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

Tłumaczenie: Aleksandra Ka Korekta: Rysia Wand

Two hundred years of modern science.

200 lat współczesnej nauki,

We have to admit

a nasze wyniki

that our performance is not great.

wciąż nie są zadowalające.

The machines we build continue to suffer from mechanical failures.

Maszyny ulegają awariom,

The houses we build do not survive severe earthquakes.

domy nie mogą przetrwać trzęsienia ziemi.

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

Jednak nie należy krytykować naukowców z prostego powodu:

they didn't have much time.

nie mieli wiele czasu.

Two hundred years is not a lot of time,

Dwieście lat to nie tak dużo,

while nature had three billion years

podczas gdy natura miała 3 miliardy lat

to perfect some of the most amazing materials,

na udoskonalenie najbardziej niesamowitych materiałów,

that we wish we had in our possession.

które chcielibyśmy mieć.

Remember, these materials carry a quality assurance

O jakości tych materiałów świadczy ich historia,

of three billion years.

licząca 3 miliardy lat.

Take, for example, sequoia trees.

Przypatrzmy się sekwoi.

They carry hundreds of tons for hundreds of years

Potrafi dźwigać setki ton przez setki lat.

in cold weather, in warm climates,

Wytrzymuje zimno, ciepło i światło UV.

UV light.

Jeśli pod mikroskopem elektronowym z wysoką rozdzielczością

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

and you ask yourself, what is it made of,

sprawdzimy, z czego się składa,

surprisingly, it's made of sugar.

okaże się, że to cukier.

Well, not exactly as we drink in our tea.

Nie taki sam jak w herbacie, oczywiście.

It's actually a nanofiber called nanocrystalline cellulose.

To nanowłókno, zwane celulozą nanokrystaliczną.

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

To włókno jest tak mocne, że w przeliczeniu na masę

it's about 10 times stronger than steel.

jest 10 razy silniejsze niż stal,

Yet it's made of sugar.

choć jest zrobione z cukru.

So scientists all over the world believe that nanocellulose

Naukowcy wierzą, że nanoceluloza

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

będzie najważniejszym materiałem przemysłowym.

But here's the problem:

Jest jednak problem:

say you want to buy a half a ton of nanocellulose

powiedzmy, że chcesz kupić pół tony nanocelulozy,

to build a boat or an airplane.

żeby zbudować łódź czy samolot.

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

Możesz sobie guglować, szukać na Allegro, a nawet AliExpress.

(Śmiech)

You won't find it.

Nie znajdziesz.

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

Trafisz na wiele artykułów naukowych

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

opisujących niesamowite właściwości tego materiału

there are lots of things we can do with it.

i sposoby jego wykorzystania,

But no commercial source.

jednak nie na źródła handlowe.

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

Dlatego na Uniwersytecie Hebrajskim wraz z partnerami w Szwecji

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

postanowiliśmy rozwinąć metody

produkcji nanocelulozy na skalę przemysłową.

to produce this nanocellulose.

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

Oczywiście, nie przez wycinanie drzew.

So we were looking for another source

Szukaliśmy innego źródła surowca

of raw material,

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

i znaleźliśmy.

Są to odpady z przemysłu papierniczego,

The reason: there is a lot of it.

których jest całe mnóstwo.

Sama Europa produkuje rocznie

Europe alone produces 11 million tons

11 milionów ton takiego materiału.

of that material annually.

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

To równowartość góry wysokiej na 3 km,

sitting on a soccer field.

stojącej na boisku piłkarskim.

And we produce this mountain every year.

Taką ilość produkuje się każdego roku.

So for everybody, it's an environmental problem,

Dla innych to problem ekologiczny,

and for us, it's a gold mine.

a dla nas żyła złota.

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

Obecnie produkujemy nonocelulozę na skalę przemysłową w Izraelu,

nanocellulose, and very soon, in Sweden.

a już niedługo również w Szwecji.

We can do a lot of things with the material.

Materiał można wykorzystać na wiele sposobów.

For example,

Na przykład:

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

dodanie kilku procent nanocelulozy do bawełny,

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

z jakiej wykonano moją koszulę,

it increases its strength dramatically.

znacznie zwiększa jej wytrzymałość.

So this can be used for making amazing things,

Taka super-tkanina

może być użyta na wiele sposobów

like super-fabrics for industrial and medical applications.

i mieć szereg zastosowań przemysłowych i medycznych.

But this is not the only thing.

Ale to nie wszystko.

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

Takie samonośne struktury z nanocelulozy

like the shelters that you can see now,

można obecnie oglądać

actually are now showcasing in the Venice Biennale for Architecture.

na Międzynarodowej Wystawie Architektury w Wenecji.

Nature actually didn't stop its wonders

Cuda natury nie kończą się jednak

in the plant kingdom.

w królestwie roślin.

Think about insects.

Pomyślcie o owadach.

Cat fleas, for example,

Takie, na przykład, pchły

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

mogą przeskoczyć stukrotność swojej wysokości.

That's amazing.

To niesamowite!

It's the equivalent of a person

To tak, jakby osoba stojąca na środku Liberty Island,

standing in the middle of Liberty Island in New York,

będąc u stóp Statuy Wolności,

and in a single jump,

mogła za jednym zamachem

going to the top of the Statue of Liberty.

wskoczyć na wierzchołek.

I'm sure everybody would like to do that.

Każdy by tak chciał.

So the question is:

Pytanie brzmi:

How do cat fleas do it?

jak pchły to robią?

It turns out, they make this wonderful material,

Okazuje się, że produkują zdumiewający materiał

which is called resilin.

zwany rezyliną.

In simple words, resilin, which is a protein,

W prostych słowach rezylina, która jest białkiem,

is the most elastic rubber on Earth.

jest najbardziej sprężystą gumą na świecie.

You can stretch it,

Można ją rozciągać i zagniatać,

you can squish it,

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

a ona w bardzo krótkim czasie

wraca do pierwotnego kształtu

When you release it -- snap!

bez żadnych strat energetycznych.

It brings back all the energy.

Każdy chciałby mieć taki materiał,

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

But here's the problem:

ale jest jeden problem.

to catch cat fleas is difficult.

Złapanie pchły nie jest łatwe.

(Laughter)

(Śmiech)

Why? Because they are jumpy.

Dlaczego? Bo są skoczne.

(Laughter)

(Śmiech)

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

Na szczęście wystarczy złapać tylko jedną.

Now we can extract its DNA

Można wtedy wyodrębnić cząsteczkę DNA

and read how cat fleas make the resilin,

i odczytać, jak pchła produkuje rezylinę,

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

i sklonować do mniej skocznego organizmu,

jak roślina.

So that's exactly what we did.

Tak właśnie zrobiliśmy.

Now we have the ability to produce lots of resilin.

Teraz możemy wyprodukować dużo rezyliny.

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

Mój zespół postanowił zrobić coś naprawdę fajnego na uniwersytecie.

They decided to combine

Postanowili połączyć

the strongest material produced by the plant kingdom

najsilniejszy materiał ze świata roślin

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

z najbardziej elastycznym materiałem od owadów

nanocellulose with resilin.

- nanocelulozę z rezyliną.

And the result is amazing.

Wyniki są niesamowite.

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

Materiał jest mocny, elastyczny i przezroczysty.

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

Można użyć go na wiele sposobów,

For example, next-generation sport shoes,

jak do butów sportowych nowej generacji,

so we can jump higher, run faster.

które pozwolą wyżej skakać i szybciej biegać.

And even touch screens for computers and smartphones,

A nawet do nietłukących się ekranów dotykowych

komputerów i smartfonów.

that won't break.

Well, the problem is, we continue to implant

Problem tkwi w tym,

że nadal stosujemy syntetyczne implanty,

synthetic implants in our body,

which we glue and screw into our body.

przyklejamy je i przykręcamy do ciała.

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

Nie jest to dobry pomysł.

Why? Because they fail.

Dlaczego? - Bo zawodzą.

This synthetic material fails,

Syntetyczne materiały zawodzą

just like this plastic fork,

tak samo, jak ten plastikowy widelec,

that is not strong enough for its performance.

który nie jest wystarczająco mocny.

But sometimes they are too strong,

Czasami materiały są zbyt silne,

and therefore their mechanical properties do not really fit

więc ich właściwości nie są dopasowane

their surrounding tissues.

do otaczających je tkanek.

But in fact, the reason is much more fundamental.

W rzeczywistości powód jest podstawowy.

The reason is that in nature,

W naturze

there is no one there

nie istnieje nic, co mogłoby

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

przykręcić głowę do szyi

or takes my skin and glues it onto my body.

albo przykleić skórę do ciała.

In nature, everything is self-assembled.

W naturze wszystko składa się samo.

So every living cell,

Każda żywa komórka

whether coming from a plant, insect or human being,

rośliny, owada, czy człowieka

has a DNA that encodes for nanobio building blocks.

posiada DNA, które koduje

nanobiologiczne bloki budulcowe.

Many times they are proteins.

Często są to białka.

Other times, they are enzymes that make other materials,

Czasami enzymy, które tworzą inne materiały,

like polysaccharides, fatty acids.

jak polisacharydy i kwasy tłuszczowe.

And the common feature about all these materials

Wspólną cechą tych materiałów jest to,

is that they need no one.

że nie potrzebują pomocy.

They recognize each other and self-assemble

Rozpoznają się wzajemnie i tworzą struktury,

into structures -- scaffolds on which cells are proliferating

w których komórki się rozmnażają,

to give tissues.

by wytworzyć tkankę.

They develop into organs, and together bring life.

Tkanki rosną, tworząc organy i życie.

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

10 lat temu na Uniwesytecie Hebrajskim postanowiliśmy się skoncentrować

on probably the most important biomaterial for humans,

na najważniejszym biomateriale ludzkości,

which is collagen.

kolagenie.

Why collagen?

Dlaczego na kolagenie?

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

Bo tworzy 25% naszej suchej masy.

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

Poza wodą i kolagenem w naszym ciele nie ma niczego.

So I always like to say,

Dlatego zawsze powtarzam:

anyone who is in the replacement parts of human beings

każdy, kto zajmuje się wymianą ludzkich części,

would like to have collagen.

chciałby mieć kolagen.

Admittedly, before we started our project,

Przyznaję - zanim rozpoczęliśmy projekt

there were already more than 1,000 medical implants

było już ponad 1000

medycznych implantów kolagenowych.

made of collagen.

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

Proste, jak wypełniacze skóry do redukcji zmarszczek,

augment lips,

powiększania ust,

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

i złożone, jak zastawki sercowe.

So where is the problem?

W czym tkwi problem?

Well, the problem is the source.

W źródle.

The source of all that collagen

Ten kolagen

is actually coming from dead bodies:

pochodzi z martwych ciał:

dead pigs, dead cows

martwych świń, martwych krów,

and even human cadavers.

a nawet ludzkich zwłok.

So safety is a big issue.

Dlatego bezpieczeństwo stanowi przeszkodę.

But it's not the only one.

Ale nie jest to jedyny problem.

Also, the quality.

Problem stanowi też jakość.

Now here, I have a personal interest.

Ta sprawa interesuje mnie osobiście.

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

To mój ojciec, Zvi, w naszej winiarni w Izraelu.

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

7 lat temu wszczepiono mu zastawkę serca,

seven years ago, was implanted in his body.

podobną do tej, którą już pokazywałem.

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

Nauka mówi, że zastawki psują się

10 years after the operation.

10 lat po operacji.

No wonder:

Nie ma co się dziwić,

they are made from old, used tissues,

są zrobione ze starych, zużytych tkanek

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

jak ten rozpadający się mur z cegły.

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

Oczywiście, można z tej cegły zbudować nowy mur,

But it's not going to be the same.

ale to nie to samo.

So the US Food and Drug Administration

Amerykańska Agencja Leków i Żywności

made a notice already in 2007,

już w 2007 roku prosiła przedsiębiorstwa

asking the companies to start to look for better alternatives.

o poszukiwanie lepszych rozwiązań.

So that's exactly what we did.

Tak też zrobiliśmy.

We decided to clone all the five human genes responsible

Postanowiliśmy sklonować 5 ludzkich genów

for making type I collagen in humans

produkujących ludzki kolagen typu I

into a transgenic tobacco plant.

do transgenicznej odmiany tytoniu.

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

Teraz roślina umie produkować

ludzki kolagen, jak spod igły.

untouched.

This is amazing.

To niezwykłe.

Actually, it's happening now.

To właśnie ma teraz miejsce.

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

Obecnie w Izraelu uprawiamy ją

na 25 000 m2 szklarni w całym kraju.

all over the country.

The farmers receive small plantlets of tobacco.

Rolnicy dostają małe sadzonki tytoniu,

It looks exactly like regular tobacco,

które wyglądają jak zwykły tytoń,

except that they have five human genes.

tyle że mają 5 ludzkich genów.

They're responsible for making type I collagen.

Odpowiadają za produkcję kolagenu typu I.

We grow them for about 50 to 70 days,

Rosną od 50 do 70 dni,

we harvest the leaves,

po czym ścinamy liście

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

i przewozimy w chłodnicach do fabryki.

There, the process of extracting the collagen starts.

Tam rozpoczyna się proces izolowania kolagenu.

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

Jeśli ktoś robił pesto - to właśnie tak.

(Laughter)

(Śmiech)

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

Gnieciesz liście i otrzymujesz sok kolagenowy.

We concentrate the protein,

Koncentrujemy białko,

transfer the protein to clean rooms for the final purification,

przenosimy je do czystych środowisk dla ostatecznego czyszczenia

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

i otrzymujemy kolagen identyczny z ludzkim,

untouched, brand new

czysty, nowy,

and from which we make different medical implants:

z którego wytwarzamy medyczne implanty:

bone void fillers, for example,

wypełniacze kości,

for severe bone fractures, spinal fusion.

jak przy poważnych złamaniach czy unieruchomieniu kręgów.

And more recently, even,

A ostatnio nawet

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

wprowadziliśmy na rynek europejski

a flowable gel that is used for diabetic foot ulcers,

żel dla cukrzyków z owrzodzeniami stóp,

that is now approved for use in the clinic.

który już dopuszczono do użytku klinicznego.

This is not science fiction.

To nie science fiction.

This is happening now.

To się dzieje teraz.

We are using plants to make medical implants

Używamy roślin do wytwarzania medycznych implantów,

for replacement parts for human beings.

które zastępują części ludzkie.

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

Całkiem niedawno udało nam się wytworzyć

włókna kolagenowe 6 razy silniejsze niż ścięgno Achillesa.

which are six times stronger than the Achilles tendon.

That's amazing.

To niesamowite.

Together with our partners from Ireland,

Razem z partnerami z Irlandii

we thought about the next thing:

opracowaliśmy kolejną rzecz:

adding resilin to those fibers.

dodanie rezyliny do tych włókien.

By doing that,

W ten sposób

we've been able to make a superfiber

otrzymaliśmy superwłókno:

which is about 380 percent tougher,

około 380% mocniejsze

and 300 percent more elastic.

i 300% bardziej elastyczne.

So oddly enough, in the future,

W przyszłości przy transplantacji

when a patient is transplanted with artificial tendons or ligaments

sztucznych ścięgien albo wiązadeł

made from these fibers,

wytworzonych z tych włókien

we'll have better performance after the surgery

efekt po operacji będzie nawet lepszy

than we had before the injury.

niż przed urazem.

So what's for the future?

Co zatem niesie przyszłość?

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

Wierzymy, że uda nam się wytwarzać

many nanobio building blocks that nature provided for us --

nanobiologiczne bloki budulcowe dostarczane przez naturę

collagen, nanocellulose, resilin and many more.

- kolagen, nanocelulozę, rezylinę i wiele innych.

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

Pozwoli nam to na tworzenie lepszych maszyn,

even the heart.

nawet serca.

Now, this heart is not going to be the same

Takie serce nie będzie

as we can get from a donor.

jak od dawcy.

It will be better.

Będzie lepsze.

It actually will perform better

Będzie działać sprawniej

and will last longer.

i dłużej.

My friend Zion Suliman once told me

Mój przyjaciel Zion Suliman powiedział mi kiedyś

a smart sentence.

coś mądrego.

He said, "If you want a new idea,

Powiedział: "Jeśli szukasz nowego pomysłu,

you should open an old book."

otwórz starą książkę".

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

A ja mówię - ta książka jest już napisana.

It was written over three billion years

Była pisana przez 3 miliardy lat ewolucji.

of evolution.

And the text is the DNA of life.

A tekstem jest DNA życia.

All we have to do

Trzeba teraz tylko

is read this text,

przeczytać ten tekst,

embrace nature's gift to us

przyjąć ten dar natury

and start our progress from here.

i rozpocząć postęp.

Thank you.

Dziękuję.

(Applause)

(Brawa)