Bonnie Bassler: The secret, social lives of bacteria

Translator: Ivana Donovalova Reviewer: Janka Pazurikova

Baktérie sú najstaršími žijúcimi organizmami na Zemi.

Bacteria are the oldest living organisms on the earth.

They've been here for billions of years,

Sú tu už miliardy rokov

and what they are are single-celled microscopic organisms.

a sú to jednobunkové mikroskopické organizmy.

So they're one cell

Takže je to len jedna bunka, ktorá má túto špecifickú vlastnosť,

and they have this special property that they only have one piece of DNA.

že má len jeden reťazec DNA.

So they have very few genes and genetic information

Majú veľmi málo génov

a genetických informácií na zakódovanie všetkých svojich vlastností.

to encode all of the traits that they carry out.

And the way bacteria make a living is that they consume nutrients

Prežívajú takým spôsobom,

že konzumujú živiny z okolia,

from the environment,

they grow to twice their size,

narastú na dvojnásobok svojej veľkosti, rozdelia sa v strede

they cut themselves down in the middle,

a z jednej bunky sa stanú dve a tak ďalej a tak ďalej.

and one cell becomes two, and so on and so on.

They just grow and divide and grow and divide -- so a kind of boring life,

Len rastú a delia sa a rastú a delia sa - čiže je to dosť nudný život,

except that what I would argue is that you have an amazing interaction

až na to, že ja by som povedala, že ste

s týmito živočíchmi úžasne prepojení.

with these critters.

I know you guys think of yourself as humans,

Viem, že si o sebe myslíte, že ste ľudia, a takto nejako o vás uvažujem aj ja.

and this is sort of how I think of you.

Tento muž reprezentuje

This man is supposed to represent a generic human being,

bežného človeka

and all of the circles in that man are all the cells that make up your body.

a tieto krúžky vo vnútri sú všetky bunky, ktoré tvoria vaše telo.

There's about a trillion human cells that make each one of us who we are

Máme v sebe asi bilión ľudských buniek, ktoré sa starajú o to,

kým sme a umožňujú nám robiť všetko, čo vieme.

and able to do all the things that we do.

Ale okrem toho máte počas celého života

But you have 10 trillion bacterial cells in you or on you

v sebe alebo na sebe 10 biliónov baktériových buniek.

at any moment in your life.

So, 10 times more bacterial cells than human cells on a human being.

Čiže desaťkrát viac baktériových buniek

ako ľudských buniek v rámci jedného človeka.

And, of course, it's the DNA that counts,

A samozrejme, dôležitá tu je DNA,

so here's all the A, T, Gs and Cs that make up your genetic code

čiže tu máme všetky tie A, T, G a C,

ktoré vytvárajú váš genetický kód a dali vám do vienka všetky tie šarmantné vlastnosti.

and give you all your charming characteristics.

Máte asi 30 000 génov.

You have about 30,000 genes.

Well, it turns out you have 100 times more bacterial genes

No a vysvitlo, že máte aj stokrát viac baktériových génov,

ktoré majú svoju úlohu vo vás alebo na vás po celý váš život.

playing a role in you or on you all of your life.

So at the best, you're 10 percent human; more likely, about one percent human,

Prinajlepšom ste človekom z 10%,

ale pravdepodobnejšie len z jedného percenta,

depending on which of these metrics you like.

záleží na tom, ktorý z týchto modelov si vyberiete.

I know you think of yourself as human beings,

Viem, že si o sebe myslíte, že ste ľudia,

ale ja o vás rozmýšľam ako o 90 až 99 percentných baktériách.

but I think of you as 90 or 99 percent bacterial.

(Laughter)

(Smiech)

And these bacteria are not passive riders.

Tieto baktérie nie sú len pasívnymi spolujazdcami,

These are incredibly important; they keep us alive.

sú neuveriteľne dôležité, udržujú nás pri živote.

They cover us in an invisible body armor

Zahaľujú nás do neviditeľného brnenia,

that keeps environmental insults out so that we stay healthy.

ktoré nás chráni pred vonkajšími nepriaznivými vplyvmi,

aby sme boli zdraví.

They digest our food, they make our vitamins,

Trávia naše jedlo, vyrábajú naše vitamíny,

they actually educate your immune system to keep bad microbes out.

doslova vyučujú váš imunitný systém,

ako má bojovať so zlými mikróbmi.

Robia všetky tieto úžasné veci,

So they do all these amazing things

ktoré nám pomáhajú a sú pre nás životne dôležité

that help us and are vital for keeping us alive,

and they never get any press for that.

a nikde sa o tom nepíše.

But they get a lot of press because they do a lot of terrible things as well.

Veľkú publicitu si však získalo to, že robia aj veľa

hrozných vecí.

Na Zemi máme také druhy baktérii,

So there's all kinds of bacteria on the earth

that have no business being in you or on you at any time,

ktoré vo vás či na vás za žiadnych okolností nemajú čo robiť,

a ak tam sú, je vám z nich neuveriteľne zle.

and if they are, they make you incredibly sick.

And so the question for my lab

Takže, otázka pre moje laboratórium je, či chcete radšej myslieť na tie

is whether you want to think about all the good things that bacteria do

dobré veci, čo baktérie robia, alebo na tie zlé.

or all the bad things that bacteria do.

The question we had is: How could they do anything at all?

Otázka, ktorou sme sa zaoberali, bola, ako vôbec môžu niečo robiť.

Chcem povedať, sú neskutočne malé,

I mean, they're incredibly small.

You have to have a microscope to see one.

aby ste jednu videli, musíte mať mikroskop.

They live this sort of boring life where they grow and divide,

Vedú tento takpovediac nudný život, v ktorom len rastú a delia sa

and they've always been considered to be these asocial, reclusive organisms.

a vždy boli považované za asociálne a samotárske organizmy.

And so it seemed to us that they're just too small

A tak sa nám zdalo, že sú až príliš malé, aby mohli mať nejaký dopad

to have an impact on the environment

na prostredie,

if they simply act as individuals.

ak konajú len ako jednotlivci.

So we wanted to think if there couldn't be a different way that bacteria live.

A tak sme si povedali, či by tu nemohol byť aj iný

spôsob, ako by baktérie mohli žiť.

Návod k tomuto nám dala ďaľšia morská baktéria,

And the clue to this came from another marine bacterium,

and it's a bacterium called "Vibrio fischeri."

ktorá sa volá Vibrio fischeri.

What you're looking at on this slide is just a person from my lab

Na tomto snímku vidíte osobu z môjho laboratória,

holding a flask of a liquid culture of a bacterium,

ktorá drží flakón plný kvapalnej bakteriálnej kultúry,

Je to neškodná krásna baktéria pochádzajúca z oceánu,

a harmless, beautiful bacterium that comes from the ocean,

ktorú nazývame Vibrio fischeri.

named Vibrio fischeri.

And this bacterium has the special property that it makes light,

Táto baktéria má špeciálnu vlastnosť, že produkuje svetlo

čiže ovláda bioluminiscenciu,

so it makes bioluminescence,

like fireflies make light.

ako keď svätojánske mušky svetielkujú.

We're not doing anything to the cells here,

S týmito bunkami nič nerobíme.

we just took the picture by turning the lights off in the room,

Záber sme urobili jednoducho tak, že sme vypli svetlá v miestnosti

a ukázalo sa toto.

and this is what we see.

And what's actually interesting to us was not that the bacteria made light

Pre nás však nebolo zaujímavé to,

že baktérie svetielkujú,

but when the bacteria made light.

ale otázka, kedy svetielkujú.

What we noticed is when the bacteria were alone,

Všimli sme si totiž, že keď sú baktérie osamote,

so when they were in dilute suspension,

čiže keď sú v ich zriedenej suspenzii, túto schopnosť strácajú.

they made no light.

Ale keď narastú do určitého počtu buniek,

But when they grew to a certain cell number,

všetky baktérie začnú vydávať svetlo naraz.

all the bacteria turned on light simultaneously.

So the question that we had is:

Otázka, ktorú sme si kládli, bola, ako môžu baktérie, tieto primitívne organizmy,

How can bacteria, these primitive organisms,

rozoznať situáciu, keď sú samy

tell the difference from times when they're alone

od situácie, keď sú v spoločenstve,

and times when they're in a community,

a potom urobiť niečo všetky naraz.

and then all do something together?

A prišli sme na to, že to rozoznávajú tak, že sa spolu rozprávajú

And what we figured out is that the way they do that is they talk to each other,

a to v jazyku chémie.

and they talk with a chemical language.

Toto je akože moja baktériová bunka.

So this is now supposed to be my bacterial cell.

Keď je sama, nevydáva žiadne svetlo.

When it's alone, it doesn't make any light.

But what it does do is to make and secrete small molecules

Niečo však robí, a to uvoľňuje malé molekuly,

that you can think of like hormones,

niečo ako hormóny,

and these are the red triangles.

a to sú tieto červené trojuholníky. A keď sú baktérie osamotené,

And when the bacteria are alone, the molecules just float away,

tieto molekuly unikajú preč, čiže žiadne svetlo.

and so, no light.

But when the bacteria grow and double

Ale keď baktérie rastú a množia sa

and they're all participating in making these molecules,

a všetky sa podieľajú na vylučovaní týchto molekúl,

táto molekula - mimobunkové množstvo tejto molekuly

the molecule, the extracellular amount of that molecule,

increases in proportion to cell number.

vzrastie v priamej úmere k počtu buniek.

And when the molecule hits a certain amount

A keď molekula dosiahne isté množstvo

that tells the bacteria how many neighbors there are,

ktoré povie baktériám koľko majú susedov,

they recognize that molecule

spoznajú túto molekulu

and all of the bacteria turn on light in synchrony.

a naraz začnú vydávať svetlo.

And so that's how bioluminescence works --

Takto funguje bioluminiscencia -

they're talking with these chemical words.

rozprávajú sa pomocou týchto chemických slov.

Dôvod, prečo to Vibrio fischeri robí, vyplýva z biológie.

The reason Vibrio fischeri is doing that comes from the biology --

again, another plug for the animals in the ocean.

Ďalšia reklama pre živočíchy žijúce v oceáne.

Vibrio fischeri žije v tejto sépii.

Vibrio fischeri lives in this squid.

What you're looking at is the Hawaiian bobtail squid.

Teraz sa pozeráte na havajskú oliheň chvostnanú,

ktorú sme otočili na chrbát

It's been turned on its back,

and what I hope you can see are these two glowing lobes.

a teraz dúfam, že vidíte tieto dva žiariace laloky -

These house the Vibrio fischeri cells.

tieto zastrešujú bunky baktérie Vibrio fischeri.

They live in there, at high cell number.

žijú tam, pri veľkom počte buniek je tam

That molecule is there, and they're making light.

aj táto molekula, a vydávajú svetlo.

A dôvod, prečo im sépia dovolí robiť túto neplechu je,

And the reason the squid is willing to put up with these shenanigans

že potrebuje toto svetlo.

is because it wants that light.

Táto symbióza funguje takto:

The way that this symbiosis works

táto malá sépia žije hneď pri havajskom pobreží

is that this little squid lives just off the coast of Hawaii,

just in sort of shallow knee-deep water.

v plytkej, asi po kolená hlbokej vode.

And the squid is nocturnal,

Sépia je nočný tvor, čiže cez deň

so during the day, it buries itself in the sand and sleeps.

sa zahrabe do piesku a spí,

ale v noci musí vyjsť von na lov.

But then at night, it has to come out to hunt.

So on bright nights

Počas svetlých nocí, keď je na oblohe veľa hviezd, či mesiac,

when there's lots of starlight or moonlight,

môže to svetlo preniknúť až do hĺbky,

that light can penetrate the depth of the water the squid lives in,

v ktorej žije sépia, keďže je hlboká len tých pár stôp.

since it's just in those couple feet of water.

Takže sépia si vyvinula takú clonu,

What the squid has developed is a shutter that can open and close

ktorá sa otvára a zatvára nad týmto špeciálnym svetelným orgánom, ktorý obsahuje baktérie.

over the specialized light organ housing the bacteria.

Na chrbte má detektory, ktoré

And then it has detectors on its back

jej pomáhajú určiť, koľko hviezdneho alebo mesačného svetla dopadá na jej chrbát.

so it can sense how much starlight or moonlight is hitting its back.

And it opens and closes the shutter

A otvára a zatvára túto clonu,

so the amount of light coming out of the bottom,

aby množstvo svetla vychádzajúceho zo spodu -

which is made by the bacterium,

ktoré vyprodukuje baktéria -

exactly matches how much light hits the squid's back,

presne sedelo s množstvom svetla dopadajúceho na chrbát sépie tak,

so the squid doesn't make a shadow.

aby sépia nevrhala tieň.

So it actually uses the light from the bacteria

V podstate používa svetlo od baktérií,

to counter-illuminate itself in an antipredation device,

na vlastné protiosvetlenie ako ochranu proti predátorom,

tak, aby predátori nemohli vidieť jej tieň,

so predators can't see its shadow,

vypočítať jej trajektóriu a zožrať ju.

calculate its trajectory and eat it.

Je ako neviditeľný bombardér oceánu.

So this is like the stealth bomber of the ocean.

(Laughter)

(Smiech)

But then if you think about it, this squid has this terrible problem,

Ale ak sa nad tým zamyslíte, sépia má jeden obrovský problém,

pretože má túto zomierajúcu, hrubú bakteriálnu kultúru

because it's got this dying, thick culture of bacteria,

and it can't sustain that.

a nedokáže ju uživiť.

And so what happens is, every morning when the sun comes up,

Takže funguje to tak, že každé ráno, keď vyjde slnko,

sépia ide spať a zahrabe sa do piesku.

the squid goes back to sleep, it buries itself in the sand,

Má pumpu, ktorá je prispôsobená jej biorytmu,

and it's got a pump that's attached to its circadian rhythm.

takže keď vyjde slnko, vypumpuje asi 95% baktérií.

And when the sun comes up, it pumps out, like, 95 percent of the bacteria.

So now the bacteria are dilute,

Takže baktérie sa rozptýlia, malá hormónová molekula je preč,

that little hormone molecule is gone, so they're not making light.

čiže neprodukujú žiadne svetlo -

But, of course, the squid doesn't care, it's asleep in the sand.

ale samozrejme, sépii je to jedno. Ona spí v piesku.

A v priebehu dňa sa baktérie množia,

And as the day goes by, the bacteria double,

uvoľňujú molekuly a v noci začnú svietiť,

they release the molecule, and then light comes on at night,

presne vtedy, keď to sépii vyhovuje.

exactly when the squid wants it.

So first, we figured out how this bacterium does this,

Najskôr sme prišli na to, ako to baktéria robí,

but then we brought the tools of molecular biology to this

ale potom sme použili prostriedky molekulárnej biológie,

to figure out, really, what's the mechanism.

aby sme zistili presný mechanizmus.

And what we found -- so this is now supposed to be my bacterial cell --

A prišli sme na to, - toto je opäť moja bakteriálna bunka -

is that Vibrio fischeri has a protein.

že Vibrio fischeri má proteín -

That's the red box --

to je ten červený rámček - je to enzým, ktorý

it's an enzyme that makes that little hormone molecule,

produkuje tie malé molekuly hormónu - červené trojuholníčky.

the red triangle.

And then as the cells grow,

A ako bunky rastú, všetky uvoľňujú túto molekulu

they're all releasing that molecule into the environment,

do prostredia, takže je tam množstvo molekúl.

so there's lots of molecule there.

A baktérie majú tiež na povrchu svojej bunky receptor,

And the bacteria also have a receptor on their cell surface

that fits like a lock and key with that molecule.

ktorý pasuje s tou molekulou, ako kľúč do zámku.

These are just like the receptors on the surfaces of your cells.

Podobné receptory sú aj na vašich bunkách.

Keď sa počet molekúl zvýši na určité množstvo -

So when the molecule increases to a certain amount,

which says something about the number of cells,

ktoré vypovedá o počte buniek -

it locks down into that receptor

molekula sa naviaže na receptor

and information comes into the cells

a do bunky sa dostane informácia,

ktorá rozkáže bunkám spustiť

that tells the cells to turn on this collective behavior of making light.

toto kolektívne správanie produkujúce svetlo.

Why this is interesting is because in the past decade,

Zaujímavé to je preto, lebo za posledných desať rokov

we have found that this is not just some anomaly

sme zistili, že to nie je len nejaká anomália

of this ridiculous, glow-in-the-dark bacterium that lives in the ocean --

tejto smiešnej po-tme-svetielkujúcej baktérie, ktorá žije v oceáne -

všetky baktérie majú takýto systém.

all bacteria have systems like this.

So now what we understand is that all bacteria can talk to each other.

Čiže teraz vieme, že všetky baktérie vedia navzájom komunikovať.

They make chemical words, they recognize those words,

Vytvárajú chemické slová, rozoznávajú ich

and they turn on group behaviors

a aktivujú skupinové správanie,

that are only successful when all of the cells participate in unison.

ktoré je úspešné len vtedy, keď participujú všetky bunky naraz.

So now we have a fancy name for this: we call it "quorum sensing."

Máme pre to veľmi múdry názov, voláme to quorum sensing.

They vote with these chemical votes,

Hlasujú s týmito chemickými hlasmi,

the vote gets counted, and then everybody responds to the vote.

ich hlas sa započíta a potom naň všetci reagujú.

What's important for today's talk is we know there are hundreds of behaviors

Pre dnešnú prednášku je však dôležité,

že vieme o stovkách druhov kolektívneho správania,

that bacteria carry out in these collective fashions.

ktorými sa baktérie vyznačujú.

But the one that's probably the most important to you is virulence.

Ale asi jedným z najdôležitejších pre vás je virulencia.

Nefunguje to tak, že sa do vás dostane pár baktérií

It's not like a couple bacteria get in you and start secreting some toxins --

a začnú vylučovať nejaké toxíny -

you're enormous; that would have no effect on you, you're huge.

ste príliš veľkí, nemalo by to na vás žiadny vplyv. Ste obrovskí.

Teraz vieme, že v skutočnosti je to tak,

But what they do, we now understand,

is they get in you, they wait, they start growing,

že sa do vás dostanú, čakajú, začnú sa rozmnožovať,

they count themselves with these little molecules,

spočítajú sa pomocou týchto malých molekúl,

and they recognize when they have the right cell number

a spoznajú, kedy už majú ten správny počet buniek na to,

aby mohli úspešne prekonať obrovského hostiteľa,

that if all of the bacteria launch their virulence attack together,

they're going to be successful at overcoming an enormous host.

ak všetky baktérie spustia svoj toxický útok naraz.

So bacteria always control pathogenicity with quorum sensing.

Baktérie používajú na riadenie patogenity vždy quorum sensing.

Takto to funguje.

So that's how it works.

Potom sme sa tiež pozreli na to, čo sú tieto molekuly -

We also then went to look at what are these molecules.

These were the red triangles on my slides before.

boli to tie červené trojuholníčky z mojich predchádzajúcich snímkov.

This is the Vibrio fischeri molecule.

Toto je molekula Vibrio fischeri.

This is the word that it talks with.

Toto je slovo, ktorým komunikuje.

And then we started to look at other bacteria,

Takže, potom sme si začali všímať ostatné baktérie,

and these are just a smattering of the molecules that we've discovered.

a tieto sú len zlomkom molekúl, ktoré sme objavili.

Tu môžete vidieť, že

What I hope you can see is that the molecules are related.

molekuly sú spríbuznené.

The left-hand part of the molecule is identical

Ľavá strana molekuly je identická

in every single species of bacteria.

v každom jednom druhu baktérie.

But the right-hand part of the molecule is a little bit different

Pravá strana molekuly sa však líši v závislosti od druhu.

in every single species.

Toto dodáva ich jazyku špecifickosť

What that does is to confer exquisite species specificities to these languages.

jednotlivých druhov.

So each molecule fits into its partner receptor

Každá molekula pasuje do receptora svojho partnera a nikde inde.

and no other.

Takže toto sú súkromné, tajné konverzácie.

So these are private, secret conversations.

These conversations are for intraspecies communication.

Tieto konverzácie sú pre vnútrodruhovú komunikáciu.

Each bacteria uses a particular molecule that's its language

Každá baktéria používa určitú molekulu ako svoj jazyk,

that allows it to count its own siblings.

aby mohla spočítať vlastných súrodencov.

Keď sme sa dostali až sem, mysleli sme si,

Once we got that far,

we thought we were starting to understand that bacteria have these social behaviors.

že sme začali chápať, že baktérie majú toto sociálne správanie.

Lenže v skutočnosti sme mysleli na to, že väčinou baktérie

But what we were really thinking about is that most of the time,

nežijú osamotené, žijú v neskutočných zmesiach

bacteria don't live by themselves, they live in incredible mixtures,

so stovkami alebo tisíckami iných druhov baktérií.

with hundreds or thousands of other species of bacteria.

And that's depicted on this slide.

A to znázorňuje tento snímok. Toto je vaša pokožka.

This is your skin.

So this is just a picture -- a micrograph of your skin.

Takže toto je len fotografia - mikrosnímok vašej kože.

Anywhere on your body, it looks pretty much like this.

Akákoľvek časť vášho tela vyzerá zhruba takto.

A tu môžete vidieť všetky tie rozličné druhy baktérii, ktoré na nej sú.

What I hope you can see

is that there's all kinds of bacteria there.

And so we started to think, if this really is about communication in bacteria,

A tak sme si pomysleli, ak je to naozaj o komunikácii baktérií

and it's about counting your neighbors,

a o počítaní vašich susedov,

it's not enough to be able to only talk within your species.

nestačí iba vedieť komunikovať v rámci svojho druhu.

Musí existovať aj spôsob, ako sčítať

There has to be a way to take a census

zvyšok baktérií v populácií.

of the rest of the bacteria in the population.

Takže sme sa vrátili k molekulárnej biológií

So we went back to molecular biology

a začali sme študovať rôzne baktérie

and started studying different bacteria.

a zistili sme, že

And what we've found now is that, in fact, bacteria are multilingual.

v skutočnosti baktérie ovládajú viacero jazykov.

Všetky majú systémy špecifické pre ten ktorý druh -

They all have a species-specific system,

majú molekulu, ktorá vraví "ja".

they have a molecule that says "me."

But then running in parallel to that is a second system

Ale zároveň majú aj druhý systém, ktorý sme objavili,

that we've discovered, that's generic.

paralelný s prvým, ktorý je všeobecný.

So they have a second enzyme that makes a second signal,

Takže, majú druhý enzým, ktorý vydáva druhý signál,

and it has its own receptor,

ktorý má vlastný receptor.

and this molecule is the trade language of bacteria.

A táto molekula je obchodným jazykom baktérií.

Používajú ju všetky rôzne baktérie

It's used by all different bacteria,

a je to jazyk medzidruhovej komunikácie.

and it's the language of interspecies communication.

What happens is that bacteria are able to count

Čiže baktérie sú schopné spočítať

počet baktérií "ja" a počet baktérií "oni".

how many of "me" and how many of "you."

And they take that information inside,

Zoberú si túto informáciu

and they decide what tasks to carry out

a rozhodnú sa, akú akciu vykonajú

podľa toho, kto je v menšine a kto vo väčšine

depending on who's in the minority and who's in the majority

of any given population.

v akejkoľvek danej populácií.

Then, again, we turned to chemistry,

Potom sme sa opäť obrátili na chémiu

and we figured out what this generic molecule is --

a zistili sme, čo táto generická molekula vlastne je -

that was the pink ovals on my last slide, this is it.

to boli tie ružové ovály na mojej poslednej snímke, toto je ono.

It's a very small, five-carbon molecule.

Je to veľmi malá molekula s piatimi atómami uhlíka.

Ale čo je dôležité, zistili sme, že

And what the important thing is that we learned

is that every bacterium has exactly the same enzyme

každá baktéria má presne ten istý enzým

and makes exactly the same molecule.

a produkuje úplne rovnakú molekulu.

So they're all using this molecule for interspecies communication.

Takže všetky používajú túto molekulu

na medzidruhovú komunikáciu.

This is the bacterial Esperanto.

Je to niečo ako bakteriálne esperanto.

(Laughter)

(Smiech)

So once we got that far,

Keď sme sa dostali až sem, začali sme

we started to learn that bacteria can talk to each other

si uvedomovať, že baktérie spolu komunikujú pomocou tohto chemického jazyka.

with this chemical language.

Ale začali sme uvažovať, že možno by sa s tým dalo

But we started to think

that maybe there is something practical that we can do here as well.

urobiť niečo užitočné.

Už som spomínala, že baktérie majú toto sociálne správanie,

I've told you that bacteria have all these social behaviors,

že komunikujú s týmito molekulami.

that they communicate with these molecules.

Of course, I've also told you that one of the important things they do

A samozrejme, spomínala som, že jednou z dôležitých vecí, čo robia,

je spúšťanie patogenity pomocou quorum sensing.

is to initiate pathogenicity using quorum sensing.

A tak sme si pomysleli, čo ak by sme spôsobili, že

So we thought:

What if we made these bacteria so they can't talk or they can't hear?

tieto baktérie onemejú alebo ohluchnú?

Nemohlo by to byť novým druhom antibiotík?

Couldn't these be new kinds of antibiotics?

And of course, you've just heard and you already know

Isteže, práve ste počuli a už viete,

že nám dochádzajú antibiotiká.

that we're running out of antibiotics.

Baktérie sú v súčasnosti neuveriteľne odolné voči mnohým liekom,

Bacteria are incredibly multi-drug-resistant right now,

and that's because all of the antibiotics that we use kill bacteria.

a to preto, že všetky antibiotiká, ktoré používame, zabíjajú baktérie.

They either pop the bacterial membrane,

Prerušia bakteriálnu membránu,

they make the bacterium so it can't replicate its DNA.

a spôsobia, že baktéria nemôže skopírovať svoju DNA.

We kill bacteria with traditional antibiotics,

Zabíjame baktérie tradičnými antibiotikami

and that selects for resistant mutants.

a to má za následok odolné mutácie.

And so now, of course, we have this global problem

Takže teraz tu máme tento globálny problém

in infectious diseases.

v infekčných chorobách.

So we thought, what if we could sort of do behavior modifications,

A tak sme pomysleli, keby sme len mohli nejako zmeniť ich správanie

just make these bacteria so they can't talk, they can't count,

tak, aby tieto baktérie nemohli komunikovať, nemohli počítať

a nevedeli, ako spustiť virulentnosť.

and they don't know to launch virulence?

So that's exactly what we've done,

A presne to sme urobili a použili sme pri tom dve stratégie.

and we've sort of taken two strategies.

V prvej sme sa zamerali na

The first one is, we've targeted the intraspecies communication system.

systém vnútrodruhovej komunikácie.

So we made molecules that look kind of like the real molecules, which you saw,

Takže sme vyrobili molekuly, ktoré vyzerajú trochu ako skutočné molekuly,

ktoré ste videli - ale sú trošku iné.

but they're a little bit different.

Takže sa naviažu na tie receptory,

And so they lock into those receptors,

a tým znemožnia rozpoznanie skutočných baktérií.

and they jam recognition of the real thing.

So by targeting the red system,

Zameraním sa na červený systém

what we are able to do is make species-specific, or disease-specific,

vieme vytvoriť molekuly, ktoré blokujú

quorum sensing pre konkrétne druhy či choroby.

anti-quorum-sensing molecules.

We've also done the same thing with the pink system.

Toto isté sme urobili aj s ružovým systémom.

We've taken that universal molecule and turned it around a little bit

Zobrali sme túto univerzálnu molekulu a trošku sme ju poprevracali,

so that we've made antagonists of the interspecies communication system.

takže sme vytvorili opozíciu pre

systém medzidruhovej komunikácie.

Dúfame, že by sa tieto molekuly mohli použiť pri širokom spektre antibiotík

The hope is that these will be used as broad-spectrum antibiotics

that work against all bacteria.

ktoré by fungovali proti všetkým baktériám.

And so to finish, I'll show you the strategy.

Na záver vám tú stratégiu ukážem.

In this one, I'm just using the interspecies molecule,

Konkrétne v tejto používam len medzidruhovú molekulu,

but the logic is exactly the same.

ale princíp je úplne rovnaký.

So what you know is that when that bacterium gets into the animal --

Už viete, že keď sa baktéria dostane do zvieraťa,

v tomto prípade do myši,

in this case, a mouse --

it doesn't initiate virulence right away.

nezačne byť virulentná hneď.

It gets in, it starts growing,

Dostane sa dovnútra, začne rásť, začne vylučovať

it starts secreting its quorum-sensing molecules.

svoje molekuly pre quorum sensing.

It recognizes when it has enough bacteria

Rozpozná, kedy už má dostatok baktérií

that now they're going to launch their attack,

a až potom zaháji útok

a zviera zomiera.

and the animal dies.

And so what we've been able to do is to give these virulent infections,

Teraz ich môžme naočkovať týmito virulentnými infekciami,

but we give them in conjunction with our anti-quorum-sensing molecules.

ale v kombinácii s našimi molekulami blokujúcimi quorum sensing -

So these are molecules that look kind of like the real thing,

to sú tie, ktoré vyzerajú skoro ako skutočné molekuly,

len sú trochu iné, čo som znázornila na tejto snímke.

but they're a little different, which I've depicted on this slide.

A teraz už vieme, že ak zvieraťu podáme

What we now know is that if we treat the animal with a pathogenic bacterium --

patogenickú baktériu - odolnú voči viacerým liekom -

a multi-drug-resistant pathogenic bacterium --

in the same time we give our anti-quorum-sensing molecule,

a zároveň mu podáme naše molekuly blokujúce quorum sensing,

in fact, the animal lives.

výsledok je, že zviera prežije.

And so we think that this is the next generation of antibiotics,

Myslíme si, že toto je nová generácia antibiotík

and it's going to get us around, at least initially,

a je to minimálne prvý krok k vyriešeniu

this big problem of resistance.

tohto veľkého problému odolnosti.

What I hope you think is that bacteria can talk to each other,

Takže teraz viete, že baktérie spolu vedia hovoriť,

ako slová používajú chemické látky,

they use chemicals as their words,

they have an incredibly complicated chemical lexicon

majú neskutočne komplikovanú chemickú slovnú zásobu,

that we're just now starting to learn about.

ktorú len začíname spoznávať.

Toto samozrejme umožňuje baktériám

Of course, what that allows bacteria to do is to be multicellular.

stať sa mnohobunkovými.

So in the spirit of TED,

Takže v duchu TEDu robia všetko spoločne,

they're doing things together because it makes a difference.

pretože to má pre ne význam.

Čiže baktérie majú toto kolektívne správanie

What happens is that bacteria have these collective behaviors,

and they can carry out tasks

a dokážu vykonať veci,

that they could never accomplish if they simply acted as individuals.

ktorých by nikdy neboli schopné,

ak by konali jednotlivo.

What I would hope that I could further argue to you

Ďalej by som vám rada povedala,

že toto je objav mnohobunkovosti.

is that this is the invention of multicellularity.

Bacteria have been on the earth for billions of years;

Baktérie sú na Zemi už miliardy rokov.

humans, couple hundred thousand.

Ľudia - pár stoviek tisíc.

So we think bacteria made the rules for how multicellular organization works.

Myslíme si, že baktérie nastavili pravidlá,

ktoré riadia fungovanie mnohobunkových organizmov.

Myslíme si, že štúdiom baktérií

And we think by studying bacteria,

we're going to be able to have insight about multicellularity in the human body.

budeme schopní pochopiť mnohobunkovosť v ľudskom tele.

So we know that the principles and the rules,

Vieme, že ak sa nám podarí prísť na princípy

if we can figure them out in these sort of primitive organisms,

a pravidlá v týchto takpovediac primitívnych organizmoch,

môžeme dúfať, že budú platiť aj pre

the hope is that they will be applied

ostatné ľudské choroby a ľudské správanie.

to other human diseases and human behaviors as well.

Dúfam, že ste sa naučili, že

I hope that what you've learned

is that bacteria can distinguish self from other.

baktérie vedia rozoznať seba od iných.

So by using these two molecules,

Použitím týchto dvoch molekúl vedia povedať "ja" a vedia povedať "oni".

they can say "me" and they can say "you."

A samozrejme, toto robíme aj my,

And again, of course, that's what we do,

tak na molekulárnej úrovni,

both in a molecular way, and also in an outward way,

ako aj na vonkajšej rovine,

but I think about the molecular stuff.

ale teraz mám na mysli molekuly.

This is exactly what happens in your body.

Presne toto sa deje vo vašom tele.

It's not like your heart cells and kidney cells get all mixed up every day,

Vaše srdcové bunky sa nemiešajú s vašimi obličkovými bunkami,

a to práve vďaka celej tejto chémii,

and that's because there's all of this chemistry going on,

these molecules that say who each of these groups of cells is

vďaka molekulám, ktoré určia ktorá skupina buniek je ktorá

a aká je ich úloha.

and what their tasks should be.

So again, we think bacteria invented that,

Opakujem, myslíme si, že toto vynašli baktérie,

vy ste si len vyvinuli pár luxusných doplnkov navyše,

and you've just evolved a few more bells and whistles,

but all of the ideas are in these simple systems that we can study.

ale hlavné myšlienky sú zakotvené v týchto jednoduchých systémoch, ktoré môžeme pozorovať.

And the final thing is, just to reiterate that there's this practical part,

A nakoniec, aby som znovu zopakovala praktický úžitok,

and so we've made these anti-quorum-sensing molecules

sme vyrobili tieto molekuly blokujúce quorum sensing,

that are being developed as new kinds of therapeutics.

ktoré sa práve vyvíjajú ako nové druhy terapeutík.

But then, to finish with a plug for all the good and miraculous bacteria

Ale potom, aby som na koniec vzdala hold všetkých dobrým a zázračným

that live on the earth,

baktériám na Zemi,

we've also made pro-quorum-sensing molecules.

sme vyrobili aj molekuly podporujúce quorum sensing.

So we've targeted those systems to make the molecules work better.

Takže sme sa zamerali na tie systémy, ktoré vylepšujú fungovanie molekúl.

Spomeňte si, že máte na sebe či v sebe desaťkrát viac baktériových

So remember, you have these 10 times or more bacterial cells

in you or on you, keeping you healthy.

molekúl, ktoré chránia vaše zdravie.

What we're also trying to do is to beef up the conversation

Tiež sa snažíme podporovať komunikáciu baktérií,

ktoré s vami žijú vo vzájomnom spolužití,

of the bacteria that live as mutualists with you,

in the hopes of making you more healthy,

a dúfame, že to vylepší váš zdravotný stav.

Zlepšením tejto komunikácie budú

making those conversations better,

so bacteria can do things that we want them to do

baktérie schopné robiť veci, ktoré od nich chceme

better than they would be on their own.

lepšie, ako keby na to boli samy.

Finally, I wanted to show you --

A nakoniec som vám chcela ukázať

this is my gang at Princeton, New Jersey.

môj tím z Princetonu, v New Jersey.

Všetko, o čom som vám hovorila, bolo objavené niekým na tejto fotke.

Everything I told you about was discovered by someone in that picture.

A keď sa niečo učíte,

And I hope when you learn things, like about how the natural world works --

napríklad to, ako funguje svet prírody -

I just want to say that whenever you read something in the newspaper

chcem len povedať, že kedykoľvek niečo čítate v novinách,

or you hear some talk about something ridiculous in the natural world,

alebo počujete prednášku o niečom absurdnom zo sveta prírody,

objavilo to dieťa.

it was done by a child.

So science is done by that demographic.

Vedu robí táto veková skupina.

Všetci títo ľudia majú od 20 do 30 rokov.

All of those people are between 20 and 30 years old,

and they are the engine that drives scientific discovery in this country.

a sú hnacími motormi vedeckých objavov v tejto krajine.

Je naozajstným šťastím pracovať s touto vekovou kategóriou.

And it's a really lucky demographic to work with.

(Applause)

Ja som stále staršia a staršia, ale oni sú vždy rovnako starí,

I keep getting older and older, and they're always the same age.

a je to šialene príjemné zamestnanie.

And it's just a crazy, delightful job.

And I want to thank you for inviting me here,

Chcem sa vám poďakovať za pozvanie sem.

it's a big treat for me to get to come to this conference.

Je pre mňa veľkou cťou byť na tejto konferencii.

(Applause)

(Potlesk)

Thanks.

Ďakujem.

(Applause)

(Potlesk)