Bonnie Bassler: The secret, social lives of bacteria

Перекладач: Dmytro Polischuk Утверджено: Anton Semyzhenko

Бактерії – найдавніші живі організми на планеті.

Bacteria are the oldest living organisms on the earth.

They've been here for billions of years,

Вони тут вже мільярди років,

and what they are are single-celled microscopic organisms.

і являють собою одноклітинні мікроскопічні організми.

So they're one cell

Отже, вони – це одна клітина, яка має виняткову особливість,

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

а саме – всього один фрагмент ДНК.

So they have very few genes and genetic information

В них лише кілька генів,

і в цій генетичній інформації закодовано всі властиві їм риси.

to encode all of the traits that they carry out.

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

А живуть бактерії таким чином:

вони вбирають з оточуючого середовища поживні речовини,

from the environment,

they grow to twice their size,

збільшуються удвічі за нормальний розмір, потім діляться навпіл,

they cut themselves down in the middle,

і одна клітина стає двома. І так далі, й так далі.

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,

Вони просто ростуть і діляться, ростуть і діляться – доволі нудне життя...

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

за винятком, і я зараз доведу, вражаючої взаємодії

між цими створіннями.

with these critters.

I know you guys think of yourself as humans,

Я знаю, що всі ви вважаєте себе людьми, а ось як думаю про вас я.

and this is sort of how I think of you.

Цей чоловік представляє

This man is supposed to represent a generic human being,

типову людину,

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

а всі ці кола в ньому – це клітини, які утворюють ваше тіло.

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

Це близько трильйона людських клітин, завдяки яким ми

є такими, як ми є, і можемо робити речі, які ми робимо.

and able to do all the things that we do.

Але крім цього ви маєте 10 трильйонів клітин-бактерій –

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

всередині чи ззовні, в кожну мить свого життя.

at any moment in your life.

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

Отже, бактеріальних клітин удесятеро більше,

ніж людських – в самій людині.

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

І, звісно, це стосується й ДНК.

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

Ось – ці аденін, тимін, гуанін і цитозин,

утворюють ваш генетичний код, і зумовлюють усі ваші чарівні особливості.

and give you all your charming characteristics.

У вас близько 30000 генів.

You have about 30,000 genes.

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

Отже, виходить, що ви маєте у 100 разів більше генів бактерій,

які впливають на вас – добре чи погано – протягом усього вашого життя.

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,

Так що в найкращому випадку, ви людина на 10 відсотків,

але ймовірніше – десь на один відсоток,

depending on which of these metrics you like.

залежно від вибраної вами шкали.

I know you think of yourself as human beings,

Я знаю, що ви усвідомлюєте себе як людей,

але думаю про вас як про бактерії на 90 чи 99 відсотків.

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

(Laughter)

(Сміх)

And these bacteria are not passive riders.

Ці бактерії – не пасивні пасажири,

These are incredibly important; they keep us alive.

вони неймовірно важливі, бо підтримують в нас життя.

They cover us in an invisible body armor

Вони загортають нас у невидимий тілесний панцир,

that keeps environmental insults out so that we stay healthy.

який стримує негативний вплив довкілля,

тож ми залишаємось здоровими.

They digest our food, they make our vitamins,

Вони перетравлюють нашу їжу, вони створюють вітаміни,

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

вони, фактично, навчають вашу імунну систему

не впускати шкідливих мікробів.

Вони роблять усі ці дивовижні речі,

So they do all these amazing things

які допомагають нам і є критичними для нашого існування,

that help us and are vital for keeping us alive,

and they never get any press for that.

але за це про них ніколи не пишуть у газетах.

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

Втім, газети чимало пишуть про них за те,

що вони роблять і чимало жахливих речей.

На землі також є вдосталь видів бактерій,

So there's all kinds of bacteria on the earth

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

яким не потрібно знаходитись на нашому тілі чи всередині нас.

Але якщо вони туди потрапляють, то роблять вас дуже хворими.

and if they are, they make you incredibly sick.

And so the question for my lab

Але, власне, питання моїх досліджень – не виявити всі хороші речі,

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

які роблять бактерії. Чи всі погані...

or all the bad things that bacteria do.

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

Питанням є те, яким чином вони взагалі можуть щось зробити?

Тобто, вони ж неймовірно малі,

I mean, they're incredibly small.

You have to have a microscope to see one.

вам треба мікроскоп, щоб їх побачити.

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

Вони живуть своїм нудним життям, в якому вони ростуть і діляться,

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

і їх завжди вважали асоціальними самітниками.

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

І тому ми подумали, що вони просто замалі для того,

to have an impact on the environment

щоб помітною мірою вплинути на довкілля,

if they simply act as individuals.

якщо вони діють індивідуально.

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

І ми захотіли припустити, чи не може бути іншого

способу життя бактерій?

Підказка прийшла від однієї морської бактерії,

And the clue to this came from another marine bacterium,

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

яка називається Vibrio fischeri.

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

На цьому слайді – просто людина з моєї лабораторії,

holding a flask of a liquid culture of a bacterium,

яка тримає колбу з рідкою бактеріальною культурою,

прекрасною нешкідливою бактерією родом з океану,

a harmless, beautiful bacterium that comes from the ocean,

яку назвали Vibrio fischeri.

named Vibrio fischeri.

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

Ця бактерія має специфічну здатність світитись,

тобто створювати біолюмінесценцію.

so it makes bioluminescence,

like fireflies make light.

Як світлячки.

We're not doing anything to the cells here,

Тут ми нічого не робимо з клітинами.

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

Ми просто зняли фото, виключивши в кімнаті світло.

І ось що ми бачимо.

and this is what we see.

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

Нас зацікавило, власне,

не те, що бактерії світились,

but when the bacteria made light.

а те, коли вони це робили.

What we noticed is when the bacteria were alone,

Ми подмітили, що коли бактерії були поодинці,

so when they were in dilute suspension,

тобто, коли вони були в розрідженій суспензії – вони не світились.

they made no light.

Але, коли вони розростались до певного числа клітин –

But when they grew to a certain cell number,

усі бактерії починали світитись одночасно.

all the bacteria turned on light simultaneously.

So the question that we had is:

Питанням в тому, як бактерії, ці примітивні організми,

How can bacteria, these primitive organisms,

можуть відзначити те, що вони на самоті,

tell the difference from times when they're alone

і те, що вони – у спільноті,

and times when they're in a community,

і тоді робити щось разом.

and then all do something together?

Ми виявили, що їм це вдається за рахунок розмови між собою,

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

і ця рзмова ведеться хімічною мовою.

and they talk with a chemical language.

Нехай це буде моя бактеріальна клітина.

So this is now supposed to be my bacterial cell.

Коли вона сама, то ніякого світла не виробляє.

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

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

Але в цей час вона виділяє невеличкі молекули,

that you can think of like hormones,

які можна вважати як подобу гормонів.

and these are the red triangles.

Ось вони, червоні трикутники. І коли бактерія сама,

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

молекули просто відпливають, і ніякого світла немає.

and so, no light.

But when the bacteria grow and double

Але, коли бактерії ростуть і подвоюються,

and they're all participating in making these molecules,

і всі беруть участь у створенні цих молекул,

молекула – кількість цих молекул поза клітиною

the molecule, the extracellular amount of that molecule,

increases in proportion to cell number.

зростає пропорційно до кількості клітин.

And when the molecule hits a certain amount

Коли кількість молекул досягає певного значення,

that tells the bacteria how many neighbors there are,

який повідомляє бактерії, скільки в неї "сусідів",

they recognize that molecule

вони розпізнають цю молекулу

and all of the bacteria turn on light in synchrony.

і всі бактерії синхронно починають світитися.

And so that's how bioluminescence works --

Ось як відбувається біолюмінесценція –

they're talking with these chemical words.

вони спілкуються такими хімічними словами.

Пояснення, чому Vibrio fischeri так роблять – у біології.

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

again, another plug for the animals in the ocean.

Ось, іще реклама океанської істоти.

Vibrio fischeri живуть у цьому кальмарі.

Vibrio fischeri lives in this squid.

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

Те, на що ви дивитесь, є гавайським короткохвостим кальмаром,

якого перевернули на спину,

It's been turned on its back,

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

і, сподіваюсь, ви можете тут побачити два щупальці, які світяться –

These house the Vibrio fischeri cells.

вони і є домівкою клітин Vibrio fischerі.

They live in there, at high cell number.

Вони живуть там, їх там багато,

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

молекули спрацьовують – і вони виробляють світло.

Причиною того, щоб кальмар терпляче вживається з цими бешкетниками,

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

є те, що йому потрібно це світло.

is because it wants that light.

Цей симбіоз працює так:

The way that this symbiosis works

цей маленький кальмар живе в прибережній зоні Гаваїв,

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

just in sort of shallow knee-deep water.

на мілководді – там води по коліна.

And the squid is nocturnal,

Кальмар є нічною твариною, тому протягом дня

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

він закопується в пісок і спить,

але вночі він виходить на полювання.

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

So on bright nights

У світлі ночі, коли зоряно або місячно,

when there's lots of starlight or moonlight,

світло проникає на глибину, де живе кальмар,

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

бо це лише кілька футів води.

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

І кальмар розвинув собі таку заслінку,

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

яка відкриває або закриває цей особливий світловий орган, в якому живуть бактерії.

over the specialized light organ housing the bacteria.

В нього є детектор на спині,

And then it has detectors on its back

яким він може відчувати, скільки світла від зірок чи місяця потрапляє на його спину.

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

And it opens and closes the shutter

І він відкриває чи закриває заслінку так,

so the amount of light coming out of the bottom,

щоб інтенсивність світла знизу –

which is made by the bacterium,

яке створюється бактеріями –

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

точно співпадала зі світлом, яке потрапляє на спину кальмара.

so the squid doesn't make a shadow.

Так що кальмар не утворює тіні.

So it actually uses the light from the bacteria

Він використовує світло від бактерій,

to counter-illuminate itself in an antipredation device,

щоб освітити себе для захисту від хижаків –

бо вони не можуть побачити його тінь,

so predators can't see its shadow,

визначити його траєкторію, і з’їсти.

calculate its trajectory and eat it.

Це такий собі літак-невидимка океанів.

So this is like the stealth bomber of the ocean.

(Laughter)

(Сміх)

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

Але потім, якщо ви це зауважили, кальмар має жахливу проблему,

бо в нього є ця численна кількість бактерій, плюс відмерлі.

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

and it can't sustain that.

І він зміг би так жити.

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

І тому щоранку, коли сходить сонце,

кальмар повертається до сну, він заривається в пісок,

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

і в нього є такий спеціальний насос, який активується залежно від часу доби,

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

і коли сходить сонце, він викачує близько 95 відсотків бактерій.

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

So now the bacteria are dilute,

Тоді бактерії розріджуються, кількість гомонів-молекул зменшується,

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

так що вони вже не світяться –

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

але кальмару, звісно, це вже байдуже. Він спить собі в піску.

Протягом дня бактерії подвоюються,

And as the day goes by, the bacteria double,

виробляють молекули, а потім знов вмикається світло.

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

Вночі, саме тоді, коли це потрібно кальмару.

exactly when the squid wants it.

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

Спершу ми збагнули, як бактерія це робить,

but then we brought the tools of molecular biology to this

а потім застосували інструменти молекулярної біології,

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

щоб зрозуміти, який тут механізм.

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

І ми знайшли – отже, це знов має бути клітиною моєї бактерії –

is that Vibrio fischeri has a protein.

те, що Vibrio fischeri містить протеїн –

That's the red box --

це червоний прямокутник – це ензим, який створює

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

ту маленьку молекулу-гормон – червоний трикутник.

the red triangle.

And then as the cells grow,

І коли клітини ростуть, вони всі виділяють таку молекулу

they're all releasing that molecule into the environment,

в середовище, так що їх багато.

so there's lots of molecule there.

Також бактерія має на собі рецептор,

And the bacteria also have a receptor on their cell surface

that fits like a lock and key with that molecule.

що підходить, ніби замок до ключа, яким є молекула.

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

Це все схоже на рецептори на поверхні ваших клітин.

Коли кількість молекул зростає до певного значення –

So when the molecule increases to a certain amount,

which says something about the number of cells,

яке щось говорить про кількість клітин –

it locks down into that receptor

це фіксується в цьому рецепторі,

and information comes into the cells

і сигнал, що надходить до клітин,

каже їм увімкнути

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

цю спільну поведінку зі створення світла.

Why this is interesting is because in the past decade,

Це цікаво тому, що в минулому десятилітті

we have found that this is not just some anomaly

ми виявили, що це не просто якась аномалія

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

цих створінь, бактерій-з-океану-що-сяють-у-темряві.

Всі бактерії мають систему, схожу на цю.

all bacteria have systems like this.

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

Зараз ми розуміємо, що бактерії можуть спілкуватися одна з одною.

They make chemical words, they recognize those words,

Вони утворюють хімічні слова, вони розпізнають ці слова,

and they turn on group behaviors

і це визначає їхню групову поведінку,

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

яка вдала лише тоді, коли всі клітини діють в унісон.

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

В нас уже є гарне слово для цього – ми називаємо це кворумним відчуттям.

They vote with these chemical votes,

Вони голосують цими хімічними бюлетенями,

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

бюлетень враховується, і потім кожен реагує на нього.

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

Що важливе для сьогоднішньої розповіді –

це те, що ми знаємо сотні типів поведінки,

that bacteria carry out in these collective fashions.

що проявляються в цих колективних діях.

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

Але те, що, напевно, найважливіше для вас – це вірулентність.

Це не схоже на те, що у вас проникають пара бактерій,

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

і вони починають виділяти якісь токсини –

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

ви величезні, й це не матиме жодного ефекту. Ви – велетенські.

Вони – зараз ми це розуміємо –

But what they do, we now understand,

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

вони потрапляють у вас, чекають, починають рости,

they count themselves with these little molecules,

вони підраховують себе цими маленькими молекулами,

and they recognize when they have the right cell number

і впізнають момент, коли мають достатньо клітин,

щоб, запустивши свою вірулентну атаку,

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

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

успішно подолати хазяїна-велетня.

So bacteria always control pathogenicity with quorum sensing.

Бактерії завжди контролюють патогенність кворумним сприйняттям.

Ось як це працює.

So that's how it works.

Також ми потім роздивились ці самі молекули –

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

These were the red triangles on my slides before.

які були червоними трикутниками на моїх попередніх слайдах.

This is the Vibrio fischeri molecule.

Це молекула Vibrio fischeri.

This is the word that it talks with.

Це – слово, за допомогою якого вона спілкується.

And then we started to look at other bacteria,

Потім ми почали розглядати інші бактерії,

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

і ось кілька з молекул, які ми виявили.

Я думаю, ви бачите,

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

що ці молекули подібні.

The left-hand part of the molecule is identical

Ліва частина молекул ідентична

in every single species of bacteria.

у кожного окремого виду бактерій.

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

Але права частина молекули трішки відрізняється.

in every single species.

Це зроблено, щоб надати

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

виняткове видове пристосування до цих мов.

So each molecule fits into its partner receptor

Кожна молекула підходить лише для свого рецептора і ні до якого іншого.

and no other.

Так що це приватні, таємні розмови.

So these are private, secret conversations.

These conversations are for intraspecies communication.

Ці розмови для спілкування всередині виду.

Each bacteria uses a particular molecule that's its language

Кожна бактерія використовує свою молекулу, яка є її мовою,

that allows it to count its own siblings.

і дозволяє підрахувати своїх.

Одного разу ми навіть подумали,

Once we got that far,

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

що почали розуміти таку соціальну поведінку бактерій.

Однак серйозним питанням для нас є те, що більшість часу

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

бактерії не живуть самі. Вони живуть у неймовірних сумішах,

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

разом із сотнями тисяч інших видів бактерій.

with hundreds or thousands of other species of bacteria.

And that's depicted on this slide.

І це показано на цьому слайді. Це ваша шкіра.

This is your skin.

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

Так, це просто картинка, мікрознімок вашої шкіри.

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

Всюди на вашому тілі вона виглядає десь так само,

і я сподіваюсь, ви бачите, що там усі види бактерій.

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,

Тому ми подумали, що якщо між бактеріями дійсно є спілкування,

and it's about counting your neighbors,

яке полягає в підрахунку своїх сусідів,

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

то спілкуватись лише в межах свого виду – замало.

Має бути спосіб зробити перепис

There has to be a way to take a census

решти бактерій у популяції.

of the rest of the bacteria in the population.

Ми повернулись до молекулярної біології

So we went back to molecular biology

та почали вивчати різні бактерії.

and started studying different bacteria.

І ми виявили, що, фактично,

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

бактерії є поліглотами.

У всіх них є система, властива лише їхньому виду –

They all have a species-specific system,

вони мають молекулу, яка каже «це свій».

they have a molecule that says "me."

But then running in parallel to that is a second system

Але разом із нею паралельно діє друга система,

that we've discovered, that's generic.

яку ми виявили – родова.

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

В них є ще й другий ензим, який створює інакший сигнал,

and it has its own receptor,

і в нього є свій рецептор.

and this molecule is the trade language of bacteria.

І ця молекула є спільною мовою всіх бактерій.

Її використовують усі, найрізноманітніші бактерії,

It's used by all different bacteria,

і вона є мовою міжвидового спілкування.

and it's the language of interspecies communication.

What happens is that bacteria are able to count

Що це значить: бактерії в змозі підрахувати

скільки є нас і скільки "вас".

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

And they take that information inside,

Вони отримують цю інформацію

and they decide what tasks to carry out

і вирішують, які завдання виконувати.

Залежно від того, хто в меншості і хто в більшості

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

of any given population.

у цьому середовищі.

Then, again, we turned to chemistry,

Тоді ми знов звернулись до хімії

and we figured out what this generic molecule is --

і зрозуміли, які ці родові молекули.

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

Це були рожеві овали на моєму останньому слайді. Ось вона,

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

це дуже мала п’ятивуглецева молекула.

Важливий момент, який ми виявили –

And what the important thing is that we learned

is that every bacterium has exactly the same enzyme

це те, що кожна бактерія має ідентичний ензим

and makes exactly the same molecule.

і виробляє точно таку ж молекулу.

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

Так що вони всі використовують цю молекулу

для міжвидового спілкування.

This is the bacterial Esperanto.

Це бактеріальна есперанто.

(Laughter)

(Сміх)

So once we got that far,

Дійшовши до цього, ми почали розуміти,

we started to learn that bacteria can talk to each other

що бактерії спілкуються між собою цією хімічною мовою.

with this chemical language.

Але ми подумали, що, можливо, в цьому є

But we started to think

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

якась практична користь.

Я розповіла вам, що бактеріям властиві всі ці соціальні поведінки,

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

вони комунікують за допомогою цих молекул.

that they communicate with these molecules.

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

Звісно, я також розповіла вам, що однією з важливих речей, які вони роблять –

це спричиняють хвороби, використовуючи кворумне сприйняття.

is to initiate pathogenicity using quorum sensing.

І ми подумали: а що буде, якщо ми зробити так, щоб бактерії

So we thought:

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

не змогли говорити або чути?

Чи не міг би це бути новий тип антибіотиків?

Couldn't these be new kinds of antibiotics?

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

Звичайно, ви щойно почули і вже знаєте,

що в нас закінчуються ефективні антибіотики.

that we're running out of antibiotics.

Бактерії стали надзвичайно стійкі до різних медикаментів.

Bacteria are incredibly multi-drug-resistant right now,

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

Це тому, що всі наші антибіотики вбивають бактерії.

They either pop the bacterial membrane,

Вони або розривають бактеріальну мембрану,

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

і роблять так, що останні не можуть скопіювати свою ДНК.

We kill bacteria with traditional antibiotics,

Ми вбиваємо бактерії звичайними антибіотиками

and that selects for resistant mutants.

і це відбирає з-поміж них стійких мутантів.

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

Тому тепер ми, звичайно, маємо цю глобальну проблему

in infectious diseases.

щодо інфекційних хвороб.

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

Ми подумали, що якби ми змогли певним чином змінити їхню поведінку,

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

просто зробити так, щоб ці бактерії не змогли спілкуватися, не могли рахувати,

і не знали, коли запустити вірулентну дію.

and they don't know to launch virulence?

So that's exactly what we've done,

Саме так ми і вчинили, і розробили дві стратегії.

and we've sort of taken two strategies.

Перша – це націлитись

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

на міжвидову комунікаційну систему.

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

Ми зробили молекули, які виглядали так само, як і справжні молекули –

які ви бачили – але вони трішки відрізняються.

but they're a little bit different.

Вони блокуют ці рецептори

And so they lock into those receptors,

і заважають розпізнаванню справжніх.

and they jam recognition of the real thing.

So by targeting the red system,

Націлившись на червону систему,

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

ми можемо створити особливі для певного виду,

чи для певної хвороби молекули, що блокують кворумне сприйняття.

anti-quorum-sensing molecules.

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

Ми також зробили те саме з рожевою системою.

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

Ми взяли ту універсальну молекулу і трохи її перетворили,

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

зробивши противником

у міжвидовій комунікаційній системі.

Є надія, що це буде використано в широкому наборі антибіотиків,

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

that work against all bacteria.

які працюють проти всіх бактерій.

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

На завершення я й покажу вам цю стратегію.

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

Тут я використовую міжвидову молекулу,

but the logic is exactly the same.

хоча логіка є такою ж.

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

Ви знаєте, що коли бактерія потрапляє у тварину,

в цьому випадку, у мишу,

in this case, a mouse --

it doesn't initiate virulence right away.

то вірулентність виникає не відразу.

It gets in, it starts growing,

Вона потрапляє всередину, починає рости, виділяти

it starts secreting its quorum-sensing molecules.

молекули кворумного сприйняття.

It recognizes when it has enough bacteria

Вона розпізнає, коли бактерій стає достатньо,

that now they're going to launch their attack,

щоб розпочати атаку,

і тоді тварина помирає.

and the animal dies.

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

Що ми можемо зробити – це внести вірулентну інфекцію,

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

але ми вносимо її разом з нашими молекулами антикворумного сприйняття --

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

отже, це молекули, які досить схожі на справжні,

але вони трішки відрізняються від тих, які я відобразила на цьому слайді.

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

Зараз ми знаємо, що якщо заразити тварину

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

шкідливою бактерією – бактеріями, стійкими до різних ліків –

a multi-drug-resistant pathogenic bacterium --

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

і разом з тим внести нашу молекулу антикворумного сприйняття,

in fact, the animal lives.

то фактично тварина залишається живою.

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

Ми думаємо, що це наступне покоління антибіотиків,

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

яке допоможе нам вирішити, принаймні на початку,

this big problem of resistance.

серйозну проблему стійкості бактерій.

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

Я сподіваюсь, ви думаєте, що бактерії можуть спілкуватися одна з одною,

використовуючи хімікалії в якості слів,

they use chemicals as their words,

they have an incredibly complicated chemical lexicon

то вони мають неймовірно складний хімічний лексикон,

that we're just now starting to learn about.

про який ми лише почали дізнаватись.

Звичайно, це дозволяє бактеріям бути

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

багатоклітинною системою.

So in the spirit of TED,

Тож, в дусі TED, вони працюють разом,

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

бо це має значення.

Таким чином, у бактерій є власна колективна поведінка,

What happens is that bacteria have these collective behaviors,

and they can carry out tasks

і вони можуть виконувати ті завдання,

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

які вони ніколи не могли б завершити,

якби просто діяли поодинці.

What I would hope that I could further argue to you

Ще я хотіла б вам довести,

що це є винаходом багатоклітинності.

is that this is the invention of multicellularity.

Bacteria have been on the earth for billions of years;

Бактерії існують на землі мільярди років.

humans, couple hundred thousand.

Люди – кілька сотень тисяч.

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

Ми думаємо, що бактерії розробили правила,

за якими працюють багатоклітинні організми.

Ми думаємо, що, вивчаючи бактерії,

And we think by studying bacteria,

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

ми зможемо зсередини дослідити багатоклітинність людського тіла.

So we know that the principles and the rules,

Ми знаємо, що ці принципи і правила,

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

якщо ми зможемо їх збагнути в цьому типі примітивних організмів,

напевно, їх можна буде застосувати

the hope is that they will be applied

і до інших людських хвороб та людської поведінки.

to other human diseases and human behaviors as well.

Я думаю, ви побачили,

I hope that what you've learned

is that bacteria can distinguish self from other.

що бактерії можуть відрізняти себе від інших.

So by using these two molecules,

Використовуючи ці дві молекули, вони можуть сказати «я» або сказати «ви».

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

І, звісно, це те, що ми робимо,

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

як на молекулярному рівні,

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

так і в загальному плані.

but I think about the molecular stuff.

Втім, власне я думаю про молекулярні речі.

This is exactly what happens in your body.

Це саме те, що відбувається в нашому тілі.

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

Адже клітини вашого серця і нирок не перемішуються кожного дня,

і це тому, що тут працює ось ця хімія,

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

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

ці молекули, що говорять хто до якої групи клітин належить,

і яке їхнє завдання.

and what their tasks should be.

So again, we think bacteria invented that,

Але ми думаємо, що бактерії винайшли цей принцип,

а потім він розвинувся до кількох додаткових дзвіночкв та свищиків,

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.

але зародки цього є в таких простих системах, які ми можемо вивчати.

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

Головна частина, знову повторюсь, є роль цього на практиці.

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

Ми створили антикворумні молекули,

that are being developed as new kinds of therapeutics.

які розвиваються як новий тип терапії.

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

Але, щоб завершити рекламою всіх хороших і чудодійних бактерій,

that live on the earth,

що живуть на землі –

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

ми також зробили прокворумні молекули.

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

Ми налаштували цю систему на ціль утворити молекули, які покращують роботу бактерій.

Згадайте про ті кількості бактерій, які живуть

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

in you or on you, keeping you healthy.

у вас, залишаючи вас здоровими.

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

Ми також спробували пожвавити спілкування

між бактеріями, які живуть у симбіозі з вами,

of the bacteria that live as mutualists with you,

in the hopes of making you more healthy,

з надією зробити вас більш здоровими,

зробити таке спілкування кращим,

making those conversations better,

so bacteria can do things that we want them to do

щоб бактерії змогли виконувати те, що ми хочемо,

better than they would be on their own.

краще, ніж вони могли б це зробити самі.

Finally, I wanted to show you --

Ну і нарешті, я хочу показати вам

this is my gang at Princeton, New Jersey.

мою групу в Прінстоні, штат Нью Джерсі.

Все, про що я вам розповіла, було відкрито кимось із цієї картинки.

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

Я думаю, коли ви щось вивчаєте,

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

наприклад, як працює світ природи –

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

я хочу сказати, що коли б ви не прочитали щось у газеті,

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

чи почули про щось незвичне у світі природи –

це було виявлено дитиною.

it was done by a child.

So science is done by that demographic.

Наука робиться молоддю.

Всім цим людям від 20 до 30 років,

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

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

і вони є двигуном, який рухає наукові відкриття в цій країні.

З ними справді приємно працювати.

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

(Applause)

Я старію й старію, а вони завжди того ж віку,

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

і це просто неймовірно прекрасна робота.

And it's just a crazy, delightful job.

And I want to thank you for inviting me here,

Я б хотіла подякувати вам за запрошення сюди.

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

Це велике задоволення для мене – взяти участь в цій конференції.

(Applause)

(Аплодисменти)

Thanks.

Дякую.

(Applause)

(Аплодисменти)