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

Tradutor: Francisco Dubiela Revisor: Amanda Cunha

Two hundred years of modern science.

Duzentos anos de ciência moderna.

We have to admit

Temos de admitir

that our performance is not great.

que nosso desempenho não é grande.

The machines we build continue to suffer from mechanical failures.

As máquinas que construímos continuam tendo falhas mecânicas.

The houses we build do not survive severe earthquakes.

As casas que construímos não suportam terremotos intensos.

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

Mas não devemos criticar tanto nossos cientistas por uma simples razão:

they didn't have much time.

eles não tiveram muito tempo.

Two hundred years is not a lot of time,

Duzentos anos não é muito tempo,

while nature had three billion years

enquanto a natureza teve 3 bilhões de anos

to perfect some of the most amazing materials,

para aperfeiçoar alguns dos materiais mais surpreendentes,

that we wish we had in our possession.

que gostaríamos de ter conosco.

Remember, these materials carry a quality assurance

Lembrem-se, esses materiais têm uma garantia de qualidade

of three billion years.

de 3 bilhões de anos.

Take, for example, sequoia trees.

Vejamos as sequoias, por exemplo.

They carry hundreds of tons for hundreds of years

Elas carregam centenas de toneladas por centenas de anos

in cold weather, in warm climates,

em tempo frio, em climas quentes,

UV light.

sob luz ultravioleta.

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

Mas se observarmos sua estrutura com microscopia eletrônica de alta resolução,

and you ask yourself, what is it made of,

e nos perguntarmos do que são feitas,

surprisingly, it's made of sugar.

surpreendentemente, elas são feitas de açúcar.

Well, not exactly as we drink in our tea.

Não exatamente o mesmo que bebemos no nosso chá.

It's actually a nanofiber called nanocrystalline cellulose.

Na verdade, é uma nanofibra chamada celulose nanocristalina.

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

Esta celulose nanocristalina é tão forte, em termos de suportar peso,

it's about 10 times stronger than steel.

que é cerca de dez vezes mais forte do que o aço.

Yet it's made of sugar.

No entanto, ela é feita de açúcar.

So scientists all over the world believe that nanocellulose

Os cientistas de todo o mundo acreditam que a nanocelulose

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

será um dos materiais mais importantes para toda a indústria.

But here's the problem:

Mas aqui está o problema:

say you want to buy a half a ton of nanocellulose

digamos que você queira comprar meia tonelada de nanocelulose

to build a boat or an airplane.

para construir um barco ou um avião.

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

Você pode tentar o Google, o eBay, até mesmo o Alibaba.

You won't find it.

Você não vai encontrá-la.

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

Claro, você vai encontrar milhares de artigos científicos,

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

artigos incríveis, onde os cientistas dizem que é um ótimo material,

there are lots of things we can do with it.

e há muitas coisas que podemos fazer com ele.

But no commercial source.

Mas nenhuma fonte comercial.

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

Por isso, na Universidade Hebraica, junto com nossos parceiros na Suécia,

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

decidimos focar o desenvolvimento de um processo em escala industrial

to produce this nanocellulose.

para produzir esta nanocelulose.

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

Claro, não queremos cortar árvores.

So we were looking for another source

Por isso, fomos em busca de outra fonte

of raw material,

de matéria-prima,

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

e encontramos uma: as lamas da indústria de papel.

The reason: there is a lot of it.

O motivo: há um monte delas.

Europe alone produces 11 million tons

Só a Europa produz 11 milhões de toneladas

of that material annually.

desse material anualmente.

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

Isso equivale a uma montanha de três quilômetros de altura,

sitting on a soccer field.

colocada num campo de futebol.

And we produce this mountain every year.

E produzimos esta montanha todos os anos.

So for everybody, it's an environmental problem,

Então isto é um problema ambiental para todos,

and for us, it's a gold mine.

e para nós é uma mina de ouro.

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

Agora estamos realmente produzindo nanocelulose em escala industrial

nanocellulose, and very soon, in Sweden.

em Israel, e muito em breve na Suécia.

We can do a lot of things with the material.

Podemos fazer muitas coisas com o material.

For example,

Por exemplo:

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

mostramos que ao adicionar uma pequena fração de nanocelulose

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

em fibras de algodão, as mesmas que compõem minha camisa,

it increases its strength dramatically.

ela aumenta a sua força dramaticamente.

So this can be used for making amazing things,

Então ela pode ser usada para fazer coisas incríveis,

like super-fabrics for industrial and medical applications.

como supertecidos para aplicações industriais e médicas.

But this is not the only thing.

Mas esta não é a única coisa.

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

Por exemplo, estruturas autoportantes, estruturas que suportam a si mesmas,

like the shelters that you can see now,

como os abrigos que você pode ver agora,

actually are now showcasing in the Venice Biennale for Architecture.

estão sendo exibidas agora na Bienal de Veneza de Arquitetura.

Nature actually didn't stop its wonders

A natureza não parou suas maravilhas

in the plant kingdom.

no reino vegetal.

Think about insects.

Pense sobre os insetos.

Cat fleas, for example,

Pulgas de gato, por exemplo,

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

têm a capacidade de saltar cerca de 100 vezes a sua altura.

That's amazing.

Isso é incrível.

It's the equivalent of a person

É o equivalente a uma pessoa

standing in the middle of Liberty Island in New York,

no meio da Ilha da Liberdade, em Nova York,

and in a single jump,

que, em um único salto,

going to the top of the Statue of Liberty.

chega ao topo da Estátua da Liberdade.

I'm sure everybody would like to do that.

Tenho certeza de que todo mundo gostaria de fazer isso.

So the question is:

Então a questão é:

How do cat fleas do it?

como as pulgas de gato fazem isso?

It turns out, they make this wonderful material,

Acontece que elas produzem um material maravilhoso,

which is called resilin.

chamado resilina.

In simple words, resilin, which is a protein,

Em termos simples, a resilina, que é uma proteína,

is the most elastic rubber on Earth.

é a borracha mais elástica na Terra.

You can stretch it,

Você pode esticá-la,

you can squish it,

pode esmagá-la,

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

e ela não perde quase nenhuma energia para o meio ambiente.

When you release it -- snap!

Ao você soltá-la - toim!

It brings back all the energy.

Ela traz de volta toda a energia.

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

Tenho certeza de que todo mundo gostaria de ter isso.

But here's the problem:

Mas aqui está o problema:

to catch cat fleas is difficult.

pegar pulgas de gato é difícil.

(Laughter)

(Risos)

Why? Because they are jumpy.

Por quê? Porque elas são nervosas.

(Laughter)

(Risos)

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

Na verdade, é suficiente pegar uma.

Now we can extract its DNA

Agora podemos extrair seu DNA

and read how cat fleas make the resilin,

e entender como as pulgas de gato produzem resilina,

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

e cloná-la em um organismo menos nervoso como uma planta.

So that's exactly what we did.

Isso foi exatamente o que fizemos.

Now we have the ability to produce lots of resilin.

Temos agora a capacidade de produzir montes de resilina.

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

Minha equipe decidiu fazer algo muito legal na universidade.

They decided to combine

Eles decidiram combinar

the strongest material produced by the plant kingdom

o material mais forte produzido pelo reino vegetal

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

com o material mais elástico produzido pelo reino dos insetos,

nanocellulose with resilin.

nanocelulose com resilina,

And the result is amazing.

e o resultado é surpreendente.

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

Este material, de fato, é forte, elástico e transparente.

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

Então há muitas coisas que podem ser feitas com este material,

For example, next-generation sport shoes,

tais como tênis esportivos da próxima geração,

so we can jump higher, run faster.

para que possamos saltar mais alto e correr mais rápido,

And even touch screens for computers and smartphones,

e até mesmo telas de toque para computadores e smartphones,

that won't break.

que não vão quebrar.

Well, the problem is, we continue to implant

O problema é que ainda implantamos

synthetic implants in our body,

implantes sintéticos em nosso corpo,

which we glue and screw into our body.

que colamos e parafusamos em nosso corpo.

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

E devo dizer que isso não é uma boa ideia.

Why? Because they fail.

Por quê? Porque eles falham.

This synthetic material fails,

Este material sintético falha,

just like this plastic fork,

assim como este garfo de plástico,

that is not strong enough for its performance.

que não é forte o suficiente para o seu desempenho.

But sometimes they are too strong,

Mas às vezes eles são fortes demais,

and therefore their mechanical properties do not really fit

e por isso suas propriedades mecânicas não se adaptam

their surrounding tissues.

aos seus tecidos circundantes.

But in fact, the reason is much more fundamental.

Mas na realidade, a razão é muito mais essencial.

The reason is that in nature,

A razão é que, na natureza,

there is no one there

não há ninguém

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

que pegue minha cabeça e a encaixe no meu pescoço,

or takes my skin and glues it onto my body.

ou pegue minha pele para colá-la no meu corpo.

In nature, everything is self-assembled.

Na natureza, tudo é automontado.

So every living cell,

Então cada célula viva,

whether coming from a plant, insect or human being,

seja de uma planta, de um inseto ou ser humano,

has a DNA that encodes for nanobio building blocks.

tem um DNA que codifica blocos de construção nanobiológicos.

Many times they are proteins.

Muitas vezes eles são proteínas.

Other times, they are enzymes that make other materials,

Outras vezes são enzimas que fazem outros materiais,

like polysaccharides, fatty acids.

como polissacarídeos, ácidos graxos.

And the common feature about all these materials

E a característica comum de todos estes materiais

is that they need no one.

é que eles não precisam de ninguém.

They recognize each other and self-assemble

Eles reconhecem uns aos outros e se automontam

into structures -- scaffolds on which cells are proliferating

em estruturas, andaimes em que as células se proliferam

to give tissues.

para gerar tecidos.

They develop into organs, and together bring life.

Eles se transformam em órgãos, e juntos trazem vida.

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

Há dez anos, nós da Universidade Hebraica decidimos nos concentrar

on probably the most important biomaterial for humans,

no biomaterial provavelmente mais importante para os seres humanos,

which is collagen.

que é o colágeno.

Why collagen?

Por que colágeno?

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

O colágeno é responsável por 25% de nosso peso seco.

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

Não temos muita coisa além de colágeno e água em nosso corpo.

So I always like to say,

Eu sempre gosto de dizer

anyone who is in the replacement parts of human beings

que qualquer interessado em substituir partes de seres humanos

would like to have collagen.

gostaria de ter colágeno.

Admittedly, before we started our project,

Antes de começarmos nosso projeto,

there were already more than 1,000 medical implants

já havia mais de mil implantes médicos

made of collagen.

feitos de colágeno,

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

coisas simples como preenchedores dérmicos para reduzir rugas,

augment lips,

aumentar os lábios,

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

e outros implantes mais sofisticados, como válvulas cardíacas.

So where is the problem?

Então onde está o problema?

Well, the problem is the source.

Bem, o problema é a fonte.

The source of all that collagen

Todo este colagénio

is actually coming from dead bodies:

é proveniente de cadáveres:

dead pigs, dead cows

suínos mortos, vacas mortas

and even human cadavers.

e até cadáveres humanos.

So safety is a big issue.

Então a segurança é um grande problema.

But it's not the only one.

Mas não é o único.

Also, the quality.

Há também a qualidade.

Now here, I have a personal interest.

E aqui, tenho um interesse pessoal.

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

Este é o meu pai, Zvi, em nossa vinícola em Israel.

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

Uma válvula de coração, muito parecida com a que mostrei antes,

seven years ago, was implanted in his body.

foi implantada em seu corpo há sete anos.

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

A literatura científica diz que estas válvulas começam a falhar

10 years after the operation.

dez anos após a operação.

No wonder:

Não é de admirar.

they are made from old, used tissues,

Elas são feitas de tecidos velhos e usados,

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

assim como esta parede de tijolos que está caindo aos pedaços.

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

Claro que eu posso pegar esses tijolos e construir um novo muro.

But it's not going to be the same.

Mas não vai ser o mesmo.

So the US Food and Drug Administration

Por isso o FDA dos Estados Unidos

made a notice already in 2007,

fez um aviso, já em 2007,

asking the companies to start to look for better alternatives.

pedindo que as empresas comecem a buscar alternativas melhores.

So that's exactly what we did.

E foi isso exatamente o que fizemos.

We decided to clone all the five human genes responsible

Decidimos clonar todos os cinco genes humanos responsáveis

for making type I collagen in humans

pela produção de colágeno tipo I em humanos

into a transgenic tobacco plant.

em uma planta de tabaco transgênica.

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

Agora a planta tem a capacidade de produzir colágeno humano novo,

untouched.

intocado.

This is amazing.

Isto é incrível.

Actually, it's happening now.

Na verdade, isso está acontecendo agora.

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

Hoje nós cultivamos isso em 2,5 hectares de estufas

por todo Israel.

all over the country.

The farmers receive small plantlets of tobacco.

Os agricultores recebem pequenas mudas de tabaco.

It looks exactly like regular tobacco,

Parece exatamente com o tabaco normal,

except that they have five human genes.

exceto pelo fato de ter cinco genes humanos.

They're responsible for making type I collagen.

Eles são responsáveis ​​ por fazer o colágeno tipo I.

We grow them for about 50 to 70 days,

Nós cultivamos as plantas por cerca de 50 a 70 dias,

we harvest the leaves,

colhemos as folhas,

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

e em seguida transportamos as folhas em caminhões refrigerados para a fábrica.

There, the process of extracting the collagen starts.

Ali começa o processo de extração do colágeno.

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

Se você já fez um molho pesto, é essencialmente a mesma coisa.

(Laughter)

(Risos)

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

Você esmaga as folhas e obtém o suco que contém o colágeno.

We concentrate the protein,

Podemos concentrar a proteína,

transfer the protein to clean rooms for the final purification,

e transferi-la para salas higienizadas para a purificação final,

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

e o resultado é um colágeno idêntico ao que temos em nosso corpo,

untouched, brand new

intocado e novinho

and from which we make different medical implants:

e do qual produzimos diferentes implantes médicos:

bone void fillers, for example,

preenchedores de orifício ósseo, por exemplo,

for severe bone fractures, spinal fusion.

para fraturas ósseas graves, como a fusão espinhal.

And more recently, even,

E mais recentemente,

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

fomos capazes de lançar no mercado europeu

a flowable gel that is used for diabetic foot ulcers,

um gel fluido que é usado para úlceras do pé diabético,

that is now approved for use in the clinic.

que agora está aprovado para uso clínico.

This is not science fiction.

Isto não é ficção científica.

This is happening now.

Isso está acontecendo agora.

We are using plants to make medical implants

Estamos usando plantas para fazer implantes médicos

for replacement parts for human beings.

e peças de reposição para os seres humanos.

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

Mais recentemente, fomos capazes de fazer fibras de colágeno

which are six times stronger than the Achilles tendon.

que são seis vezes mais fortes do que o tendão de Aquiles.

That's amazing.

Isso é incrível.

Together with our partners from Ireland,

Junto com nossos parceiros da Irlanda,

we thought about the next thing:

nós pensamos a próxima inovação:

adding resilin to those fibers.

adicionar resilina nessas fibras.

By doing that,

Ao fazer isso,

we've been able to make a superfiber

fomos capazes de criar uma superfibra

which is about 380 percent tougher,

que é cerca de 380% mais forte,

and 300 percent more elastic.

e 300% mais elástica.

So oddly enough, in the future,

Estranhamente, no futuro,

when a patient is transplanted with artificial tendons or ligaments

quando um paciente for transplantado com tendões ou ligamentos artificiais

made from these fibers,

feitos a partir destas fibras,

we'll have better performance after the surgery

vamos ter um melhor desempenho após a cirurgia

than we had before the injury.

do que havia antes da lesão.

So what's for the future?

Então, o que há para o futuro?

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

No futuro, acreditamos que seremos capazes de criar

many nanobio building blocks that nature provided for us --

muitos blocos de construção nanobiológicos produzidos pela natureza;

collagen, nanocellulose, resilin and many more.

colágeno, nanocelulose, resilina e muitos mais.

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

E isso nos permitirá criar máquinas melhores com melhor desempenho,

even the heart.

até mesmo o coração.

Now, this heart is not going to be the same

Agora, este coração não vai ser o mesmo

as we can get from a donor.

como o que se é obtido de um doador.

It will be better.

Será melhor.

It actually will perform better

Ele realmente terá um desempenho melhor

and will last longer.

e vai durar mais tempo.

My friend Zion Suliman once told me

Meu amigo Zion Suliman me disse uma vez

a smart sentence.

uma frase inteligente.

He said, "If you want a new idea,

Ele disse: "Se você quer uma ideia nova,

you should open an old book."

você deve abrir um livro velho ".

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

E eu vou dizer que o livro foi escrito.

It was written over three billion years

Foi escrito durante 3 bilhões de anos de evolução.

of evolution.

And the text is the DNA of life.

E seu texto é o DNA da vida.

All we have to do

Tudo o que temos de fazer

is read this text,

é ler este texto,

embrace nature's gift to us

abraçar o presente da natureza para nós

and start our progress from here.

e começar o nosso progresso a partir daqui.

Thank you.

Obrigado.

(Applause)

(Aplausos)