Bonnie Bassler: The secret, social lives of bacteria

Tłumaczenie: Jakub Bruszewski Korekta: Marcin Kasiak

Bakterie są najstarszymi organizmami Ziemi.

Bacteria are the oldest living organisms on the earth.

They've been here for billions of years,

Są tu od miliardów lat

and what they are are single-celled microscopic organisms.

i są jednokomórkowymi mikroskopijnymi organizmami.

So they're one cell

Są jednokomórkowcami ze szczególną właściwością,

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

posiadają tylko jedną cząstkę DNA

So they have very few genes and genetic information

Mają niewiele genów i informacji genetycznej

żeby kodować wszystkie funkcje, które wykonują.

to encode all of the traits that they carry out.

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

Bakterie prowadzą następujący tryb życia:

konsumują wartości odżywcze ze środowiska

from the environment,

they grow to twice their size,

podwajają swój rozmiar, dzielą się na dwie połówki

they cut themselves down in the middle,

i w ten sposób jedna bakteria staje się dwiema, i tak w kółko

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,

Po prostu rosną i dzielą się, rosną i dzielą się -- więc trochę nudny tryb życia

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

Ale ja chciałabym zilustrować waszą

niesamowitą interakcję z tymi stworzeniami.

with these critters.

I know you guys think of yourself as humans,

Wiem, że uważacie się za ludzi, a oto jak ja was,

and this is sort of how I think of you.

mniej więcej, postrzegam. Ten człowiek ma reprezentować

This man is supposed to represent a generic human being,

przeciętną ludzką istotę,

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

a wszystkie kółka w tym człowieku to wszystkie komórki, które stanowią wasze ciało.

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

Istnieje około tryliona komórek ludzkich, które stanowią każdego z nas,

to kim jesteśmy i wszystko co jesteśmy w stanie robić,

and able to do all the things that we do.

ale jednocześnie macie 10 trylionów komórek bakteryjnych

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

w sobie lub na sobie w każdej chwili waszego życia.

at any moment in your life.

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

Zatem, dziesięć razy więcej komórek bakteryjnych

niż ludzkich komórek w przeciętnym człowieku.

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

No i oczywiście liczy się DNA,

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

więc oto wszystkie A, T, G i C

stanowiące wasz kod genetyczny i nadające wszystkim urocze cechy.

and give you all your charming characteristics.

Posiadacie ok. 30 000 genów.

You have about 30,000 genes.

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

No cóż, okazuje się, że wewnątrz jak i na zewnątrz

macie 100 razy więcej genów bakteryjnych, które odgrywają rolę przez całe wasze życie.

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,

W najlepszym wypadku jesteście ludźmi w 10 procentach

chociaż bardziej prawdopodobny jest 1 procent

depending on which of these metrics you like.

w zależności od tego, które z wyliczeń wolicie.

I know you think of yourself as human beings,

Wiem, że uważacie się za istoty ludzkie,

ale ja myślę o was jak o 90 lub 99 procentowych bakteriach.

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

(Laughter)

(Śmiech)

And these bacteria are not passive riders.

Bakterie te nie są biernymi bytami

These are incredibly important; they keep us alive.

są niezwykle ważne, utrzymują nas przy życiu.

They cover us in an invisible body armor

Okrywają nasze ciała niewidzialnym pancerzem,

that keeps environmental insults out so that we stay healthy.

który powstrzymuje zagrożenia środowiskowe

i sprawia, ze jesteśmy zdrowi.

They digest our food, they make our vitamins,

Trawią nasze pożywienie, wytwarzają witaminy,

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

tak naprawdę szkolą wasz system odpornościowy

żeby nie dopuszczał złych mikrobów.

Zatem wykonują wszystkie te niewiarygodne rzeczy

So they do all these amazing things

które pomagają nam i są niezbędne żeby utrzymać nas przy życiu

that help us and are vital for keeping us alive,

and they never get any press for that.

ale o tym nikt nie mówi.

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

Za to mówi się dużo o

okropnych rzeczach, które robią.

A więc, na Ziemi istnieje wiele rodzajów bakterii,

So there's all kinds of bacteria on the earth

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

które nie zabiegają o to, by zawsze być w was lub na was,

ale jeśli już są, to okropnie chorujecie.

and if they are, they make you incredibly sick.

And so the question for my lab

A zatem, pytaniem dla mojego laboratorium jest czy wolicie myśleć o wszystkich

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

dobrych rzeczach, które bakterie robią czy o wszystkich złych rzeczach, które bakterie robią.

or all the bad things that bacteria do.

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

Naszym pytaniem było, jak one w ogóle mogą cokolwiek robić?

Przecież są niewiarygodnie małe,

I mean, they're incredibly small.

You have to have a microscope to see one.

musicie mieć mikroskop żeby je zobaczyć.

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

Prowadzą to swoje niby nudne życie rosnąc i dzieląc się

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

i od zawsze uważane są za organizmy asocjalne, żyjące w pojedynkę.

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

I dlatego wydawało nam się, że są zbyt małe żeby mieć jakikolwiek wpływ

to have an impact on the environment

na środowisko

if they simply act as individuals.

jeśli po prostu działają w pojedynkę.

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

Dlatego chcieliśmy rozpatrzeć czy możliwy byłby inny

tryb życia bakterii.

Wskazówką okazała się inna morska bakteria

And the clue to this came from another marine bacterium,

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

o nazwie Vibrio fischeri.

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

To co widzicie na tym slajdzie to tylko mój laborant

holding a flask of a liquid culture of a bacterium,

trzymający kolbę z ciekłą kulturą bakterii,

pięknej, niegroźnej bakterii, która pochodzi z oceanu

a harmless, beautiful bacterium that comes from the ocean,

i nazywa się Vibrio fischeri.

named Vibrio fischeri.

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

Ma ona tą szczególną właściwość, że wytwarza światło,

więc wytwarza bioluminescencję,

so it makes bioluminescence,

like fireflies make light.

tak jak świetliki, robaczki świętojańskie.

We're not doing anything to the cells here,

Nie ma tu naszej ingerencji.

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

Po prostu wyłączyliśmy światło w pomieszczeniu, zrobiliśmy zdjęcie

i oto co zobaczyliśmy.

and this is what we see.

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

Właściwie nie interesowało nas

to, że bakterie wytwarzały światło,

but when the bacteria made light.

ale to, kiedy je wytwarzały.

What we noticed is when the bacteria were alone,

Zauważyliśmy, że kiedy bakterie były same,

so when they were in dilute suspension,

czyli, kiedy znajdowały się w rozcieńczonej zawiesinie, nie wytwarzały światła.

they made no light.

Ale kiedy rozrosły się do pewnej liczby komórek

But when they grew to a certain cell number,

wszystkie włączały światło jednocześnie.

all the bacteria turned on light simultaneously.

So the question that we had is:

Dręczyło nas pytanie jak bakterie, te prymitywne organizmy,

How can bacteria, these primitive organisms,

odróżniają sytuacje, w których są same,

tell the difference from times when they're alone

od tych, w których są w społeczności,

and times when they're in a community,

a potem wszystkie robią coś razem.

and then all do something together?

Doszliśmy do wniosku, że osiągają to rozmawiając między sobą

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

za pomocą języka chemicznego.

and they talk with a chemical language.

Zatem mamy tu komórkę bakteryjną.

So this is now supposed to be my bacterial cell.

Kiedy jest sama, nie wytwarza światła.

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

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

Zamiast tego wytwarza i wydziela małe molekuły,

that you can think of like hormones,

które możecie potraktować jak hormony

and these are the red triangles.

to te czerwone trójkąty, i kiedy bakteria jest sama

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

molekuły po prostu odpływają i nie ma światła.

and so, no light.

But when the bacteria grow and double

Ale kiedy bakteria rośnie i dzieli się

and they're all participating in making these molecules,

i wszystkie uczestniczą w wytwarzaniu molekuł,

wówczas ilość tych molekuł poza komórką

the molecule, the extracellular amount of that molecule,

increases in proportion to cell number.

wzrasta w stosunku do liczby komórek bakterii.

And when the molecule hits a certain amount

I kiedy molekuły osiągną pewną liczbę

that tells the bacteria how many neighbors there are,

która mówi bakterii ilu ma „sąsiadów”,

they recognize that molecule

bakterie rozpoznają tą molekułę

and all of the bacteria turn on light in synchrony.

i wszystkie synchronicznie emitują światło.

And so that's how bioluminescence works --

Tak działa bioluminescencja --

they're talking with these chemical words.

bakterie rozmawiają za pomocą tych chemicznych słów.

Powód, dla którego Vibrio fischeri to robi pochodzi z biologii.

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

again, another plug for the animals in the ocean.

Kolejna reklama dla zwierząt oceanu,

Vibrio Fischeri żyje w tej kałamarnicy

Vibrio fischeri lives in this squid.

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

Patrzycie na hawajską kałamarnicę

Euprymna scolopes od spodu

It's been turned on its back,

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

i mam nadzieję, że dostrzegacie te dwa świecące płaty

These house the Vibrio fischeri cells.

które są domem dla komórek Vibrio fischeri,

They live in there, at high cell number.

mieszkaja tam w dużych skupiskach komórek

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

produkując te molekuły i wytwarzają światło.

Kałamarnica toleruje tę błazenadę

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

ponieważ potrzebuje tego światła.

is because it wants that light.

Oto jak funkcjonuje ta symbioza,

The way that this symbiosis works

ten mały kalmar żyje tuż u wybrzeży Hawajów,

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

just in sort of shallow knee-deep water.

w płytkiej do kolan wodzie.

And the squid is nocturnal,

Kalmar prowadzi tryb nocny więc w dzień

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

zakopuje się w piachu i śpi,

ale później, w nocy, musi wyjść żeby polować.

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

So on bright nights

Przy jasnych nocach duża ilość światła gwiazd i księżyca

when there's lots of starlight or moonlight,

przenika do głębokości wody

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

w której żyje kalmar, jako że jest to zaledwie parę stóp głębokości.

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

Lecz kalmar rozwinął w sobie przesłonę,

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

którą może otwierać i zamykać ten wyspecjalizowany organ światła z bakteriami.

over the specialized light organ housing the bacteria.

Poza tym, na plecach ma detektory

And then it has detectors on its back

wyczuwające ilość światła gwiazd i księżyca docierającego do jego pleców.

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

And it opens and closes the shutter

A więc otwiera lub zamyka przesłonę

so the amount of light coming out of the bottom,

tak aby ilość światła ze spodu --

which is made by the bacterium,

wytwarzanego przez bakterie –

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

idealnie odpowiadała ilości światła docierającego do pleców kałamarnicy

so the squid doesn't make a shadow.

tak aby nie rzucała cienia.

So it actually uses the light from the bacteria

Tak naprawdę, używając światła bakterii

to counter-illuminate itself in an antipredation device,

kalmar rozświetla się i broni przed atakami drapieżników,

które przez to nie widzą jego cienia,

so predators can't see its shadow,

nie mogą namierzyć jego trajektorii i zjeść go.

calculate its trajectory and eat it.

Jest jak niewykrywalny bombowiec oceanu.

So this is like the stealth bomber of the ocean.

(Laughter)

(Śmiech)

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

Gdyby się nad tym zastanowić, kałamarnica ma jednak okropny problem

ponieważ przetrzymuje tą pokaźną, umierającą kolonię bakterii

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

and it can't sustain that.

i nie może utrzymać tego stanu.

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

Zatem, każdego ranka o wschodzie słońca

kałamarnica idzie spać, zakopuje się w piasku

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

i posiada pompkę zgraną z jego rytmem dobowym,

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

i kiedy wschodzi słońce, wypompowuje jakieś 95 procent bakterii.

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

So now the bacteria are dilute,

W ten sposób bakterie są rozproszone, znikają małe molekuły hormonów

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

więc nie wytwarzają światła --

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

ale oczywiście kałamarnica nie dba o to. Śpi w piasku.

I w miarę upływu dnia bakterie dzielą się,

And as the day goes by, the bacteria double,

uwalniają molekuły, a w nocy świecą

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

dokładnie kiedy kałamarnica potrzebuje tego najbardziej.

exactly when the squid wants it.

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

Najpierw odkryliśmy jak ta bakteria to robi,

but then we brought the tools of molecular biology to this

ale potem użyliśmy narzędzi biologii molekularnej

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

aby dokładnie poznać ten mechanizm.

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

I okazało się – to znowu moja komórka bakterii --

is that Vibrio fischeri has a protein.

że Vibrio fischeri ma proteinę --

That's the red box --

to ten czerwony prostokąt – to enzym, który wytwarza

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

ten malutki molekuł hormonu – czerwony trójkąt.

the red triangle.

And then as the cells grow,

Później, w miarę rozrastania się komórek, wszystkie uwalniają tą cząseczkę

they're all releasing that molecule into the environment,

do środowiska więc jest ich tam mnóstwo.

so there's lots of molecule there.

Bakterie mają także receptor na powierzchni komórki,

And the bacteria also have a receptor on their cell surface

that fits like a lock and key with that molecule.

który dopasowuje się z molekułami jak klucz z zamkiem.

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

One są zupełnie jak receptory na powierzchni waszych komórek.

Kiedy molekuły osiągają pewną ilość --

So when the molecule increases to a certain amount,

which says something about the number of cells,

co świadczy o liczbie komórek --

it locks down into that receptor

dopasowują się do receptorów

and information comes into the cells

i przekazują komórkom informacje

o tym żeby wspólnie

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

zaczęły wytwarzać światło.

Why this is interesting is because in the past decade,

Jest to o tyle interesujące, że w ciągu ostatniej dekady

we have found that this is not just some anomaly

odkryliśmy, że nie jest to tylko jakaś anomalia

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

tej śmiesznej, świecącej w ciemności bakterii, która żyje w oceanie,

lecz system wszystkich bakterii.

all bacteria have systems like this.

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

Więc teraz już wiemy, że wszystkie bakterie komunikują się.

They make chemical words, they recognize those words,

Wytwarzają chemiczne słowa, rozpoznają je

and they turn on group behaviors

i uaktywniają grupowe zachowania,

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

skuteczne tylko gdy wszystkie komórki biorą w nich jednolity udział.

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

Mamy na to osobliwe określenie „quorum sensing” - mechanizm wyczuwania liczebności.

They vote with these chemical votes,

Głosują za pomocą chemicznych głosów,

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

które są liczone, a następnie wszyscy reagują zgodnie z wynikiem głosowania.

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

Co jest istotne dla dzisiejszych rozważań

to fakt, iż wiemy, że istnieją setki typów zachowań

that bacteria carry out in these collective fashions.

bakterii, które są realizowane kolektywnie.

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

Ale najważniejszym dla was zapewne jest wirulencja - złośliwość wirusów.

To nie jest tak, że para bakterii dostaje się do was

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

i zaczynają wydzielać jakieś toksyny --

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

jesteście olbrzymi, to nie miałoby wpływu na was. Jesteście ogromni.

Wiemy już teraz, że to co robią, to:

But what they do, we now understand,

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

dostają się do was, czekają, zaczynają rozmnażać się,

they count themselves with these little molecules,

liczą się za pomocą tych małych molekuł

and they recognize when they have the right cell number

i rozpoznają moment odpowiedniej liczby komórek,

która mówi im, że jeśli wszystkie razem rozpoczną atak wirulencji

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

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

to odniosą sukces w opanowaniu ogromnego żywiciela.

So bacteria always control pathogenicity with quorum sensing.

Bakterie zawsze kontrolują patogeniczność wyczuwając ich liczebność.

Tak to działa.

So that's how it works.

Później przyjrzeliśmy się także molekułom --

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

These were the red triangles on my slides before.

to były czerwone trójkąty na moich poprzednich slajdach.

This is the Vibrio fischeri molecule.

To jest cząsteczka Vibrio fischeri.

This is the word that it talks with.

To jest słowo, którym komunikuje się.

And then we started to look at other bacteria,

Więc potem przyjrzeliśmy się innym bakteriom

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

i to jest tylko szczypta molekuł, które odkryliśmy.

Mam nadzieję, że widzicie,

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

że molekuły są powiązane ze sobą.

The left-hand part of the molecule is identical

Lewa część molekuł jest identyczna

in every single species of bacteria.

dla wszystkich gatunków bakterii.

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

Ale prawa część molekuł jest nieco inna dla każdego z gatunków.

in every single species.

Jej zadaniem jest nadawać

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

niepowtarzalne specyfikacje gatunków tym językom.

So each molecule fits into its partner receptor

Każda molekuła pasuje do receptora jej partnera i do żadnego innego.

and no other.

Więc są to prywatne, tajne rozmowy.

So these are private, secret conversations.

These conversations are for intraspecies communication.

Rozmowy służące komunikacji wewnątrzgatunkowej.

Each bacteria uses a particular molecule that's its language

Każda bakteria używa szczególnej molekuły, która jest jej językiem

that allows it to count its own siblings.

i umożliwia policzenie jej rodzeństwa.

Kiedy dotarliśmy tak daleko

Once we got that far,

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

zaczęliśmy rozumieć, że bakterie mają swoje zachowania społeczne.

Ale naprawdę intrygowało nas to, że większość czasu

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

bakterie nie żyją w pojedynkę ale w niewiarygodnych mieszankach,

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

z setkami tysięcy innych gatunków bakterii.

with hundreds or thousands of other species of bacteria.

And that's depicted on this slide.

I przedstawia to ten slajd. To jest wasza skóra.

This is your skin.

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

Więc to jest tylko zdjęcie – mikrogram waszej skóry.

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

Każdy odcinek waszego ciała wygląda mniej więcej właśnie tak

i mam nadzieję, że dostrzegacie tu różnorodność bakterii.

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,

Więc zaczęliśmy zastanawiać się czy rzeczywiście chodzi o komunikację bakterii

and it's about counting your neighbors,

i liczenie swoich sąsiadów,

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

nie wystarczy umieć rozmawiać tylko ze swoim szczepem.

Musi istnieć sposób pobierania informacji

There has to be a way to take a census

o liczbie pozostałych bakterii w populacji.

of the rest of the bacteria in the population.

Więc wróciliśmy do biologii molekularnej

So we went back to molecular biology

i zaczęliśmy badać różne bakterie

and started studying different bacteria.

i odkryliśmy ostatnio, że

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

bakterie są faktycznie wielojęzyczne.

Wszystkie mają wyjątkowy dla każdego gatunku system --

They all have a species-specific system,

posiadają molekułę, która mówi „ja”.

they have a molecule that says "me."

But then running in parallel to that is a second system

Co więcej, równolegle do tego systemu mają drugi,

that we've discovered, that's generic.

który odkryliśmy, również gatunkowy

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

Mają drugi enzym wysyłający grugi sygnał

and it has its own receptor,

i posiadający własny receptor

and this molecule is the trade language of bacteria.

i ta molekuła to język handlowy bakterii.

Jest on używany przez wszelkie bakterie

It's used by all different bacteria,

i jest to język międzygatunkowy.

and it's the language of interspecies communication.

What happens is that bacteria are able to count

Sprowadza się to do tego, że bakterie potrafią policzyć

ilu jest „ja” i „ty” w otoczeniu.

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

And they take that information inside,

Gromadzą te informacje w sobie

and they decide what tasks to carry out

i decydują o zadaniu do wykonania

biorąc pod uwagę to, kto jest w większości, a kto w mniejszości

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

of any given population.

z danej populacji.

Then, again, we turned to chemistry,

Wówczas powróciliśmy do chemii

and we figured out what this generic molecule is --

i rozszyfrowaliśmy czym jest ta gatunkowa molekuła --

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

te różowe owale na moim poprzednim slajdzie, oto one.

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

To bardzo mała, pięcio-węglowa cząsteczka.

Co istotne, wiemy,

And what the important thing is that we learned

is that every bacterium has exactly the same enzyme

że każda bakteria ma dokładnie ten sam enzym

and makes exactly the same molecule.

i wytwarza dokładnie tą samą cząsteczkę.

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

Wszystkie zatem używają tej molekuły

do komunikacji międzygatunkowej.

This is the bacterial Esperanto.

Takie bakteryjne Esperanto.

(Laughter)

(Śmiech)

So once we got that far,

Gdy dotarliśmy tak daleko zaczęliśmy pojmować,

we started to learn that bacteria can talk to each other

że bakterie rozmawiają ze sobą za pomocą owego chemicznego języka .

with this chemical language.

Ale równocześnie zaczęliśmy zastanawiać się czy można

But we started to think

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

praktycznie wykorzystać tą wiedzę.

Wspominałam wam, że bakterie mają różnorakie społeczne zachowania,

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

które przekazują za pomocą molekuł.

that they communicate with these molecules.

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

Oczywiście, wspomniałam również, że jedną z ważnych rzeczy jest to,

że inicjują choroby używając mechanizmu wyczuwania liczebności (quorum sensing).

is to initiate pathogenicity using quorum sensing.

Pomyśleliśmy, a gdyby tak

So we thought:

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

„zatkać" bakteriom „usta” i „uszy”?

Czyż nie byłyby to nowe antybiotyki?

Couldn't these be new kinds of antibiotics?

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

Na pewno słyszeliście i wiecie już,

że kończą się nam antybiotyki.

that we're running out of antibiotics.

Dzisiejsze bakterie są niewiarygodnie odporne na wszelkie leki

Bacteria are incredibly multi-drug-resistant right now,

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

a to dlatego, że wszystkie stosowane antybiotyki zabijają bakterie.

They either pop the bacterial membrane,

Przebijają ich błonę albo sprawiają,

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

że bakteria nie jest w stanie pomnażać swojego DNA.

We kill bacteria with traditional antibiotics,

Zabijając bakterie tradycyjnymi antybiotykami

and that selects for resistant mutants.

wyłaniamy nowe odporne mutacje.

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

Stąd też nasz obecny światowy problem

in infectious diseases.

z chorobami zakaźnymi.

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

Pomyśleliśmy, a gdyby tak zmodyfikować ich zachowania

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

sprawiając, że bakterie nie potrafiłyby rozmawiać i liczyć,

i nie wiedziałyby czy atakować.

and they don't know to launch virulence?

So that's exactly what we've done,

I tak właśnie zrobiliśmy, obierając przy tym dwie strategie.

and we've sort of taken two strategies.

W pierwszej zaatakowaliśmy

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

system komunikacji wewnątrzgatunkowej.

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

Więc stworzyliśmy cząsteczki, które trochę przypominają te prawdziwe --

które już widzieliście- ale są nieco inne.

but they're a little bit different.

A więc, dopasowują się do receptorów

And so they lock into those receptors,

i blokują rozpoznawanie tych prawdziwych.

and they jam recognition of the real thing.

So by targeting the red system,

Przez atak na czerwony system

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

jesteśmy w stanie stworzyć molekuły

blokujące proces wyczuwania liczebności dla danego gatunku lub choroby.

anti-quorum-sensing molecules.

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

To samo zrobiliśmy z systemem różowym.

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

Wzięliśmy tą uniwersalną molekułę, przerobiliśmy trochę

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

tworząc antagonistów

systemu komunikacji międzygatunkowej.

Mamy nadzieję, że wykorzystamy je w szerokim spektrum

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

that work against all bacteria.

antybiotyków przeciwdziałających bakteriom.

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

Na zakończenie pokażę wam tą strategię.

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

W tej, używam tylko wewnątrzgatunkowej molekuły,

but the logic is exactly the same.

ale logika jest taka sama.

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

Wiecie już, że kiedy bakteria dostaje się do zwierzęcia,

w tym wypadku, do myszy,

in this case, a mouse --

it doesn't initiate virulence right away.

nie rozpoczyna wirulencji od razu.

It gets in, it starts growing,

Dostaje się do środka, dzieli się, zaczyna wytwarzać molekuły

it starts secreting its quorum-sensing molecules.

do mechanizmu wyczuwania liczebności (quorum sensing).

It recognizes when it has enough bacteria

Rozpoznaje kiedy jest ich wystarczająco dużo

that now they're going to launch their attack,

żeby rozpocząć atak

i zwierze umiera.

and the animal dies.

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

My jesteśmy w stanie podać te złośliwe infekcje,

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

ale równolegle z molekułami przeciwdziałającymi "quorum sensing" --

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

więc są to cząsteczki wyglądające trochę jak te prawdziwe

a jednak trochę inne, co ilustruje ten slajd.

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

Wiemy teraz, że jeśli podamy zwierzęciu

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

bakterię chorobotwórczą – odporną na wszelkie leki --

a multi-drug-resistant pathogenic bacterium --

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

i w tym samym czasie podamy nasze molekuły anty „quorum sensing”

in fact, the animal lives.

to faktycznie zwierze będzie żyć.

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

Wierzymy, że jest to kolejne pokolenie antybiotyków,

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

które pozwoli nam obejść, przynajmniej na początku,

this big problem of resistance.

ten duży problem odporności.

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

Mam nadzieję, że przekonaliście się, że bakterie potrafią rozmawiać ze sobą,

używając substancji chemicznych jako języka,

they use chemicals as their words,

they have an incredibly complicated chemical lexicon

posiadają niewiarygodnie skomplikowany leksykon chemiczny,

that we're just now starting to learn about.

który dopiero poznajemy.

Oczywiście daje to bakteriom możliwość

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

bycia wielocząsteczkowymi.

So in the spirit of TED,

Więc podobnie do przesłania TED, działają razem

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

bo tylko tak można coś zmienić.

Chodzi o to, że bakterie mają swoje zachowania zbiorowe

What happens is that bacteria have these collective behaviors,

and they can carry out tasks

i wykonują w ten sposób zadania,

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

których nie ukończyłyby nigdy

gdyby działały w pojedynkę.

What I would hope that I could further argue to you

Mam nadzieję, że udało mi się udowodnić wam,

że jest to wynalazek wielocząsteczkowości.

is that this is the invention of multicellularity.

Bacteria have been on the earth for billions of years;

Bakterie są na Ziemi od miliardów lat.

humans, couple hundred thousand.

Ludzie – zaledwie paręset tysięcy.

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

Uważamy, że to bakterie wyznaczyły zasady

działania organizacji wielocząsteczkowej.

Wierzymy, że przez badanie bakterii,

And we think by studying bacteria,

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

będziemy w stanie lepiej poznać wielocząsteczkowy wymiar ludzkiego ciała.

So we know that the principles and the rules,

Wiemy, że jeśli poznamy prawa i zasady

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

tych prymitywnych organizmów

to istnieje szansa, że będą one miały zastosowanie

the hope is that they will be applied

także przy innych ludzkich chorobach i zachowaniach.

to other human diseases and human behaviors as well.

Mam nadzieję, że nauczyliście się,

I hope that what you've learned

is that bacteria can distinguish self from other.

że bakterie potrafią odróżniać siebie od innych.

So by using these two molecules,

Używając tych dwóch molekuł mogą powiedzieć „ja” i „ty”.

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

I znowu, my oczywiście też to robimy,

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

zarówno molekularnie

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

jak i zewnętrznie,

but I think about the molecular stuff.

ale ja skupiam się na molekularności.

This is exactly what happens in your body.

To właśnie dzieje się w waszych ciałach.

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

To nie jest tak, że komórki serca i nerek mieszają się codziennie,

a to z powodu wszystkich zachodzących reakcji chemicznych

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

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

i molekuł, które mówią im która grupa komórek jest która

i jakie jest ich zadanie.

and what their tasks should be.

So again, we think bacteria invented that,

Raz jeszcze podkreślę, uważamy, że stworzyły to bakterie,

a nasze ciała rozwinęły tylko kilka dodatkowych trybików,

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.

ale całe meritum tkwi w tych prostych systemach, które możemy badać.

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

Końcowym wnioskiem jest to by stale powtarzać, że istnieje praktyczna strona

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

i dlatego stworzyliśmy te molekuły anty “quorum sensing”,

that are being developed as new kinds of therapeutics.

które są rozwijane jako nowe środki terapeutyczne.

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

Ale żeby zakończyć reklamą dla wszystkich pożytecznych i cudownych bakterii

that live on the earth,

żyjących na Ziemi

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

stworzyliśmy także molekuły pro „quorum sensing”.

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

A więc dobraliśmy się do systemów usprawniających pracę molekuł.

Pamiętajcie, że macie na sobie lub w sobie 10 razy więcej

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

in you or on you, keeping you healthy.

komórek bakterii, utrzymujących wasze zdrowie.

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

Staramy się także wzmocnić rozmowy bakterii,

które żyją w symbiozie z wami, mając nadzieję,

of the bacteria that live as mutualists with you,

in the hopes of making you more healthy,

że dzięki temu będziecie zdrowsi,

jeśli ich rozmowy będą lepsze,

making those conversations better,

so bacteria can do things that we want them to do

tak żeby bakterie mogły robić to co chcemy żeby robiły

better than they would be on their own.

lepiej niż w pojedynkę.

Finally, I wanted to show you --

Wreszcie, chciałam pokazać wam

this is my gang at Princeton, New Jersey.

moją bandę w Princeton w New Jersey.

Wszystko o czym wam opowiedziałam zostało odkryte przez kogoś z tego zdjęcia.

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

Mam nadzieję, że kiedy uczycie się,

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

na przykład jak działa świat naturalny --

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

chcę tylko powiedzieć, że za każdym razem kiedy czytacie gazetę

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

lub słyszycie jak ktoś mówi coś niezwykłego na temat świata natury

to stoi za tym dziecko.

it was done by a child.

So science is done by that demographic.

Nauka jest tworzona przez to pokolenie.

Wszyscy ci ludzie są między 20 a 30 rokiem życia

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

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

i są siłą napędową odkryć naukowych w tym kraju.

To naprawdę szczęście pracować z tym pokoleniem.

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

(Applause)

Ja starzeję się a oni ciągle są w tym samym wieku

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

i jest to zachwycająco zwariowana robota.

And it's just a crazy, delightful job.

And I want to thank you for inviting me here,

Chciałabym podziękować wam za zaproszenie tu.

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

To prawdziwa przyjemność dla mnie, móc przyjechać na tą konferencję.

(Applause)

(Oklaski)

Thanks.

Dzięki.

(Applause)

(Oklaski)