information between cells.
213
667797
4129
11:11
Only this kind of transformative understanding
214
671950
2797
Para programar a bioloxía, hai que crear
11:14
will enable us to harness biology in ways that are predictable and reliable.
215
674771
4986
novas ferramentas e linguaxes
que permitirán tanto aos científicos coma aos enxeñeiros informáticos
11:21
But to program biology, we will also need to develop
216
681029
3042
deseñar as funcións biolóxicas
e traducilas á linguaxe máquina da célula,
11:24
the kinds of tools and languages
217
684095
1995
11:26
that allow both experimentalists and computational scientists
218
686114
3408
a súa bioquímica,
para logo poder construír esas estruturas.
11:29
to design biological function
219
689546
2497
Sería algo parecido a un compilador de software vivente,
11:32
and have those designs compile down to the machine code of the cell,
220
692067
3505
algo no que estou orgullosa de traballar como parte dun equipo en Microsoft.
11:35
its biochemistry,
221
695596
1181
11:36
so that we could then build those structures.
222
696801
2484
Dicir que é un gran desafío queda curto,
11:39
Now, that's something akin to a living software compiler,
223
699309
3673
pero se o logramos,
11:43
and I'm proud to be part of a team at Microsoft
224
703006
2216
sería o último paso para poder implementar software en organismos vivos.
11:45
that's working to develop one.
225
705246
1652
11:47
Though to say it's a grand challenge is kind of an understatement,
226
707366
3226
Programar a bioloxía só será posible
11:50
but if it's realized,
227
710616
1173
11:51
it would be the final bridge between software and wetware.
228
711813
3709
se a podemos converter nun campo interdisciplinario.
Debemos superar a barreira entre a física e as ciencias da vida
11:57
More broadly, though, programming biology is only going to be possible
229
717006
3415
e os profesionais de cada disciplina teñen que poder traballar xuntos
12:00
if we can transform the field into being truly interdisciplinary.
230
720445
4279
compartindo linguaxes e preguntas.
12:04
It needs us to bridge the physical and the life sciences,
231
724748
2952
12:07
and scientists from each of these disciplines
232
727724
2267
É importante recordar que moitas das grandes empresas tecnolóxicas,
12:10
need to be able to work together with common languages
233
730015
2731
12:12
and to have shared scientific questions.
234
732770
2719
ou das tecnoloxías que empregamos cada día
non se poderían imaxinar
cando se comezaba a programar en microchips de silicio.
12:16
In the long term, it's worth remembering that many of the giant software companies
235
736757
3993
Se empezamos a pensar agora nos posibles usos da bioloxía computacional,
12:20
and the technology that you and I work with every day
236
740774
2492
12:23
could hardly have been imagined
237
743290
1503
12:24
at the time we first started programming on silicon microchips.
238
744817
3605
veremos algúns dos pasos que teremos que tomar
12:28
And if we start now to think about the potential for technology
239
748446
3031
para facelo unha realidade.
É posible pensar que se podería facer un mal uso desta tecnoloxía.
12:31
enabled by computational biology,
240
751501
2426
12:33
we'll see some of the steps that we need to take along the way
241
753951
2935
Se estamos a pensar en programar células inmunitarias,
12:36
to make that a reality.
242
756910
1433
12:39
Now, there is the sobering thought that this kind of technology
243
759231
3082
tamén teriamos que ter en conta as bacterias programadas para evitalas.
12:42
could be open to misuse.
244
762337
1777
12:44
If we're willing to talk about the potential
245
764138
2163
Pode haber xente que queira facelo.
12:46
for programming immune cells,
246
766325
1436
12:47
we should also be thinking about the potential of bacteria
247
767785
3188
Menos para os científicos, un pensamento tranquilizador
12:50
engineered to evade them.
248
770997
1661
é que traballar coa bioloxía é moi delicado.
12:52
There might be people willing to do that.
249
772682
2087
Programar a bioloxía non será algo que se poida facer en calquera sitio.
12:55
Now, one reassuring thought in this
250
775506
1722
12:57
is that -- well, less so for the scientists --
251
777252
2289
12:59
is that biology is a fragile thing to work with.
252
779565
3269
Como aínda acabamos de empezar,
podemos avanzar con precaución.
13:02
So programming biology is not going to be something
253
782858
2412
Se nos facemos xa as preguntas difíciles,
13:05
you'll be doing in your garden shed.
254
785294
1848
podemos implementar as salvagardas necesarias
13:07
But because we're at the outset of this,
255
787642
2080
13:09
we can move forward with our eyes wide open.
256
789746
2583
ademais de pensar en temas éticos.
13:12
We can ask the difficult questions up front,
257
792353
2324
Hai que pensar onde poñer os límites á hora de alterar a bioloxía.
13:14
we can put in place the necessary safeguards
258
794701
3040
13:17
and, as part of that, we'll have to think about our ethics.
259
797765
2797
A bioética será o aspecto de maior importancia.
13:20
We'll have to think about putting bounds on the implementation
260
800586
3172
Non se pode deixar en segundo plano co gallo do avance científico.
13:23
of biological function.
261
803782
1498
13:25
So as part of this, research in bioethics will have to be a priority.
262
805604
3715
A recompensa de completar esta investigación
13:29
It can't be relegated to second place
263
809343
2407
será a de conseguir novas aplicacións e industrias innovadoras
13:31
in the excitement of scientific innovation.
264
811774
2514
en campos como a agricultura, a medicina, a enerxía, os materiais
13:35
But the ultimate prize, the ultimate destination on this journey,
265
815154
3474
e incluso na informática.
13:38
would be breakthrough applications and breakthrough industries
266
818652
3444
No futuro, poderiamos subministrar ao planeta
13:42
in areas from agriculture and medicine to energy and materials
267
822120
3444
coa enerxía renovable definitiva
13:45
and even computing itself.
268
825588
2261
se lográsemos imitar as plantas en algo que descubriron hai millóns de anos:
13:48
Imagine, one day we could be powering the planet sustainably
269
828490
3148
como aproveitar a enerxía do sol cunha eficiencia incomparable
13:51
on the ultimate green energy
270
831662
1859
á dos nosos paneis solares.
13:53
if we could mimic something that plants figured out millennia ago:
271
833545
3943
Se entendésemos o programa das interaccións cuánticas
13:57
how to harness the sun's energy with an efficiency that is unparalleled
272
837512
3771
que permiten ás plantas absorber luz solar tan eficientemente,
14:01
by our current solar cells.
273
841307
1856
poderiamos ser capaces de construír circuítos sintéticos de ADN
14:03
If we understood that program of quantum interactions
274
843695
2601
cos que crear mellores paneis solares.
14:06
that allow plants to absorb sunlight so efficiently,
275
846320
3264
Xa hai científicos traballando nos pilares desta tecnoloxía,
14:09
we might be able to translate that into building synthetic DNA circuits
276
849608
3944
conque se se conseguisen a atención e os fondos necesarios,
14:13
that offer the material for better solar cells.
277
853576
2913
podería ser unha realidade en 10 ou 15 anos.
14:17
There are teams and scientists working on the fundamentals of this right now,
278
857349
3693
Estamos ante o comezo dunha revolución tecnolóxica.
14:21
so perhaps if it got the right attention and the right investment,
279
861066
3243
Comprender este tipo de computación biolóxica
14:24
it could be realized in 10 or 15 years.
280
864333
2280
é un paso crítico.
14:27
So we are at the beginning of a technological revolution.
281
867457
3197
E se podemos logralo,
entrariamos na era dos sistemas operativos
14:31
Understanding this ancient type of biological computation
282
871067
3221
que executan programas vivos.
14:34
is the critical first step.
283
874312
2132
Moitas grazas.
(Aplausos)
14:36
And if we can realize this,
284
876468
1317
14:37
we would enter in the era of an operating system
285
877809
2842
14:40
that runs living software.
286
880675
1905
14:42
Thank you very much.
287
882604
1166
14:43
(Applause)
288
883794
2690
About this website

Este sitio presentarache vídeos de YouTube que son útiles para aprender inglés. Verás clases de inglés impartidas por profesores de primeiro nivel de todo o mundo. Fai dobre clic nos subtítulos en inglés que aparecen en cada páxina de vídeo para reproducir o vídeo desde alí. Os subtítulos desprázanse sincronizados coa reprodución do vídeo. Se tes algún comentario ou solicitude, póñase en contacto connosco a través deste formulario de contacto.

https://forms.gle/WvT1wiN1qDtmnspy7