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

55,088 views ・ 2007-05-02

TED


Fare doppio clic sui sottotitoli in inglese per riprodurre il video.

Traduttore: Emanuele Palescandolo Revisore: Demian Piazza
00:25
At the break, I was asked by several people
0
25000
2000
Durante l'intervallo alcune persone mi hanno chiesto
00:27
about my comments about the aging debate.
1
27000
3000
dei commenti riguardo al dibattito sull'invecchiamento.
00:30
And this will be my only comment on it.
2
30000
2000
E questo è il mio solo commento
00:32
And that is, I understand
3
32000
2000
Cioé, ho capito
00:34
that optimists greatly outlive pessimists.
4
34000
2000
che gli ottimisti sopravvivono di gran lunga ai pessimisti.
00:36
(Laughter)
5
36000
4000
(Risate)
00:41
What I'm going to tell you about in my 18 minutes is
6
41000
3000
Quello che vi racconterò nei miei 18 minuti è
00:44
how we're about to switch from reading the genetic code
7
44000
4000
di come stiamo per passare dalla lettura del codice genetico,
00:48
to the first stages of beginning
8
48000
2000
alle fasi inziali
00:50
to write the code ourselves.
9
50000
2000
del codice scritto da noi.
00:53
It's only 10 years ago this month
10
53000
2000
Questo mese sono appena dieci anni
00:55
when we published the first sequence
11
55000
2000
da quando noi pubblicammo la prima sequenza
00:57
of a free-living organism,
12
57000
2000
di un organismo vivente,
00:59
that of haemophilus influenzae.
13
59000
2000
ossia, dell'haemophilus influenzae.
01:01
That took a genome project
14
61000
2000
Il sequenziamento di un genoma fu ridotto
01:03
from 13 years down to four months.
15
63000
3000
da 13 anni a 4 mesi.
01:07
We can now do that same genome project
16
67000
2000
Ora lo stesso progetto genoma richiede
01:09
in the order of
17
69000
2000
un ordine di tempo
01:11
two to eight hours.
18
71000
2000
di due-otto ore.
01:13
So in the last decade, a large number of genomes have been added:
19
73000
3000
Nell'ultimo decennio, si sono aggiunti un numero enorme di genomi:
01:16
most human pathogens,
20
76000
3000
la maggior parte dei patogeni umani,
01:19
a couple of plants,
21
79000
2000
un paio di piante,
01:21
several insects and several mammals,
22
81000
3000
alcuni insetti e alcuni mammiferi,
01:24
including the human genome.
23
84000
3000
incluso il genoma umano.
01:27
Genomics at this stage of the thinking
24
87000
3000
A pensare con la genomica a quello stadio
01:30
from a little over 10 years ago
25
90000
2000
poco piu' di 10 anni fa
01:32
was, by the end of this year, we might have
26
92000
2000
avremmo avuto entro la fine dell'anno
01:34
between three and five genomes sequenced;
27
94000
3000
tra tre e cinque genomi sequenziati;
01:37
it's on the order of several hundred.
28
97000
3000
oggi siamo nell'ordine delle centinaia.
01:40
We just got a grant from the Gordon and Betty Moore Foundation
29
100000
3000
Abbiamo appena avuto un finanziamento della Fondazione Gordon and Betty Moore
01:43
to sequence 130 genomes this year,
30
103000
3000
per sequenziare 130 genomi questo anno,
01:46
as a side project from environmental organisms.
31
106000
4000
come progetto a parte dagli organismi naturali.
01:50
So the rate of reading the genetic code has changed.
32
110000
3000
Quindi il tasso di lettura del codice genetico è cambiato.
01:54
But as we look, what's out there,
33
114000
2000
Ma quando guardiamo cosa c'è là fuori,
01:56
we've barely scratched the surface
34
116000
2000
abbiamo appena graffiato la superficie
01:58
on what is available on this planet.
35
118000
4000
di quello che è presente sul pianeta.
02:02
Most people don't realize it, because they're invisible,
36
122000
3000
La maggior parte della gente non lo immagina, perche' è invisibile,
02:05
but microbes make up about a half of the Earth's biomass,
37
125000
4000
ma i microorganismi sono la metà della biomassa terrestre.
02:09
whereas all animals only make up about
38
129000
3000
mentre tutti gli animali sono all'incirca
02:12
one one-thousandth of all the biomass.
39
132000
2000
un millesimo di tutta la biomassa.
02:14
And maybe it's something that people in Oxford don't do very often,
40
134000
3000
Magari ad Oxford questo non fanno molto spesso
02:17
but if you ever make it to the sea,
41
137000
2000
ma se mai arrivate al mare,
02:19
and you swallow a mouthful of seawater,
42
139000
3000
e ingoiate una boccata di acqua marina,
02:22
keep in mind that each milliliter
43
142000
2000
tenete presente che ogni millilitro
02:24
has about a million bacteria
44
144000
2000
contiene circa un milione di batteri
02:26
and on the order of 10 million viruses.
45
146000
3000
e qualcosa come 10 milioni di virus.
02:29
Less than 5,000 microbial species
46
149000
3000
Meno di 5000 specie di microbi
02:32
have been characterized as of two years ago,
47
152000
2000
sono state caratterizate solo due anni fa,
02:34
and so we decided to do something about it.
48
154000
2000
così abbiamo deciso di fare qualcosa per rimediare.
02:36
And we started the Sorcerer II Expedition,
49
156000
3000
E abbiamo intrapreso la Spedizione Sorcerer II
02:39
where we were, as with great oceanographic expeditions,
50
159000
3000
dove abbiamo, come le grandi spedizioni ocenaografiche,
02:42
trying to sample the ocean every 200 miles.
51
162000
3000
cercato di campionare l'oceano ogni 200 miglia.
02:47
We started in Bermuda for our test project,
52
167000
2000
Per il progetto pilota abbiamo cominciato alle Bermuda
02:49
then moved up to Halifax,
53
169000
2000
Poi siamo saliti verso Halifax
02:51
working down the U.S. East Coast,
54
171000
2000
continuando verso la costa est degli USA
02:53
the Caribbean Sea, the Panama Canal,
55
173000
3000
il mare Caraibico, il canale di Panama,
02:58
through to the Galapagos, then across the Pacific,
56
178000
2000
per le Galapagos e poi attraverso il Pacifico
03:00
and we're in the process now of working our way
57
180000
2000
e ora è in corso la navigazione
03:02
across the Indian Ocean.
58
182000
2000
attraverso l'Oceano Indiano.
03:04
It's very tough duty; we're doing this on a sailing vessel,
59
184000
3000
E' un compito difficile; lo stiamo facendo con un vascello
03:07
in part to help excite young people
60
187000
2000
in parte per entusiasmare i giovani
03:09
about going into science.
61
189000
3000
che approcciano la scienza
03:12
The experiments are incredibly simple.
62
192000
2000
Gli esperimenti sono incredibilmente semplici.
03:14
We just take seawater and we filter it,
63
194000
3000
Si prende l'acqua di mare e la si filtra,
03:17
and we collect different size organisms on different filters,
64
197000
4000
e si raccolgono gli organismi in base ai filtri.
03:21
and then take their DNA back to our lab in Rockville,
65
201000
3000
Poi portiamo il loro DNA nel nostro laboratorio a Rockville,
03:24
where we can sequence a hundred million letters
66
204000
3000
dove sequenziamo centinaia di migliaia di lettere
03:27
of the genetic code every 24 hours.
67
207000
2000
del codice genetico ogni 24 ore.
03:29
And with doing this,
68
209000
2000
E facendo questo,
03:31
we've made some amazing discoveries.
69
211000
2000
abbiamo fatto delle incredibili scoperte.
03:33
For example, it was thought that the visual pigments
70
213000
2000
Per esempio, si credeva che i pigmenti visivi
03:35
that are in our eyes -- there was only one or two organisms
71
215000
2000
nei nostri occhi -- che ci fossero solo uno o due organismi
03:38
in the environment that had these same pigments.
72
218000
4000
nell'ambiente che li avessero come noi.
03:42
It turns out, almost every species
73
222000
2000
Invece, quasi tutte le specie
03:44
in the upper parts of the ocean
74
224000
2000
nella parte superiore dell'oceano
03:46
in warm parts of the world
75
226000
2000
nelle zone calde del pianeta
03:48
have these same photoreceptors,
76
228000
2000
hanno gli stessi fotorecettori,
03:50
and use sunlight as the source of their energy
77
230000
3000
e usano la luce del sole come fonte energetica
03:53
and communication.
78
233000
2000
e per la comunicazione.
03:55
From one site, from one barrel of seawater,
79
235000
3000
Da un unico sito, in un barile di acqua marina,
03:58
we discovered 1.3 million new genes
80
238000
3000
abbiamo scoperto 1,3 milioni di specie nuove
04:01
and as many as 50,000 new species.
81
241000
4000
e qualcosa come 50.000 specie nuove.
04:05
We've extended this to the air
82
245000
2000
Stiamo estendendo questo all'aria
04:07
now with a grant from the Sloan Foundation.
83
247000
3000
ora con un finanziamento della Fondazione Sloan.
04:10
We're measuring how many viruses and bacteria
84
250000
2000
Stiamo misurando quanti virus e batteri
04:12
all of us are breathing in and out every day,
85
252000
3000
tutti noi espiriamo ed inspiriamo ogni giorno,
04:15
particularly on airplanes
86
255000
2000
specialmente sugli aerei
04:17
or closed auditoriums.
87
257000
2000
o nei auditori chiusi.
04:19
(Laughter)
88
259000
3000
(Risate)
04:22
We filter through some simple apparatuses;
89
262000
2000
FIltriamo con dei semplici apparati;
04:24
we collect on the order of a billion microbes from just a day
90
264000
3000
raccogliamo circa un miliardo di microbi in un solo giorno
04:27
filtering on top of a building in New York City.
91
267000
4000
filtrando l'aria dalla cima di un palazzo a New York.
04:31
And we're in the process of sequencing all that
92
271000
2000
E stiamo sequenziando tutto questo
04:33
at the present time.
93
273000
2000
al momento.
04:35
Just on the data collection side,
94
275000
2000
Riguardo alla raccolta dei dati,
04:37
just where we are through the Galapagos,
95
277000
3000
stiamo analizzando le Galapagos,
04:40
we're finding that almost every 200 miles,
96
280000
2000
stiamo scoprendo che circa ogni 200 miglia
04:42
we see tremendous diversity
97
282000
2000
vediamo una diveristà enorme
04:44
in the samples in the ocean.
98
284000
2000
nei campioni dell'oceano.
04:47
Some of these make logical sense,
99
287000
2000
Alcune osservazioni sono logiche,
04:49
in terms of different temperature gradients.
100
289000
3000
in termini di gradienti di temperatura.
04:52
So this is a satellite photograph
101
292000
2000
Allora, questa è una foto dal satellite
04:54
based on temperatures -- red being warm,
102
294000
2000
basata sulle temperature -- rosso indica caldo,
04:56
blue being cold --
103
296000
3000
blu indica freddo --
04:59
and we found there's a tremendous difference between
104
299000
3000
e noi riscontriamo una differenza incredibile tra
05:02
the warm water samples and the cold water samples,
105
302000
2000
i campioni di acqua calda e quelli di acqua fredda,
05:04
in terms of abundant species.
106
304000
3000
in termini di abbondanza di specie.
05:07
The other thing that surprised us quite a bit
107
307000
2000
L'altra cosa che ci ha sorpreso abbastanza
05:09
is these photoreceptors detect different wavelengths of light,
108
309000
4000
è che questi recettori rilevano lunghezze d'onda luminose diverse,
05:13
and we can predict that based on their amino acid sequence.
109
313000
4000
e noi possiamo predirle in base alla sequenza proteica.
05:17
And these vary tremendously from region to region.
110
317000
3000
E questa varia enormemente da regione a regione.
05:20
Maybe not surprisingly,
111
320000
2000
Forse non sorprende,
05:22
in the deep ocean, where it's mostly blue,
112
322000
2000
che nelle profondità, dove il piu' è blu
05:24
the photoreceptors tend to see blue light.
113
324000
4000
i fotorecettori tendono a vedere la luce blu.
05:28
When there's a lot of chlorophyll around,
114
328000
2000
Quando c'è molta clorofilla intorno,
05:30
they see a lot of green light.
115
330000
2000
loro vedono molta luce verde.
05:32
But they vary even more,
116
332000
2000
Ma possono variare anche di piu',
05:34
possibly moving towards infrared and ultraviolet
117
334000
3000
forse avvicinandosi all'infrarosso e ultravioletto
05:37
in the extremes.
118
337000
2000
come estremi.
05:40
Just to try and get an assessment
119
340000
2000
Solo per provare ad avere una stima
05:42
of what our gene repertoire was,
120
342000
2000
di quale fosse il repertorio di geni,
05:44
we assembled all the data --
121
344000
2000
abbiamo assemblato tutti i dati --
05:46
including all of ours thus far from the expedition,
122
346000
3000
inclusi quelli di tutte le spedizioni fino ad ora
05:49
which represents more than half of all the gene data on the planet --
123
349000
3000
che rappresentano piu' della meta' di tutti i geni del pianeta --
05:52
and it totaled around 29 million genes.
124
352000
4000
e il totale ammonta a circa 29 milioni di geni.
05:56
And we tried to put these into gene families
125
356000
2000
Abbiamo provato a organizzare questi geni in famiglie
05:58
to see what these discoveries are:
126
358000
2000
per capire cosa stiamo scoprendo:
06:00
Are we just discovering new members of known families,
127
360000
3000
Stiamo scoprendo nuovi membri di famiglie già note
06:03
or are we discovering new families?
128
363000
2000
oppure stiamo scoprendo nuove famiglie?
06:05
And it turns out we have about 50,000
129
365000
2000
Ed è venuto fuori che abbiamo circa 50.000
06:07
major gene families,
130
367000
3000
maggiori famiglie geniche,
06:10
but every new sample we take in the environment
131
370000
3000
ma ogni nuovo campione prelevato dall'ambiente
06:13
adds in a linear fashion to these new families.
132
373000
3000
aggiunge dati in maniera lineare.
06:16
So we're at the earliest stages of discovery
133
376000
2000
Percio' noi siamo agli stadi iniziali della scoperta
06:18
about basic genes,
134
378000
3000
dei geni di base,
06:21
components and life on this planet.
135
381000
3000
componenti e vita di questo pianeta.
06:25
When we look at the so-called evolutionary tree,
136
385000
3000
Quando guardiamo il cosiddetto albero dell'evoluzione
06:28
we're up on the upper right-hand corner with the animals.
137
388000
4000
noi siamo nell'angolo in alto a destra con gli animali.
06:32
Of those roughly 29 million genes,
138
392000
4000
Dei circa 29 milioni di geni,
06:36
we only have around 24,000
139
396000
2000
noi ne abbiamo solo 24.000 circa
06:38
in our genome.
140
398000
2000
nel nostro genoma.
06:40
And if you take all animals together,
141
400000
2000
E se considerate tutti gli animali insieme,
06:42
we probably share less than 30,000
142
402000
3000
probabilmente ne condividiamo meno di 30.000
06:45
and probably maybe a dozen
143
405000
3000
e chissa' forse una dozzina
06:48
or more thousand different gene families.
144
408000
3000
o piu' di migliaia di famiglie geniche differenti.
06:52
I view that these genes are now
145
412000
2000
Ora capisco che questi geni sono
06:54
not only the design components of evolution.
146
414000
3000
non solo i componenti del design dell'evoluzione.
06:57
And we think in a gene-centric view --
147
417000
2000
E noi pensiamo con una visione gene-centrica
06:59
maybe going back to Richard Dawkins' ideas --
148
419000
3000
forse ricollegandoci alle idee di Richard Dawkins
07:02
than in a genome-centric view,
149
422000
2000
piuttosto che con una visione genoma-centrica,
07:04
which are different constructs of these gene components.
150
424000
4000
i quali sono assemblaggi differenti dei geni che li compongono.
07:09
Synthetic DNA, the ability to synthesize DNA,
151
429000
3000
Il DNA sintetico, la capacità di sintetizzare DNA,
07:12
has changed at sort of the same pace
152
432000
2000
è cambiata circa con lo stesso passo
07:14
that DNA sequencing has
153
434000
2000
del sequenziamento del DNA
07:16
over the last decade or two,
154
436000
2000
nell'ultimo decennio o due,
07:18
and is getting very rapid and very cheap.
155
438000
3000
e sta diventando molto veloce e molto economico.
07:21
Our first thought about synthetic genomics came
156
441000
2000
Il primo pensiero sul genoma sintetico ci venne
07:23
when we sequenced the second genome back in 1995,
157
443000
4000
quando sequenziammo il secondo genoma, nel 1995,
07:27
and that from mycoplasma genitalium.
158
447000
2000
e quello dal micoplasma genitalium.
07:29
And we have really nice T-shirts that say,
159
449000
3000
E abbiamo delle T-shirts carine che dicono,
07:32
you know, "I heart my genitalium."
160
452000
2000
capito, "Io amo il mio genitalium."
07:34
This is actually just a microorganism.
161
454000
3000
In realtà questo è solo un microorganismo.
07:38
But it has roughly 500 genes.
162
458000
4000
Ma ha circa 500 geni.
07:42
Haemophilus had 1,800 genes.
163
462000
2000
Haemophilus ha 1.800 geni.
07:44
And we simply asked the question,
164
464000
2000
Cosi' ci siamo semplicemente chiesti,
07:46
if one species needs 800, another 500,
165
466000
2000
se una specie ha bisogno di 800, un'altra di 500,
07:48
is there a smaller set of genes
166
468000
2000
c'è un set di geni piu' piccolo
07:50
that might comprise a minimal operating system?
167
470000
4000
che definisce un sistema operativo minimo?
07:54
So we started doing transposon mutagenesis.
168
474000
3000
Così abbiamo cominciato a fare la mutagenesi con trasposoni.
07:57
Transposons are just small pieces of DNA
169
477000
3000
I transposoni sono solo piccoli pezzi di DNA
08:00
that randomly insert in the genetic code.
170
480000
2000
che si inseriscono casualmente nel codice genetico.
08:02
And if they insert in the middle of the gene, they disrupt its function.
171
482000
3000
E se si inseriscono nel mezzo di un gene, ne annullano la funzione.
08:06
So we made a map of all the genes
172
486000
2000
Così abbiamo creato una mappa di tutti i geni
08:08
that could take transposon insertions
173
488000
2000
che potevano ricevere inserimento di transposoni
08:10
and we called those "non-essential genes."
174
490000
2000
e li abbiamo definiti "geni non-essenziali"
08:13
But it turns out the environment is very critical for this,
175
493000
3000
Ma è risultato che l'ambiente è critico
08:16
and you can only
176
496000
2000
e si puo' solo
08:18
define an essential or non-essential gene
177
498000
3000
definire un gene come essenziale o non
08:21
based on exactly what's in the environment.
178
501000
3000
basandosi su quello che c'è esattamente nell'ambiente.
08:25
We also tried to take a more directly intellectual approach
179
505000
2000
Abbiamo anche provato un approccio piu' intellettuale
08:27
with the genomes of 13 related organisms,
180
507000
5000
con il genoma di 13 organismi correlati,
08:32
and we tried to compare all of those, to see what they had in common.
181
512000
3000
e abbiamo provato a compararli per vedere cosa avessero in comune.
08:36
And we got these overlapping circles. And we found only 173 genes
182
516000
4000
E abbiamo ottenuto queste intersezioni. E abbiamo trovato solo 173 geni
08:40
common to all 13 organisms.
183
520000
3000
comuni a tutti e 13 gli organismi.
08:43
The pool expanded a little bit if we ignored
184
523000
2000
L'insieme si potrebbe espandere se ignorassimo
08:45
one intracellular parasite;
185
525000
2000
un parassite intracellulare;
08:47
it expanded even more
186
527000
2000
si è espanso anche di più
08:49
when we looked at core sets of genes
187
529000
2000
quando abbiamo esaminato i set di geni centrali
08:51
of around 310 or so.
188
531000
2000
fino a 310 piu' o meno.
08:53
So we think that we can expand
189
533000
2000
Dunque noi pensiamo che possiamo ampliare
08:55
or contract genomes, depending on your point of view here,
190
535000
3000
o restringere i genomi, dipendentemente dal punto di vista,
08:58
to maybe 300 to 400 genes
191
538000
3000
fino a 300 forse o 400 geni
09:01
from the minimal of 500.
192
541000
2000
da un minimo di 500.
09:03
The only way to prove these ideas
193
543000
3000
L'unico modo per provare queste idee
09:06
was to construct an artificial chromosome with those genes in them,
194
546000
3000
era di assemblare un cromosoma artificiale con questi geni,
09:09
and we had to do this in a cassette-based fashion.
195
549000
3000
e lo abbiamo dovuto fare con un metodo a blocchi.
09:12
We found that synthesizing accurate DNA
196
552000
2000
Abbiamo scoperto che la sintesi precisa del DNA
09:14
in large pieces was extremely difficult.
197
554000
3000
in lunghi pezzi era estremamente difficile.
09:17
Ham Smith and Clyde Hutchison, my colleagues on this,
198
557000
3000
Ham Smith e Clyde Hutchison, i miei colleghi,
09:20
developed an exciting new method
199
560000
2000
hanno sviluppato un nuovo metodo molto eccitante
09:22
that allowed us to synthesize a 5,000-base pair virus
200
562000
3000
che ci ha permesso di sintetizzare un virus di 5000 paia di basi
09:25
in only a two-week period
201
565000
2000
in sole due settimane
09:27
that was 100 percent accurate,
202
567000
3000
con un'accuratezza del 100 per cento,
09:30
in terms of its sequence and its biology.
203
570000
2000
in termini di sequenza e biologia.
09:33
It was a quite exciting experiment -- when we just took the synthetic piece of DNA,
204
573000
4000
E' stato un esperimento piuttosto eccitante -- quando abbiamo preso il DNA sintetico
09:37
injected it in the bacteria and all of a sudden,
205
577000
2000
e lo abbiamo iniettato nei batteri e all'improvviso
09:39
that DNA started driving the production of the virus particles
206
579000
5000
il DNA a guidato la produzione delle particelle virali
09:44
that turned around and then killed the bacteria.
207
584000
3000
che si sono rivoltate contro i batteri uccidendoli.
09:47
This was not the first synthetic virus --
208
587000
2000
Questo non è il primo virus sintetico --
09:49
a polio virus had been made a year before --
209
589000
3000
un poliovirus fu sintetizzato un anno prima --
09:53
but it was only one ten-thousandth as active
210
593000
2000
ma un milionesimo di volte meno attivo
09:55
and it took three years to do.
211
595000
3000
e fu sintetizzato in 3 anni.
09:58
This is a cartoon of the structure of phi X 174.
212
598000
4000
Questa immagine rappresenta la struttura di Phi X-174.
10:02
This is a case where the software now builds its own hardware,
213
602000
4000
Questo è la scatola dove il software ora costruisce il suo hardware,
10:06
and that's the notions that we have with biology.
214
606000
4000
e questa è il concetto che abbiamo della biologia.
10:10
People immediately jump to concerns about biological warfare,
215
610000
4000
La gente si preoccupa immediatamente della guerra biologica,
10:14
and I had recent testimony before a Senate committee,
216
614000
4000
e ho recentemente testimoniato di fronte ad un comitato del Senato
10:18
and a special committee the U.S. government has set up
217
618000
2000
e il governo americano ha creato un comitato speciale
10:20
to review this area.
218
620000
2000
che si occupi di questa area.
10:22
And I think it's important to keep reality in mind,
219
622000
3000
E credo che sia importante tenere a mente la realtà,
10:25
versus what happens with people's imaginations.
220
625000
4000
rispetto a quello che succede con l'immaginazione delle persone.
10:29
Basically, any virus that's been sequenced today --
221
629000
3000
In pratica, di ogni virus sequenziato fino ad oggi --
10:32
that genome can be made.
222
632000
2000
il genoma si può fare.
10:34
And people immediately freak out about things about Ebola or smallpox,
223
634000
4000
E la gente si agita subito su cose come Ebola o vaiolo,
10:38
but the DNA from this organism is not infective.
224
638000
4000
ma il DNA proveniente da questi organismi non è infettivo.
10:42
So even if somebody made the smallpox genome,
225
642000
3000
Quindi anche se qualcuno produce il genoma del vaiolo,
10:45
that DNA itself would not cause infections.
226
645000
3000
il DNA in sè non causerà infezioni.
10:49
The real concern that security departments have
227
649000
3000
Il timore reale che ha il dipartimento di sicurezza
10:52
is designer viruses.
228
652000
2000
è il disegnatore di virus.
10:54
And there's only two countries, the U.S. and the former Soviet Union,
229
654000
4000
E ci sono solo due paesi, gli USA e quella che fu l' Unione Sovietica
10:58
that had major efforts
230
658000
2000
che si impegnarono maggiormente
11:00
on trying to create biological warfare agents.
231
660000
3000
nella creazione di agenti per la guerra biologica.
11:03
If that research is truly discontinued,
232
663000
3000
Se la ricerca e' davvero terminata,
11:06
there should be very little activity
233
666000
2000
ci dovrebbe essere una piccolissima attività
11:08
on the know-how to make designer viruses in the future.
234
668000
4000
sulla conoscenza di come disegnare virus in futuro.
11:12
I think single-cell organisms are possible within two years.
235
672000
4000
I credo che organismi unicellulari saranno possibili in un paio di anni.
11:16
And possibly eukaryotic cells,
236
676000
3000
E forse le cellule eucariotiche,
11:19
those that we have,
237
679000
2000
quelle che abbiamo noi,
11:21
are possible within a decade.
238
681000
2000
saranno possibili un decennio.
11:24
So we're now making several dozen different constructs,
239
684000
4000
Dunque, ora noi stiamo realizzando una dozzina di costrutti diversi
11:28
because we can vary the cassettes and the genes
240
688000
3000
perche' possiamo variare i blocchi e i geni
11:31
that go into this artificial chromosome.
241
691000
2000
che vanno in questo cromosoma artificiale.
11:33
The key is, how do you put all of the others?
242
693000
2000
Il punto cruciale è, come mettiamo tutti gli altri?
11:35
We start with these fragments,
243
695000
2000
Siamo partiti con questi frammenti,
11:37
and then we have a homologous recombination system
244
697000
3000
e poi abbiamo il sistema di ricombinazione omologa
11:40
that reassembles those into a chromosome.
245
700000
4000
che riassembla quelli in un cromosoma.
11:44
This is derived from an organism, deinococcus radiodurans,
246
704000
3000
Questo deriva da un organismo, deinococcus radiodurans,
11:47
that can take three million rads of radiation and not be killed.
247
707000
5000
che puo' ricevere 3 milioni di rad di radiazioni e non morire.
11:53
It reassembles its genome after this radiation burst
248
713000
4000
E' in grado di riassemblare il suo genoma dopo questo scoppio di radiazioni
11:57
in about 12 to 24 hours,
249
717000
2000
in 12-24 ore,
11:59
after its chromosomes are literally blown apart.
250
719000
3000
dopo che i suoi cromosomi sono letteralmente esplosi.
12:02
This organism is ubiquitous on the planet,
251
722000
2000
Questo organismo è onnipresente nel pianeta,
12:04
and exists perhaps now
252
724000
2000
e probabilmente ora esiste
12:06
in outer space due to all our travel there.
253
726000
3000
anche nello spazio a causa dei nostri viaggi.
12:10
This is a glass beaker after
254
730000
2000
Questo è un bicchiere di vetro dopo
12:12
about half a million rads of radiation.
255
732000
2000
circa mezzo milione di rad di radiazioni.
12:14
The glass started to burn and crack,
256
734000
2000
Il vetro ha cominciato a bruciare e a rompersi,
12:16
while the microbes sitting in the bottom
257
736000
2000
mentre i microbi adagiati sul fondo
12:18
just got happier and happier.
258
738000
2000
sono sempre più felici.
12:20
Here's an actual picture of what happens:
259
740000
2000
Questa e' un'immagine di quello che accade:
12:22
the top of this shows the genome
260
742000
2000
in alto si vede il genoma
12:24
after 1.7 million rads of radiation.
261
744000
3000
dopo 1,7 milioni di rads di radiazioni.
12:27
The chromosome is literally blown apart.
262
747000
2000
I cromosomi sono letteralmente esplosi.
12:29
And here's that same DNA automatically reassembled
263
749000
4000
E qui c'e' lo stesso DNA automaticamente riassemblato
12:33
24 hours later.
264
753000
2000
24 ore piu' tardi.
12:35
It's truly stunning that these organisms can do that,
265
755000
3000
E' veramente impressionante che questi organismi possono fare cio'
12:38
and we probably have thousands,
266
758000
2000
e probabilmente ci sono migliaia,
12:40
if not tens of thousands, of different species
267
760000
2000
se non decine di migliaia di specie diverse
12:42
on this planet that are capable of doing that.
268
762000
3000
su questo pianeta capaci di fare questo.
12:45
After these genomes are synthesized,
269
765000
2000
Dopo che questi genomi sono sintetizzati,
12:47
the first step is just transplanting them
270
767000
2000
il primo passo e' di trapiantarli
12:49
into a cell without a genome.
271
769000
4000
in una cellula senza genoma.
12:53
So we think synthetic cells are going to have tremendous potential,
272
773000
4000
Noi crediamo che le cellule sintetiche avranno un potenziale incredibile
12:57
not only for understanding the basis of biology
273
777000
3000
non solo per comprendere la biologia di base
13:00
but for hopefully environmental and society issues.
274
780000
3000
ma, si spera, anche per i problemi dell'ambiente e della societa'.
13:03
For example, from the third organism we sequenced,
275
783000
3000
Ad esempio, il terzo microorganismo sequenziato da noi,
13:06
Methanococcus jannaschii -- it lives in boiling water temperatures;
276
786000
4000
Methanococcus jannaschii: vive alla temperatura di bollimento dell'acqua,
13:10
its energy source is hydrogen
277
790000
2000
la sua sorgente di energia e' l'idrogeno
13:12
and all its carbon comes from CO2 it captures back from the environment.
278
792000
5000
e tutto il suo carbonio viene dalla CO2 che recupera dall'ambiente.
13:17
So we know lots of different pathways,
279
797000
2000
Dunque, noi conosciamo diverse vie,
13:19
thousands of different organisms now
280
799000
3000
migliaia di organismi diversi ora
13:22
that live off of CO2,
281
802000
2000
che vivono di CO2,
13:24
and can capture that back.
282
804000
2000
e la possono recuperare.
13:26
So instead of using carbon from oil
283
806000
3000
Quindi invece di usare carbonio dal petrolio
13:29
for synthetic processes,
284
809000
2000
per processi di sintesi,
13:31
we have the chance of using carbon
285
811000
3000
abbiamo l'opportunita' di usare carbonio
13:34
and capturing it back from the atmosphere,
286
814000
3000
e ricatturarlo dall'atmosfera,
13:37
converting that into biopolymers
287
817000
2000
convertendolo in biopolimeri
13:39
or other products.
288
819000
2000
o altri prodotti.
13:41
We have one organism that lives off of carbon monoxide,
289
821000
3000
Esiste un microorganismo che vive di monossido di carbonio,
13:44
and we use as a reducing power
290
824000
2000
e lo usiamo come potere riducente
13:46
to split water to produce hydrogen and oxygen.
291
826000
4000
per dissociare l'acqua e produrre idogeno e ossigeno.
13:50
Also, there's numerous pathways
292
830000
2000
Inoltre, ci sono molte vie
13:52
that can be engineered metabolizing methane.
293
832000
4000
che si possono ingegnerizzare per metabolizzare metano.
13:56
And DuPont has a major program with Statoil in Norway
294
836000
4000
E DuPont gestisce un importante programma con Statoil in Norvegia
14:00
to capture and convert the methane
295
840000
2000
per catturare e convertire il metano
14:02
from the gas fields there into useful products.
296
842000
4000
dai giacimenti in prodotti utili.
14:06
Within a short while, I think there's going to be a new field
297
846000
2000
In poco tempo, credo che si creera' un nuovo campo
14:08
called "Combinatorial Genomics,"
298
848000
2000
chiamato Genomica Combinatoriale,
14:10
because with these new synthesis capabilities,
299
850000
3000
perche' con queste nuove capacita' di sintesi,
14:13
these vast gene array repertoires
300
853000
3000
questo sconfinato repertorio di geni
14:16
and the homologous recombination,
301
856000
2000
e la ricombinazione omologa,
14:18
we think we can design a robot to make
302
858000
2000
noi crediamo di poter disegnare un robot per fare
14:20
maybe a million different chromosomes a day.
303
860000
3000
forse un milione di cromosomi differenti al giorno.
14:24
And therefore, as with all biology,
304
864000
2000
Quindi, come per la biologia in genere,
14:26
you get selection through screening,
305
866000
3000
ottiene la selezione tramite test,
14:29
whether you're screening for hydrogen production,
306
869000
2000
che tu sia testando la produzione di idrogeno,
14:31
or chemical production, or just viability.
307
871000
3000
o produzione chimica, o solo sopravvivenza.
14:34
To understand the role of these genes
308
874000
2000
Capire il ruolo di questi geni
14:36
is going to be well within reach.
309
876000
2000
sara' ha portata di mano.
14:38
We're trying to modify photosynthesis
310
878000
3000
Stiamo cercando di modificare la fotosintesi
14:41
to produce hydrogen directly from sunlight.
311
881000
3000
per produrre idrogeno direttamente dalla luce solare.
14:44
Photosynthesis is modulated by oxygen,
312
884000
3000
La fotosintesi e' modulata dall'ossigeno,
14:47
and we have an oxygen-insensitive hydrogenase
313
887000
3000
e noi abbiamo una idrogenasi resistente all'ossigeno
14:50
that we think will totally change this process.
314
890000
5000
che pensiamo cambiera' completamente il processo.
14:55
We're also combining cellulases,
315
895000
2000
Stiamo anche combinando cellulasi,
14:57
the enzymes that break down complex sugars into simple sugars
316
897000
3000
gli enzimi che scompongono zuccheri complessi in semplici
15:00
and fermentation in the same cell
317
900000
3000
e la fermentazione nelle stesse cellule
15:03
for producing ethanol.
318
903000
2000
per la produzione di etanolo.
15:06
Pharmaceutical production is already under way
319
906000
2000
La produzione farmaceutica si sta gia' avviando
15:08
in major laboratories
320
908000
2000
nei laboratori piu' grandi
15:10
using microbes.
321
910000
2000
usando microbi.
15:12
The chemistry from compounds in the environment
322
912000
3000
La chimica dei composti naturali
15:15
is orders of magnitude more complex
323
915000
2000
e di ordini di magnitudine piu' complessa
15:17
than our best chemists can produce.
324
917000
2000
di quella che il nostro chimico migliore possa produrre.
15:20
I think future engineered species
325
920000
2000
Penso che le specie ingegnerizzate del futuro
15:22
could be the source of food,
326
922000
2000
potranno essere la sorgente di cibo,
15:24
hopefully a source of energy,
327
924000
2000
speriamo la sorgente di energia,
15:26
environmental remediation
328
926000
3000
e rimdedi per l'ambiente
15:29
and perhaps
329
929000
2000
e forse
15:31
replacing the petrochemical industry.
330
931000
2000
sostituiranno l'industria petrolchimica.
15:33
Let me just close with ethical and policy studies.
331
933000
3000
Fatemi chiudere con degli studi etici e politici.
15:37
We delayed the start of our experiments in 1999
332
937000
4000
I nostri esperimenti nel 1999 sono iniziati in ritardo,
15:41
until we completed a year-and-a-half bioethical review
333
941000
3000
al completamento della indagine bioetica di un anno e mezzo,
15:44
as to whether we should try and make an artificial species.
334
944000
4000
sulla possibilità di provare a generare una specie artificiale.
15:48
Every major religion participated in this.
335
948000
3000
Tutte le maggiori religioni hanno partecipato.
15:51
It was actually a very strange study,
336
951000
2000
In realta' fu uno studio molto strano,
15:53
because the various religious leaders were using their scriptures as law books,
337
953000
5000
perche' i vari leader religiosi usavano le scritture come libri di legge
15:58
and they couldn't find anything in them prohibiting making life,
338
958000
3000
e non vi trovavano nulla che proibisse di creare la vita,
16:01
so it must be OK. The only ultimate concerns
339
961000
3000
quindi dovrebbe essere OK. La sola maggiore preoccupazione
16:04
were biological warfare aspects of this,
340
964000
3000
erano gli aspetti della guerra bilogica,
16:08
but gave us the go ahead to start these experiments
341
968000
3000
ma ci hanno dato l'OK per cominciare gli esperimenti
16:11
for the reasons we were doing them.
342
971000
2000
per gli scopi per cui li stiamo facendo.
16:13
Right now the Sloan Foundation has just funded
343
973000
2000
Proprio ora la Fondazione Sloan ha finanziato
16:15
a multi-institutional study on this,
344
975000
3000
uno studio multi-istituzionale,
16:18
to work out what the risk and benefits to society are,
345
978000
3000
per capire quali siano i rischi e i benefici per la societa',
16:21
and the rules that scientific teams such as my own
346
981000
3000
e le regole che i team scientifici come il mio
16:24
should be using in this area,
347
984000
2000
dovrebbero usare in questo campo,
16:26
and we're trying to set good examples as we go forward.
348
986000
3000
e noi cerchiamo di dare il buon esempio mentre continuiamo.
16:30
These are complex issues.
349
990000
2000
Questi problemi sono complicati.
16:32
Except for the threat of bio-terrorism,
350
992000
2000
Tranne che per la minaccia del bio-terrorismo,
16:34
they're very simple issues in terms of,
351
994000
2000
sono problemi semplici, in questi termini,
16:36
can we design things to produce clean energy,
352
996000
4000
possiamo disegnare qualcosa che produca energia pulita,
16:40
perhaps revolutionizing
353
1000000
2000
forse rivoluzionando
16:42
what developing countries can do
354
1002000
3000
quello che i paesi in via di sviluppo possono fare
16:45
and provide through various simple processes.
355
1005000
3000
e fornire tramite diversi processi semplici.
16:48
Thank you very much.
356
1008000
2000
Mille grazie.
A proposito di questo sito web

Questo sito vi presenterà i video di YouTube utili per l'apprendimento dell'inglese. Vedrete lezioni di inglese tenute da insegnanti di alto livello provenienti da tutto il mondo. Fate doppio clic sui sottotitoli in inglese visualizzati su ogni pagina video per riprodurre il video da lì. I sottotitoli scorrono in sincronia con la riproduzione del video. Se avete commenti o richieste, contattateci tramite questo modulo di contatto.

https://forms.gle/WvT1wiN1qDtmnspy7