Bonnie Bassler: The secret, social lives of bacteria

Vertaald door: Timmoty Wigboldus Nagekeken door: Rik Delaet

Bacteriën zijn de oudste levende organismen op aarde.

Bacteria are the oldest living organisms on the earth.

They've been here for billions of years,

Ze zijn hier al miljarden jaren,

and what they are are single-celled microscopic organisms.

en het zijn ééncellige microscopische organismen.

So they're one cell

Ze bestaan dus uit één cel en ze hebben de speciale eigenschap

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

dat ze maar één stuk DNA hebben.

So they have very few genes and genetic information

Ze hebben erg weinig genen

en genetische informatie om alle eigenschappen die ze hebben te coderen.

to encode all of the traits that they carry out.

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

En de manier waarop bacteriën leven

is dat ze nutriënten uit de omgeving opnemen,

from the environment,

they grow to twice their size,

ze groeien tot twee keer hun grootte, hakken zichzelf door het midden,

they cut themselves down in the middle,

en zo wordt één cel twee, enzovoorts.

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,

Ze groeien gewoon en delen, groeien en delen -- het is een saai leven,

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

behalve dat ik zou zeggen dat

er een verbazingwekkende interactie is tussen deze wezentjes.

with these critters.

I know you guys think of yourself as humans,

Ik weet dat jullie jezelf als mensen zien, en dit is ongeveer hoe ik dat zie.

and this is sort of how I think of you.

Deze man stelt

This man is supposed to represent a generic human being,

een gewoon mens voor,

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

en alle cirkels in die man zijn de cellen die je lichaam vormen.

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

Er zijn ongeveer een biljoen cellen die ons maken tot wat we zijn

en die de dingen doen die we kunnen doen,

and able to do all the things that we do.

maar je hebt tien biljoen bacteriën

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

in je en op je op elk moment van je leven.

at any moment in your life.

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

Dus, tien keer zoveel bacteriën

als menselijke cellen in een mens.

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

En natuurlijk is het het DNA dat telt,

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

alle A's, T's, G's en C's

die je genetische code vormen, en die je al je charmante eigenschappen geven.

and give you all your charming characteristics.

Jij hebt ongeveer 30.000 genen.

You have about 30,000 genes.

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

Nou, het blijkt dat je 100 keer zoveel bacteriegenen hebt

die een rol in en op je spelen tijdens je leven.

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,

Je bent op zijn best 10 procent mens,

maar waarschijnlijk ongeveer één procent,

depending on which of these metrics you like.

afhankelijk van welke van deze criteria je gebruikt.

I know you think of yourself as human beings,

Ik weet dat je jezelf als mens ziet,

maar ik zie je als 90 of 99 procent bacterie.

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

(Laughter)

(gelach)

And these bacteria are not passive riders.

Deze bacteriën zijn geen passieve passagiers,

These are incredibly important; they keep us alive.

ze zijn heel belangrijk, ze houden ons in leven.

They cover us in an invisible body armor

Ze bedekken ons als een onzichtbaar pantser

that keeps environmental insults out so that we stay healthy.

dat ons beschermt tegen invloeden van buiten

zodat we gezond blijven.

They digest our food, they make our vitamins,

Ze verteren ons voedsel, ze maken onze vitaminen,

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

ze leren zelfs ons immuunsysteem

slechte microben te weren.

Ze doen al deze geweldige dingen

So they do all these amazing things

die ons helpen en onmisbaar zijn om ons in leven te houden

that help us and are vital for keeping us alive,

and they never get any press for that.

en ze komen er niet eens voor in de krant.

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

Ze komen wel in de krant voor de vele

verschrikkelijke dingen die ze doen.

Er zijn veel soorten bacteriën op aarde

So there's all kinds of bacteria on the earth

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

die nooit iets in of op je te zoeken hebben,

en die je verschrikkelijk ziek maken als ze er wel zijn.

and if they are, they make you incredibly sick.

And so the question for my lab

En dus is de vraag voor mijn lab of je wil nadenken over alle

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

goede dingen die bacteriën doen, of alle slechte dingen.

or all the bad things that bacteria do.

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

De vraag was hoe ze überhaupt iets kunnen doen.

Ik bedoel maar, ze zijn enorm klein,

I mean, they're incredibly small.

You have to have a microscope to see one.

je moet door een microscoop kijken om ze te zien.

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

Ze hebben zo'n saai leven waarin ze groeien en delen,

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

en ze werden altijd gezien als van die niet-sociale, teruggetrokken organismen.

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

En dus leek het ons dat ze simpelweg te klein waren om invloed te hebben

to have an impact on the environment

op de omgeving

if they simply act as individuals.

als ze gewoon als eenlingen werken.

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

Daarom wilden we weten of bacteriën in feite

niet op een andere manier leven.

Een aanwijzing kwam van een andere bacterie uit de zee,

And the clue to this came from another marine bacterium,

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

en het heet Vibrio fischeri.

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

Wat je hier ziet is gewoon iemand van mijn lab

holding a flask of a liquid culture of a bacterium,

die een fles met een vloeibare cultuur van een bacterie vasthoudt,

een onschuldige, mooie bacterie die uit de oceaan komt,

a harmless, beautiful bacterium that comes from the ocean,

Vibrio fischeri.

named Vibrio fischeri.

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

Deze bacterie heeft de bijzondere eigenschap dat het licht geeft,

het maakt dus bioluminescentie,

so it makes bioluminescence,

like fireflies make light.

net als vuurvliegen licht maken.

We're not doing anything to the cells here,

We doen hier niks met de cellen.

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

We namen gewoon de foto door het licht uit te doen,

en dit is wat je ziet.

and this is what we see.

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

Wat er vooral interessant aan was voor ons

is niet dát de bacteriën licht geven,

but when the bacteria made light.

maar wannéér ze dat doen.

What we noticed is when the bacteria were alone,

Wat we opmerkten is dat wanneer de bacteriën alleen waren,

so when they were in dilute suspension,

wanneer ze in een verdunde oplossing waren, ze geen licht gaven.

they made no light.

Maar wanneer ze een bepaald aantal bereikten

But when they grew to a certain cell number,

begonnen ze allemaal tegelijk licht te geven.

all the bacteria turned on light simultaneously.

So the question that we had is:

De vraag die we nu hadden was, hoe kunnen bacteriën,

How can bacteria, these primitive organisms,

deze eenvoudige organismen, weten wanneer ze alleen zijn,

tell the difference from times when they're alone

en wanneer ze met velen zijn,

and times when they're in a community,

en dan samen iets gaan doen.

and then all do something together?

We hebben ontdekt dat ze dat doen door met elkaar te spreken,

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

en dat ze een chemische taal spreken.

and they talk with a chemical language.

Dit stelt nu mijn bacteriecel voor.

So this is now supposed to be my bacterial cell.

Wanneer ze alleen is maakt ze geen licht.

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

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

Maar wat ze wel doet is het uitscheiden van kleine moleculen

that you can think of like hormones,

die je als een soort hormonen kan zien,

and these are the red triangles.

dat zijn de rode driehoeken, en wanneer de bacteriën alleen zijn

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

drijven de moleculen weg en is er geen licht.

and so, no light.

But when the bacteria grow and double

Maar als de bacteriën groeien en verdubbelen,

and they're all participating in making these molecules,

en ze allemaal meedoen aan het maken van deze moleculen,

neemt de hoeveelheid van het molecuul

the molecule, the extracellular amount of that molecule,

increases in proportion to cell number.

evenredig met het aantal cellen toe.

And when the molecule hits a certain amount

En wanneer het molecuul in een bepaalde hoeveelheid aanwezig is

that tells the bacteria how many neighbors there are,

weten de bacteriën met hoevelen ze zijn,

they recognize that molecule

ze herkennen het molecuul

and all of the bacteria turn on light in synchrony.

en alle bacteriën zetten tegelijk het licht aan.

And so that's how bioluminescence works --

Dat is hoe bioluminescentie werkt --

they're talking with these chemical words.

ze spreken met deze chemische woorden.

De reden dat Vibrio fischeri dit doet komt uit de biologie.

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

again, another plug for the animals in the ocean.

En weer een aanbeveling voor de dieren in de oceaan,

Vibrio fischeri leeft in deze pijlinktvis.

Vibrio fischeri lives in this squid.

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

Je kijkt nu naar Euprymna scolopes,

en het is op zijn rug gelegd,

It's been turned on its back,

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

en wat ik hoop dat je kan zien zijn deze twee lichtgevende stukken,

These house the Vibrio fischeri cells.

hierin leven de Vibrio fischeri,

They live in there, at high cell number.

ze leven er in grote aantallen,

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

het molecuul is er, en ze maken licht.

De reden dat de inktvis de bacterie daar laat leven

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

is omdat het het licht wil.

is because it wants that light.

De manier waarop de symbiose werkt

The way that this symbiosis works

is dat deze kleine inktvis net buiten de kust van Hawaï leeft,

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

just in sort of shallow knee-deep water.

in kniediep water.

And the squid is nocturnal,

De inktvis is 's nachts actief, en overdag

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

begraaft hij zichzelf in het zand en slaapt hij,

maar 's nachts moet hij komen jagen.

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

So on bright nights

Tijdens heldere nachten wanneer er veel licht van sterren en de maan is

when there's lots of starlight or moonlight,

kan dat licht tot op de diepte in het water

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

waar de inktvis leeft doordringen omdat het heel ondiep is.

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

De inktvis heeft een sluiter ontwikkeld

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

die dit gespecialiseerde lichtorgaan met de bacteriën kan openen en sluiten.

over the specialized light organ housing the bacteria.

Hij heeft ook detectoren op zijn rug

And then it has detectors on its back

waarmee hij kan waarnemen hoe licht het boven hem is.

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

And it opens and closes the shutter

En hij opent en sluit de klep

so the amount of light coming out of the bottom,

zodat de hoeveelheid licht aan de onderkant --

which is made by the bacterium,

dat de bacterie maakt --

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

precies hetzelfde is als de hoeveelheid aan zijn bovenkant,

so the squid doesn't make a shadow.

zodat de inktvis geen schaduw maakt.

So it actually uses the light from the bacteria

Hij gebruikt het licht van de bacteriën eigenlijk

to counter-illuminate itself in an antipredation device,

om zichzelf weg te belichten en zo te voorkomen

dat roofdieren hem zien, zijn route berekenen

so predators can't see its shadow,

en hem opeten.

calculate its trajectory and eat it.

Dit is zeg maar de onzichtbare bommenwerper uit de oceaan.

So this is like the stealth bomber of the ocean.

(Laughter)

(gelach)

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

Maar als je erover nadenkt heeft de inktvis een groot probleem,

omdat hij met een dikke, stervende cultuur van bacteriën zit

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

and it can't sustain that.

die hij niet kan onderhouden.

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

En elke morgen wanneer de zon opkomt,

begraaft de inktvis zich om te gaan slapen.

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

Hij heeft een pomp gestuurd door zijn circadiaans ritme, die

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

wanneer de zon opkomt, zo'n 95% van de bacteriën naar buiten pompt.

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

So now the bacteria are dilute,

Nu zijn er weinig bacteriën, dat hormoonmolecuul is weg,

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

dus maken ze geen licht --

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

maar dat maakt de inktvis niet uit. Het ligt in het zand te slapen.

En tijdens de dag verdubbelt het aantal bacteriën,

And as the day goes by, the bacteria double,

die scheiden het molecuul uit, en het licht gaat 's nachts aan,

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

precies wanneer de inktvis dat wil.

exactly when the squid wants it.

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

Eerst hebben we ontdekt hoe de bacterie dit doet,

but then we brought the tools of molecular biology to this

maar daarna brachten we de gereedschappen van de moleculaire biologie erbij

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

om uit te vinden hoe het mechanisme echt werkt.

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

En wat we ontdekten -- dus dit moet weer mijn bacteriecel voorstellen --

is that Vibrio fischeri has a protein.

is dat Vibrio fischeri een eiwit heeft --

That's the red box --

dat is de rode rechthoek -- het is een enzym dat

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

het kleine hormoonmolecuul maakt -- de rode driehoek.

the red triangle.

And then as the cells grow,

En wanneer de cellen groeien, laten ze allemaal dat molecuul

they're all releasing that molecule into the environment,

los in de omgeving, dus er is daar een hoop van.

so there's lots of molecule there.

En de bacteriën hebben ook een receptor op hun celoppervlak

And the bacteria also have a receptor on their cell surface

that fits like a lock and key with that molecule.

dat als een sleutel en slot bij het molecuul past.

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

Dit zijn receptoren zoals die ook op jouw cellen voorkomen.

Wanneer er een bepaalde hoeveelheid van het molecuul is --

So when the molecule increases to a certain amount,

which says something about the number of cells,

dat zegt iets over het aantal cellen --

it locks down into that receptor

grijpt het op de receptor aan

and information comes into the cells

en het gegeven komt de cellen in

dat de cellen vertelt om deze gezamenlijke

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

lichtproductie aan te zetten.

Why this is interesting is because in the past decade,

De reden dat dit belangwekkend is, is dat we tijdens de laatste tien jaar

we have found that this is not just some anomaly

hebben ontdekt dat dit niet gewoon een gekkigheid is

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

van deze belachelijke, lichtgevende bacterie die in de oceaan leeft --

alle bacteriën hebben zo'n systeem.

all bacteria have systems like this.

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

Wat we nu dus weten is dat alle bacteriën met elkaar kunnen spreken.

They make chemical words, they recognize those words,

Ze maken chemische woorden, en herkennen die,

and they turn on group behaviors

en ze laten groepsgedrag zien

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

dat alleen slaagt wanneer alle cellen eraan meewerken.

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

We hebben hier een leuke naam voor, we noemen het quorumsensen.

They vote with these chemical votes,

Ze stemmen met hun chemische stem,

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

de stemmen worden geteld, en dan reageren ze allemaal op de stemming.

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

Wat voor dit praatje belangrijk is,

is dat we weten dat er honderden gedragingen zijn

that bacteria carry out in these collective fashions.

die bacteriën uitvoeren op deze gemeenschappelijke manier.

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

Maar de belangrijkste voor jullie is waarschijnlijk virulentie.

Het is niet alsof er een paar bacteriën bij je binnenkomen

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

en dat ze dan beginnen giffen uit te scheiden --

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

je bent gigantisch, dat zou geen effect op je hebben. Je bent enorm groot.

Wat ze doen, zoals we nu weten,

But what they do, we now understand,

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

is dat ze binnenkomen, wachten, beginnen te groeien,

they count themselves with these little molecules,

hun aantallen tellen met deze kleine moleculen,

and they recognize when they have the right cell number

en ze herkennen het wanneer ze het juiste aantal hebben

zodat wanneer ze allemaal tegelijk giffen gaan maken,

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

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

ze het voor elkaar kunnen krijgen een enorme gastheer te overwinnen.

So bacteria always control pathogenicity with quorum sensing.

Bacteriën beheersen pathogeniciteit altijd met quorumsensen.

Zo werkt dat.

So that's how it works.

We zijn toen ook naar deze moleculen gaan kijken --

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

These were the red triangles on my slides before.

de rode driehoeken in mijn eerdere afbeelding.

This is the Vibrio fischeri molecule.

Dit is het molecuul van Vibrio fischeri.

This is the word that it talks with.

Dit is het woord waar het mee spreekt.

And then we started to look at other bacteria,

Daarna zijn we dus naar andere bacteriën gaan kijken,

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

en dit zijn maar een paar van de moleculen die we ontdekt hebben.

Wat ik hoop dat je kan zien,

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

is dat de moleculen op elkaar lijken.

The left-hand part of the molecule is identical

De linkerkant van het molecuul is hetzelfde

in every single species of bacteria.

bij alle verschillende soorten bacteriën.

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

Maar de rechterkant van het molecuul is ietwat verschillend in elke soort.

in every single species.

Dat verleent uitstekende

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

soorteigenheid in deze talen.

So each molecule fits into its partner receptor

Elke molecuul past in de bijbehorende receptor, en niet in een andere.

and no other.

Dus dit zijn besloten, geheime gesprekken.

So these are private, secret conversations.

These conversations are for intraspecies communication.

Deze gesprekken zijn voor mededelingen binnen de soort.

Each bacteria uses a particular molecule that's its language

Elke bacterie gebruikt een bepaald molecuul als eigen taal,

that allows it to count its own siblings.

dat het in staat stelt zijn soortgenoten te tellen.

Toen we dit wisten, dachten we

Once we got that far,

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

dat we begonnen te begrijpen dat bacteriën sociaal gedrag vertonen.

Maar waar we echt over aan het denken waren is dat bacteriën

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

meestal niet op zichzelf leven, maar in ongelofelijke mengsels,

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

met honderden of duizenden andere soorten bacteriën.

with hundreds or thousands of other species of bacteria.

And that's depicted on this slide.

En dat zie je op deze afbeelding. Dit is je huid.

This is your skin.

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

Dit is dus gewoon een foto -- een microfoto van je huid.

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

Over je hele lichaam ziet het er ongeveer zo uit,

en wat ik hoop dat je kan zien is dat er veel verschillende soorten zijn hier.

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,

En dus begonnen we te denken dat als dit echt over communicatie in bacteriën gaat,

and it's about counting your neighbors,

over het tellen van je buren,

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

is het niet genoeg om alleen met je eigen soort te kunnen spreken.

Er moet een manier zijn om erachter te komen

There has to be a way to take a census

wat er verder aan bacteriën is in de gemeenschap.

of the rest of the bacteria in the population.

Dus gingen we terug naar de moleculaire biologie

So we went back to molecular biology

en begonnen verschillende bacteriën te bestuderen

and started studying different bacteria.

en wat we nu hebben gevonden is dat

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

bacteriën in wezen meertalig zijn.

Ze hebben allemaal een soorteigen manier --

They all have a species-specific system,

ze hebben een molecuul dat "ik" zegt.

they have a molecule that says "me."

But then running in parallel to that is a second system

Maar dan, daarnaast hebben ze een tweede manier

that we've discovered, that's generic.

die we ontdekt hebben, die algemeen is.

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

Dus, ze hebben een tweede enzym dat een tweede woord maakt

and it has its own receptor,

en dat een eigen receptor heeft,

and this molecule is the trade language of bacteria.

en dit molecuul is de handelstaal van bacteriën.

Het wordt door alle bacteriën gebruikt

It's used by all different bacteria,

en het is de taal voor mededelingen tussen soorten.

and it's the language of interspecies communication.

What happens is that bacteria are able to count

Wat er gebeurt, is dat bacteriën kunnen tellen

hoeveel van ons en hoeveel van jullie er zijn.

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

And they take that information inside,

Ze nemen die gegevens op,

and they decide what tasks to carry out

en beslissen welke taken ze gaan uitvoeren

afhankelijk van wie de minderheid vormt en wie in de meerderheid

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

of any given population.

in een gemeenschap

Then, again, we turned to chemistry,

Dan gaan we weer naar scheikunde,

and we figured out what this generic molecule is --

en we ontdekten welke stof dit algemene woord vormt --

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

dat waren de roze ovalen op mijn laatste afbeelding, dit is het.

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

Het is een heel klein molecuul met vijf koolstofatomen.

Het belangrijke dat we hebben geleerd

And what the important thing is that we learned

is that every bacterium has exactly the same enzyme

is dat elke bacterie precies hetzelfde enzym heeft

and makes exactly the same molecule.

en precies hetzelfde molecuul maakt.

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

Dus ze gebruiken dit molecuul allemaal

voor boodschappen tussen soorten.

This is the bacterial Esperanto.

Dit is het Esperanto van bacteriën.

(Laughter)

(gelach)

So once we got that far,

Toen we dit wisten begonnen we te ontdekken

we started to learn that bacteria can talk to each other

dat bacteriën met elkaar kunnen spreken in deze chemische taal.

with this chemical language.

Maar wat we begonnen te denken is dat er misschien ook iets praktisch is

But we started to think

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

dat we hier mee kunnen.

Ik heb verteld dat bacteriën al deze sociale gedragingen hebben,

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

ze communiceren met deze moleculen.

that they communicate with these molecules.

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

Ik heb je natuurlijk ook verteld dat één van de belangrijke dingen die ze doen,

met quorumsensen, het beginnen van pathogeniciteit is.

is to initiate pathogenicity using quorum sensing.

We dachten, wat als we de bacteriën veranderen,

So we thought:

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

zodat ze niet kunnen spreken of verstaan?

Zouden dat geen nieuwe antibiotica kunnen zijn?

Couldn't these be new kinds of antibiotics?

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

Wat je natuurlijk al weet

is dat onze antibiotica hun effectiviteit verliezen.

that we're running out of antibiotics.

Bacteriën zijn tegenwoordig ongelofelijk resistent voor vele medicijnen,

Bacteria are incredibly multi-drug-resistant right now,

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

en dat komt doordat alle antibiotica die we gebruiken bacteriën doden.

They either pop the bacterial membrane,

Ze laten het membraan van de bacteriën barsten,

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

ze zorgen dat bacteriën hun DNA niet kunnen repliceren.

We kill bacteria with traditional antibiotics,

We doden bacteriën met traditionele antibiotica

and that selects for resistant mutants.

en zo selecteren we voor resistente mutanten.

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

En nu hebben we natuurlijk dit wereldwijde probleem

in infectious diseases.

met infectieziekten.

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

We dachten, nou ja, wat als we voor gedragsverandering konden zorgen,

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

gewoon zorgen dat deze bacteriën niet kunnen spreken, niet kunnen tellen

dan weten ze niet dat ze virulent moeten worden.

and they don't know to launch virulence?

So that's exactly what we've done,

En dat is precies wat we hebben gedaan, en we hebben twee strategieën.

and we've sort of taken two strategies.

Als eerste hebben we op het systeem

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

voor communicatie binnen de soort gemikt.

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

We hebben moleculen gemaakt die lijken op de echte --

die je zag -- maar ze zijn een beetje anders.

but they're a little bit different.

En dus blokkeren ze de receptoren

And so they lock into those receptors,

en verstoren de herkenning van de echte moleculen.

and they jam recognition of the real thing.

So by targeting the red system,

Door het rode systeem aan te pakken

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

kunnen we juist tegen één soort,

of één ziekte, antiquorumsensmoleculen maken.

anti-quorum-sensing molecules.

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

We hebben hetzelfde gedaan met het roze systeem.

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

We hebben het universele molecuul genomen en het iets veranderd

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

waarmee we een antagonist hebben gemaakt

tegen de communicatie tussen soorten.

De hoop is dat deze gebruikt gaan worden als breedspectrumantibiotica

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

that work against all bacteria.

die tegen alle bacteriën werken.

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

Als laatste zal ik gewoon de strategie laten zien.

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

Hier gebruik ik alleen het molecuul voor tussen de soorten,

but the logic is exactly the same.

maar de redenering is precies hetzelfde.

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

Wat je weet is dat wanneer die bacterie een dier in komt,

in dit geval een muis,

in this case, a mouse --

it doesn't initiate virulence right away.

het niet meteen met virulentie begint.

It gets in, it starts growing,

Het komt binnen, gaat groeien, het begint met de uitscheiding

it starts secreting its quorum-sensing molecules.

van zijn quorumsensmoleculen.

It recognizes when it has enough bacteria

Het neemt het waar wanneer er genoeg bacteriën zijn

that now they're going to launch their attack,

en begint de aanval

en het dier sterft.

and the animal dies.

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

Wat ons gelukt is, is deze virulente infecties geven,

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

maar dan samen met onze antiquorumsensmoleculen --

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

dat zijn de moleculen die op de echte lijken,

maar die net anders zijn, zoals hier afgebeeld is.

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

Wat we nu weten is dat als we het dier behandelen

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

met een pathogene bacterie -- een stam die zeer resistent is --

a multi-drug-resistant pathogenic bacterium --

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

en het gelijktijdig ons antiquorumsensmolecuul geven,

in fact, the animal lives.

het dier in feite blijft leven.

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

We denken dat dit de nieuwe generatie antibiotica is

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

en dat het ons, ten minste even, om het grote probleem

this big problem of resistance.

van de resistentie heen helpt.

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

Wat ik hoop dat je denkt is dat bacteriën met elkaar kunnen spreken,

dat ze chemische woorden gebruiken,

they use chemicals as their words,

they have an incredibly complicated chemical lexicon

dat ze een ongelofelijk ingewikkelde chemische woordenlijst hebben,

that we're just now starting to learn about.

en dat we daar nu eindelijk over beginnen te leren.

Wat dit bacteriën in staat stelt te doen

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

is meercellig te zijn.

So in the spirit of TED,

Dus, in de geest van TED, ze doen dingen samen

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

omdat het een verschil maakt.

Wat er gebeurt, is dat bacteriën dit gezamenlijke gedrag hebben,

What happens is that bacteria have these collective behaviors,

and they can carry out tasks

en dat ze taken uitvoeren

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

die ze nooit zouden kunnen

als ze als éénlingen opereerden.

What I would hope that I could further argue to you

Wat ik hoop dat ik verder kan stellen

is dat dit de uitvinding van meercelligheid is.

is that this is the invention of multicellularity.

Bacteria have been on the earth for billions of years;

Bacteriën zijn al miljarden jaren op aarde.

humans, couple hundred thousand.

Mensen -- een paar honderdduizend.

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

Wij denken dat bacteriën de regels uitvonden

voor de werking van meercellige organisatie.

We denken dat we in staat zullen zijn, door bacteriën te bestuderen,

And we think by studying bacteria,

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

inzicht te krijgen in de meercelligheid van het menselijk lichaam.

So we know that the principles and the rules,

We weten dat de uitgangspunten en de regels,

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

als we deze kunnen leren in deze min of meer primitieve organismen,

de hoop is dat ze ook zullen worden toegepast

the hope is that they will be applied

op andere menselijke ziekten en gedragingen.

to other human diseases and human behaviors as well.

Ik hoop dat wat je geleerd hebt,

I hope that what you've learned

is that bacteria can distinguish self from other.

is dat bacteriën zelf van ander kunnen onderscheiden.

So by using these two molecules,

Met deze twee moleculen kunnen ze "ik" en "jij" zeggen.

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

Dat is natuurlijk wat wij ook doen,

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

zowel op een moleculaire manier,

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

als naar buiten toe,

but I think about the molecular stuff.

maar ik denk over de moleculaire dingen.

This is exactly what happens in your body.

Dit is juist wat er in je lichaam gebeurt.

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

Het is niet alsof je hart- en niercellen elke dag door elkaar raken,

en dat komt omdat al deze scheikunde gaande is,

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

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

deze moleculen die zeggen wat elk van deze groepen cellen is,

en wat hun taken zijn.

and what their tasks should be.

So again, we think bacteria invented that,

Nogmaals, wij denken dat bacteriën dat uitgevonden hebben,

en wij hebben daar gewoon een paar grapjes meer aan toegevoegd,

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.

maar al deze gedachten zitten in deze eenvoudige systemen die we kunnen bestuderen.

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

Het laatste is, nogmaals te herhalen dat er een praktisch deel is,

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

en we hebben dus deze antiquorumsensmoleculen gemaakt,

that are being developed as new kinds of therapeutics.

die in ontwikkeling zijn als nieuwe medicijnen.

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

Maar nu, om af te sluiten met een goede noot voor alle goede en bijzondere bacteriën

that live on the earth,

die op aarde voorkomen,

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

we hebben ook proquorumsensmoleculen gemaakt.

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

We hebben deze systemen dus aangepakt om de moleculen beter te laten werken.

Onthoud dat je tien of meer keer zoveel bacteriecellen hebt

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

in you or on you, keeping you healthy.

in je en op je, die je gezond houden.

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

Wat we ook proberen te doen is het gesprek te versterken

voor de bacteriën die als mutualisten met je leven,

of the bacteria that live as mutualists with you,

in the hopes of making you more healthy,

in de hoop dat je er gezonder door wordt,

de gesprekken beter te maken

making those conversations better,

so bacteria can do things that we want them to do

zodat bacteriën de dingen beter kunnen doen die we willen dat ze doen

better than they would be on their own.

dan ze op zichzelf zouden kunnen.

Finally, I wanted to show you --

Nu nog wil ik graag laten zien:

this is my gang at Princeton, New Jersey.

dit is mijn groep op Princeton in New Jersey.

Alles wat ik verteld heb is ontdekt door iemand op die foto.

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

Ik hoop dat wanneer je dingen leert,

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

bijvoorbeeld over de werking van de natuurlijke wereld --

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

Ik wil gewoon zeggen dat wanneer je iets leest in de krant

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

of je hoort een verhaal over iets belachelijks in de natuurlijke wereld

het is ontdekt bij een kind.

it was done by a child.

So science is done by that demographic.

Wetenschap wordt gedaan door kinderen.

Al deze mensen zijn tussen de 20 en 30 jaar

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

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

en zij zijn de motoren die wetenschappelijke ontdekkingen voortstuwen in dit land.

Het is een bijzonder fijne groep om mee te werken.

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

(Applause)

Ik word ouder en ouder en zij hebben altijd dezelfde leeftijd,

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

en het is gewoon een gekke, geweldige baan.

And it's just a crazy, delightful job.

And I want to thank you for inviting me here,

Ik wil jullie bedanken dat jullie mij hebben uitgenodigd.

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

Het is een groot feest voor mij om naar deze conferentie te komen.

(Applause)

(applaus)

Thanks.

Bedankt.

(Applause)

(applaus)