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

Traducător: Simona Ioniţă Corector: Oana Micheten

Two hundred years of modern science.

Două sute de ani de știință modernă.

We have to admit

Trebuie să admitem

that our performance is not great.

că performanța noastră nu e extraordinară.

The machines we build continue to suffer from mechanical failures.

Maşinăriile pe care le construim încă au probleme mecanice.

Casele pe care le construim nu rezistă cutremurelor severe.

The houses we build do not survive severe earthquakes.

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

Dar nu ar trebui să ne criticăm oamenii de știință, dintr-un motiv simplu:

nu au avut prea mult timp.

they didn't have much time.

200 de ani nu reprezintă prea mult timp,

Two hundred years is not a lot of time,

while nature had three billion years

iar natura a avut 3 miliarde de ani

to perfect some of the most amazing materials,

pentru a perfecționa cele mai uimitoare materiale,

that we wish we had in our possession.

pe care ne-am dori să le avem în posesie.

Nu uitați, aceste materiale aduc o garanție a calității

Remember, these materials carry a quality assurance

of three billion years.

veche de trei miliarde de ani.

Take, for example, sequoia trees.

Să luăm ca exemplu, arborii sequoia.

They carry hundreds of tons for hundreds of years

Aceştia susțin sute de tone, timp de sute de ani,

in cold weather, in warm climates,

pe vreme rece, în climate calde,

sub razele ultraviolete.

UV light.

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

Dacă analizați structura prin microscopia electron de înaltă rezoluție

și vă întrebaţi din ce este făcută,

and you ask yourself, what is it made of,

surprisingly, it's made of sugar.

în mod surprinzător, e compusă din zahăr.

Well, not exactly as we drink in our tea.

Nu chiar cel pe care-l folosim în ceai.

It's actually a nanofiber called nanocrystalline cellulose.

Este, de fapt, o nanofibră numită celuloză nanocristalină.

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

Raportat la greutatea sa, această celuloză nanocristalină

it's about 10 times stronger than steel.

este de 10 ori mai puternică decât oțelul.

Yet it's made of sugar.

Și totuși, este făcută din zahăr.

So scientists all over the world believe that nanocellulose

Oamenii de știință din întreaga lume cred că nanoceluloza

va deveni unul dintre cele mai importante materiale din industrie.

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

But here's the problem:

Dar este o problemă:

say you want to buy a half a ton of nanocellulose

să zicem că vrei să cumperi o jumătate de tonă de nanoceluloză

to build a boat or an airplane.

pentru a face o barcă sau un avion.

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

Ei bine, puteţi căuta pe Google, pe eBay sau chiar pe Alibaba.

You won't find it.

Nu o veți găsi.

Desigur, veți găsi mii de lucrări științifice excelente,

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

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

în care oamenii de știință laudă acest material extraordinar,

there are lots of things we can do with it.

ce poate fi folosit în multiple scopuri.

But no commercial source.

Dar nici o sursă comercială.

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

Așa că noi, la Universitatea Ebraică, împreună cu parteneri din Suedia,

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

am hotărât să ne axăm pe dezvoltarea unui process la scară industrială

to produce this nanocellulose.

pentru a produce această nanoceluloză.

Și, desigur, nu am vrut să tăiem copaci.

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

So we were looking for another source

Aşa că am căutat altă sursă

of raw material,

pentru materia primă,

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

și am găsit-o în deșeurile din industria hârtiei.

The reason: there is a lot of it.

Motivul: acest material există din belșug.

Europe alone produces 11 million tons

Doar Europa produce

11 milioane din acest material, anual.

of that material annually.

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

E echivalentul unui munte înalt de 3 km,

cu o bază cât un teren de fotbal.

sitting on a soccer field.

Şi producem un asemenea munte în fiecare an.

And we produce this mountain every year.

So for everybody, it's an environmental problem,

Deci pentru toată lumea este o problemă de mediu,

and for us, it's a gold mine.

iar pentru noi, este o mină de aur.

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

Acum, producem nanoceluloză, la scară industrială, în Israel

nanocellulose, and very soon, in Sweden.

şi foarte curând și în Suedia.

We can do a lot of things with the material.

Putem face multe lucruri din acest material.

For example,

De exemplu,

am demonstrat că prin adăugarea unui mic procent de nanoceluloză

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

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

în fibra de bumbac, cum este cea din cămașa mea,

it increases its strength dramatically.

rezistența acesteia crește semnificativ.

So this can be used for making amazing things,

Astfel că nanoceluloza poate fi folosită pentru a realiza lucruri uimitoare,

like super-fabrics for industrial and medical applications.

cum ar fi super-materialele pentru uz industrial și medical.

Dar asta nu e tot.

But this is not the only thing.

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

De exemplu, structuri care se autosusțin, autoportante,

like the shelters that you can see now,

precum adăposturile din imagine,

actually are now showcasing in the Venice Biennale for Architecture.

expuse acum la Bienala de Arhitectură de la Veneţia.

Natura nu s-a rezumat la a face minuni

Nature actually didn't stop its wonders

in the plant kingdom.

doar în regatul plantelor.

Gândiți-vă la insecte.

Think about insects.

Cat fleas, for example,

De exemplu, puricii de pisică,

pot sări cam de 100 de ori propria înălțime.

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

That's amazing.

Este uimitor.

It's the equivalent of a person

Este ca şi cum o persoană

standing in the middle of Liberty Island in New York,

ar sta în mijlocul Insulei Libertății din New York,

și dintr-o singură săritură,

and in a single jump,

going to the top of the Statue of Liberty.

ar ajunge în vârful Statuii Libertății.

I'm sure everybody would like to do that.

Sigur, tuturor le-ar plăcea să facă asta.

So the question is:

Astfel, întrebarea este:

How do cat fleas do it?

Cum fac puricii de pisică asta?

It turns out, they make this wonderful material,

Se pare că produc un material minunat,

which is called resilin.

numit resilin.

In simple words, resilin, which is a protein,

Pe scurt, resilinul, care este o proteină,

is the most elastic rubber on Earth.

e cel mai flexibil cauciuc de pe Pământ.

You can stretch it,

Îl puteţi întinde,

you can squish it,

îl puteţi strivi,

și nu eliberează energie aproape deloc în mediu.

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

When you release it -- snap!

Când îi daţi drumul, pac!

It brings back all the energy.

Înapoiază toată energia.

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

Sunt sigur că toată lumea și-ar dori acest material.

Dar avem o problemă:

But here's the problem:

to catch cat fleas is difficult.

puricii sunt greu de prins.

(Laughter)

(Râsete)

Why? Because they are jumpy.

De ce? Pentru că sunt nervoși.

(Laughter)

(Râsete)

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

Dar acum, este suficient să prinzi unul.

Now we can extract its DNA

Acum îi putem extrage ADN-ul,

and read how cat fleas make the resilin,

putem înţelege cum produc puricii resilin

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

şi îl putem clona într-un organism care sare mai puțin, precum o plantă.

So that's exactly what we did.

Asta am şi făcut.

Now we have the ability to produce lots of resilin.

Acum avem capacitatea de a produce mult resilin.

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

Echipa mea a hotărât să facă ceva cu adevărat tare la universitate.

They decided to combine

Ei au hotărât să combine

cel mai puternic material produs de regnul vegetal

the strongest material produced by the plant kingdom

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

cu cel mai elastic material produs de regatul insectelor:

nanocellulose with resilin.

nanoceluloză cu resilin.

And the result is amazing.

Iar rezultatul este uimitor.

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

Acest material, este de fapt, dur, flexibil și transparent.

Se pot realiza multe lucruri cu acest material.

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

De exemplu, următoarea generație de pantofi sport,

For example, next-generation sport shoes,

so we can jump higher, run faster.

ca să putem sări mai sus, să alergăm mai repede,

And even touch screens for computers and smartphones,

chiar și ecrane tactile de calculatoare și telefoane inteligente,

that won't break.

care nu se sparg.

Well, the problem is, we continue to implant

Din păcate, continuăm să inserăm

synthetic implants in our body,

implanturi sintetice în corpul nostru,

which we glue and screw into our body.

pe care le lipim și le înșurubăm în noi.

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

Și spun că aceasta nu este o idee bună.

Why? Because they fail.

De ce? Pentru că ele eșuează.

Materialul sintetic eșuează,

This synthetic material fails,

just like this plastic fork,

precum această furculiță de plastic,

that is not strong enough for its performance.

care nu are rezistenţa necesară pentru performanța sa.

But sometimes they are too strong,

Dar uneori, sunt prea rezistente,

and therefore their mechanical properties do not really fit

și astfel proprietățile lor mecanice nu se potrivesc

their surrounding tissues.

cu țesutul ce le înconjoară.

But in fact, the reason is much more fundamental.

De fapt, motivul este mult mai important.

The reason is that in nature,

Motivul este că în natură,

there is no one there

nu există nimeni

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

care îmi ia capul și mi-l înșurubează pe gât,

or takes my skin and glues it onto my body.

sau îmi ia pielea și mi-o lipește pe corp.

In nature, everything is self-assembled.

În natură, totul se autoasamblează.

So every living cell,

Astfel că fiecare celulă vie,

whether coming from a plant, insect or human being,

indiferent că provine de la o plantă, de la o insectă sau de la o ființă umană,

are un ADN care codifică unități nano-bio.

has a DNA that encodes for nanobio building blocks.

De multe ori, acestea sunt proteine.

Many times they are proteins.

Alteori, sunt enzime care produc alte materiale,

Other times, they are enzymes that make other materials,

like polysaccharides, fatty acids.

precum polizaharide sau acizi grași.

And the common feature about all these materials

Trăsătura comună a acestor materiale

este că nu au nevoie de nimeni.

is that they need no one.

They recognize each other and self-assemble

Ele se recunosc între ele și se auto-asamblează în structuri:

into structures -- scaffolds on which cells are proliferating

schele pe care celulele se înmulțesc

to give tissues.

pentru a crea țesuturi.

Ele se transformă în organe, și împreună creează viața.

They develop into organs, and together bring life.

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

La Universitatea Ebraică, acum 10 ani, am hotărât să ne concentrăm

asupra celui mai important biomaterial pentru omenire,

on probably the most important biomaterial for humans,

which is collagen.

și anume colagenul.

De ce colagenul?

Why collagen?

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

Deoarece el reprezintă cam 25% din masa noastră uscată,

nu avem nimic în cantitate mai mare în corp decât colagenul, exceptând apa.

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

So I always like to say,

Așa că, îmi place să spun

anyone who is in the replacement parts of human beings

că oricine se ocupă cu înlocuirea unor părți ale corpului uman

would like to have collagen.

și-ar dori să aibă colagen.

Admittedly, before we started our project,

Desigur, înainte să începem proiectul

there were already more than 1,000 medical implants

existau deja peste 1.000 de implanturi medicale

made of collagen.

realizate din colagen.

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

Ca umplutura dermică pentru reducerea ridurilor,

augment lips,

mărirea buzelor,

și alte implanturi medicale sofisticate, precum valvele cardiace.

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

So where is the problem?

Atunci care este problema?

Ei bine, problema este sursa.

Well, the problem is the source.

The source of all that collagen

Tot acel colagen

is actually coming from dead bodies:

provine, de fapt, de la cadavre:

dead pigs, dead cows

porcine și bovine moarte

and even human cadavers.

și chiar de la cadavre umane.

So safety is a big issue.

Astfel, siguranța este o mare problemă.

But it's not the only one.

Dar nu este singura.

Also, the quality.

Mai este și calitatea.

Now here, I have a personal interest.

Aici am un interes personal.

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

Acesta este tatăl meu, Zvi, la fabrica noastră de vinuri din Israel.

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

O valvă cardiacă, foarte asemănătoare cu cea pe care v-am arătat-o mai devreme

seven years ago, was implanted in his body.

i-a fost implantată în corp acum 7 ani.

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

Literatura științifică spune că valvele cardiace încep să cedeze

la 10 ani după operație.

10 years after the operation.

No wonder:

Nici nu-i de mirare:

they are made from old, used tissues,

sunt realizate din țesuturi vechi, uzate,

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

precum acest zid din cărămizi, care stă să cadă.

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

Da, desigur, pot lua acele cărămizi pentru a construi un zid nou.

But it's not going to be the same.

Dar nu va fi la fel.

So the US Food and Drug Administration

Astfel, Administraţia SUA pentru Alimentaţie şi Medicamente

a trimis o notificare încă din 2007,

made a notice already in 2007,

asking the companies to start to look for better alternatives.

cerând companiilor să înceapă căutarea de alternative mai bune.

So that's exactly what we did.

Exact asta am făcut noi.

We decided to clone all the five human genes responsible

Am decis să clonăm toate cele cinci gene umane

care produc colagenul de tip I în oameni

for making type I collagen in humans

into a transgenic tobacco plant.

într-o plantă transgenică de tutun.

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

Acum planta are capacitatea de a produce colagen uman nou-nouț,

neatins.

untouched.

This is amazing.

Este uimitor.

De fapt, se întâmplă chiar acum.

Actually, it's happening now.

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

Astăzi, în Israel, îl cultivăm pe o suprafaţă de 25.000 de metri pătrați,

în sere din toată ţara.

all over the country.

The farmers receive small plantlets of tobacco.

Fermierii primesc răsaduri mici de tutun.

It looks exactly like regular tobacco,

Arată exact ca tutunul obișnuit,

except that they have five human genes.

doar că are cinci gene umane.

They're responsible for making type I collagen.

Ele sunt responsabile de producerea colagenului de tip I.

We grow them for about 50 to 70 days,

Le creștem timp de 50-70 de zile,

we harvest the leaves,

recoltăm frunzele,

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

iar apoi, frunzele sunt duse de camioane cu sistem de răcire către fabrică.

There, the process of extracting the collagen starts.

Acolo, începe procesul de extragere al colagenului.

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

Dacă ați făcut vreodată pesto, este cam același lucru.

(Râsete)

(Laughter)

Prin zdrobirea frunzelor, se obţine sucul ce conține colagenul.

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

Concentrăm proteina,

We concentrate the protein,

transfer the protein to clean rooms for the final purification,

o transferăm în încăperi sterile pentru purificarea finală,

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

obţinând un colagen identic cu cel din corpul nostru,

untouched, brand new

neatins, nou-nouț

and from which we make different medical implants:

și din care se fac diferite implanturi medicale:

bone void fillers, for example,

de exemplu, de reconstrucție osoasă,

pentru fracturi severe, fuziuni spinale.

for severe bone fractures, spinal fusion.

Și mai recent,

And more recently, even,

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

am reușit să lansăm pe piață, aici în Europa,

a flowable gel that is used for diabetic foot ulcers,

un gel fluid folosit pentru ulceraţiile specifice piciorului diabetic,

that is now approved for use in the clinic.

ce a primit aprobarea de utilizare în instituţiile medicale.

This is not science fiction.

Nu este o poveste ştiinţifico-fantastică.

This is happening now.

Se întâmplă chiar acum.

We are using plants to make medical implants

Folosim plante pentru a crea implanturi medicale,

for replacement parts for human beings.

pentru a înlocui părți din corpul uman.

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

De fapt, recent, am reușit să creăm fibre de colagen

de 6 ori mai rezistente decât tendonul lui Ahile.

which are six times stronger than the Achilles tendon.

That's amazing.

Este uimitor.

Together with our partners from Ireland,

Împreună cu partenerii din Irlanda,

ne-am gândit la următorul lucru:

we thought about the next thing:

să adăugăm resilin în aceste fibre.

adding resilin to those fibers.

Făcând asta,

By doing that,

we've been able to make a superfiber

am reușit să creăm o superfibră

which is about 380 percent tougher,

care este cu 380% mai rezistentă,

and 300 percent more elastic.

și cu 300% mai flexibilă.

În viitor, în mod surprinzător,

So oddly enough, in the future,

when a patient is transplanted with artificial tendons or ligaments

un pacient cu transplant de tendon sau ligament

made from these fibers,

realizat din aceste fibre,

we'll have better performance after the surgery

va avea rezultate mai bune după operație

than we had before the injury.

decât înainte de accident.

So what's for the future?

Deci, ce va fi în viitor?

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

În viitor, credem că vom putea realiza

many nanobio building blocks that nature provided for us --

multe unități nano-bio oferite de natură:

colagen, nanoceluloză, resilin și multe altele.

collagen, nanocellulose, resilin and many more.

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

Ele ne vor permite să facem mecanisme mai bune, mai performante,

chiar și o inimă.

even the heart.

Now, this heart is not going to be the same

Inima aceasta nu va fi la fel

as we can get from a donor.

ca cea primită de la un donator

It will be better.

Va fi mai bună.

It actually will perform better

Chiar va funcţiona mai bine

and will last longer.

și va rezita mai mult.

My friend Zion Suliman once told me

Prietenul meu Zion Suliman mi-a spus cândva

a smart sentence.

un lucru inteligent.

He said, "If you want a new idea,

El a spus: „Dacă vrei o idee nouă,

you should open an old book."

ar trebui să deschizi o carte veche.”

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

Și vă spun că această carte a fost scrisă.

It was written over three billion years

A fost scrisă de-a lungul a 3 miliarde de ani

of evolution.

de evoluție.

And the text is the DNA of life.

Iar textul este ADN-ul vieții.

All we have to do

Tot ce avem de făcut

is read this text,

este să citim textul,

să primim darul naturii

embrace nature's gift to us

and start our progress from here.

şi să progresăm bazându-ne pe el.

Thank you.

Vă mulţumesc.

(Applause)

(Aplauze)