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

Craig Venter sobre DNA e o mar

54,845 views ・ 2007-05-02

TED


Por favor, clique duas vezes nas legendas em inglês abaixo para reproduzir o vídeo.

Tradutor: Francisco Dubiela Revisor: Aurelio Tergolina Salton
00:25
At the break, I was asked by several people
0
25000
2000
No intervalo, várias pessoas me perguntaram
00:27
about my comments about the aging debate.
1
27000
3000
sobre meus comentários quanto ao debate do envelhecimento.
00:30
And this will be my only comment on it.
2
30000
2000
E este será meu único comentário sobre isso.
00:32
And that is, I understand
3
32000
2000
E que é, eu sei
00:34
that optimists greatly outlive pessimists.
4
34000
2000
que otimistas vivem muito mais que pessimistas. (Risos)
00:36
(Laughter)
5
36000
4000
que otimistas vivem muito mais que pessimistas. (Risos)
00:41
What I'm going to tell you about in my 18 minutes is
6
41000
3000
O que eu falarei a vocês nos próximos 18 minutos
00:44
how we're about to switch from reading the genetic code
7
44000
4000
é como estamos perto de mudar da leitura do código genético
00:48
to the first stages of beginning
8
48000
2000
para os primeiros estágios
00:50
to write the code ourselves.
9
50000
2000
da escrita do código por nós mesmos.
00:53
It's only 10 years ago this month
10
53000
2000
Faz apenas 10 anos nesse mês
00:55
when we published the first sequence
11
55000
2000
que nós publicamos a primeira sequência
00:57
of a free-living organism,
12
57000
2000
de um organismo vivo livre,
00:59
that of haemophilus influenzae.
13
59000
2000
do Haemophilus influenzae.
01:01
That took a genome project
14
61000
2000
Isso reduziu um projeto genoma
01:03
from 13 years down to four months.
15
63000
3000
de 13 anos para 4 meses.
01:07
We can now do that same genome project
16
67000
2000
Agora nós podemos fazer esse mesmo projeto genoma
01:09
in the order of
17
69000
2000
na ordem de
01:11
two to eight hours.
18
71000
2000
duas a oito horas.
01:13
So in the last decade, a large number of genomes have been added:
19
73000
3000
Assim, na última década, um grande número de genomas foram adicionados:
01:16
most human pathogens,
20
76000
3000
a maioria dos patógenos humanos,
01:19
a couple of plants,
21
79000
2000
algumas plantas,
01:21
several insects and several mammals,
22
81000
3000
vários insetos e vários mamíferos,
01:24
including the human genome.
23
84000
3000
incluindo o genoma humano.
01:27
Genomics at this stage of the thinking
24
87000
3000
A genômica nesse estágio de pensamento
01:30
from a little over 10 years ago
25
90000
2000
há um pouco mais de 10 anos previa que
01:32
was, by the end of this year, we might have
26
92000
2000
para o fim desse ano, nós poderíamos ter
01:34
between three and five genomes sequenced;
27
94000
3000
entre três a cinco genomas sequenciados;
01:37
it's on the order of several hundred.
28
97000
3000
Agora está na ordem de várias centenas.
01:40
We just got a grant from the Gordon and Betty Moore Foundation
29
100000
3000
Nós acabamos de receber um subsídio da Fundação Gordon and Betty Moore
01:43
to sequence 130 genomes this year,
30
103000
3000
para sequenciar 130 genomas esse ano,
01:46
as a side project from environmental organisms.
31
106000
4000
como um projeto paralelo de organismos ambientais.
01:50
So the rate of reading the genetic code has changed.
32
110000
3000
Assim, a taxa de leitura do código genético mudou.
01:54
But as we look, what's out there,
33
114000
2000
Mas ao vermos, o que há lá fora,
01:56
we've barely scratched the surface
34
116000
2000
nós mal tocamos na superfície
01:58
on what is available on this planet.
35
118000
4000
do que há disponível nesse planeta.
02:02
Most people don't realize it, because they're invisible,
36
122000
3000
A maioria das pessoas não percebem, porque eles são invisíveis,
02:05
but microbes make up about a half of the Earth's biomass,
37
125000
4000
mas micróbios compõem cerca da metade da biomassa da Terra,
02:09
whereas all animals only make up about
38
129000
3000
enquanto todos os animais compõem apenas
02:12
one one-thousandth of all the biomass.
39
132000
2000
cerca de um milionésimo de toda biomassa.
02:14
And maybe it's something that people in Oxford don't do very often,
40
134000
3000
E talvez isso é algo que as pessoas em Oxford não fazem com muita frequência,
02:17
but if you ever make it to the sea,
41
137000
2000
mas se você for ao mar,
02:19
and you swallow a mouthful of seawater,
42
139000
3000
e engolir um pouco de água marinha,
02:22
keep in mind that each milliliter
43
142000
2000
tenha em mente que cada mililitro
02:24
has about a million bacteria
44
144000
2000
tem cerca de um milhão de bactérias
02:26
and on the order of 10 million viruses.
45
146000
3000
e na ordem de 10 milhões de vírus.
02:29
Less than 5,000 microbial species
46
149000
3000
Menos de 5.000 espécies de micróbios
02:32
have been characterized as of two years ago,
47
152000
2000
foram caracterizadas nos últimos dois anos,
02:34
and so we decided to do something about it.
48
154000
2000
e então decidimos fazer algo a respeito.
02:36
And we started the Sorcerer II Expedition,
49
156000
3000
E nós iniciamos a Expedição Sorcerer II,
02:39
where we were, as with great oceanographic expeditions,
50
159000
3000
onde nós estivemos, como grandes expedições oceanográficas,
02:42
trying to sample the ocean every 200 miles.
51
162000
3000
tentando amostrar o oceano a cada 200 milhas.
02:47
We started in Bermuda for our test project,
52
167000
2000
Nós começamos nas Bermudas para nosso projeto teste.
02:49
then moved up to Halifax,
53
169000
2000
Daí nos mudamos para Halifax,
02:51
working down the U.S. East Coast,
54
171000
2000
trabalhando na Costa Leste dos E.U.A.,
02:53
the Caribbean Sea, the Panama Canal,
55
173000
3000
no Mar do Caribe, no Canal do Panamá,
02:58
through to the Galapagos, then across the Pacific,
56
178000
2000
para Galápagos, daí atravessando o Pacífico,
03:00
and we're in the process now of working our way
57
180000
2000
e estamos no processo agora de fazer nosso caminho
03:02
across the Indian Ocean.
58
182000
2000
através do Oceano Índico.
03:04
It's very tough duty; we're doing this on a sailing vessel,
59
184000
3000
É um trabalho muito difícil, nós estamos fazendo isso num veleiro,
03:07
in part to help excite young people
60
187000
2000
em parte para ajudar a estimular os jovens
03:09
about going into science.
61
189000
3000
a participar da ciência.
03:12
The experiments are incredibly simple.
62
192000
2000
Os experimentos são incrivelmente simples.
03:14
We just take seawater and we filter it,
63
194000
3000
Nós apenas coletamos água marinha e a filtramos,
03:17
and we collect different size organisms on different filters,
64
197000
4000
e coletamos organismos de diferentes tamanhos em filtros diferentes.
03:21
and then take their DNA back to our lab in Rockville,
65
201000
3000
E então coletamos seu DNA de volta a nosso laboratório em Rockville,
03:24
where we can sequence a hundred million letters
66
204000
3000
onde podemos sequenciar uma centena de milhões de letras
03:27
of the genetic code every 24 hours.
67
207000
2000
do código genético a cada 24 horas.
03:29
And with doing this,
68
209000
2000
E ao fazer isso,
03:31
we've made some amazing discoveries.
69
211000
2000
nós fizemos descobertas incríveis.
03:33
For example, it was thought that the visual pigments
70
213000
2000
Por exemplo, era considerado
03:35
that are in our eyes -- there was only one or two organisms
71
215000
2000
que os pigmentos visuais que estão em nossos olhos
03:38
in the environment that had these same pigments.
72
218000
4000
existiriam em apenas um ou dois organismos nesse ambiente.
03:42
It turns out, almost every species
73
222000
2000
Na verdade, quase todas as espécies
03:44
in the upper parts of the ocean
74
224000
2000
nas camadas superficiais do oceano
03:46
in warm parts of the world
75
226000
2000
em regiões quentes do mundo
03:48
have these same photoreceptors,
76
228000
2000
têm esses mesmos fotorreceptores,
03:50
and use sunlight as the source of their energy
77
230000
3000
e usam a luz solar como fonte de sua energia
03:53
and communication.
78
233000
2000
e comunicação.
03:55
From one site, from one barrel of seawater,
79
235000
3000
Em um local, de um barril de água marinha,
03:58
we discovered 1.3 million new genes
80
238000
3000
nós descobrimos 1,3 milhão de novos genes
04:01
and as many as 50,000 new species.
81
241000
4000
e cerca de 50.000 novas espécies.
04:05
We've extended this to the air
82
245000
2000
Nós ampliamos isso para o ar
04:07
now with a grant from the Sloan Foundation.
83
247000
3000
agora com um subsídio da Fundação Sloan.
04:10
We're measuring how many viruses and bacteria
84
250000
2000
Estamos medindo quantos vírus e bactérias
04:12
all of us are breathing in and out every day,
85
252000
3000
todos nós estamos respirando todo dia,
04:15
particularly on airplanes
86
255000
2000
especialmente nos aviões
04:17
or closed auditoriums.
87
257000
2000
ou auditórios fechados.
04:19
(Laughter)
88
259000
3000
(Risos)
04:22
We filter through some simple apparatuses;
89
262000
2000
Nós filtramos por meio de aparatos simples;
04:24
we collect on the order of a billion microbes from just a day
90
264000
3000
coletamos na ordem de um bilhão de micróbios em apenas um dia
04:27
filtering on top of a building in New York City.
91
267000
4000
no topo de um edifício na cidade de Nova Iorque.
04:31
And we're in the process of sequencing all that
92
271000
2000
E estamos no processo de sequenciar tudo isso
04:33
at the present time.
93
273000
2000
no presente momento.
04:35
Just on the data collection side,
94
275000
2000
Apenas no lado de coleta de dados,
04:37
just where we are through the Galapagos,
95
277000
3000
enquanto passamos por Galápagos,
04:40
we're finding that almost every 200 miles,
96
280000
2000
estamos descobrindo que em quase cada 200 milhas,
04:42
we see tremendous diversity
97
282000
2000
observamos uma tremenda diversidade
04:44
in the samples in the ocean.
98
284000
2000
nas amostras no oceano.
04:47
Some of these make logical sense,
99
287000
2000
Algumas delas fazem sentido,
04:49
in terms of different temperature gradients.
100
289000
3000
em termos de diferentes gradientes de temperatura.
04:52
So this is a satellite photograph
101
292000
2000
Essa é uma fotografia de satélite
04:54
based on temperatures -- red being warm,
102
294000
2000
baseada em temperaturas
04:56
blue being cold --
103
296000
3000
-- vermelho é quente, azul é frio --
04:59
and we found there's a tremendous difference between
104
299000
3000
e vimos que há uma tremenda diferença entre
05:02
the warm water samples and the cold water samples,
105
302000
2000
as amostras da água quente e da água fria,
05:04
in terms of abundant species.
106
304000
3000
em termos de espécies abundantes.
05:07
The other thing that surprised us quite a bit
107
307000
2000
A outra coisa que nos supreendeu bastante
05:09
is these photoreceptors detect different wavelengths of light,
108
309000
4000
é esses fotorreceptores detectarem diferentes comprimentos de onda de luz,
05:13
and we can predict that based on their amino acid sequence.
109
313000
4000
e nós podemos prever isso baseado na sequência de aminoácidos deles.
05:17
And these vary tremendously from region to region.
110
317000
3000
E eles variam bastante de região para região.
05:20
Maybe not surprisingly,
111
320000
2000
Talvez não tão supreendente,
05:22
in the deep ocean, where it's mostly blue,
112
322000
2000
no fundo do oceano, onde é praticamente azul,
05:24
the photoreceptors tend to see blue light.
113
324000
4000
os fotorreceptores tendem a ver luz azul.
05:28
When there's a lot of chlorophyll around,
114
328000
2000
Quando há um monte de clorofila ao redor,
05:30
they see a lot of green light.
115
330000
2000
eles vêem muita luz verde.
05:32
But they vary even more,
116
332000
2000
Mas eles variam ainda mais,
05:34
possibly moving towards infrared and ultraviolet
117
334000
3000
possivelmente se movendo para infravermelho e ultravioleta
05:37
in the extremes.
118
337000
2000
nos extremos.
05:40
Just to try and get an assessment
119
340000
2000
Apenas para tentar conseguir um indicativo
05:42
of what our gene repertoire was,
120
342000
2000
do que era nosso repertório de genes,
05:44
we assembled all the data --
121
344000
2000
nós reunimos todos os dados --
05:46
including all of ours thus far from the expedition,
122
346000
3000
incluindo os nossos dados distantes da expedição,
05:49
which represents more than half of all the gene data on the planet --
123
349000
3000
que representa mais do que a metade de todos os dados genéticos no planeta --
05:52
and it totaled around 29 million genes.
124
352000
4000
e isso totalizou cerca de 29 milhões de genes.
05:56
And we tried to put these into gene families
125
356000
2000
E tentamos colocá-los em famílias de genes
05:58
to see what these discoveries are:
126
358000
2000
para ver o que eram essas descobertas:
06:00
Are we just discovering new members of known families,
127
360000
3000
Nós estamos descobrindo novos membros de famílias conhecidas,
06:03
or are we discovering new families?
128
363000
2000
ou estamos descobrindo novas famílias?
06:05
And it turns out we have about 50,000
129
365000
2000
E parece que nós temos cerca de 50.000
06:07
major gene families,
130
367000
3000
famílias principais de genes,
06:10
but every new sample we take in the environment
131
370000
3000
mas cada nova amostra que coletamos no meio
06:13
adds in a linear fashion to these new families.
132
373000
3000
soma-se de forma linear a essas novas famílias.
06:16
So we're at the earliest stages of discovery
133
376000
2000
Então estamos nos estágios iniciais da descoberta
06:18
about basic genes,
134
378000
3000
sobre genes básicos,
06:21
components and life on this planet.
135
381000
3000
componentes e vida nesse planeta.
06:25
When we look at the so-called evolutionary tree,
136
385000
3000
Quando vemos a chamada árvore evolucionária,
06:28
we're up on the upper right-hand corner with the animals.
137
388000
4000
estamos no canto superior direito com os animais.
06:32
Of those roughly 29 million genes,
138
392000
4000
Desses quase 29 milhões de genes,
06:36
we only have around 24,000
139
396000
2000
nós temos apenas cerca de 24.000
06:38
in our genome.
140
398000
2000
em nosso genoma.
06:40
And if you take all animals together,
141
400000
2000
E se você considerar todos os animais juntos,
06:42
we probably share less than 30,000
142
402000
3000
nós provavelmente compartilhamos menos que 30.000
06:45
and probably maybe a dozen
143
405000
3000
e provavelmente talvez uma dúzia
06:48
or more thousand different gene families.
144
408000
3000
ou mais de milhares de familias de genes diferentes.
06:52
I view that these genes are now
145
412000
2000
Eu vejo que esses genes são agora
06:54
not only the design components of evolution.
146
414000
3000
não apenas componentes do design da evolução.
06:57
And we think in a gene-centric view --
147
417000
2000
E pensamos numa visao gene-cêntrica --
06:59
maybe going back to Richard Dawkins' ideas --
148
419000
3000
talvez retornando às idéias de Richard Dawkins --
07:02
than in a genome-centric view,
149
422000
2000
ao invés de uma visão genoma-cêntrica,
07:04
which are different constructs of these gene components.
150
424000
4000
que são diferentes construtos desses componentes do gene.
07:09
Synthetic DNA, the ability to synthesize DNA,
151
429000
3000
DNA sintético, a habilidade de sintetizar DNA,
07:12
has changed at sort of the same pace
152
432000
2000
mudou mais ou menos no mesmo ritmo
07:14
that DNA sequencing has
153
434000
2000
que o sequenciamento de DNA
07:16
over the last decade or two,
154
436000
2000
nos últimos dez ou vinte anos,
07:18
and is getting very rapid and very cheap.
155
438000
3000
e está se tornando muito rápida e muito barata.
07:21
Our first thought about synthetic genomics came
156
441000
2000
Nosso primeiro pensamento sobre genoma sintético veio
07:23
when we sequenced the second genome back in 1995,
157
443000
4000
quando sequenciamos o segundo genoma em 1995,
07:27
and that from mycoplasma genitalium.
158
447000
2000
e isso veio do Mycoplasma genitalium.
07:29
And we have really nice T-shirts that say,
159
449000
3000
E nós temos camisetas legais que dizem,
07:32
you know, "I heart my genitalium."
160
452000
2000
vocês sabem, "Eu amo meu genitalium".
07:34
This is actually just a microorganism.
161
454000
3000
Isso é na verdade apenas um microoganismo.
07:38
But it has roughly 500 genes.
162
458000
4000
Mas que tem quase 500 genes.
07:42
Haemophilus had 1,800 genes.
163
462000
2000
Haemophilus tinha 1.800 genes.
07:44
And we simply asked the question,
164
464000
2000
E nós perguntamos simplesmente a questão,
07:46
if one species needs 800, another 500,
165
466000
2000
se uma espécie precisa de 800, outra de 500,
07:48
is there a smaller set of genes
166
468000
2000
há um conjunto menor de genes
07:50
that might comprise a minimal operating system?
167
470000
4000
que possa constituir um sistema operacional mínimo?
07:54
So we started doing transposon mutagenesis.
168
474000
3000
Então começamos fazendo mutagênese com transposons.
07:57
Transposons are just small pieces of DNA
169
477000
3000
Transposons são apenas pequenos pedaços de DNA
08:00
that randomly insert in the genetic code.
170
480000
2000
que se inserem randomicamente no código genético.
08:02
And if they insert in the middle of the gene, they disrupt its function.
171
482000
3000
E se eles se inserem no meio do gene, interrompem sua função.
08:06
So we made a map of all the genes
172
486000
2000
Então nós fizemos um mapa de todos os genes
08:08
that could take transposon insertions
173
488000
2000
que pudessem suportar inserções de transposons
08:10
and we called those "non-essential genes."
174
490000
2000
e nós o chamamos de "genes não essenciais".
08:13
But it turns out the environment is very critical for this,
175
493000
3000
Mas acontece que o meio é muito crítico para isso,
08:16
and you can only
176
496000
2000
e você pode apenas
08:18
define an essential or non-essential gene
177
498000
3000
definir um gene essencial ou não essencial
08:21
based on exactly what's in the environment.
178
501000
3000
baseado exatamente no que há no meio.
08:25
We also tried to take a more directly intellectual approach
179
505000
2000
Nós também tentamos tomar um rumo mais intelectual e direto
08:27
with the genomes of 13 related organisms,
180
507000
5000
com os genomas de 13 organismos relacionados,
08:32
and we tried to compare all of those, to see what they had in common.
181
512000
3000
e tentamos comparar todos eles, para ver o que eles têm em comum.
08:36
And we got these overlapping circles. And we found only 173 genes
182
516000
4000
E obtemos esses círculos sobrepostos. E encontramos apenas 173 genes
08:40
common to all 13 organisms.
183
520000
3000
comuns a todos os 13 organismos.
08:43
The pool expanded a little bit if we ignored
184
523000
2000
A amostra expandia um pouco se ignorássemos
08:45
one intracellular parasite;
185
525000
2000
um parasita intracelular;
08:47
it expanded even more
186
527000
2000
e se expandiu ainda mais
08:49
when we looked at core sets of genes
187
529000
2000
quando observamos os conjuntos centrais de genes
08:51
of around 310 or so.
188
531000
2000
de 310 ou mais.
08:53
So we think that we can expand
189
533000
2000
Então nós achamos que podemos expandir
08:55
or contract genomes, depending on your point of view here,
190
535000
3000
ou contrair genomas, dependendo do seu ponto de vista aqui,
08:58
to maybe 300 to 400 genes
191
538000
3000
para talvez 300 a 400 genes
09:01
from the minimal of 500.
192
541000
2000
de um mínimo de 500.
09:03
The only way to prove these ideas
193
543000
3000
A única maneira de provar essas idéias
09:06
was to construct an artificial chromosome with those genes in them,
194
546000
3000
seria construir um cromossomo artificial com esses genes nele,
09:09
and we had to do this in a cassette-based fashion.
195
549000
3000
e nós tivemos de fazer isso de uma forma baseada em fita.
09:12
We found that synthesizing accurate DNA
196
552000
2000
Nós descobrimos que sintetizar DNAs precisos
09:14
in large pieces was extremely difficult.
197
554000
3000
em grandes fragmentos era extremamente difícil.
09:17
Ham Smith and Clyde Hutchison, my colleagues on this,
198
557000
3000
Ham Smith e Clyde Hutchison, meus colegas nisso,
09:20
developed an exciting new method
199
560000
2000
desenvolveram um novo método emocionante
09:22
that allowed us to synthesize a 5,000-base pair virus
200
562000
3000
que nos permitiu sintetizar um vírus com 5.000 pares de base
09:25
in only a two-week period
201
565000
2000
num período de apenas duas semanas
09:27
that was 100 percent accurate,
202
567000
3000
que era 100 por cento preciso,
09:30
in terms of its sequence and its biology.
203
570000
2000
em termos de sua sequência e sua biologia.
09:33
It was a quite exciting experiment -- when we just took the synthetic piece of DNA,
204
573000
4000
Foi um experimento muito emocionante -- quando nós só pegamos o pedaço de DNA
09:37
injected it in the bacteria and all of a sudden,
205
577000
2000
sintético, o injetamos na bactéria e de repente,
09:39
that DNA started driving the production of the virus particles
206
579000
5000
aquele DNA começou a regular a produção de partículas virais
09:44
that turned around and then killed the bacteria.
207
584000
3000
que se voltaram e mataram a bactéria.
09:47
This was not the first synthetic virus --
208
587000
2000
Esse não foi o primeiro vírus sintético --
09:49
a polio virus had been made a year before --
209
589000
3000
um vírus de pólio foi produzido um ano antes --
09:53
but it was only one ten-thousandth as active
210
593000
2000
mas era apenas um décimo-milionésimo ativo
09:55
and it took three years to do.
211
595000
3000
e levou três anos para fazer.
09:58
This is a cartoon of the structure of phi X 174.
212
598000
4000
Isso é um desenho da estrutura do Phi X-174.
10:02
This is a case where the software now builds its own hardware,
213
602000
4000
Esse é um caso onde o software agora constrói seu próprio hardware,
10:06
and that's the notions that we have with biology.
214
606000
4000
e essa é a noção que temos com a biologia.
10:10
People immediately jump to concerns about biological warfare,
215
610000
4000
As pessoas imediatamente levantam preocupações sobre armamento biológico,
10:14
and I had recent testimony before a Senate committee,
216
614000
4000
e eu fiz um testemunho recente diante uma comissão do Senado,
10:18
and a special committee the U.S. government has set up
217
618000
2000
e uma comissão especial do governo dos E.U.A. foi criada
10:20
to review this area.
218
620000
2000
para revisar essa área.
10:22
And I think it's important to keep reality in mind,
219
622000
3000
E eu penso que é importante ter a realidade em mente,
10:25
versus what happens with people's imaginations.
220
625000
4000
contra o que acontece nas imaginações das pessoas.
10:29
Basically, any virus that's been sequenced today --
221
629000
3000
Basicamente, qualquer vírus que tenha sido sequenciado hoje --
10:32
that genome can be made.
222
632000
2000
seu genoma pode ser produzido.
10:34
And people immediately freak out about things about Ebola or smallpox,
223
634000
4000
E as pessoas começaram a pirar imediatamente sobre coisas como Ebola
10:38
but the DNA from this organism is not infective.
224
638000
4000
ou sarampo, mas o DNA desse organismo não é infeccioso.
10:42
So even if somebody made the smallpox genome,
225
642000
3000
Então mesmo que alguém produzisse o genoma do sarampo,
10:45
that DNA itself would not cause infections.
226
645000
3000
o DNA por si mesmo não causaria infecções.
10:49
The real concern that security departments have
227
649000
3000
A verdadeira preocupação que departamentos de segurança têm
10:52
is designer viruses.
228
652000
2000
é com o projetista de vírus.
10:54
And there's only two countries, the U.S. and the former Soviet Union,
229
654000
4000
E há apenas dois países, os EUA e a antiga União Soviética,
10:58
that had major efforts
230
658000
2000
que fizeram grandes esforços
11:00
on trying to create biological warfare agents.
231
660000
3000
para tentar criar agentes de armamento biológico.
11:03
If that research is truly discontinued,
232
663000
3000
Se essa pesquisa está realmente suspensa,
11:06
there should be very little activity
233
666000
2000
deve haver muito pouca atividade
11:08
on the know-how to make designer viruses in the future.
234
668000
4000
no conhecimento processual para produzir vírus no futuro.
11:12
I think single-cell organisms are possible within two years.
235
672000
4000
Eu creio que organismos unicelulares serão possíveis dentro de dois anos.
11:16
And possibly eukaryotic cells,
236
676000
3000
E possivelmente células eucarióticas,
11:19
those that we have,
237
679000
2000
essas que nós possuímos,
11:21
are possible within a decade.
238
681000
2000
serão possíveis dentro de uma década.
11:24
So we're now making several dozen different constructs,
239
684000
4000
Então nós estamos agora produzindo vários construtos diferentes,
11:28
because we can vary the cassettes and the genes
240
688000
3000
porque nós podemos variar as fitas e os genes
11:31
that go into this artificial chromosome.
241
691000
2000
que vão dentro desse cromossomo artificial.
11:33
The key is, how do you put all of the others?
242
693000
2000
A chave é, como você coloca todos os outros?
11:35
We start with these fragments,
243
695000
2000
Nós começamos com esses fragmentos,
11:37
and then we have a homologous recombination system
244
697000
3000
e então temos um sistema de recombinação homóloga
11:40
that reassembles those into a chromosome.
245
700000
4000
que os reorganiza dentro de um cromossomo.
11:44
This is derived from an organism, deinococcus radiodurans,
246
704000
3000
Isso é derivado de um organismo, Deinococcus radiodurans,
11:47
that can take three million rads of radiation and not be killed.
247
707000
5000
que pode suportar três milhões rads de radiação e não ser morto.
11:53
It reassembles its genome after this radiation burst
248
713000
4000
Ele reorganiza seu genoma após a rajada de radiação
11:57
in about 12 to 24 hours,
249
717000
2000
em cerca de 12 a 24 horas,
11:59
after its chromosomes are literally blown apart.
250
719000
3000
após seus cromossomos serem literalmente destroçados.
12:02
This organism is ubiquitous on the planet,
251
722000
2000
Esse organismo é único no planeta,
12:04
and exists perhaps now
252
724000
2000
e existe talvez agora
12:06
in outer space due to all our travel there.
253
726000
3000
no espaço sideral devido a todas nossa viagens lá.
12:10
This is a glass beaker after
254
730000
2000
Isso é um béquer de vidro após
12:12
about half a million rads of radiation.
255
732000
2000
cerca de meio milhão rads de radiação.
12:14
The glass started to burn and crack,
256
734000
2000
O vidro começou a queimar e quebrar,
12:16
while the microbes sitting in the bottom
257
736000
2000
enquanto os micróbios que estavam no fundo
12:18
just got happier and happier.
258
738000
2000
só ficavam mais e mais felizes.
12:20
Here's an actual picture of what happens:
259
740000
2000
Aqui há uma imagem real do que acontece:
12:22
the top of this shows the genome
260
742000
2000
no topo disso mostra o genoma
12:24
after 1.7 million rads of radiation.
261
744000
3000
após 1,7 milhão rads de radiação.
12:27
The chromosome is literally blown apart.
262
747000
2000
O cromossomo é literalmente destroçado.
12:29
And here's that same DNA automatically reassembled
263
749000
4000
E aqui é o mesmo DNA automaticamente rearranjado
12:33
24 hours later.
264
753000
2000
24 horas depois.
12:35
It's truly stunning that these organisms can do that,
265
755000
3000
É realmente impressionante que esses organismos possam fazer isso,
12:38
and we probably have thousands,
266
758000
2000
e nós provavelmente temos milhares,
12:40
if not tens of thousands, of different species
267
760000
2000
senão dezenas de milhares de espécies diferentes
12:42
on this planet that are capable of doing that.
268
762000
3000
nesse planeta que são capazes de fazer isso.
12:45
After these genomes are synthesized,
269
765000
2000
Depois que esses genomas são sintetizados,
12:47
the first step is just transplanting them
270
767000
2000
o primeiro passo é apenas transplantá-los
12:49
into a cell without a genome.
271
769000
4000
dentro de uma célula sem genoma.
12:53
So we think synthetic cells are going to have tremendous potential,
272
773000
4000
Então nós achamos que células sintéticas terão um potencial tremendo,
12:57
not only for understanding the basis of biology
273
777000
3000
não só para compreensão das bases da biologia
13:00
but for hopefully environmental and society issues.
274
780000
3000
mas quem sabe para problemas ambientais e sociais.
13:03
For example, from the third organism we sequenced,
275
783000
3000
Por exemplo, a partir do terceiro organismo que sequenciamos,
13:06
Methanococcus jannaschii -- it lives in boiling water temperatures;
276
786000
4000
Methanococcus jannaschii: ele vive em temperaturas de água fervente,
13:10
its energy source is hydrogen
277
790000
2000
sua fonte de energia é o hidrogênio
13:12
and all its carbon comes from CO2 it captures back from the environment.
278
792000
5000
e todo seu carbono provém do CO2 que ele captura do meio.
13:17
So we know lots of different pathways,
279
797000
2000
Então nós conhecemos muitas vias diferentes,
13:19
thousands of different organisms now
280
799000
3000
milhares de diferentes organismos agora
13:22
that live off of CO2,
281
802000
2000
que vivem de CO2,
13:24
and can capture that back.
282
804000
2000
e podem capturá-lo de volta.
13:26
So instead of using carbon from oil
283
806000
3000
Então ao invés de usar carbono de petróleo
13:29
for synthetic processes,
284
809000
2000
para processos sintéticos,
13:31
we have the chance of using carbon
285
811000
3000
nós temos a oportunidade de usar carbono
13:34
and capturing it back from the atmosphere,
286
814000
3000
e capturá-lo de volta da atmosfera,
13:37
converting that into biopolymers
287
817000
2000
convertendo-o em biopolímeos
13:39
or other products.
288
819000
2000
ou outros produtos.
13:41
We have one organism that lives off of carbon monoxide,
289
821000
3000
Nós temos um organismo que vive de monóxido de carbono,
13:44
and we use as a reducing power
290
824000
2000
e nós o usamos como uma fonte oxi-redutora
13:46
to split water to produce hydrogen and oxygen.
291
826000
4000
para separar água e produzir hidrogênio e oxigênio.
13:50
Also, there's numerous pathways
292
830000
2000
Ainda, há vias numerosas
13:52
that can be engineered metabolizing methane.
293
832000
4000
que podem ser engendradas metabolizando metano.
13:56
And DuPont has a major program with Statoil in Norway
294
836000
4000
E a DuPont tem um programa especial com a Statoil na Noruega
14:00
to capture and convert the methane
295
840000
2000
para capturar e converter o metano
14:02
from the gas fields there into useful products.
296
842000
4000
dos bolsões de gás de lá em produtos úteis.
14:06
Within a short while, I think there's going to be a new field
297
846000
2000
Em pouco tempo, eu acho que haverá um novo campo
14:08
called "Combinatorial Genomics,"
298
848000
2000
chamado Genômica Combinatória,
14:10
because with these new synthesis capabilities,
299
850000
3000
porque com essas novas capacidades de síntese,
14:13
these vast gene array repertoires
300
853000
3000
esses vastos repertórios de arranjos de genes
14:16
and the homologous recombination,
301
856000
2000
e a recombinação homóloga,
14:18
we think we can design a robot to make
302
858000
2000
nós achamos que podemos construir um robô para produzir
14:20
maybe a million different chromosomes a day.
303
860000
3000
talvez um milhão de diferentes cromossomos por dia.
14:24
And therefore, as with all biology,
304
864000
2000
E então, como em toda biologia,
14:26
you get selection through screening,
305
866000
3000
você obtém seleção por amostragem,
14:29
whether you're screening for hydrogen production,
306
869000
2000
se você estiver amostrando por produção de hidrogênio,
14:31
or chemical production, or just viability.
307
871000
3000
ou produção química, ou apenas viabilidade.
14:34
To understand the role of these genes
308
874000
2000
Compreender o papel desses genes
14:36
is going to be well within reach.
309
876000
2000
estará bem dentro do alcance.
14:38
We're trying to modify photosynthesis
310
878000
3000
Nós estamos tentando modificar a fotossíntese
14:41
to produce hydrogen directly from sunlight.
311
881000
3000
para produzir hidrogênio diretamente da luz solar.
14:44
Photosynthesis is modulated by oxygen,
312
884000
3000
A fotossíntese é modulada pelo oxigênio,
14:47
and we have an oxygen-insensitive hydrogenase
313
887000
3000
e nós temos uma hidrogenase insensível a oxigênio
14:50
that we think will totally change this process.
314
890000
5000
que achamos que irá mudar totalmente esse processo.
14:55
We're also combining cellulases,
315
895000
2000
Nós também estamos combinando celulases,
14:57
the enzymes that break down complex sugars into simple sugars
316
897000
3000
as enzimas que quebram açúcares complexos em açúcares simples
15:00
and fermentation in the same cell
317
900000
3000
e fermentação na mesma célula
15:03
for producing ethanol.
318
903000
2000
para produzir etanol.
15:06
Pharmaceutical production is already under way
319
906000
2000
A produção farmacêutica já está ocorrendo
15:08
in major laboratories
320
908000
2000
em grandes laboratórios
15:10
using microbes.
321
910000
2000
utilizando micróbios.
15:12
The chemistry from compounds in the environment
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912000
3000
A química a partir de compostos no meio
15:15
is orders of magnitude more complex
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915000
2000
é ordens de magnitude mais complexa
15:17
than our best chemists can produce.
324
917000
2000
que nossos melhores químicos podem produzir.
15:20
I think future engineered species
325
920000
2000
Eu acho que futuras espécies projetadas
15:22
could be the source of food,
326
922000
2000
poderiam ser fonte de alimento,
15:24
hopefully a source of energy,
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924000
2000
quem sabe uma fonte de energia,
15:26
environmental remediation
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926000
3000
remediação ambiental
15:29
and perhaps
329
929000
2000
e talvez
15:31
replacing the petrochemical industry.
330
931000
2000
substituir a indústria petroquímica.
15:33
Let me just close with ethical and policy studies.
331
933000
3000
Deixem-me apenas terminar com estudos éticos e políticos.
15:37
We delayed the start of our experiments in 1999
332
937000
4000
Nós adiamos o início de nossos experimentos em 1999
15:41
until we completed a year-and-a-half bioethical review
333
941000
3000
até nós completarmos um ano e meio de revisão bioética
15:44
as to whether we should try and make an artificial species.
334
944000
4000
sobre se nós devíamos tentar fazer uma espécie artificial.
15:48
Every major religion participated in this.
335
948000
3000
Cada religião importante participou nisso.
15:51
It was actually a very strange study,
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951000
2000
Isso foi um estudo muito estranho na verdade,
15:53
because the various religious leaders were using their scriptures as law books,
337
953000
5000
porque os vários líderes religiosos estavam usando suas escrituras como códigos de leis,
15:58
and they couldn't find anything in them prohibiting making life,
338
958000
3000
e não puderam encontrar nada neles que proibissem fazer vida,
16:01
so it must be OK. The only ultimate concerns
339
961000
3000
então isso deve ser tolerado. As únicas preocupações finais
16:04
were biological warfare aspects of this,
340
964000
3000
eram os aspectos de armamento biológico disso,
16:08
but gave us the go ahead to start these experiments
341
968000
3000
mas nos deram o aval para começar esses experimentos
16:11
for the reasons we were doing them.
342
971000
2000
pelas razões que nós estamos fazendo.
16:13
Right now the Sloan Foundation has just funded
343
973000
2000
Agora mesmo a Fundação Sloan acabou de financiar
16:15
a multi-institutional study on this,
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975000
3000
um estudo multi-institucional sobre isso
16:18
to work out what the risk and benefits to society are,
345
978000
3000
para levantar quais são os riscos e benefícios para a sociedade,
16:21
and the rules that scientific teams such as my own
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981000
3000
e as regras que equipes científicas tais como a minha
16:24
should be using in this area,
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984000
2000
devem seguir nessa área,
16:26
and we're trying to set good examples as we go forward.
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986000
3000
e nós estamos tentando mostrar bons exemplos enquanto trabalhamos.
16:30
These are complex issues.
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990000
2000
Esses são problemas complexos.
16:32
Except for the threat of bio-terrorism,
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992000
2000
Exceto pela ameaça de bio-terrorismo,
16:34
they're very simple issues in terms of,
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994000
2000
eles são problemas muito simples em termos de,
16:36
can we design things to produce clean energy,
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996000
4000
nós podermos projetar coisas para produzir energia limpa,
16:40
perhaps revolutionizing
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1000000
2000
talvez revolucionizar
16:42
what developing countries can do
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1002000
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o que países em desenvolvimento podem fazer
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and provide through various simple processes.
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1005000
3000
e fornecer através de vários processos simples.
16:48
Thank you very much.
356
1008000
2000
Muito obrigado.

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