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

Крейг Вентер о ДНК и море

55,088 views ・ 2007-05-02

TED


Пожалуйста, дважды щелкните на английские субтитры ниже, чтобы воспроизвести видео.

Переводчик: Sergey Menis Редактор: Aliaksandr Autayeu
00:25
At the break, I was asked by several people
0
25000
2000
В перерыве, меня спросили,
00:27
about my comments about the aging debate.
1
27000
3000
о моем отношении к дебатам о старении.
00:30
And this will be my only comment on it.
2
30000
2000
У меня есть только один комментарий по этому поводу —
00:32
And that is, I understand
3
32000
2000
насколько я знаю —
00:34
that optimists greatly outlive pessimists.
4
34000
2000
оптимисты живут намного дольше пессимистов.
00:36
(Laughter)
5
36000
4000
(Смех)
00:41
What I'm going to tell you about in my 18 minutes is
6
41000
3000
В последующие 18 минут, я расскажу вам,
00:44
how we're about to switch from reading the genetic code
7
44000
4000
как мы переходим от считывания генетического кода
00:48
to the first stages of beginning
8
48000
2000
к начальным стадиям
00:50
to write the code ourselves.
9
50000
2000
возможности писать этот код самим.
00:53
It's only 10 years ago this month
10
53000
2000
Ровно 10 лет назад,
00:55
when we published the first sequence
11
55000
2000
мы опубликовали первую нуклеотидную последовательность
00:57
of a free-living organism,
12
57000
2000
свободноживущего организма,
00:59
that of haemophilus influenzae.
13
59000
2000
а именно, гемофильной палочки.
01:01
That took a genome project
14
61000
2000
Мы сократили расшифровку генома
01:03
from 13 years down to four months.
15
63000
3000
с 13 лет до четырёх месяцев.
01:07
We can now do that same genome project
16
67000
2000
Сейчас, тот же самый проект по расшифровке
01:09
in the order of
17
69000
2000
займёт примерно
01:11
two to eight hours.
18
71000
2000
от двух до восьми часов.
01:13
So in the last decade, a large number of genomes have been added:
19
73000
3000
Поэтому, за последнее десятилетие, были расшифрованы многие геномы:
01:16
most human pathogens,
20
76000
3000
большинство человеческих патогенов,
01:19
a couple of plants,
21
79000
2000
пару растений,
01:21
several insects and several mammals,
22
81000
3000
несколько насекомых и млекопитающих,
01:24
including the human genome.
23
84000
3000
включая геном человека.
01:27
Genomics at this stage of the thinking
24
87000
3000
Геномика, как она существовала
01:30
from a little over 10 years ago
25
90000
2000
чуть больше 10 лет назад,
01:32
was, by the end of this year, we might have
26
92000
2000
предполагала, что, к концу этого года, у нас могло бы быть
01:34
between three and five genomes sequenced;
27
94000
3000
расшифровано от трёх до пяти геномов;
01:37
it's on the order of several hundred.
28
97000
3000
их же примерно несколько сотен.
01:40
We just got a grant from the Gordon and Betty Moore Foundation
29
100000
3000
Мы только что получили грант от фонда Гордона и Бетти Мур
01:43
to sequence 130 genomes this year,
30
103000
3000
на расшифровку 130 геномов в этом году,
01:46
as a side project from environmental organisms.
31
106000
4000
в свободное время от организмов, присутствующий в окружающей среде.
01:50
So the rate of reading the genetic code has changed.
32
110000
3000
Темп расшифровки генетического кода изменился.
01:54
But as we look, what's out there,
33
114000
2000
Но, если посмотреть вокруг,
01:56
we've barely scratched the surface
34
116000
2000
мы лишь поверхностно изучили,
01:58
on what is available on this planet.
35
118000
4000
что ещё есть на этой планете.
02:02
Most people don't realize it, because they're invisible,
36
122000
3000
Большинство даже не представляет, потому как они невидимы,
02:05
but microbes make up about a half of the Earth's biomass,
37
125000
4000
но микробы составляют почти половину биомассы Земли,
02:09
whereas all animals only make up about
38
129000
3000
а все животные лишь
02:12
one one-thousandth of all the biomass.
39
132000
2000
одну однотысячную.
02:14
And maybe it's something that people in Oxford don't do very often,
40
134000
3000
Возможно, люди из Оксфорда делают это очень редко,
02:17
but if you ever make it to the sea,
41
137000
2000
но если вы всё же доберётесь до моря
02:19
and you swallow a mouthful of seawater,
42
139000
3000
и проглотите полный рот морской воды,
02:22
keep in mind that each milliliter
43
142000
2000
не забывайте, что каждый миллилитр
02:24
has about a million bacteria
44
144000
2000
содержит миллион бактерий
02:26
and on the order of 10 million viruses.
45
146000
3000
и почти 10 миллионов вирусов.
02:29
Less than 5,000 microbial species
46
149000
3000
Менее чем 5 000 разновидностей микробов
02:32
have been characterized as of two years ago,
47
152000
2000
были изучены лишь два года назад,
02:34
and so we decided to do something about it.
48
154000
2000
и мы решили это изменить.
02:36
And we started the Sorcerer II Expedition,
49
156000
3000
Мы запустили экспедицию Сорсерер II,
02:39
where we were, as with great oceanographic expeditions,
50
159000
3000
где мы, как и в других океанографических экспедициях,
02:42
trying to sample the ocean every 200 miles.
51
162000
3000
планировали брать образцы океана каждые 200 миль.
02:47
We started in Bermuda for our test project,
52
167000
2000
Мы начали с испытательного проекта на Бермудских островах,
02:49
then moved up to Halifax,
53
169000
2000
а потом поплыли на Галифакс
02:51
working down the U.S. East Coast,
54
171000
2000
вниз до Восточного побережья США,
02:53
the Caribbean Sea, the Panama Canal,
55
173000
3000
Карибского моря, Панамского канала,
02:58
through to the Galapagos, then across the Pacific,
56
178000
2000
через Галапагоские острова, пересекли Тихий океан
03:00
and we're in the process now of working our way
57
180000
2000
и в данный момент мы пересекаем
03:02
across the Indian Ocean.
58
182000
2000
Индийский океан.
03:04
It's very tough duty; we're doing this on a sailing vessel,
59
184000
3000
Это очень тяжёлая работа; мы путешествуем на парусном судне,
03:07
in part to help excite young people
60
187000
2000
частично чтобы заинтересовать молодёжь
03:09
about going into science.
61
189000
3000
заниматься наукой.
03:12
The experiments are incredibly simple.
62
192000
2000
Сами эксперименты невероятно простые.
03:14
We just take seawater and we filter it,
63
194000
3000
Мы просто фильтруем морскую воду,
03:17
and we collect different size organisms on different filters,
64
197000
4000
и отбираем организмы на мембранах разного размера,
03:21
and then take their DNA back to our lab in Rockville,
65
201000
3000
затем мы пересылаем их ДНК в нашу лабораторию в Роквиле,
03:24
where we can sequence a hundred million letters
66
204000
3000
где мы можем считывать сотни миллионов букв
03:27
of the genetic code every 24 hours.
67
207000
2000
генетического кода каждые 24 часа.
03:29
And with doing this,
68
209000
2000
В результате этого процесса,
03:31
we've made some amazing discoveries.
69
211000
2000
мы сделали несколько удивительных открытий.
03:33
For example, it was thought that the visual pigments
70
213000
2000
К примеру, считалось, что визуальные пигменты
03:35
that are in our eyes -- there was only one or two organisms
71
215000
2000
нашего глаза есть ещё лишь у одного или двух организмов
03:38
in the environment that had these same pigments.
72
218000
4000
в среде, где так же присутствовали эти пигменты.
03:42
It turns out, almost every species
73
222000
2000
А оказалось, что почти у всех существ
03:44
in the upper parts of the ocean
74
224000
2000
в верхних слоях океана
03:46
in warm parts of the world
75
226000
2000
в тёплых частях мира
03:48
have these same photoreceptors,
76
228000
2000
так же есть эти фоторецепторы,
03:50
and use sunlight as the source of their energy
77
230000
3000
и они используют солнечный свет для энергии
03:53
and communication.
78
233000
2000
и коммуникаций.
03:55
From one site, from one barrel of seawater,
79
235000
3000
Из одного участка, из одной бочки морской воды,
03:58
we discovered 1.3 million new genes
80
238000
3000
мы открыли 1,3 миллионов новых генов
04:01
and as many as 50,000 new species.
81
241000
4000
и почти 50 000 новых организмов.
04:05
We've extended this to the air
82
245000
2000
Мы так же занялись и воздухом
04:07
now with a grant from the Sloan Foundation.
83
247000
3000
при поддержке гранта от фонда Слоуна.
04:10
We're measuring how many viruses and bacteria
84
250000
2000
Мы измеряем, сколько вирусов и бактерий
04:12
all of us are breathing in and out every day,
85
252000
3000
все мы вдыхаем и выдыхаем каждый день,
04:15
particularly on airplanes
86
255000
2000
в частности в самолётах
04:17
or closed auditoriums.
87
257000
2000
или в закрытых аудиториях.
04:19
(Laughter)
88
259000
3000
(Смех)
04:22
We filter through some simple apparatuses;
89
262000
2000
Фильтруя через простые аппараты;
04:24
we collect on the order of a billion microbes from just a day
90
264000
3000
мы собираем почти миллиард микробов каждый день,
04:27
filtering on top of a building in New York City.
91
267000
4000
фильтруя на крыше здания в Нью-Йорке.
04:31
And we're in the process of sequencing all that
92
271000
2000
В данный момент, мы занимаемся
04:33
at the present time.
93
273000
2000
расшифровкой всего этого.
04:35
Just on the data collection side,
94
275000
2000
С точки зрения сбора данных,
04:37
just where we are through the Galapagos,
95
277000
3000
к моменту прохождения Галапагосских островов,
04:40
we're finding that almost every 200 miles,
96
280000
2000
мы открыли, что каждые 200 миль,
04:42
we see tremendous diversity
97
282000
2000
мы видим невероятное разнообразие
04:44
in the samples in the ocean.
98
284000
2000
в образцах собранных в океане.
04:47
Some of these make logical sense,
99
287000
2000
Многое вполне объяснимо логически,
04:49
in terms of different temperature gradients.
100
289000
3000
ввиду градиента температур.
04:52
So this is a satellite photograph
101
292000
2000
Это спутниковая фотография
04:54
based on temperatures -- red being warm,
102
294000
2000
отражающая температуры — красное где тепло,
04:56
blue being cold --
103
296000
3000
голубое где холодно —
04:59
and we found there's a tremendous difference between
104
299000
3000
мы узнали, что существует огромная разница
05:02
the warm water samples and the cold water samples,
105
302000
2000
между тепловодным образцами и холодноводными,
05:04
in terms of abundant species.
106
304000
3000
в плане количества видов организмов.
05:07
The other thing that surprised us quite a bit
107
307000
2000
Нас так же удивило,
05:09
is these photoreceptors detect different wavelengths of light,
108
309000
4000
что эти рецепторы регистрируют разные длины световой волны,
05:13
and we can predict that based on their amino acid sequence.
109
313000
4000
и теперь мы можем предсказать это, используя их аминокислотную последовательность.
05:17
And these vary tremendously from region to region.
110
317000
3000
Они сильно отличаются друг от друга в зависимости от региона.
05:20
Maybe not surprisingly,
111
320000
2000
Может быть это неудивительно, но
05:22
in the deep ocean, where it's mostly blue,
112
322000
2000
в глубоких водах океана, где почти всё синее,
05:24
the photoreceptors tend to see blue light.
113
324000
4000
фоторецепторы чаще всего регистрируют синий цвет.
05:28
When there's a lot of chlorophyll around,
114
328000
2000
Там где много хлорофилла,
05:30
they see a lot of green light.
115
330000
2000
они регистрируют много зелёного света.
05:32
But they vary even more,
116
332000
2000
Они различаются ещё больше,
05:34
possibly moving towards infrared and ultraviolet
117
334000
3000
иногда отклоняясь до инфракрасного или ультрафиолетового спектра,
05:37
in the extremes.
118
337000
2000
в неких исключительных случаях.
05:40
Just to try and get an assessment
119
340000
2000
Чтобы попытаться оценить
05:42
of what our gene repertoire was,
120
342000
2000
полный состав генов у нас в наличии,
05:44
we assembled all the data --
121
344000
2000
мы собрали все данные —
05:46
including all of ours thus far from the expedition,
122
346000
3000
включая наши на данный момент в экспедиции,
05:49
which represents more than half of all the gene data on the planet --
123
349000
3000
что кстати является больше чем половиной всей геномной информации на планете —
05:52
and it totaled around 29 million genes.
124
352000
4000
и получили 29 миллионов генов.
05:56
And we tried to put these into gene families
125
356000
2000
Мы пробовали распределить их по семействам генов
05:58
to see what these discoveries are:
126
358000
2000
чтобы понять, какие именно открытия мы осуществили:
06:00
Are we just discovering new members of known families,
127
360000
3000
находим ли мы новые члены существующих семейств
06:03
or are we discovering new families?
128
363000
2000
или же мы открываем новые семейства?
06:05
And it turns out we have about 50,000
129
365000
2000
Оказывается, мы знаем примерно 50 000
06:07
major gene families,
130
367000
3000
крупных генных семейств,
06:10
but every new sample we take in the environment
131
370000
3000
и каждый новый образец, собранный нами в окружающей среде
06:13
adds in a linear fashion to these new families.
132
373000
3000
линейно расширяет эти семейства.
06:16
So we're at the earliest stages of discovery
133
376000
2000
Значит, мы находимся лишь на начальной стадии открытия
06:18
about basic genes,
134
378000
3000
простых генов,
06:21
components and life on this planet.
135
381000
3000
компонентов жизни на этой планете.
06:25
When we look at the so-called evolutionary tree,
136
385000
3000
Когда мы посмотрим на пресловутое эволюционное дерево,
06:28
we're up on the upper right-hand corner with the animals.
137
388000
4000
мы находимся в правом верхнем углу, вместе с животными.
06:32
Of those roughly 29 million genes,
138
392000
4000
Из примерно 29 миллионов генов,
06:36
we only have around 24,000
139
396000
2000
у нас есть около 24 000
06:38
in our genome.
140
398000
2000
в нашем геноме.
06:40
And if you take all animals together,
141
400000
2000
Если собрать всех животных,
06:42
we probably share less than 30,000
142
402000
3000
наша доля возросла до 30 000
06:45
and probably maybe a dozen
143
405000
3000
и скорее всего, может быть десять
06:48
or more thousand different gene families.
144
408000
3000
или больше тысяч разных семейств генов.
06:52
I view that these genes are now
145
412000
2000
Я считаю, что теперь эти гены
06:54
not only the design components of evolution.
146
414000
3000
не только составляющие компоненты эволюции.
06:57
And we think in a gene-centric view --
147
417000
2000
И мы мыслим в рамках гено-центричного взгляда —
06:59
maybe going back to Richard Dawkins' ideas --
148
419000
3000
быть может, возвращаясь к идеям Ричарда Докинза —
07:02
than in a genome-centric view,
149
422000
2000
нежели чем в геномо-центричном взгляде,
07:04
which are different constructs of these gene components.
150
424000
4000
которые являются разными комбинациями этих генных компонентов.
07:09
Synthetic DNA, the ability to synthesize DNA,
151
429000
3000
Синтетическое ДНК, возможность синтезировать ДНК,
07:12
has changed at sort of the same pace
152
432000
2000
так же изменилось в похожем темпе
07:14
that DNA sequencing has
153
434000
2000
как и секвенирование ДНК
07:16
over the last decade or two,
154
436000
2000
за последнее декаду или две,
07:18
and is getting very rapid and very cheap.
155
438000
3000
оно становится очень быстрым и очень дешёвым.
07:21
Our first thought about synthetic genomics came
156
441000
2000
Мы впервые задумались о синтетическом геноме
07:23
when we sequenced the second genome back in 1995,
157
443000
4000
когда расшифровали второй геном в 1995 году,
07:27
and that from mycoplasma genitalium.
158
447000
2000
это был геном mycoplasma genitalium.
07:29
And we have really nice T-shirts that say,
159
449000
3000
Теперь у нас есть хорошие футболки с надписью —
07:32
you know, "I heart my genitalium."
160
452000
2000
«Я люблю свой гениталиум».
07:34
This is actually just a microorganism.
161
454000
3000
Это всего лишь микроорганизм,
07:38
But it has roughly 500 genes.
162
458000
4000
но в нем порядка 500 генов.
07:42
Haemophilus had 1,800 genes.
163
462000
2000
В гемофилюсе 1 800 генов.
07:44
And we simply asked the question,
164
464000
2000
Мы задали себе вопрос —
07:46
if one species needs 800, another 500,
165
466000
2000
если одному организму нужно 800, а другому 500,
07:48
is there a smaller set of genes
166
468000
2000
существует ли наименьший набор генов,
07:50
that might comprise a minimal operating system?
167
470000
4000
составляющий минимальный работающий механизм?
07:54
So we started doing transposon mutagenesis.
168
474000
3000
Мы стали работать с мутагенезом транспозонов.
07:57
Transposons are just small pieces of DNA
169
477000
3000
Транспозоны — маленькие кусочки ДНК
08:00
that randomly insert in the genetic code.
170
480000
2000
перемещающиеся внутри хромосомы.
08:02
And if they insert in the middle of the gene, they disrupt its function.
171
482000
3000
Попадая на середину гена, они нарушают его функцию.
08:06
So we made a map of all the genes
172
486000
2000
Мы создали карту всех генов
08:08
that could take transposon insertions
173
488000
2000
где присутствуют транспозоны
08:10
and we called those "non-essential genes."
174
490000
2000
и назвали их «второстепенным генами».
08:13
But it turns out the environment is very critical for this,
175
493000
3000
Среда обитания оказалась очень важным фактором.
08:16
and you can only
176
496000
2000
Категоризовать ген
08:18
define an essential or non-essential gene
177
498000
3000
как существенный или второстепенный
08:21
based on exactly what's in the environment.
178
501000
3000
можно только по составу его среды.
08:25
We also tried to take a more directly intellectual approach
179
505000
2000
Мы так же пробовали более структурированный анализ
08:27
with the genomes of 13 related organisms,
180
507000
5000
сравнивая геномы 13 родственных организмов
08:32
and we tried to compare all of those, to see what they had in common.
181
512000
3000
в поиске общих элементов.
08:36
And we got these overlapping circles. And we found only 173 genes
182
516000
4000
Мы нашли эти общие элементы, их было лишь 173 гена
08:40
common to all 13 organisms.
183
520000
3000
в 13 родственных организмах.
08:43
The pool expanded a little bit if we ignored
184
523000
2000
Эта группа расширялась, если исключить
08:45
one intracellular parasite;
185
525000
2000
одного внутриклеточного паразита.
08:47
it expanded even more
186
527000
2000
и ещё шире, если
08:49
when we looked at core sets of genes
187
529000
2000
рассматривать основной набор генов
08:51
of around 310 or so.
188
531000
2000
их примерно 310.
08:53
So we think that we can expand
189
533000
2000
Число генов в геноме
08:55
or contract genomes, depending on your point of view here,
190
535000
3000
меняется, смотря как считать,
08:58
to maybe 300 to 400 genes
191
538000
3000
от 300 до 400 генов
09:01
from the minimal of 500.
192
541000
2000
от минимума 500.
09:03
The only way to prove these ideas
193
543000
3000
Единственный способ доказать эти теории
09:06
was to construct an artificial chromosome with those genes in them,
194
546000
3000
это создать искусственную хромосому с этим набором генов
09:09
and we had to do this in a cassette-based fashion.
195
549000
3000
при помощи генных кассет.
09:12
We found that synthesizing accurate DNA
196
552000
2000
Оказалось, что синтезировать ДНК большими кусками,
09:14
in large pieces was extremely difficult.
197
554000
3000
без ошибок, очень сложно.
09:17
Ham Smith and Clyde Hutchison, my colleagues on this,
198
557000
3000
Мои коллеги, Хэм Смит и Клайд Хатчисон,
09:20
developed an exciting new method
199
560000
2000
разработали новый метод
09:22
that allowed us to synthesize a 5,000-base pair virus
200
562000
3000
позволяющий синтезировать 5 000 геном вируса,
09:25
in only a two-week period
201
565000
2000
в течение двух недель,
09:27
that was 100 percent accurate,
202
567000
3000
без ошибок
09:30
in terms of its sequence and its biology.
203
570000
2000
в последовательности и биологических характеристиках.
09:33
It was a quite exciting experiment -- when we just took the synthetic piece of DNA,
204
573000
4000
Это был очень волнующий эксперимент — мы внедрили кусок синтетического ДНК
09:37
injected it in the bacteria and all of a sudden,
205
577000
2000
в бактерию и они
09:39
that DNA started driving the production of the virus particles
206
579000
5000
начали производить вирусные частицы,
09:44
that turned around and then killed the bacteria.
207
584000
3000
которые, в конце концов, её же и погубили.
09:47
This was not the first synthetic virus --
208
587000
2000
Это не первый синтетический вирус,
09:49
a polio virus had been made a year before --
209
589000
3000
за год до этого был создан полиовирус,
09:53
but it was only one ten-thousandth as active
210
593000
2000
на это потребовалось три года,
09:55
and it took three years to do.
211
595000
3000
и его активность не составляла и одной десятитысячной части.
09:58
This is a cartoon of the structure of phi X 174.
212
598000
4000
Это схема структуры phi X 174.
10:02
This is a case where the software now builds its own hardware,
213
602000
4000
В этом случае программное обеспечение создаёт своё собственное аппаратное обеспечение,
10:06
and that's the notions that we have with biology.
214
606000
4000
как и бывает в природе.
10:10
People immediately jump to concerns about biological warfare,
215
610000
4000
Многие волнуются о биологическом оружии.
10:14
and I had recent testimony before a Senate committee,
216
614000
4000
Совсем недавно я отвечал на вопросы
10:18
and a special committee the U.S. government has set up
217
618000
2000
специальной правительственной комиссии
10:20
to review this area.
218
620000
2000
по этому вопросу.
10:22
And I think it's important to keep reality in mind,
219
622000
3000
Я считаю, что надо быть реалистичнее,
10:25
versus what happens with people's imaginations.
220
625000
4000
нежели поддаваться воображению.
10:29
Basically, any virus that's been sequenced today --
221
629000
3000
Мы можем создать любой из вирусов,
10:32
that genome can be made.
222
632000
2000
чей геном был расшифрован.
10:34
And people immediately freak out about things about Ebola or smallpox,
223
634000
4000
Все начинают вопить об Эболе и оспе,
10:38
but the DNA from this organism is not infective.
224
638000
4000
но само по себе ДНК не заразно.
10:42
So even if somebody made the smallpox genome,
225
642000
3000
И даже если кто-нибудь сможет синтезировать геном оспы,
10:45
that DNA itself would not cause infections.
226
645000
3000
это ДНК заразить никого не сможет.
10:49
The real concern that security departments have
227
649000
3000
Органы безопасности на самом деле больше озабочены
10:52
is designer viruses.
228
652000
2000
спроектированными вирусами.
10:54
And there's only two countries, the U.S. and the former Soviet Union,
229
654000
4000
США и бывший Советский Союз, единственные страны,
10:58
that had major efforts
230
658000
2000
с серьёзными разработками
11:00
on trying to create biological warfare agents.
231
660000
3000
в области биологического оружия.
11:03
If that research is truly discontinued,
232
663000
3000
Если эти исследования и правда прекращены,
11:06
there should be very little activity
233
666000
2000
то мы не должны ожидать прогресса
11:08
on the know-how to make designer viruses in the future.
234
668000
4000
в навыках производства спроектированных вирусов в будущем.
11:12
I think single-cell organisms are possible within two years.
235
672000
4000
Я считаю, что одноклеточные организмы появятся в ближайшие два года.
11:16
And possibly eukaryotic cells,
236
676000
3000
Возможно и эукариоты,
11:19
those that we have,
237
679000
2000
о которых мы знаем,
11:21
are possible within a decade.
238
681000
2000
появятся в следующем десятилетии.
11:24
So we're now making several dozen different constructs,
239
684000
4000
Сейчас мы создаём несколько десятков разных геномов,
11:28
because we can vary the cassettes and the genes
240
688000
3000
потому как мы можем контролировать состав генов
11:31
that go into this artificial chromosome.
241
691000
2000
в искусственной хромосоме при помощи генных кассет.
11:33
The key is, how do you put all of the others?
242
693000
2000
Самый важный вопрос — «Как внедрить все остальные?».
11:35
We start with these fragments,
243
695000
2000
Эти обрезки,
11:37
and then we have a homologous recombination system
244
697000
3000
благодаря гомологической рекомбинации,
11:40
that reassembles those into a chromosome.
245
700000
4000
соединяются в единую хромосому.
11:44
This is derived from an organism, deinococcus radiodurans,
246
704000
3000
Это получено из организма deinococcus radiodurans.
11:47
that can take three million rads of radiation and not be killed.
247
707000
5000
Оно не умирает даже при радиации в три миллиона рад.
11:53
It reassembles its genome after this radiation burst
248
713000
4000
Ему требуется от 12 до 24 часов, чтобы произвести
11:57
in about 12 to 24 hours,
249
717000
2000
собственный геном после облучения радиацией,
11:59
after its chromosomes are literally blown apart.
250
719000
3000
раздирающей хромосомы на части.
12:02
This organism is ubiquitous on the planet,
251
722000
2000
Это организм существует повсеместно на нашей планете
12:04
and exists perhaps now
252
724000
2000
и скорее всего теперь есть
12:06
in outer space due to all our travel there.
253
726000
3000
и в космосе, благодаря нашим полётам туда.
12:10
This is a glass beaker after
254
730000
2000
Это стеклянная мензурка после
12:12
about half a million rads of radiation.
255
732000
2000
полмиллиона рад облучения.
12:14
The glass started to burn and crack,
256
734000
2000
Стекло обожжено и потрескалось,
12:16
while the microbes sitting in the bottom
257
736000
2000
а вот микробы
12:18
just got happier and happier.
258
738000
2000
живут припеваючи.
12:20
Here's an actual picture of what happens:
259
740000
2000
Вот схема того, что произошло:
12:22
the top of this shows the genome
260
742000
2000
в верхней части вы видите геном
12:24
after 1.7 million rads of radiation.
261
744000
3000
после облучения в 1,7 миллионов рад.
12:27
The chromosome is literally blown apart.
262
747000
2000
Хромосому разорвало на части.
12:29
And here's that same DNA automatically reassembled
263
749000
4000
Спустя 24 часа
12:33
24 hours later.
264
753000
2000
тот же самый ДНК автоматически восстановился.
12:35
It's truly stunning that these organisms can do that,
265
755000
3000
Это невероятно, что есть организмы способные на это
12:38
and we probably have thousands,
266
758000
2000
и скорее всего, есть тысячи
12:40
if not tens of thousands, of different species
267
760000
2000
если не десятки тысяч разных организмов
12:42
on this planet that are capable of doing that.
268
762000
3000
на этой планете, которые способны на это.
12:45
After these genomes are synthesized,
269
765000
2000
Как только эти геномы синтезированы
12:47
the first step is just transplanting them
270
767000
2000
нужно переселить их
12:49
into a cell without a genome.
271
769000
4000
в клетку без собственного генома.
12:53
So we think synthetic cells are going to have tremendous potential,
272
773000
4000
Поэтому, мы считаем, что синтетические клетки очень важны
12:57
not only for understanding the basis of biology
273
777000
3000
не только для биологических задач,
13:00
but for hopefully environmental and society issues.
274
780000
3000
но и для проблем окружающей среды и общества.
13:03
For example, from the third organism we sequenced,
275
783000
3000
Например, третий секвенированный организм,
13:06
Methanococcus jannaschii -- it lives in boiling water temperatures;
276
786000
4000
был methanococcus jannaschii, процветающий даже в кипящей воде.
13:10
its energy source is hydrogen
277
790000
2000
Этот организм растёт на водороде,
13:12
and all its carbon comes from CO2 it captures back from the environment.
278
792000
5000
а весь требуемый углерод он получает из углекислого газа в окружающей среде.
13:17
So we know lots of different pathways,
279
797000
2000
Мы знаем много разных процессов
13:19
thousands of different organisms now
280
799000
3000
и тысячи организмов,
13:22
that live off of CO2,
281
802000
2000
потребляющих углекислый газ.
13:24
and can capture that back.
282
804000
2000
Мы можем делать тоже самое.
13:26
So instead of using carbon from oil
283
806000
3000
И вместо потребления углерода из нефти
13:29
for synthetic processes,
284
809000
2000
для синтетических процессов,
13:31
we have the chance of using carbon
285
811000
3000
мы могли бы использовать углерод
13:34
and capturing it back from the atmosphere,
286
814000
3000
из нашей атмосферы
13:37
converting that into biopolymers
287
817000
2000
перерабатывая его в биополимеры
13:39
or other products.
288
819000
2000
или иные продукты.
13:41
We have one organism that lives off of carbon monoxide,
289
821000
3000
Есть организм, потребляющий монооксид углерода
13:44
and we use as a reducing power
290
824000
2000
и при помощи окислительных процессов
13:46
to split water to produce hydrogen and oxygen.
291
826000
4000
мы расщепляем воду для производства водорода или кислорода.
13:50
Also, there's numerous pathways
292
830000
2000
Есть несколько процессов,
13:52
that can be engineered metabolizing methane.
293
832000
4000
которые могут быть адаптированы для усвоения метана.
13:56
And DuPont has a major program with Statoil in Norway
294
836000
4000
DuPont и Statoil запустили крупную программу в Норвегии
14:00
to capture and convert the methane
295
840000
2000
по переработки метана на газовых месторождениях
14:02
from the gas fields there into useful products.
296
842000
4000
в полезные продукты.
14:06
Within a short while, I think there's going to be a new field
297
846000
2000
Я уверен, что скоро появится новая наука —
14:08
called "Combinatorial Genomics,"
298
848000
2000
«Комбинаторная Геномика»,
14:10
because with these new synthesis capabilities,
299
850000
3000
благодаря современному синтезу,
14:13
these vast gene array repertoires
300
853000
3000
множеству генов
14:16
and the homologous recombination,
301
856000
2000
и гомологической рекомбинации.
14:18
we think we can design a robot to make
302
858000
2000
Мы надеемся спроектировать робота,
14:20
maybe a million different chromosomes a day.
303
860000
3000
способного синтезировать миллион хромосом за один день.
14:24
And therefore, as with all biology,
304
864000
2000
Следовательно, как и во всей биологии,
14:26
you get selection through screening,
305
866000
3000
нам будет доступно обнаружение благодаря отбору.
14:29
whether you're screening for hydrogen production,
306
869000
2000
Не важно, какие качества вас интересуют — производство водорода,
14:31
or chemical production, or just viability.
307
871000
3000
иных химикатов или просто жизнеспособность.
14:34
To understand the role of these genes
308
874000
2000
Так же мы сможем узнать
14:36
is going to be well within reach.
309
876000
2000
о роли каждого из этих генов.
14:38
We're trying to modify photosynthesis
310
878000
3000
Мы хотим изменить фотосинтез
14:41
to produce hydrogen directly from sunlight.
311
881000
3000
на производство водорода, используя солнечный свет.
14:44
Photosynthesis is modulated by oxygen,
312
884000
3000
Фотосинтез контролируется кислородом,
14:47
and we have an oxygen-insensitive hydrogenase
313
887000
3000
но у нас теперь есть гидрогеназа, не требующая кислорода.
14:50
that we think will totally change this process.
314
890000
5000
Это полностью изменит весь процесс!
14:55
We're also combining cellulases,
315
895000
2000
Мы соединили целлюлазы,
14:57
the enzymes that break down complex sugars into simple sugars
316
897000
3000
энзимы, расщепляющие олигосахариды,
15:00
and fermentation in the same cell
317
900000
3000
и ферментацию в единой клетке
15:03
for producing ethanol.
318
903000
2000
для производства этанола.
15:06
Pharmaceutical production is already under way
319
906000
2000
Несколько крупных лабораторий
15:08
in major laboratories
320
908000
2000
уже занимаются производством этих клеток
15:10
using microbes.
321
910000
2000
в микробах.
15:12
The chemistry from compounds in the environment
322
912000
3000
Производство химических соединений в окружающей среде
15:15
is orders of magnitude more complex
323
915000
2000
на порядок сложнее, чем любой синтез
15:17
than our best chemists can produce.
324
917000
2000
в руках наших лучших химиков.
15:20
I think future engineered species
325
920000
2000
Искусственные организмы
15:22
could be the source of food,
326
922000
2000
могут стать источником еды,
15:24
hopefully a source of energy,
327
924000
2000
и я надеюсь, энергии
15:26
environmental remediation
328
926000
3000
восстановления природы
15:29
and perhaps
329
929000
2000
и возможно,
15:31
replacing the petrochemical industry.
330
931000
2000
заменят нефтехимическую индустрию.
15:33
Let me just close with ethical and policy studies.
331
933000
3000
Позвольте закончить моё выступление обзором этических и политических исследований.
15:37
We delayed the start of our experiments in 1999
332
937000
4000
В 1999, мы задержали свои эксперименты
15:41
until we completed a year-and-a-half bioethical review
333
941000
3000
на полтора года, пока мы не прошли биоэтическую экспертизу,
15:44
as to whether we should try and make an artificial species.
334
944000
4000
которая пыталась решить, стоит ли нам пытаться создать искусственный организм.
15:48
Every major religion participated in this.
335
948000
3000
В этом участвовали представители всех крупных религий.
15:51
It was actually a very strange study,
336
951000
2000
Это был очень странный процесс,
15:53
because the various religious leaders were using their scriptures as law books,
337
953000
5000
все религиозные деятели применяли священные писания для консультации по юридическим вопросам,
15:58
and they couldn't find anything in them prohibiting making life,
338
958000
3000
но так и не нашли запрета на создание жизни.
16:01
so it must be OK. The only ultimate concerns
339
961000
3000
Основное опасение чаще всего было
16:04
were biological warfare aspects of this,
340
964000
3000
по поводу биологического оружия,
16:08
but gave us the go ahead to start these experiments
341
968000
3000
но нам всё же разрешили продолжить эксперименты,
16:11
for the reasons we were doing them.
342
971000
2000
основываясь на наших заявленных целях.
16:13
Right now the Sloan Foundation has just funded
343
973000
2000
Фонд Слоуна спонсирует
16:15
a multi-institutional study on this,
344
975000
3000
исследования в нескольких организациях
16:18
to work out what the risk and benefits to society are,
345
978000
3000
с целью понять и оценить риск и пользу для общества,
16:21
and the rules that scientific teams such as my own
346
981000
3000
а так же установить правила для исследователей
16:24
should be using in this area,
347
984000
2000
в этой области.
16:26
and we're trying to set good examples as we go forward.
348
986000
3000
Мы пытаемся показать правильный пример подражания.
16:30
These are complex issues.
349
990000
2000
Это всё очень сложные вопросы.
16:32
Except for the threat of bio-terrorism,
350
992000
2000
Естественно за исключением биотерроризма,
16:34
they're very simple issues in terms of,
351
994000
2000
всё очень просто,
16:36
can we design things to produce clean energy,
352
996000
4000
учитывая, что у нас есть шанс
16:40
perhaps revolutionizing
353
1000000
2000
радикально изменить
16:42
what developing countries can do
354
1002000
3000
происходящее в развивающихся странах
16:45
and provide through various simple processes.
355
1005000
3000
путём элементарных процессов для производства экологически чистой энергии.
16:48
Thank you very much.
356
1008000
2000
Спасибо!
Об этом сайте

Этот сайт познакомит вас с видеороликами YouTube, полезными для изучения английского языка. Вы увидите уроки английского языка, преподаваемые высококлассными учителями со всего мира. Дважды щелкните по английским субтитрам, отображаемым на каждой странице видео, чтобы воспроизвести видео оттуда. Субтитры прокручиваются синхронно с воспроизведением видео. Если у вас есть какие-либо комментарии или пожелания, пожалуйста, свяжитесь с нами, используя эту контактную форму.

https://forms.gle/WvT1wiN1qDtmnspy7