Bonnie Bassler: The secret, social lives of bacteria

Translator: Karolina Streimikyte Reviewer: Olga Lempert

Bakterijos yra seniausi gyvi organizmai Žemėje.

Bacteria are the oldest living organisms on the earth.

They've been here for billions of years,

Jos čia yra jau milijardus metų,

and what they are are single-celled microscopic organisms.

ir kas jos yra - tai vienaląsčiai mikroskopiniai organizmai.

So they're one cell

Taigi, jos yra vienaląstės ir turi tokią savybę:

and they have this special property that they only have one piece of DNA.

jos turi vieną DNR darinį.

So they have very few genes and genetic information

Jos turi mažai genų

ir genetinės informacijos, kurioje užkoduoti visi jų vykdomi procesai.

to encode all of the traits that they carry out.

And the way bacteria make a living is that they consume nutrients

Ir bakterija gyvena

vartodama aplinkoje esančias maistines medžiagas,

from the environment,

they grow to twice their size,

jos užauga dvigubai didesnės, persiskiria per vidurį

they cut themselves down in the middle,

ir viena ląstelė tampa dviem, ir taip toliau.

and one cell becomes two, and so on and so on.

They just grow and divide and grow and divide -- so a kind of boring life,

Jos tiesiog auga ir dalijasi, auga ir dalijasi - gan nuobodus gyvenimas,

except that what I would argue is that you have an amazing interaction

tik aš teigčiau, kad mes

nepaprastai sąveikaujame su šiais padarais.

with these critters.

I know you guys think of yourself as humans,

Aš žinau, kad jūs galvojate apie save kaip apie žmones, o štai kaip aš galvoju apie jus:

and this is sort of how I think of you.

šis vyras vaizduoja

This man is supposed to represent a generic human being,

žmogiškąją būtybę,

and all of the circles in that man are all the cells that make up your body.

o visi apskritimai tame žmoguje yra ląstelės, kurios sudaro jūsų kūną.

There's about a trillion human cells that make each one of us who we are

Maždaug trilijonas žmogiškų ląstelių padaro kiekvieną iš mūsų

tuo, kuo esame, ir leidžia daryti dalykus, kuriuos darome,

and able to do all the things that we do.

bet 10 trilijonų bakterijų ląstelių

But you have 10 trillion bacterial cells in you or on you

yra jumyse ar ant jūsų bet kuriuo jūsų gyvenimo momentu.

at any moment in your life.

So, 10 times more bacterial cells than human cells on a human being.

Taigi, 10 kartų daugiau bakterijų ląstelių,

negu žmogiškųjų ląstelių ant žmogaus organizmo.

And, of course, it's the DNA that counts,

Ir, žinoma, mums svarbu DNR.

so here's all the A, T, Gs and Cs that make up your genetic code

Taigi štai visi A, T, G ir C,

kurie sudaro jūsų genetinį kodą ir suteikia jums visas jūsų kerinčias savybes.

and give you all your charming characteristics.

Jūs turite maždaug 30 000 genų.

You have about 30,000 genes.

Well, it turns out you have 100 times more bacterial genes

Pasirodo, turite 100 kartų daugiau bakterinių genų,

kurie vaidina tam tikrą vaidmenį ant jūsų ar jumyse visą jūsų gyvenimą.

playing a role in you or on you all of your life.

So at the best, you're 10 percent human; more likely, about one percent human,

Geriausiu atveju esate 10 procentų žmogus,

bet labiau tikėtina, kad vienu procentu žmogus,

depending on which of these metrics you like.

priklausomai nuo to, kurie iš šių skaičių jums patinka.

I know you think of yourself as human beings,

Žinau, kad galvojate apie save kaip apie žmones,

bet aš galvoju apie jus kaip apie 90 ar 99 procentus bakterijų.

but I think of you as 90 or 99 percent bacterial.

(Laughter)

(Juokiasi)

And these bacteria are not passive riders.

Šios bakterijos nėra pasyvūs pakeleiviai,

These are incredibly important; they keep us alive.

jos neįtikėtinai svarbios, jos palaiko mus gyvus.

They cover us in an invisible body armor

Jos padengia mūsų kūną nematomais šarvais,

that keeps environmental insults out so that we stay healthy.

kurie apsaugo nuo neigiamo aplinkos poveikio,

kad būtume sveiki.

They digest our food, they make our vitamins,

Jos virškina mūsų maistą, gamina mums vitaminus,

they actually educate your immune system to keep bad microbes out.

tiesą sakant, jos moko jūsų imuninę sistemą

neįsileisti blogų mikrobų.

Taigi jos daro visus šiuos nuostabius dalykus,

So they do all these amazing things

kurie padeda mums ir yra gyvybiškai svarbūs, kad įšgyventume

that help us and are vital for keeping us alive,

and they never get any press for that.

ir niekas to neskelbia apie jas.

But they get a lot of press because they do a lot of terrible things as well.

Bet apie jas daug rašo, nes jos daro daug

baisių dalykų taip pat.

Taigi, Žemėje yra daugybė bakterijų rūšių,

So there's all kinds of bacteria on the earth

that have no business being in you or on you at any time,

kurios neturi jokio reikalo būti jumyse ar ant jūsų bet kuriuo metu,

o jeigu yra, tai jus stipriai susargdina.

and if they are, they make you incredibly sick.

And so the question for my lab

Ir štai klausimas mano laboratorijai (ar galvojant apie visus

is whether you want to think about all the good things that bacteria do

gerus dalykus, kuriuos bakterijos daro, ar apie visus blogus dalykus),

or all the bad things that bacteria do.

The question we had is: How could they do anything at all?

mūsų klausimas buvo: kaip jos apskritai gali ką nors padaryti?

Aš noriu pasakyti, kad jos neįtikėtinai mažos,

I mean, they're incredibly small.

You have to have a microscope to see one.

turi turėti mikroskopą, kad vieną tokią pamatytum.

They live this sort of boring life where they grow and divide,

Jos gyvena nuobodų gyvenimą, kurio metu auga ir dalijasi

and they've always been considered to be these asocial, reclusive organisms.

ir jos visada laikytos asocialiais atsiskyrėliškais organizmais.

And so it seemed to us that they're just too small

Taigi mums pasirodė, kad jos tiesiog per mažos, kad kaip nors veiktų

to have an impact on the environment

aplinką,

if they simply act as individuals.

jeigu jos paprasčiausiai veikia kaip individai.

So we wanted to think if there couldn't be a different way that bacteria live.

Taigi mes pagalvojome, kad galbūt

bakterijos gyvena kitaip.

Užuominą į tai mes gavome iš vienos jūrinės bakterijos,

And the clue to this came from another marine bacterium,

and it's a bacterium called "Vibrio fischeri."

ji vadinama Vibrio fischeri.

What you're looking at on this slide is just a person from my lab

Šioje skaidrėje jūs matote žmogų iš mano laboratorijos,

holding a flask of a liquid culture of a bacterium,

laikantį mėgintuvėlį skysčio su bakterijomis,

nekenksmingomis gražiomis bakterijomis, gyvenančiomis vandenyne,

a harmless, beautiful bacterium that comes from the ocean,

vadinamomis Vibrio fisheri.

named Vibrio fischeri.

And this bacterium has the special property that it makes light,

Šios bakterijos turi ypatingą savybę: jos skleidžia šviesą,

jos skleidžia bioliuminescencinę šviesą

so it makes bioluminescence,

like fireflies make light.

kaip ir jonvabaliai.

We're not doing anything to the cells here,

Čia mes nieko nedarome ląstelėms.

we just took the picture by turning the lights off in the room,

Mes tiesiog nufotografavome išjungę šviesą kambaryje,

ir štai, ką mes matome.

and this is what we see.

And what's actually interesting to us was not that the bacteria made light

Kas mus iš tikrųjų domino, tai

ne tai, kad bakterijos skleidė šviesą,

but when the bacteria made light.

bet tai, kada bakterijos skleidė šviesą.

What we noticed is when the bacteria were alone,

Mes pastebėjome: kai bakterijos buvo vienos,

so when they were in dilute suspension,

kai jos buvo atskiestoje suspensijoje, jos šviesos neskleidė.

they made no light.

Bet kai jų padaugėjo iki konkretaus skaičiaus,

But when they grew to a certain cell number,

visos bakterijos užsižiebė tuo pačiu metu.

all the bacteria turned on light simultaneously.

So the question that we had is:

Mums kilo klausimas, kaip bakterijos, šie primityvūs organizmai,

How can bacteria, these primitive organisms,

atskiria kartus, kai jos vienos,

tell the difference from times when they're alone

nuo kartų, kai jos yra bendruomenėje,

and times when they're in a community,

ir tada visos kartu ką nors padaro.

and then all do something together?

Mes išsiaiškinome, kad jos taip elgiasi, nes jos kalba viena su kita,

And what we figured out is that the way they do that is they talk to each other,

ir jos kalba chemine kalba.

and they talk with a chemical language.

Tarkime, kad tai yra mano bakterinė ląstelė.

So this is now supposed to be my bacterial cell.

Kai ji viena, ji šviesos neskleidžia.

When it's alone, it doesn't make any light.

But what it does do is to make and secrete small molecules

Bet ką ji daro - ji gamina ir išskiria mažas molekules,

that you can think of like hormones,

apie kurias galite galvoti kaip apie hormonus,

and these are the red triangles.

jos yra maži raudoni trikampiai, ir kai bakterija yra viena,

And when the bacteria are alone, the molecules just float away,

molekulės tiesiog nuplaukia ir todėl šviesa neįsižiebia.

and so, no light.

But when the bacteria grow and double

Bet kai bakterijos auga ir dvigubėja,

and they're all participating in making these molecules,

ir jos visos dalyvauja gamindamos šias molekules,

ląstelių išskiriamų molekulių kiekis

the molecule, the extracellular amount of that molecule,

increases in proportion to cell number.

padidėja proporcingai ląstelių skaičiui.

And when the molecule hits a certain amount

Ir kai molekulių padaugėja iki konkretaus kiekio,

that tells the bacteria how many neighbors there are,

kuris nusako, kiek yra kaimynių,

they recognize that molecule

jos atpažįsta tą molekulę

and all of the bacteria turn on light in synchrony.

ir visos bakterijos sinchroniškai įsižiebia.

And so that's how bioluminescence works --

Štai kaip veikia bioliuminescencija:

they're talking with these chemical words.

bakterijos kalba šiais cheminiais žodžiais.

Priežastis, dėl kurios Vibrio fisheri taip elgiasi, yra biologinės kilmės.

The reason Vibrio fischeri is doing that comes from the biology --

again, another plug for the animals in the ocean.

Štai dar vienas pagiriamasis žodis gyvūnams vandenyne,

Vibrio fisheri gyvena šiame kalmare.

Vibrio fischeri lives in this squid.

What you're looking at is the Hawaiian bobtail squid.

Jūs žiūrite į Havajietiškąjį trumpauodegį kalmarą,

apverstą ant nugaros,

It's been turned on its back,

and what I hope you can see are these two glowing lobes.

ir aš tikiuosi, kad jūs matote šias dvi švytinčias skiltis -

These house the Vibrio fischeri cells.

jose glaudžiasi Vibrio fisheri ląstelės.

They live in there, at high cell number.

Ten gyvena dideli skaičiai ląstelių,

That molecule is there, and they're making light.

ten yra tų molekulių ir ląstelės skleidžia šviesą.

Kalmaras sutinka taikstytis su šiais įsibrovėliais,

And the reason the squid is willing to put up with these shenanigans

nes jis nori tos šviesos.

is because it wants that light.

Ši simbiozė veikia tokiu principu:

The way that this symbiosis works

šis mažas kalmaras gyvena Havajų pakrantėse,

is that this little squid lives just off the coast of Hawaii,

just in sort of shallow knee-deep water.

sekliuose vandenyse, gilumo sulig keliais.

And the squid is nocturnal,

Kalmaras yra naktinis, tad dienos metu

so during the day, it buries itself in the sand and sleeps.

jis užsikasa smėlyje ir miega,

bet naktį jis turi išlįsti medžioti.

But then at night, it has to come out to hunt.

So on bright nights

Giedromis naktimis, kai ryškiai šviečia žvaigždės ar mėnulis,

when there's lots of starlight or moonlight,

ta šviesa gali prasiskverbti pro vandens sluoksnį,

that light can penetrate the depth of the water the squid lives in,

kuriame gyvena kalmaras, kadangi tai tik kelios pėdos vandens.

since it's just in those couple feet of water.

Kalmaras turi išvystytą "diafragmą", kuri gali atsiverti ir užsiverti,

What the squid has developed is a shutter that can open and close

atskleisdama ar paslėpdama šį specializuotą šviesos organą, gabenantį bakterijas.

over the specialized light organ housing the bacteria.

Taip pat jis turi detektorius ant nugaros,

And then it has detectors on its back

taigi gali jausti, kiek žvaigždžių ar mėnulio šviesos pasiekia jo nugarą.

so it can sense how much starlight or moonlight is hitting its back.

And it opens and closes the shutter

Jis atveria ir užveria diafragmą,

so the amount of light coming out of the bottom,

todėl šviesos kiekis, sklindantis iš apačios,

which is made by the bacterium,

kurį skleidžia bakterijos,

exactly matches how much light hits the squid's back,

tiksliai sutampa su šviesos kiekiu, patenkančiu ant kalmaro nugaros,

so the squid doesn't make a shadow.

taigi kalmaras nemeta šešėlio.

So it actually uses the light from the bacteria

Jis naudoja bakterijų šviesą

to counter-illuminate itself in an antipredation device,

apsišviesti antigrobuonišku prietaisu,

kad grobuonys nematytų jo šešėlio,

so predators can't see its shadow,

nenustatytų jo judėjimo trajektorijos ir nesuėstų.

calculate its trajectory and eat it.

Tai lyg pasislėpęs vandenyno bombonešis.

So this is like the stealth bomber of the ocean.

(Laughter)

(Juokiasi)

But then if you think about it, this squid has this terrible problem,

Bet jei pamąstysite, kalmaras turi baisią problemą,

nes jis turi mirštančią stambią bakterijų kultūrą,

because it's got this dying, thick culture of bacteria,

and it can't sustain that.

ir jos negali išsaugoti.

And so what happens is, every morning when the sun comes up,

Tad štai kas nutinka kiekvieną rytą, kai pakyla saulė:

kalmaras grįžta miegoti, užsikasa smėlyje.

the squid goes back to sleep, it buries itself in the sand,

Jis turi pompą, kuri veikia pagal jo paros ritmą,

and it's got a pump that's attached to its circadian rhythm.

ir kai saulė pakyla, ši išpumpuoja apie 95 procentus bakterijų.

And when the sun comes up, it pumps out, like, 95 percent of the bacteria.

So now the bacteria are dilute,

Dabar bakterijos yra išretintos, tos mažos hormonų molekulės nebėra,

that little hormone molecule is gone, so they're not making light.

tad bakterijos nešviečia,

But, of course, the squid doesn't care, it's asleep in the sand.

bet, žinoma, kalmarui tai nerūpi. Jis miega smėlyje.

Dienai bėgant bakterijos dauginasi,

And as the day goes by, the bacteria double,

jos išleidžia molekules ir šviesa įžiebiama

they release the molecule, and then light comes on at night,

naktį, tiksliai tada, kada kalmaras to nori.

exactly when the squid wants it.

So first, we figured out how this bacterium does this,

Pirmiausiai mes išsiaiškinome, kaip tai bakterijos daro,

but then we brought the tools of molecular biology to this

bet tada mes pasitelkėme molekulinės biologijos įrankius,

to figure out, really, what's the mechanism.

kad tiksliai išsiaiškintume, koks tai mechanizmas.

And what we found -- so this is now supposed to be my bacterial cell --

Ir mes sužinojome (tarkim, kad tai vėlgi mano bakterinė ląstelė),

is that Vibrio fischeri has a protein.

kad Vibrio fisheri turi proteiną

That's the red box --

(raudona dėžutė) - tai fermentas, kuris gamina

it's an enzyme that makes that little hormone molecule,

tas mažas hormonų molekules (raudoni trikampėliai).

the red triangle.

And then as the cells grow,

Kai ląstelės auga, jos visos išskiria tas molekules

they're all releasing that molecule into the environment,

į aplinką, tad ten yra daug molekulių.

so there's lots of molecule there.

Bakterijos taip pat turi receptorius ląstelių paviršiuje,

And the bacteria also have a receptor on their cell surface

that fits like a lock and key with that molecule.

kurie sutampa kaip spyna ir raktas su tomis molekulėmis.

These are just like the receptors on the surfaces of your cells.

Šie yra tokie pat kaip receptoriai ant jūsų ląstelių paviršių.

Ir kai molekulė padidėja iki tam tikro kiekio,

So when the molecule increases to a certain amount,

which says something about the number of cells,

kuris kažką nusako apie ląstelių skaičių,

it locks down into that receptor

ji įsikabina į tą receptorių

and information comes into the cells

ir ląstelei perduodama informacija,

kuri pasako ląstelei pradėti

that tells the cells to turn on this collective behavior of making light.

kolektyviai veikti - skleisti šviesą.

Why this is interesting is because in the past decade,

Mums tai įdomu todėl, kad per pastarąjį dešimtmetį

we have found that this is not just some anomaly

mes išsiaiškinome, kad tai nėra kokia nors

of this ridiculous, glow-in-the-dark bacterium that lives in the ocean --

šios absurdiškos šviečiančios vandenyno bakterijos anomalija -

visos bakterijos turi tokias sistemas.

all bacteria have systems like this.

So now what we understand is that all bacteria can talk to each other.

Taigi dabar suprantame, kad visos bakterijos gali kalbėtis tarpusavyje.

They make chemical words, they recognize those words,

Jos gamina cheminius žodžius, jos atpažįsta tuos žodžius

and they turn on group behaviors

ir tada pradeda veikti kaip grupė,

that are only successful when all of the cells participate in unison.

kas būna sėkminga tik tada, kai jos visos dalyvauja drauge.

So now we have a fancy name for this: we call it "quorum sensing."

Mes turime tam įmantrų pavadinimą, vadiname tai kvorumo jutimu.

They vote with these chemical votes,

Jos balsuoja šiais cheminiais balsais,

the vote gets counted, and then everybody responds to the vote.

balsai suskaičiuojami ir tada visi atsako į balsavimą.

What's important for today's talk is we know there are hundreds of behaviors

Šiandienos pranešimui svarbu tai,

kad mes žinome, jog yra šimtai elgsenų,

that bacteria carry out in these collective fashions.

kurias bakterijos vykdo šitaip visos drauge.

But the one that's probably the most important to you is virulence.

Bet tikriausiai jums pati svarbiausia - infekcijos.

Nėra taip, kad į jus patenka keletas bakterijų

It's not like a couple bacteria get in you and start secreting some toxins --

ir tada pradeda išskirti kokius nors toksinus -

you're enormous; that would have no effect on you, you're huge.

jūs esate didžiuliai, tai neturėtų jums jokio poveikio. Jūs milžiniški.

Mes dabar suprantame, ką jos daro:

But what they do, we now understand,

is they get in you, they wait, they start growing,

jos patenka į jus, laukia, pradeda augti,

they count themselves with these little molecules,

skaičiuoja viena kitą šiomis mažomis molekulėmis

and they recognize when they have the right cell number

ir supranta, kada yra reikalingas ląstelių skaičius,

kai, visoms bakterijoms užkrečiamai atakuojant kartu,

that if all of the bacteria launch their virulence attack together,

they're going to be successful at overcoming an enormous host.

joms pasiseks nugalėti didžiulį šeimininką.

So bacteria always control pathogenicity with quorum sensing.

Bakterijos visada kontroliuoja užkrečiamumą kvorumo jutimu.

Štai kaip tai veikia.

So that's how it works.

Tada mes pabandėme pažiūrėti, kas yra tos molekulės -

We also then went to look at what are these molecules.

These were the red triangles on my slides before.

šios buvo raudoni trikampėliai mano ankstesnėse skaidrėse.

This is the Vibrio fischeri molecule.

Tai yra Vibrio fisheri molekulė.

This is the word that it talks with.

Tai yra žodis, kuriuo ji kalba.

And then we started to look at other bacteria,

Taigi mes pradėjome žiūrėti į kitas bakterijas,

and these are just a smattering of the molecules that we've discovered.

tai tik maža dalelė molekulių, kurias mes atradome.

Tikiuosi, matote,

What I hope you can see is that the molecules are related.

kad molekulės yra susijusios.

The left-hand part of the molecule is identical

Kairioji molekulių dalis yra identiška

in every single species of bacteria.

visoms bakterijų rūšims.

But the right-hand part of the molecule is a little bit different

Bet dešinioji molekulės dalis šiek tiek skiriasi kiekvienai rūšiai.

in every single species.

Tai suteikia

What that does is to confer exquisite species specificities to these languages.

skirtumus šių rūšių kalboms.

So each molecule fits into its partner receptor

Kiekviena molekulė atitinka receptorių - partnerį ir jokio kito.

and no other.

Tai yra privatūs, slapti pašnekesiai.

So these are private, secret conversations.

These conversations are for intraspecies communication.

Šie pašnekesiai skirti rūšies vidinei komunikacijai.

Each bacteria uses a particular molecule that's its language

Kiekviena bakterija naudoja konkrečią molekulę, kuri yra jos kalba,

that allows it to count its own siblings.

kuri suteikia galimybę suskaičiuoti giminaičius.

Kai jau nusigavome taip toli, pagalvojome, kad

Once we got that far,

we thought we were starting to understand that bacteria have these social behaviors.

pradedame suprasti, jog bakterijos veikia kolektyviai.

Bet iš tikrųjų mes mąstėme apie tai, kad didžiąją laiko dalį

But what we were really thinking about is that most of the time,

bakterijos negyvena atsiskyrusios, o gyvena neįtikėtinais mišiniais

bacteria don't live by themselves, they live in incredible mixtures,

su šimtais ar tūstančiais kitų bakterijų rūšių.

with hundreds or thousands of other species of bacteria.

And that's depicted on this slide.

Ir tai pavaizduota šioje skaidrėje. Tai yra jūsų oda.

This is your skin.

So this is just a picture -- a micrograph of your skin.

Tai tik nuotrauka - jūsų odos mikronuotrauka.

Anywhere on your body, it looks pretty much like this.

Jūsų kūno paviršius visur atrodo panašiai,

tikiuosi, matote, kad ten yra įvairių bakterijų.

What I hope you can see

is that there's all kinds of bacteria there.

And so we started to think, if this really is about communication in bacteria,

Tada mes pradėjome galvoti, ar tai tikrai skirta bakterijų komunikacijai

and it's about counting your neighbors,

ir kaimynų skaičiavimui.

it's not enough to be able to only talk within your species.

Negana gebėti susišnekėti su savo rūšimi.

Turi būti būdas suskaičiuoti

There has to be a way to take a census

likusias bakterijas populiacijoje.

of the rest of the bacteria in the population.

Taigi grįžome prie molekulinės biologijos

So we went back to molecular biology

ir pradėjome studijuoti skirtingas bakterijas,

and started studying different bacteria.

ir tada išsiaiškinome, kad

And what we've found now is that, in fact, bacteria are multilingual.

tikrai bakterijos yra daugiakalbės.

Jos visos turi savo rūšies sistemą -

They all have a species-specific system,

jos gamina molekulę, kuri sako "aš".

they have a molecule that says "me."

But then running in parallel to that is a second system

Bet taip pat yra ir antra sistema,

that we've discovered, that's generic.

kuri, mes sužinojome, yra bendra.

So they have a second enzyme that makes a second signal,

Taigi jos turi antrą fermentą, kuris gamina antrą signalą,

and it has its own receptor,

o jis atitinka receptorius,

and this molecule is the trade language of bacteria.

ir ši molekulė yra bakterijų visuotinė kalba.

Ji naudojama visų skirtingų bakterijų

It's used by all different bacteria,

ir yra skirta tarprūšinei komunikacijai.

and it's the language of interspecies communication.

What happens is that bacteria are able to count

Bakterijos gali susiskaičiuoti,

kiek yra "mūsų" ir kiek yra "jūsų".

how many of "me" and how many of "you."

And they take that information inside,

Jos priima šią informaciją

and they decide what tasks to carry out

ir nusprendžia, ką toliau daryti,

priklausomai nuo to, kas yra mažuma ir kas - dauguma

depending on who's in the minority and who's in the majority

of any given population.

duotoje populiacijoje.

Then, again, we turned to chemistry,

Tada vėl gręžiamės į chemiją.

and we figured out what this generic molecule is --

Mes išsiaiškinome, kad ta bendrinė molekulė

that was the pink ovals on my last slide, this is it.

(ji buvo rožinis ovalas mano paskutinėje skaidrėje) yra štai kas:

It's a very small, five-carbon molecule.

labai maža molekulė, sudaryta iš penkių anglies atomų.

Svarbus dalykas, kurį sužinojome,

And what the important thing is that we learned

is that every bacterium has exactly the same enzyme

yra tai, kad visos bakterijos turi tiksliai tokį patį fermentą

and makes exactly the same molecule.

ir gamina tiksliai tokias pat molekules.

So they're all using this molecule for interspecies communication.

Taigi jos visos naudoja šią molekulę

tarpkultūrinei komunikacijai.

This is the bacterial Esperanto.

Tai bakterinė esperanto kalba.

(Laughter)

(Juokas)

So once we got that far,

Pažengę taip toli, pradėjome suprasti,

we started to learn that bacteria can talk to each other

kad bakterijos gali susikalbėti šia chemine kalba.

with this chemical language.

Bet pradėjome galvoti, kad galbūt yra kažkas

But we started to think

that maybe there is something practical that we can do here as well.

praktiško, ką mes galime padaryti.

Aš sakiau, kad bakterijos gali elgtis įvairiai socialiai,

I've told you that bacteria have all these social behaviors,

jos bendrauja tomis molekulėmis.

that they communicate with these molecules.

Of course, I've also told you that one of the important things they do

Žinoma, taip pat sakiau, kad vienas iš svarbių dalykų, kuriuos jos daro,

yra patogeninių ligų pradžia, naudojant kvorumo jutimą.

is to initiate pathogenicity using quorum sensing.

Mes pagalvojome: kas jeigu priverstume šias bakterijas

So we thought:

What if we made these bacteria so they can't talk or they can't hear?

nekalbėti ar negirdėti?

Ar tai negalėtų būti naujos rūšies antibiotikai?

Couldn't these be new kinds of antibiotics?

And of course, you've just heard and you already know

Žinoma, jūs ką tik išgirdote ir jau žinote,

kad mums baigiasi antibiotikai.

that we're running out of antibiotics.

Bakterijos šiuo metu yra neįtikėtinai atsparios įvairiems vaistams

Bacteria are incredibly multi-drug-resistant right now,

and that's because all of the antibiotics that we use kill bacteria.

ir tai yra todėl, kad visi antibiotikai, naudojami žudyti bakterijoms,

They either pop the bacterial membrane,

arba suardo bakterijos membraną

they make the bacterium so it can't replicate its DNA.

arba paveikia bakteriją taip, kad ji nebegali dubliuoti savo DNR.

We kill bacteria with traditional antibiotics,

Mes žudome bakterijas tradiciniais antibiotikais,

and that selects for resistant mutants.

kurie atrenka atsparius mutantus.

And so now, of course, we have this global problem

Taigi dabar, žinoma, mes susiduriame su globalia problema

in infectious diseases.

infekcinių ligų sferoje.

So we thought, what if we could sort of do behavior modifications,

Mes pagalvojome: kas būtų, jei galėtume pakeisti jų elgesį,

just make these bacteria so they can't talk, they can't count,

padaryti, kad šitos bakterijos negalėtų kalbėtis, skaičiuoti,

nežinotų kada pradėti kenkti.

and they don't know to launch virulence?

So that's exactly what we've done,

Būtent taip ir padarėme. Mes tarsi ėmėmės dviejų strategijų.

and we've sort of taken two strategies.

Pirmąja mes nusitaikėme

The first one is, we've targeted the intraspecies communication system.

į rūšies vidaus komunikacinę sistemą.

So we made molecules that look kind of like the real molecules, which you saw,

Mes pagaminome molekules, kurios atrodo kaip tikrosios molekulės,

kurias jūs matėte, bet šiek tiek skiriasi.

but they're a little bit different.

Taigi jos įstringa tuose receptoriuose

And so they lock into those receptors,

ir "užkemša" tikrųjų molekulių atpažinimo sistemą.

and they jam recognition of the real thing.

So by targeting the red system,

Veikdami raudonąją sistemą

what we are able to do is make species-specific, or disease-specific,

mes galime pagaminti

antikvorumo jutimo molekules, pritaikytas specifinei rūšiai ar ligai.

anti-quorum-sensing molecules.

We've also done the same thing with the pink system.

Mes taip pat pasielgėme su rožine sistema.

We've taken that universal molecule and turned it around a little bit

Mes paėmėme tą universalią molekulę, ją šiek tiek pakeitėme

so that we've made antagonists of the interspecies communication system.

ir pagaminome

tarprūšinės komunikacijos sistemos priešininkus.

Viliamasi, kad šie bus naudojami plataus spektro antibiotikams,

The hope is that these will be used as broad-spectrum antibiotics

that work against all bacteria.

kurie veikia prieš visas bakterijas.

And so to finish, I'll show you the strategy.

Baigdama, pristatysiu jums strategiją.

In this one, I'm just using the interspecies molecule,

Šioje aš tiesiog naudoju tarprūšinę molekulę,

but the logic is exactly the same.

bet logika yra lygiai tokia pati.

So what you know is that when that bacterium gets into the animal --

Jūs žinote, kad kai ši bakterija patenka į gyvūną,

šiuo atveju - į pelę,

in this case, a mouse --

it doesn't initiate virulence right away.

ji nepradeda skleisti užkrato iš karto.

It gets in, it starts growing,

Ji įsiskverbia, pradeda augti, išskirti

it starts secreting its quorum-sensing molecules.

kvorumo jutimo molekules.

It recognizes when it has enough bacteria

Ji atpažįsta, kai yra pakankamai bakterijų,

that now they're going to launch their attack,

kurios dabar pradeda atakuoti

ir gyvūnas miršta.

and the animal dies.

And so what we've been able to do is to give these virulent infections,

Mes sugebėjome padaryti tai: infekuojame,

but we give them in conjunction with our anti-quorum-sensing molecules.

bet kartu leidžiame ir antikvorumines jutimo molekules -

So these are molecules that look kind of like the real thing,

tai yra molekulės, kurios labai panašios į tikrąsias,

bet šiek tiek skiriasi, jas aš ir pavaizdavau šioje skaidrėje.

but they're a little different, which I've depicted on this slide.

Mes dabar jau žinome, kad jei užkrečiame gyvūną

What we now know is that if we treat the animal with a pathogenic bacterium --

patogenine bakterija, kuri yra atspari įvairiems vaistams,

a multi-drug-resistant pathogenic bacterium --

in the same time we give our anti-quorum-sensing molecule,

tuo pat metu duodami antikvorumines jutimo molekules,

in fact, the animal lives.

gyvūnas iš tiesų išgyvena.

And so we think that this is the next generation of antibiotics,

Mes manome, kad tai yra nauja antibiotikų karta

and it's going to get us around, at least initially,

ir ji padės apeiti, bent jau pradžioje,

this big problem of resistance.

didžiąją atsparumo problemą.

What I hope you think is that bacteria can talk to each other,

Tikiuosi, jūs suprantate tai, kad bakterijos gali susišnekėti,

jos naudoja cheminius junginius vietoj žodžių,

they use chemicals as their words,

they have an incredibly complicated chemical lexicon

jos turi neįtikėtinai sudėtingą cheminį žodyną,

that we're just now starting to learn about.

kurio tik dabar pradedame mokytis.

Žinoma, tai suteikia galimybę bakterijoms

Of course, what that allows bacteria to do is to be multicellular.

būti daugialąstėmis.

So in the spirit of TED,

Taigi TED'o dvasia, jos veikia kartu,

they're doing things together because it makes a difference.

ir taip jos keičia aplinką.

Taigi kad bakterijos gali veikti kolektyviai

What happens is that bacteria have these collective behaviors,

and they can carry out tasks

ir įveikti tokias užduotis,

that they could never accomplish if they simply acted as individuals.

kokių jos niekada neįvykdytų,

jei elgtųsi kaip individai.

What I would hope that I could further argue to you

Tad manau, jog galėčiau teigti,

kad tai nėra daugialąsčių būtybių išradimas.

is that this is the invention of multicellularity.

Bacteria have been on the earth for billions of years;

Bakterijos yra žemėje milijardus metų.

humans, couple hundred thousand.

Žmonės - keletą šimtų tūkstančių.

So we think bacteria made the rules for how multicellular organization works.

Mes manome, kad bakterijos sukūrė taisykles

daugialąsčių organizmų veiklai.

Mes manome, kad studijuodami bakterijas,

And we think by studying bacteria,

we're going to be able to have insight about multicellularity in the human body.

mes sugebėsime perprasti žmogaus kūno daugialąstiškumą.

So we know that the principles and the rules,

Mes žinome, kad principai ir taisyklės,

if we can figure them out in these sort of primitive organisms,

jei sugebėsime juos suprasti šiuose primityviuose organizmuose,

gali būti pritaikyti

the hope is that they will be applied

kitoms žmogiškoms ligoms ir taip pat žmogaus elgsenai.

to other human diseases and human behaviors as well.

Tikiuosi, kad jūs sužinojote,

I hope that what you've learned

is that bacteria can distinguish self from other.

jog bakterijos gali skirti save nuo kitų.

So by using these two molecules,

Naudodamos šias dvi molekules jos gali pasakyti "aš" ir "jūs".

they can say "me" and they can say "you."

Ir vėl, žinoma, tai mes darome

And again, of course, that's what we do,

tiek molekuliniu,

both in a molecular way, and also in an outward way,

kiek ir išoriniu būdu,

but I think about the molecular stuff.

bet aš galvoju apie molekulinius dalykus.

This is exactly what happens in your body.

Tai yra būtent tai, kas vyksta mūsų kūne.

It's not like your heart cells and kidney cells get all mixed up every day,

Nėra taip, kad jūsų širdies ar inkstų ląstelės kasdien susimaišo

ir tai yra dėl visų šių vykstančių cheminių reakcijų,

and that's because there's all of this chemistry going on,

these molecules that say who each of these groups of cells is

šitų molekulių, kurios pasako, kas yra šios konkrečios ląstelių grupės

ir kokios yra jų užduotys.

and what their tasks should be.

So again, we think bacteria invented that,

Vėlgi, mes manome, kad tai išrado bakterijos,

o jūs tiesiog išvystėte dar keletą papildomų įmantrybių,

and you've just evolved a few more bells and whistles,

but all of the ideas are in these simple systems that we can study.

bet visos idėjos yra šiose paprastose sistemose, kurias mes galime tirti.

And the final thing is, just to reiterate that there's this practical part,

Galiausiai lieka vėl pakartoti, jog yra praktinė dalis

and so we've made these anti-quorum-sensing molecules

ir kad mes pagaminome šias anti-kvoruminio jutimo molekules,

that are being developed as new kinds of therapeutics.

kurios vystomos kaip nauja terapijos rūšis.

But then, to finish with a plug for all the good and miraculous bacteria

Bet pabaigai, baigiant pagyrimu visoms geroms ir įstabioms bakterijos,

that live on the earth,

kurios gyvena Žemėje,

we've also made pro-quorum-sensing molecules.

mes taip pat pagaminom skatinančias kvoruminį jutimą molekules.

So we've targeted those systems to make the molecules work better.

Taigi išskyrėme šias sistemas, kad paskatintume molekules veikti geriau.

Prisiminkite, kad turite 10 kartų ar dar daugiau bakterinių ląstelių

So remember, you have these 10 times or more bacterial cells

in you or on you, keeping you healthy.

jumyse ar ant jūsų, padedančių išlikti sveikiems.

What we're also trying to do is to beef up the conversation

Mes taip pat stengiamės paskatinti pokalbį

tarp tų bakterijų, kurios gyvena su jumis sąjungoje,

of the bacteria that live as mutualists with you,

in the hopes of making you more healthy,

vildamiesi padaryti jus dar sveikesnius,

paversdami tuos pašnekesius efektyvesniais,

making those conversations better,

so bacteria can do things that we want them to do

kad bakterijos darytų tai, ko mes iš jų norime,

better than they would be on their own.

geriau, nei veikdamos po vieną.

Finally, I wanted to show you --

Galiausiai, norėjau jums parodyti

this is my gang at Princeton, New Jersey.

savo gaują Prinstone, Niu Džersyje.

Viskas, apie ką jums pasakojau, buvo atrasta kieno nors toje nuotraukoje.

Everything I told you about was discovered by someone in that picture.

Tikiuosi, kad kai sužinosite,

And I hope when you learn things, like about how the natural world works --

pavyzdžiui, kaip veikia gamtos pasaulis...

I just want to say that whenever you read something in the newspaper

Tiesiog, kai tik perskaitysite ką nors laikraštyje

or you hear some talk about something ridiculous in the natural world,

ar išgirsite pranešmą apie kažką neįtikėtino gamtos pasaulyje,

žinokit, tai atrasta vaiko.

it was done by a child.

So science is done by that demographic.

Moksliniai atradimai vykdomi šios demografijos.

Visiems šiems žmonėms yra tarp 20 ir 30 metų

All of those people are between 20 and 30 years old,

and they are the engine that drives scientific discovery in this country.

ir jie yra šios šalies (JAV) mokslinių atradimų varomasis variklis.

Man labai pasisekė dirbti su tokio amžiaus žmonėmis.

And it's a really lucky demographic to work with.

(Applause)

Aš tampu senesnė ir senesnė, o jie visada tokio paties amžiaus,

I keep getting older and older, and they're always the same age.

ir tai yra beprotiškai malonus darbas.

And it's just a crazy, delightful job.

And I want to thank you for inviting me here,

Noriu padėkoti, kad mane pakvietėte.

it's a big treat for me to get to come to this conference.

Man labai malonu dalyvauti šioje konferencijoje.

(Applause)

(Plojimai)

Thanks.

Ačiū.

(Applause)

(Plojimai)