The next software revolution: programming biological cells | Sara-Jane Dunn

165,705 views ・ 2019-11-26

TED


Videoyu oynatmak için lütfen aşağıdaki İngilizce altyazılara çift tıklayınız.

Çeviri: Cihan Ekmekçi Gözden geçirme: Figen Ergürbüz
00:12
The second half of the last century was completely defined
0
12750
4509
Geçtiğimiz yüzyılın ikinci yarısı tam anlamıyla
00:17
by a technological revolution:
1
17283
1999
teknolojik bir devrim ile tanımlanmıştı:
00:19
the software revolution.
2
19306
1435
Yazılım devrimi.
00:21
The ability to program electrons on a material called silicon
3
21313
4808
Silikon olarak adlandırılan maddenin üzerinde elektronları programlama becerisi
00:26
made possible technologies, companies and industries
4
26145
3073
bize hayal edemeyeceğimiz
00:29
that were at one point unimaginable to many of us,
5
29242
3977
ama esasında dünyanın çalışma şeklini değiştiren
00:33
but which have now fundamentally changed the way the world works.
6
33243
3915
teknolojileri, şirketleri ve sanayileri mümkün kıldı.
00:38
The first half of this century, though,
7
38158
1921
Bu yüzyılın ilk yarısı ise
00:40
is going to be transformed by a new software revolution:
8
40103
3978
yeni bir yazılım devrimi ile şekillenecek:
00:44
the living software revolution.
9
44105
2435
canlı yazılım devrimi.
00:46
And this will be powered by the ability to program biochemistry
10
46921
4050
Bu devrim, biyokimyayı programlama becerisiyle desteklenecek
00:50
on a material called biology.
11
50995
2295
ve de biyoloji dediğimiz materyal üzerinde.
00:53
And doing so will enable us to harness the properties of biology
12
53314
4141
Biyolojinin özelliklerinden yararlanarak
00:57
to generate new kinds of therapies,
13
57479
2656
yeni terapiler geliştirme,
01:00
to repair damaged tissue,
14
60159
1868
hasarlı dokuları onarma,
01:02
to reprogram faulty cells
15
62051
2725
hatalı hücreleri yaniden programlama
01:04
or even build programmable operating systems out of biochemistry.
16
64800
4554
ve biyokimya ile programlanabilir işletim sistemleri yapılabilecek.
01:10
If we can realize this -- and we do need to realize it --
17
70420
3573
Eğer bunu gerçekleştirebilirsek -- ki gerçekleştirmeliyiz --
01:14
its impact will be so enormous
18
74017
2162
etkileri o kadar büyük olacak ki
01:16
that it will make the first software revolution pale in comparison.
19
76203
3877
ilk yazılım devrimi buna kıyasla sönük kalacak.
01:20
And that's because living software would transform the entirety of medicine,
20
80104
4234
Çünkü canlı yazılımlar
tüm tıbbı, tarımı ve enerjiyi kökten değiştirecek.
01:24
agriculture and energy,
21
84362
1559
01:25
and these are sectors that dwarf those dominated by IT.
22
85945
3828
Bu sektörler, bilgi teknolojisinin domine ettiklerinden çok daha büyük.
01:30
Imagine programmable plants that fix nitrogen more effectively
23
90812
4174
Azotu daha verimli bağlayan, zararlı patojenlere daha çok direnen,
01:35
or resist emerging fungal pathogens,
24
95010
2905
tek yıllık değil
01:37
or even programming crops to be perennial rather than annual
25
97939
3537
çok yıllık olması için programlanan bitkiler hayal edin.
01:41
so you could double your crop yields each year.
26
101500
2268
Her yıl mahsulünüzü ikiye katlayabilirsiniz.
01:43
That would transform agriculture
27
103792
2098
Bu tarımı kökten değiştirip
01:45
and how we'll keep our growing and global population fed.
28
105914
4104
büyüyen dünya nüfusunun beslenme sorununu çözebilir.
01:50
Or imagine programmable immunity,
29
110794
2262
Programlanabilir bağışıklık sistemi olsa,
01:53
designing and harnessing molecular devices that guide your immune system
30
113080
4238
molekül seviyesinde araçlar tasarlayarak bağışıklık sistemine yol gösterse
01:57
to detect, eradicate or even prevent disease.
31
117342
3830
hastalıkları saptayıp yok etse hatta önleyebilse.
02:01
This would transform medicine
32
121196
1571
Tıp bilimi baştan yazılır,
02:02
and how we'll keep our growing and aging population healthy.
33
122791
3489
büyüyen ve yaşlanan nüfusumuzun nasıl sağlıklı kalacağına cevap olurdu.
02:07
We already have many of the tools that will make living software a reality.
34
127501
4203
Halihazırda canlı yazılımları gerçeğe dönüştürecek birçok araca sahibiz.
02:11
We can precisely edit genes with CRISPR.
35
131728
2347
CRISPR ile tam olarak genleri değiştirebiliyoruz.
02:14
We can rewrite the genetic code one base at a time.
36
134099
3083
Bazları teker teker kullanarak genetik kodu yeniden yazabiliyoruz.
02:17
We can even build functioning synthetic circuits out of DNA.
37
137206
4436
DNA'dan çalışan, sentetik devreler bile yapabiliyoruz.
02:22
But figuring out how and when to wield these tools
38
142428
2469
Ancak bu teknolojileri ne zaman ve nasıl kullanacağımız
02:24
is still a process of trial and error.
39
144921
2422
hâlâ deneme yanılma sürecinde.
02:27
It needs deep expertise, years of specialization.
40
147367
3660
Yıllar süren derin bir uzmanlık gerektiriyor.
02:31
And experimental protocols are difficult to discover
41
151051
3037
Deneysel protokolleri keşfetmek zor,
02:34
and all too often, difficult to reproduce.
42
154112
2582
genellikle tekrarlaması da zordur.
02:37
And, you know, we have a tendency in biology to focus a lot on the parts,
43
157256
4473
Biyolojide uzuvlara odaklanmak gibi bir eğilimimiz var.
02:41
but we all know that something like flying wouldn't be understood
44
161753
3133
Yine biliyoruz ki, uçmak sadece
02:44
by only studying feathers.
45
164910
1339
tüyleri incelemekle anlaşılamaz.
02:46
So programming biology is not yet as simple as programming your computer.
46
166846
4521
Biyoloji bilgisayar gibi kolay programlanmıyor.
02:51
And then to make matters worse,
47
171391
1678
Bu da yetmezmiş gibi
02:53
living systems largely bear no resemblance to the engineered systems
48
173093
4010
canlı sistemler her gün programladığımız mekanik sistemlere
02:57
that you and I program every day.
49
177127
2096
neredeyse hiç benzemezler.
02:59
In contrast to engineered systems, living systems self-generate,
50
179691
4111
Yapay sistemlerin aksine yaşayan sistemler kendi kendine ürer,
03:03
they self-organize,
51
183826
1471
kendi kendine düzenlenir,
03:05
they operate at molecular scales.
52
185321
1687
moleküler düzeyde çalışırlar.
03:07
And these molecular-level interactions
53
187032
2136
Bu moleküler etkileşimler
03:09
lead generally to robust macro-scale output.
54
189192
3018
genellikle makro seviyede sonuçlar meydane getirirler.
03:12
They can even self-repair.
55
192234
2720
Kendi kendilerini onarabilirler bile.
03:16
Consider, for example, the humble household plant,
56
196256
2994
Örneğin basit bir ev bitkisini düşünelim,
03:19
like that one sat on your mantelpiece at home
57
199274
2187
sürekli sulamayı unuttuğunuz
03:21
that you keep forgetting to water.
58
201485
1787
şöminenin önündeki bitkiyi mesela.
03:23
Every day, despite your neglect, that plant has to wake up
59
203749
3615
İhmal de etseniz o bitki her sabah uyanır
03:27
and figure out how to allocate its resources.
60
207388
2747
ve kaynaklarını nasıl böleceğini hesaplar.
03:30
Will it grow, photosynthesize, produce seeds, or flower?
61
210159
3571
Büyüyecek mi, fotosentez mi yapacak, tohum mu üretecek yoksa çiçeklenecek mi?
03:33
And that's a decision that has to be made at the level of the whole organism.
62
213754
3939
Bu tüm organizmanın vermesi gereken bir karar.
03:37
But a plant doesn't have a brain to figure all of that out.
63
217717
3481
Fakat bitkinin bu kararı verecek bir beyni yok.
03:41
It has to make do with the cells on its leaves.
64
221222
2717
Bunu yapraklarındaki hücrelerle yapmalı.
03:43
They have to respond to the environment
65
223963
1903
Çevreye tepki vermeli,
03:45
and make the decisions that affect the whole plant.
66
225890
2649
tüm bitkiyi etkileyecek kararlar almalı.
03:48
So somehow there must be a program running inside these cells,
67
228563
3988
Bir şekilde hücrelerin içinde işleyen,
03:52
a program that responds to input signals and cues
68
232575
2727
etkilere tepki veren ve hücrenin ne yapacağını belirleyen
03:55
and shapes what that cell will do.
69
235326
1940
bir program olmalı.
03:57
And then those programs must operate in a distributed way
70
237679
3247
Bu programlar farklı hücreler arasında
dağıtımlı bir şekilde çalışabiliyor olmalılar,
04:00
across individual cells,
71
240950
1337
04:02
so that they can coordinate and that plant can grow and flourish.
72
242311
4123
böylece koordinasyon sağlansın ve bitki büyüyüp gelişebilsin.
04:07
If we could understand these biological programs,
73
247675
3316
Bu biyolojik programları anlayabilirsek,
04:11
if we could understand biological computation,
74
251015
3122
biyolojik hesapları anlayabilirsek,
04:14
it would transform our ability to understand how and why
75
254161
3937
hücrelerin neyi neden ve nasıl yaptıklarını
04:18
cells do what they do.
76
258122
1546
daha iyi anlayabilirdik.
04:20
Because, if we understood these programs,
77
260152
1987
Eğer bu programları anlarsak
04:22
we could debug them when things go wrong.
78
262163
2133
yanlış giden süreçlere müdahale edebiliriz.
04:24
Or we could learn from them how to design the kind of synthetic circuits
79
264320
4193
Onlardan nasıl sentetik devreler üreteceğimizi öğrenir,
04:28
that truly exploit the computational power of biochemistry.
80
268537
4474
biyokimyanın hesaplama gücünü kendimiz için kullanırız.
04:34
My passion about this idea led me to a career in research
81
274407
3018
Bu fikre olan tutkum beni matematik, bilgisayar
04:37
at the interface of maths, computer science and biology.
82
277449
3631
ve biyolojinin kesiştiği bir kariyere sürükledi.
04:41
And in my work, I focus on the concept of biology as computation.
83
281104
4726
Çalışmalarımda biyolojiye bir hesaplama aracı olarak yaklaştım.
04:46
And that means asking what do cells compute,
84
286334
3142
Hücreler neyi hesaplıyor,
04:49
and how can we uncover these biological programs?
85
289500
3517
biz bu biyolojik programları nasıl ortaya çıkarırız diye düşündüm.
04:53
And I started to ask these questions together with some brilliant collaborators
86
293760
3757
Bu soruları Microsoft Research ve Cambridge Üniversitesi'nde
04:57
at Microsoft Research and the University of Cambridge,
87
297541
2571
harika katılımcılarla birlikte tartışmaya başladık.
05:00
where together we wanted to understand
88
300136
2283
Birlikte özel bir hücre tipinin içinde çalışan
05:02
the biological program running inside a unique type of cell:
89
302443
4177
biyolojik programı anlamaya çalıştık:
05:06
an embryonic stem cell.
90
306644
1894
embriyonik kök hücre.
05:09
These cells are unique because they're totally naïve.
91
309136
3160
Bu eşsiz hücreler tamamıyla saftırlar.
05:12
They can become anything they want:
92
312320
2168
İstedikleri her şeye dönüşebilirler:
05:14
a brain cell, a heart cell, a bone cell, a lung cell,
93
314512
2565
beyin hücresi, kalp, kemik, akciğer hücresi,
05:17
any adult cell type.
94
317101
1897
herhangi bir yetişkin hücre tipi.
05:19
This naïvety, it sets them apart,
95
319022
1677
Bu saflık onları farklı kılarken
05:20
but it also ignited the imagination of the scientific community,
96
320723
3001
bilim çevrelerinin ilgisini ateşliyor.
05:23
who realized, if we could tap into that potential,
97
323748
3263
Eğer bu potansiyelden faydalanabilirsek
05:27
we would have a powerful tool for medicine.
98
327035
2351
elimizde çok güçlü bir tıbbi araç olurdu.
05:29
If we could figure out how these cells make the decision
99
329917
2621
Eğer bu hücrelerin hangi hücre tipine dönüşeceğine
05:32
to become one cell type or another,
100
332562
2131
nasıl karar verdiğini anlarsak
05:34
we might be able to harness them
101
334717
1690
hasta ve hasarlı dokuları onarmak için
05:36
to generate cells that we need to repair diseased or damaged tissue.
102
336431
4553
gereken hücreleri üretebiliriz.
05:41
But realizing that vision is not without its challenges,
103
341794
2930
Ama bu vizyonu gerçekleştirmenin zorlukları var.
05:44
not least because these particular cells,
104
344748
2764
Bunun önemli bir sebebi,
05:47
they emerge just six days after conception.
105
347536
2829
bu özel hücrelerin hamilelikten altı gün sonra oluşması.
05:50
And then within a day or so, they're gone.
106
350826
2055
Yaklaşık bir günde de ortadan kaybolurlar.
05:52
They have set off down the different paths
107
352905
2057
Her biri kendi yoluna gider,
05:54
that form all the structures and organs of your adult body.
108
354986
3050
yetişkin gövdenin değişik yapı ve organlarını yaparlar.
05:59
But it turns out that cell fates are a lot more plastic
109
359770
3079
Ama bu hücrelerin kaderleri
06:02
than we might have imagined.
110
362873
1413
sandığımızdan daha esnek.
06:04
About 13 years ago, some scientists showed something truly revolutionary.
111
364310
4321
On üç yıl kadar önce bilim insanları çığır açan bir şey gösterdiler.
06:09
By inserting just a handful of genes into an adult cell,
112
369393
4346
Yetişkin bir hücreye bir avuç gen sokarak,
06:13
like one of your skin cells,
113
373763
1764
deri hücreleriniz gibi,
06:15
you can transform that cell back to the naïve state.
114
375551
3959
o hücreyi saf duruma geri getirebiliyorsunuz.
06:19
And it's a process that's actually known as "reprogramming,"
115
379534
3175
Bu süreç "yeniden programlama" olarak biliniyor.
06:22
and it allows us to imagine a kind of stem cell utopia,
116
382733
3359
Bir kök hücre ütopyası düşünün.
06:26
the ability to take a sample of a patient's own cells,
117
386116
3641
Hastanın kendi hücrelerinden bir örnek alın,
06:29
transform them back to the naïve state
118
389781
2360
saf duruma dönüştürün
06:32
and use those cells to make whatever that patient might need,
119
392165
3130
ve bu hücreleri, hastanın neye ihtiyacı varsa onu yapmak için kullanın.
06:35
whether it's brain cells or heart cells.
120
395319
2075
beyin veya kalp hücresi.
06:38
But over the last decade or so,
121
398541
1765
Ama yaklaşık son 10 yılda
06:40
figuring out how to change cell fate,
122
400330
3044
hücre kaderini değiştirmek
06:43
it's still a process of trial and error.
123
403398
2152
hâlâ deneme yanılma işi.
06:45
Even in cases where we've uncovered successful experimental protocols,
124
405911
4508
Başarılı deneysel yöntemler bulsak da
06:50
they're still inefficient,
125
410443
1467
hâlâ etkin olmaktan uzaklar.
06:51
and we lack a fundamental understanding of how and why they work.
126
411934
4238
Nasıl ve neden çalıştıklarını hâlâ bilmiyoruz.
06:56
If you figured out how to change a stem cell into a heart cell,
127
416650
3005
Kök hücreyi kalp hücresine dönüştürmeyi başarsanız bile
06:59
that hasn't got any way of telling you how to change a stem cell
128
419679
3089
bunu nasıl beyin hücresi yapacağınızı
07:02
into a brain cell.
129
422792
1201
hâlâ bilemiyorsunuz.
07:04
So we wanted to understand the biological program
130
424633
2931
Embriyonik kök hücrede çalışan
07:07
running inside an embryonic stem cell,
131
427588
2447
biyolojik programı anlamak istedik.
07:10
and understanding the computation performed by a living system
132
430059
3506
Yaşayan sistemlerin yaptığı hesaplamaları anlamak,
07:13
starts with asking a devastatingly simple question:
133
433589
4253
çok basit bir soru sorarak başlıyor.
07:17
What is it that system actually has to do?
134
437866
3356
Bu sistem ne yapmaya çalışıyor?
07:21
Now, computer science actually has a set of strategies
135
441838
2850
Bilgisayar biliminde yazılım ve donanımın
07:24
for dealing with what it is the software and hardware are meant to do.
136
444712
3827
ne yapması gerektiğini söyleyen bazı stratejiler var.
07:28
When you write a program, you code a piece of software,
137
448563
2660
Program yazarken yazılımı kodlarsınız,
07:31
you want that software to run correctly.
138
451247
2000
doğru çalışmasını istersiniz.
07:33
You want performance, functionality.
139
453271
1790
Performans ve işlevsellik istersiniz.
07:35
You want to prevent bugs.
140
455085
1217
Hataları önlemek istersiniz.
07:36
They can cost you a lot.
141
456326
1308
Bunların maliyeti çok olabilir.
07:38
So when a developer writes a program,
142
458168
1842
Bir program yazarken
07:40
they could write down a set of specifications.
143
460034
2270
Bazı spesifikasyonlar yazarsınız.
07:42
These are what your program should do.
144
462328
1871
Programın ne işe yarayacağı hakkında.
07:44
Maybe it should compare the size of two numbers
145
464223
2268
İki sayıyı karşılaştırmak gibi
07:46
or order numbers by increasing size.
146
466515
1792
veya küçükten büyüğe sıralamak.
07:49
Technology exists that allows us automatically to check
147
469037
4695
Spesifikasyonların sağlandığına dair
07:53
whether our specifications are satisfied,
148
473756
2378
otomatik kontrol yapan teknoloji mevcut.
07:56
whether that program does what it should do.
149
476158
2633
Program amacına hizmet edip etmediğini ölçüyor.
07:59
And so our idea was that in the same way,
150
479266
2856
Biz de bu şekilde düşündük.
08:02
experimental observations, things we measure in the lab,
151
482146
3068
Deneysel gözlemler, laboratuvarda ölçtüklerimiz,
08:05
they correspond to specifications of what the biological program should do.
152
485238
5033
biyolojik programın yapması gerekenlere karşılık gelir.
08:10
So we just needed to figure out a way
153
490769
1876
Yani bu yeni spesifikasyonu kodlayacak
08:12
to encode this new type of specification.
154
492669
3183
bir yol bulmak zorundayız.
08:16
So let's say you've been busy in the lab and you've been measuring your genes
155
496594
3654
Diyelim bir süredir laboratuvarda genlerinizi ölçüyorsunuz
08:20
and you've found that if Gene A is active,
156
500272
2436
ve A geninin aktif olduğunu buluyorsunuz.
08:22
then Gene B or Gene C seems to be active.
157
502732
3388
Sonra B ve C genleri de aktif gibi görünüyorlar.
08:26
We can write that observation down as a mathematical expression
158
506678
3582
Bu gözlemi, matematiksel bir denklem olarak yazabiliriz.
08:30
if we can use the language of logic:
159
510284
2373
Mantık dilini kullanacak olursak,
08:33
If A, then B or C.
160
513125
2328
Eğer A doğru ise, o zaman B veya C de doğrudur.
08:36
Now, this is a very simple example, OK.
161
516242
2454
Bu çok basit bir örnek oldu.
08:38
It's just to illustrate the point.
162
518720
1743
Sadece bir noktayı açıklamak için.
08:40
We can encode truly rich expressions
163
520487
2924
Çok zengin ifadeler de kodlayabiliriz.
08:43
that actually capture the behavior of multiple genes or proteins over time
164
523435
4153
Değişik deneylerle çok sayıda gen
08:47
across multiple different experiments.
165
527612
2536
ve proteinin davranışlarını yakalayabiliriz.
08:50
And so by translating our observations
166
530521
2626
Böylece gözlemlerimizi
08:53
into mathematical expression in this way,
167
533171
1993
matematiksel ifadelere dönüştürerek
08:55
it becomes possible to test whether or not those observations can emerge
168
535188
5098
bu gözlemlerin genetik etkileşimlerden
09:00
from a program of genetic interactions.
169
540310
3054
ortaya çıkıp çıkamayacaklarını test edebiliriz.
09:04
And we developed a tool to do just this.
170
544063
2556
Tam da bunu yapacak bir araç geliştirdik.
09:06
We were able to use this tool to encode observations
171
546643
2882
Bu araçla gözlemlerimizi matematik ifadelere dönüştürebildik.
09:09
as mathematical expressions,
172
549549
1407
09:10
and then that tool would allow us to uncover the genetic program
173
550980
3610
Sonra araç bize her şeyi açıklayabilecek genetik programı ortaya çıkardı.
09:14
that could explain them all.
174
554614
1538
09:17
And we then apply this approach
175
557481
2280
Bu yaklaşımı kullanarak
09:19
to uncover the genetic program running inside embryonic stem cells
176
559785
4083
embriyo kök hücrelerinde çalışan genetik programı bulup
09:23
to see if we could understand how to induce that naïve state.
177
563892
4189
nasıl saf duruma döndürebileceğimizi anlayabiliriz.
09:28
And this tool was actually built
178
568105
1952
Bu aracı yaparken
09:30
on a solver that's deployed routinely around the world
179
570081
2652
dünyanın her tarafında yazılım denetleme için kullanılan
09:32
for conventional software verification.
180
572757
2269
bir çözümden yararlandık.
09:35
So we started with a set of nearly 50 different specifications
181
575630
3691
Yaklaşık 50 farklı spesifikasyonla başladık.
09:39
that we generated from experimental observations of embryonic stem cells.
182
579345
4506
Bunlar, embriyonik kök hücre deneysel gözlemlerinden ortaya çıkmıştı.
09:43
And by encoding these observations in this tool,
183
583875
2636
Bu araç yardımıyla gözlemlerimizi kodlayarak
09:46
we were able to uncover the first molecular program
184
586535
3185
hepsini birden açıklayacak
09:49
that could explain all of them.
185
589744
1961
ilk moleküler programı açığa çıkarabildik.
09:52
Now, that's kind of a feat in and of itself, right?
186
592309
2513
Bu zaten kendi başına bir çığır, değil mi?
09:54
Being able to reconcile all of these different observations
187
594846
2902
Tüm bu değişik gözlemleri
09:57
is not the kind of thing you can do on the back of an envelope,
188
597772
3067
bir kağıt üstünde bir araya getiremezsiniz,
10:00
even if you have a really big envelope.
189
600863
2648
kağıt çok büyük olsa da.
10:04
Because we've got this kind of understanding,
190
604190
2158
Bu anlayışa ulaştıktan sonra
10:06
we could go one step further.
191
606372
1462
bir adım daha ileri gidebiliriz.
10:07
We could use this program to predict what this cell might do
192
607858
3371
Programı kullanarak bu hücrenin henüz test yapmadığımız durumlarda
10:11
in conditions we hadn't yet tested.
193
611253
2176
ne yapacağını tahmin edebiliriz.
10:13
We could probe the program in silico.
194
613453
2401
Programı simülasyonda deneyebiliriz.
10:16
And so we did just that:
195
616735
1247
Biz de tam onu yaptık:
10:18
we generated predictions that we tested in the lab,
196
618006
3180
Laboratuvarda test edilmiş öngörüleri ortaya çıkardık
10:21
and we found that this program was highly predictive.
197
621210
3032
ve programın çok iyi tahminde bulunduğunu anladık.
10:24
It told us how we could accelerate progress
198
624266
2625
Süreci hızlandırarak
10:26
back to the naïve state quickly and efficiently.
199
626915
3060
saf duruma hızlı ve etkin bir şekilde nasıl gideceğimizi gösterdi.
10:29
It told us which genes to target to do that,
200
629999
2570
Hangi genleri hedef almamız gerektiğini
10:32
which genes might even hinder that process.
201
632593
2624
ve hangi genlerin bu işlemi yavaşlatacağını da.
10:35
We even found the program predicted the order in which genes would switch on.
202
635241
4990
Genlerin aktive olma sırasını dahi tahmin etti.
10:40
So this approach really allowed us to uncover the dynamics
203
640980
3140
Bu yaklaşım, hücrelerin ne yaptığının dinamiğini ortaya çıkarmamızı sağladı.
10:44
of what the cells are doing.
204
644144
2402
10:47
What we've developed, it's not a method that's specific to stem cell biology.
205
647728
3642
Geliştirdiğimiz şey, kök hücre biyolojisine özel bir yöntem değil,
10:51
Rather, it allows us to make sense of the computation
206
651394
2684
genetik etkileşim konseptinde
10:54
being carried out by the cell
207
654102
1685
hücrenin yapmakta olduğu hesaplamayı anlamamızı sağlıyor.
10:55
in the context of genetic interactions.
208
655811
2831
10:58
So really, it's just one building block.
209
658666
2288
Yani aslında bir yapı taşı.
11:00
The field urgently needs to develop new approaches
210
660978
2685
Biyolojik hesaplamaları daha geniş ölçek ve değişik seviyelerde anlayabilmek için
11:03
to understand biological computation more broadly
211
663687
2695
Bu alanda yeni yaklaşımlara gerek var,
11:06
and at different levels,
212
666406
1367
11:07
from DNA right through to the flow of information between cells.
213
667797
4129
DNA'dan hücrelar arası bilgi akışına kadar.
11:11
Only this kind of transformative understanding
214
671950
2797
Biyolojiyi sadece bu dönüştürücü anlayışla
11:14
will enable us to harness biology in ways that are predictable and reliable.
215
674771
4986
güvenli ve öngörülür yollarda kullanabiliriz.
11:21
But to program biology, we will also need to develop
216
681029
3042
Ancak biyolojiyi programlamak için
11:24
the kinds of tools and languages
217
684095
1995
birtakım araç ve dil de geliştirmemiz lazım
11:26
that allow both experimentalists and computational scientists
218
686114
3408
ki bu araç ve diller sayesinde bilim insanları ve deney yapanlar
11:29
to design biological function
219
689546
2497
biyolojik fonskiyon tasarlayabilsinler.
11:32
and have those designs compile down to the machine code of the cell,
220
692067
3505
Bu tasarılar hücrenin makine koduna dönüşecek,
11:35
its biochemistry,
221
695596
1181
yani biyokimyasına
11:36
so that we could then build those structures.
222
696801
2484
ve böylelikle o yapıları yapabileceğiz.
11:39
Now, that's something akin to a living software compiler,
223
699309
3673
Bunu canlı bir yazılım derleyici olarak düşünebiliriz.
11:43
and I'm proud to be part of a team at Microsoft
224
703006
2216
Microsoft'ta bunu geliştiren ekibin bir parçası olduğum için gurur duyuyorum.
11:45
that's working to develop one.
225
705246
1652
11:47
Though to say it's a grand challenge is kind of an understatement,
226
707366
3226
Bu işe zor demek hafif kalır
11:50
but if it's realized,
227
710616
1173
ama eğer yapılabilirse
11:51
it would be the final bridge between software and wetware.
228
711813
3709
yazılım ve yaşanım arasındaki son köprü olacak.
11:57
More broadly, though, programming biology is only going to be possible
229
717006
3415
Ancak çok daha fazlası için biyolojiyi programlama,
12:00
if we can transform the field into being truly interdisciplinary.
230
720445
4279
bu alan gerçekten disiplinler arası olursa mümkün olur.
12:04
It needs us to bridge the physical and the life sciences,
231
724748
2952
Fizik ve doğa bilimlerini birleştirmemiz gerekir.
12:07
and scientists from each of these disciplines
232
727724
2267
Bu disiplinlerden gelen bilim insanları
12:10
need to be able to work together with common languages
233
730015
2731
aynı dilleri konuşarak ve aynı bilimsel soruları paylaşarak
12:12
and to have shared scientific questions.
234
732770
2719
birlikte çalışabilirler.
12:16
In the long term, it's worth remembering that many of the giant software companies
235
736757
3993
Uzun vadeli bir iş ama birçok dev yazılım şirketi
12:20
and the technology that you and I work with every day
236
740774
2492
ve her gün kullandığımız birçok teknoloji
12:23
could hardly have been imagined
237
743290
1503
silikon mikroçiplere ilk programları kurduğumuz zamanlarda
12:24
at the time we first started programming on silicon microchips.
238
744817
3605
hayal bile edilemezdi.
12:28
And if we start now to think about the potential for technology
239
748446
3031
Bilgisayarlı biyolojinin mümkün kılacağı teknolojiyi
12:31
enabled by computational biology,
240
751501
2426
bu günden düşünmeye başlarsak
12:33
we'll see some of the steps that we need to take along the way
241
753951
2935
bunu gerçekleştirmek için atmamız gereken adımların
12:36
to make that a reality.
242
756910
1433
bazılarını görmeye başlarız.
12:39
Now, there is the sobering thought that this kind of technology
243
759231
3082
Bu teknolojinin istismara açık olacağı yönünde bir düşünce de var.
12:42
could be open to misuse.
244
762337
1777
12:44
If we're willing to talk about the potential
245
764138
2163
Bağışıklık hücrelerini programlamanın
12:46
for programming immune cells,
246
766325
1436
potansiyelini konuşacaksak
12:47
we should also be thinking about the potential of bacteria
247
767785
3188
bunlardan sakınmak üzere programlanmış
12:50
engineered to evade them.
248
770997
1661
bakterilerin potansiyelinden de bahsetmemiz gerek.
12:52
There might be people willing to do that.
249
772682
2087
Bunu yapmak isteyen insanlar olabilir.
12:55
Now, one reassuring thought in this
250
775506
1722
Rahatlatıcı bir düşünce şu olabilir--
12:57
is that -- well, less so for the scientists --
251
777252
2289
aslında pek de bilim insanları için değil --
12:59
is that biology is a fragile thing to work with.
252
779565
3269
biyoloji çalışmak için narin bir şeydir.
13:02
So programming biology is not going to be something
253
782858
2412
Yani biyoloji programlaması
13:05
you'll be doing in your garden shed.
254
785294
1848
bahçenizde yapılacak bir şey değil.
13:07
But because we're at the outset of this,
255
787642
2080
Ama daha işin başında olduğumuz için
13:09
we can move forward with our eyes wide open.
256
789746
2583
gözlerimizi dört açarak ilerleyebiliriz.
13:12
We can ask the difficult questions up front,
257
792353
2324
Zor soruları en baştan soralım,
13:14
we can put in place the necessary safeguards
258
794701
3040
gerekli önlemleri alalım
13:17
and, as part of that, we'll have to think about our ethics.
259
797765
2797
ve bunun parçası olarak etik soruları düşünelim.
13:20
We'll have to think about putting bounds on the implementation
260
800586
3172
Biyolojik fonksiyon uygulamalarına kısıtlar konması söz konusu olabilir.
13:23
of biological function.
261
803782
1498
13:25
So as part of this, research in bioethics will have to be a priority.
262
805604
3715
Bunun bir parçası olarak biyoetik, önemli bir öncelik olarak kabul edilmeli.
13:29
It can't be relegated to second place
263
809343
2407
Bilimsel inovasyon heyecanıyla
13:31
in the excitement of scientific innovation.
264
811774
2514
bunu ikinci sıraya koyamayız.
13:35
But the ultimate prize, the ultimate destination on this journey,
265
815154
3474
Ama en büyük ödül, bu yolculuğun son hedefi
13:38
would be breakthrough applications and breakthrough industries
266
818652
3444
çığır açan uygulamalar ve çığır açan endüstriler olacak.
13:42
in areas from agriculture and medicine to energy and materials
267
822120
3444
Tarımdan tıbba, enerjiden malzeme bilimine kadar.
13:45
and even computing itself.
268
825588
2261
Hatta programlama.
13:48
Imagine, one day we could be powering the planet sustainably
269
828490
3148
Bir gün gezegeni sürdürülebilir şekilde
13:51
on the ultimate green energy
270
831662
1859
yeşil enerji ile beslediğimizi düşünün,
13:53
if we could mimic something that plants figured out millennia ago:
271
833545
3943
Bitkilerin milyonlarca yıl önce yaptığı bir işi öğrendiğimizi düşünün:
13:57
how to harness the sun's energy with an efficiency that is unparalleled
272
837512
3771
Bu gün kullandığımız güneş panellerinin verimlerini katlayacak şekilde
14:01
by our current solar cells.
273
841307
1856
güneş enerjisini nasıl kullanacağımızı.
14:03
If we understood that program of quantum interactions
274
843695
2601
Quantum etkileşimlerinin o programını anlamayı başarırsak,
14:06
that allow plants to absorb sunlight so efficiently,
275
846320
3264
bitkilerin güneş enerjisini bu kadar etkili şekilde absorbe etmesini,
14:09
we might be able to translate that into building synthetic DNA circuits
276
849608
3944
bu bilgiyi sentetik DNA devreleri yapımına aktarabilir
14:13
that offer the material for better solar cells.
277
853576
2913
ve daha iyi güneş hücreleri için materyal sağlayabiliriz.
14:17
There are teams and scientists working on the fundamentals of this right now,
278
857349
3693
Bu konu üzerinde şu anda çalışan ekipler ve bilim insanları var,
14:21
so perhaps if it got the right attention and the right investment,
279
861066
3243
yani belki de dikkat çekip gereken yatırımı alırsa
14:24
it could be realized in 10 or 15 years.
280
864333
2280
tüm bunlar 10-15 yıl içinde gerçek olabilir.
14:27
So we are at the beginning of a technological revolution.
281
867457
3197
Teknolojik bir devrimin başındayız.
14:31
Understanding this ancient type of biological computation
282
871067
3221
Bu tarihi biyolojik hesaplamayı anlamak
14:34
is the critical first step.
283
874312
2132
en önemli ilk adım.
14:36
And if we can realize this,
284
876468
1317
Eğer bunu başarabilirsek
14:37
we would enter in the era of an operating system
285
877809
2842
bir işletim sistemi çağına adım atacağız,
14:40
that runs living software.
286
880675
1905
yaşayan yazılımlar çalıştıran bir çağ.
14:42
Thank you very much.
287
882604
1166
Çok teşekkür ederim.
14:43
(Applause)
288
883794
2690
(Alkış)
Bu web sitesi hakkında

Bu site size İngilizce öğrenmek için yararlı olan YouTube videolarını tanıtacaktır. Dünyanın dört bir yanından birinci sınıf öğretmenler tarafından verilen İngilizce derslerini göreceksiniz. Videoyu oradan oynatmak için her video sayfasında görüntülenen İngilizce altyazılara çift tıklayın. Altyazılar video oynatımı ile senkronize olarak kayar. Herhangi bir yorumunuz veya isteğiniz varsa, lütfen bu iletişim formunu kullanarak bizimle iletişime geçin.

https://forms.gle/WvT1wiN1qDtmnspy7