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

Translator: Dewi Barnas Reviewer: Prameswari Rahmanu

Two hundred years of modern science.

Dua ratus tahun dunia sains modern.

We have to admit

Kita harus mengakui

that our performance is not great.

bahwa prestasi kita tidaklah besar.

The machines we build continue to suffer from mechanical failures.

Mesin yang kita buat terus mengalami kerusakan mekanik.

The houses we build do not survive severe earthquakes.

Rumah yang kita bangun tidak bertahan saat terjadi gempa bumi hebat.

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

Tapi kita tidak boleh menyalahkan para ilmuwan, atas satu alasan sederhana:

they didn't have much time.

mereka tidak punya banyak waktu.

Two hundred years is not a lot of time,

Dua ratus tahun bukanlah waktu yang lama,

while nature had three billion years

ketika alam punya waktu 3 milyar tahun

to perfect some of the most amazing materials,

untuk menyempurnakan berbagai materi yang paling menakjubkan,

that we wish we had in our possession.

yang kita harap kita miliki.

Remember, these materials carry a quality assurance

Ingat, materi tersebut memiliki jaminan kualitas

of three billion years.

dari (penyempurnaan selama) 3 milyar tahun.

Take, for example, sequoia trees.

Lihatlah pohon sequoia sebagai contoh.

They carry hundreds of tons for hundreds of years

Mereka mengangkut ratusan ton selama ratusan tahun

in cold weather, in warm climates,

saat cuaca dingin, maupun panas, sinar ultraviolet.

UV light.

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

Tapi apabila Anda lihat strukturnya

menggunakan mikroskop elektron beresolusi tinggi,

and you ask yourself, what is it made of,

dan menanyakan apa yang menyusunnya,

surprisingly, it's made of sugar.

yang mengejutkan adalah: ia terbuat dari gula.

Well, not exactly as we drink in our tea.

Bukan gula yang biasa kita minum dengan teh.

It's actually a nanofiber called nanocrystalline cellulose.

Tapi gula berbentuk serat nano, yang disebut nanokristalin selulosa.

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

Dan nanokristalin selulosa ini sangatlah kuat,

dilihat dari beratnya, kira-kira 10 kali lebih kuat daripada baja.

it's about 10 times stronger than steel.

Yet it's made of sugar.

Tapi, ini tetap saja gula.

So scientists all over the world believe that nanocellulose

Jadi ilmuwan di seluruh dunia yakin bahwa nanoselulosa

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

akan menjadi salah satu materi terpenting di semua industri.

But here's the problem:

Tapi ini masalahnya:

say you want to buy a half a ton of nanocellulose

katakanlah Anda ingin membeli setengah ton nanoselulosa

to build a boat or an airplane.

untuk membuat kapal atau pesawat.

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

Anda bisa cari di Google, eBay, atau bahkan Alibaba.

You won't find it.

Anda tidak akan menemukannya.

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

Tentu Anda akan menemukan ribuan artikel ilmiah --

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

artikel-artikel bagus, dimana para ilmuwan berkata bahwa

ini adalah materi yang menakjubkan, banyak yang bisa kita lakukan dengannya.

there are lots of things we can do with it.

But no commercial source.

Tapi sumber komersilnya nihil.

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

Jadi kami di Hebrew University, bersama dengan partner kami di Swedia,

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

memutuskan untuk berkonsentrasi pada pengembangan proses berskala industri

to produce this nanocellulose.

untuk memproduksi nanoselulosa ini.

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

Dan, tentu saja, kami tidak mau menebang pohon.

So we were looking for another source

Jadi kami mencari sumber

of raw material,

bahan baku lain,

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

dan kami menemukan satu sumber -- dari endapan sisa industri kertas.

The reason: there is a lot of it.

Alasannya: karena banyak sekali!

Europe alone produces 11 million tons

Eropa saja memproduksi 11 juta ton

of that material annually.

endapan tersebut setiap tahun.

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

Setara dengan gunung setinggi 3 km

dengan dasar seluas lapangan sepak bola.

sitting on a soccer field.

And we produce this mountain every year.

Kita menghasilkan gunung ini setiap tahun.

So for everybody, it's an environmental problem,

Bagi semua orang, ini adalah masalah lingkungan,

and for us, it's a gold mine.

tapi bagi kami, ini adalah tambang emas.

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

Sekarang kami memproduksi nanoselulosa pada skala industri di Israel

nanocellulose, and very soon, in Sweden.

dan tidak lama lagi di Swedia.

We can do a lot of things with the material.

Kita bisa melakukan banyak hal dengan ini.

For example,

Contohnya,

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

kami telah menguji, bahwa dengan hanya menambahkan sedikit nanoselulosa

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

pada serat kain, seperti kain baju saya,

it increases its strength dramatically.

kekuatan kainnya akan meningkat pesat.

So this can be used for making amazing things,

Jadi, material ini bisa digunakan untuk membuat berbagai hal yang mengagumkan,

like super-fabrics for industrial and medical applications.

seperti serat super untuk aplikasi industri dan pengobatan.

But this is not the only thing.

Tapi itu bukan satu-satunya.

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

Contohnya, materi yang mampu berdiri dan menopang dirinya sendiri,

like the shelters that you can see now,

seperti bangunan yang bisa Anda lihat sekarang,

actually are now showcasing in the Venice Biennale for Architecture.

saat ini sedang dipamerkan di Venice Biennale for Architecture.

Nature actually didn't stop its wonders

Sebenarnya keajaiban alam tidak berhenti

in the plant kingdom.

di dunia tumbuhan.

Think about insects.

Pikirkan serangga.

Cat fleas, for example,

Kutu kucing, misalnya,

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

mampu melompat setinggi ratusan kali lipat tinggi mereka.

That's amazing.

Itu luar biasa.

It's the equivalent of a person

Itu sama seperti seseorang

standing in the middle of Liberty Island in New York,

yang berdiri di tengah Pulau Liberty di New York,

and in a single jump,

dan dalam sekali lompatan,

going to the top of the Statue of Liberty.

melompat ke atas patung Liberty.

I'm sure everybody would like to do that.

Saya yakin semua orang ingin melakukannya.

So the question is:

Jadi pertanyaannya adalah:

How do cat fleas do it?

Bagaimana cara kutu kucing melakukannya?

It turns out, they make this wonderful material,

Ternyata kutu ini membuat sebuah materi keren

which is called resilin.

yang disebut resilin.

In simple words, resilin, which is a protein,

Sederhananya, resilin merupakan protein

is the most elastic rubber on Earth.

yang juga merupakan karet paling elastis di bumi.

You can stretch it,

Anda bisa meregangnya,

you can squish it,

Anda bisa meremasnya,

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

dan resilin hampir sama sekali tidak melepaskan energi ke lingkungan.

When you release it -- snap!

Ketika Anda melepaskannya -- snap!

It brings back all the energy.

Semua energi kembali lagi.

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

Jadi, saya yakin semua orang ingin memiliki material ini.

But here's the problem:

Tapi ini masalahnya:

to catch cat fleas is difficult.

menangkap kutu kucing itu sulit.

(Laughter)

(Tertawa)

Why? Because they are jumpy.

Mengapa? Karena mereka melompat terus.

(Laughter)

(Tertawa)

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

Tapi sebenarnya, kita hanya perlu menangkap seekor saja.

Now we can extract its DNA

Sekarang kita bisa mengekstrak DNA-nya

and read how cat fleas make the resilin,

dan mengetahui bagaimana cara mereka memproduksi resilin,

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

lalu mengkloningnya ke organisme yang tidak melompat-lompat, seperti tanaman.

So that's exactly what we did.

Itulah yang kami lakukan.

Now we have the ability to produce lots of resilin.

Sekarang kami mampu memproduksi banyak resilin.

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

Tim saya memutuskan untuk melakukan sesuatu yang sangat keren di kampus.

They decided to combine

Mereka memutuskan untuk menyatukan

the strongest material produced by the plant kingdom

materi terkuat yang diproduksi tanaman

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

dengan materi paling elastis yang diproduksi serangga --

nanocellulose with resilin.

nanoselulosa dengan resilin.

And the result is amazing.

Hasilnya luar biasa.

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

Material ini kuat, elastis, dan transparan.

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

Material ini bisa digunakan untuk banyak hal.

Misalnya, sepatu olahraga generasi terbaru,

For example, next-generation sport shoes,

so we can jump higher, run faster.

kita bisa melompat lebih tinggi, berlari lebih cepat.

And even touch screens for computers and smartphones,

Bahkan layar sentuh komputer dan ponsel pintar

that won't break.

yang tidak akan pecah.

Well, the problem is, we continue to implant

Nah, permasalahannya adalah kita terus menanamkan

synthetic implants in our body,

implan sintetis ke dalam tubuh kita,

which we glue and screw into our body.

yang kita lekatkan dan sekrup ke tubuh kita.

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

Saya akan bilang kalau ini bukan ide yang baik.

Why? Because they fail.

Kenapa? Karena semuanya gagal.

This synthetic material fails,

Materi sintetis ini gagal

just like this plastic fork,

sama seperti garpu plastik ini

that is not strong enough for its performance.

yang tidak cukup kuat untuk digunakan.

But sometimes they are too strong,

Tapi materi sintetis kadang terlalu kuat

and therefore their mechanical properties do not really fit

sehingga sifat mekanisnya tidak benar-benar pas

their surrounding tissues.

dengan jaringan di sekitarnya.

But in fact, the reason is much more fundamental.

Tapi sebenarnya, alasannya jauh lebih mendasar.

The reason is that in nature,

Alasannya adalah karena di alam,

there is no one there

tidak ada yang

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

benar-benar mengambil kepala saya dan menyekrupnya ke leher saya,

or takes my skin and glues it onto my body.

atau mengambil kulit saya dan menempelkannya ke tubuh saya.

In nature, everything is self-assembled.

Di alam, segalanya merakit sendiri (secara alami).

So every living cell,

Jadi setiap sel hidup,

whether coming from a plant, insect or human being,

baik berasal dari tanaman, serangga, atau manusia,

has a DNA that encodes for nanobio building blocks.

memiliki DNA yang mengkode penyusun blok nanobio.

Many times they are proteins.

Seringkali berupa protein.

Other times, they are enzymes that make other materials,

Bisa juga berupa enzim yang membuat materi lain,

like polysaccharides, fatty acids.

seperti polisakarida dan asam lemak.

And the common feature about all these materials

Kesamaan dari semua material ini

is that they need no one.

adalah mereka semua mandiri.

They recognize each other and self-assemble

Mereka saling mengenali dan merakit diri sendiri

into structures -- scaffolds on which cells are proliferating

menjadi struktur-struktur -- ruang kerja dimana sel-sel berkembang

to give tissues.

menjadi jaringan.

They develop into organs, and together bring life.

Jaringan menjadi organ, dan bersama-sama menciptakan kehidupan.

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

Sekitar 10 tahun yang lalu, kami di Hebrew University memutuskan untuk

on probably the most important biomaterial for humans,

berkonsentrasi pada sesuatu yang mungkin merupakan

biomaterial terpenting untuk manusia,

which is collagen.

yaitu kolagen.

Why collagen?

Kenapa kolagen?

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

Karena kolagen menyumbangkan sekitar 25% berat kering kita.

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

Kolagen adalah material terbanyak di tubuh kita selain air.

So I always like to say,

Jadi saya selalu bilang,

anyone who is in the replacement parts of human beings

siapapun yang berada dalam proses penggantian bagian tubuh manusia

would like to have collagen.

akan ingin mempunyai kolagen.

Admittedly, before we started our project,

Memang, sebelum kami memulai proyek ini,

there were already more than 1,000 medical implants

saat itu sudah ada lebih dari seribu implan medis

made of collagen.

yang terbuat dari kolagen.

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

Anda tahu, sederhana saja, seperti dermal filler untuk mengurangi kerutan,

augment lips,

augmentasi bibir,

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

dan lainnya, implan medis yang lebih canggih, seperti katup jantung.

So where is the problem?

Jadi, apa masalahnya?

Well, the problem is the source.

Permasalahannya adalah sumbernya.

The source of all that collagen

Sumber dari semua kolagen yang dipakai

is actually coming from dead bodies:

sebenarnya berasal dari jasad:

dead pigs, dead cows

jasad babi, jasad sapi,

and even human cadavers.

dan bahkan jasad manusia.

So safety is a big issue.

Jadi, keamanan adalah masalah besar.

But it's not the only one.

Tapi bukan hanya itu.

Also, the quality.

Masalah lainnya ialah kualitas.

Now here, I have a personal interest.

Di sinilah saya punya kepentingan pribadi.

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

Ini adalah ayah saya, Zvi, di kilang anggur kami di Israel.

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

Katup jantung, sangat mirip dengan yang saya tunjukkan sebelumnya,

seven years ago, was implanted in his body.

diimplan ke dalam tubuh beliau 7 tahun yang lalu.

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

Literatur ilmiah mengatakan bahwa katup jantung ini mulai rusak

10 years after the operation.

10 tahun setelah operasi.

No wonder:

Tidak mengherankan,

they are made from old, used tissues,

katup ini terbuat dari jaringan tua yang sudah pernah dipakai,

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

seperti dinding ini yang terbuat dari batu bata yang hancur berantakan.

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

Ya, tentu saya bisa menggunakan bata itu dan membangun dinding baru.

But it's not going to be the same.

Tapi hasilnya tidak akan sama.

So the US Food and Drug Administration

Badan Pengawas Obat dan Makanan Amerika Serikat

made a notice already in 2007,

pada tahun 2007 mengumumkan,

asking the companies to start to look for better alternatives.

meminta perusahaan untuk mulai mencari alternatif yang lebih baik.

So that's exactly what we did.

Itulah yang kami lakukan.

We decided to clone all the five human genes responsible

Kami putuskan untuk mengklon lima gen manusia yang bertanggung jawab

for making type I collagen in humans

untuk membuat kolagen tipe I pada manusia

into a transgenic tobacco plant.

ke dalam tanaman tembakau transgenik.

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

Sekarang tanaman itu bisa membuat kolagen manusia yang baru,

untouched.

tak terjamah.

This is amazing.

Ini mengagumkan.

Actually, it's happening now.

Bahkan, saat ini sedang diproduksi.

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

Sekarang di Israel kami menumbuhkannya dalam rumah kaca seluas 25.000 m2

all over the country.

di seluruh negeri.

The farmers receive small plantlets of tobacco.

Para petani menerima sedikit bagian tembakau tersebut.

It looks exactly like regular tobacco,

Bentuknya persis sama dengan tembakau biasa.

except that they have five human genes.

tapi bedanya tanaman ini mengandung 5 gen manusia.

They're responsible for making type I collagen.

Semuanya merupakan cetakan untuk membuat kolagen tipe I.

We grow them for about 50 to 70 days,

Kami menanamnya selama sekitar 50 sampai 70 hari,

we harvest the leaves,

lalu kami memanen daunnya,

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

kemudian daun tersebut dikirim ke pabrik menggunakan truk berpendingin.

There, the process of extracting the collagen starts.

Di sana proses ekstraksi kolagen dimulai.

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

Kalau Anda pernah membuat pesto -- prinsipnya sama saja.

(Laughter)

(Tertawa)

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

Kami menghancurkan daunnya untuk mengeluarkan jus yang mengandung kolagen.

We concentrate the protein,

Kami endapkan proteinnya,

transfer the protein to clean rooms for the final purification,

memindahkannya ke ruang bersih untuk pemurnian akhir,

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

dan hasil akhirnya adalah kolagen yang identik dengan yang ada di tubuh kita --

untouched, brand new

tak terjamah, sungguh baru,

and from which we make different medical implants:

dan inilah yang kami gunakan untuk membuat berbagai implan medis:

bone void fillers, for example,

pengisi kekosongan tulang, misalnya,

for severe bone fractures, spinal fusion.

untuk patah tulang yang parah, fusi tulang belakang.

And more recently, even,

Dan bahkan baru-baru ini,

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

kami telah memasarkan ke pasar Eropa,

a flowable gel that is used for diabetic foot ulcers,

gel mengalir untuk penderita ulkus kaki diabetes,

that is now approved for use in the clinic.

yang kini sudah mendapat izin untuk digunakan.

This is not science fiction.

Ini bukan fiksi ilmiah.

This is happening now.

Ini sedang terjadi sekarang.

We are using plants to make medical implants

Kami menggunakan tanaman untuk membuat implan medis

for replacement parts for human beings.

untuk menggantikan bagian tubuh manusia.

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

Bahkan, baru-baru ini kami telah berhasil membuat serat kolagen

which are six times stronger than the Achilles tendon.

yang 6 kali lebih kuat dari urat Achilles.

That's amazing.

Ini mengagumkan.

Together with our partners from Ireland,

Bersama dengan rekan kami dari Irlandia,

we thought about the next thing:

kami memikirkan langkah selanjutnya:

adding resilin to those fibers.

menambahkan resilin ke serat tersebut.

By doing that,

Dengan melakukan ini,

we've been able to make a superfiber

kami bisa membuat serat super

which is about 380 percent tougher,

yang kira-kira 380 persen lebih kuat,

and 300 percent more elastic.

dan 300 persen lebih elastis.

So oddly enough, in the future,

Meski kedengarannya aneh, di masa depan,

when a patient is transplanted with artificial tendons or ligaments

saat seorang pasien ditransplantasi dengan tendon atau ligamen buatan

made from these fibers,

yang terbuat dari serat ini,

we'll have better performance after the surgery

mereka akan memiliki kinerja yang lebih baik setelah operasi

than we had before the injury.

daripada sebelum kecelakaan.

So what's for the future?

Jadi, ada apa di masa depan?

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

Di masa depan, kami yakin kita akan mampu membuat

many nanobio building blocks that nature provided for us --

banyak komponen penyusun nanobio yang disediakan alam untuk kita --

collagen, nanocellulose, resilin and many more.

kolagen, nanoselulosa, resilin, dan masih banyak lagi.

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

Dengan demikian kita akan bisa

membuat mesin yang lebih bagus dan bekerja lebih baik,

even the heart.

termasuk jantung.

Now, this heart is not going to be the same

Jantung ini tidak akan sama

as we can get from a donor.

seperti yang kita dapat dari donor.

It will be better.

Ia akan lebih baik.

It actually will perform better

Sebenarnya akan bekerja lebih baik

and will last longer.

dan bertahan lebih lama.

My friend Zion Suliman once told me

Teman saya, Zion Suliman, pernah mengatakan

a smart sentence.

satu kalimat yang cerdas.

He said, "If you want a new idea,

Katanya, "Jika kau mau ide baru,

you should open an old book."

kau harus membaca buku kuno."

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

Saya akan bilang bahwa buku itu sudah ditulis.

It was written over three billion years

Sudah ditulis selama lebih dari 3 milyar tahun evolusi.

of evolution.

And the text is the DNA of life.

Buku itu adalah DNA kehidupan.

All we have to do

Kita hanya perlu

is read this text,

membaca buku ini,

embrace nature's gift to us

menerima anugerah dari alam untuk kita,

and start our progress from here.

dan memulai perkembangan kita dari sini.

Thank you.

Terima kasih.

(Applause)

(Tepuk tangan)