Bonnie Bassler: The secret, social lives of bacteria

Bonnie Bassler và cách vi khuẩn giao tiếp

Translator: Hue Le Reviewer: LD .

Vi khuẩn là những sinh vật lâu đời nhất trên trái đất

Bacteria are the oldest living organisms on the earth.

They've been here for billions of years,

Chúng đã tồn tại cách đây hàng tỉ năm

and what they are are single-celled microscopic organisms.

và là những sinh vật đơn bào cực kỳ nhỏ bé

So they're one cell

Chúng chỉ có 1 tế bào và có 1 điểm đặc biệt

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

là chỉ có 1 đoạn DNA

So they have very few genes and genetic information

Chúng có rất ít gen

và những thông tin di truyền mã hóa các đặc điểm của chúng

to encode all of the traits that they carry out.

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

Vi khuẩn tồn tại bằng cách

sử dụng chất dinh dưỡng từ môi trường

from the environment,

they grow to twice their size,

khi cơ thể phát triển gấp đôi, vi khuẩn tự phân đôi ở giữa

they cut themselves down in the middle,

1 tế bào được nhân đôi,và cứ thế tiếp diễn

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,

Chúng lớn lên rồi phân đôi, lớn lên rồi phân đôi -1 cuộc sống khá buồn tẻ

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

ngoại trừ khả năng mà tôi sắp nói tới đây

khả năng tương tác đáng ngạc nhiên của các sinh vật này với chính bạn.

with these critters.

I know you guys think of yourself as humans,

Tôi biết các bạn đều nhìn nhận bản thân như 1 con người, và đó cũng là cách tôi nhìn nhận các bạn

and this is sort of how I think of you.

Người đàn ông này đại diện

This man is supposed to represent a generic human being,

cho loài người

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

và tất cả các vòng tròn trong cơ thể anh ta là những tế bào cấu tạo nên cơ thể

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

có khoảng 1 nghìn tỉ tế bào giúp mỗi chúng ta

không ai giống ai và có thể làm những việc mà chúng ta đang làm

and able to do all the things that we do.

nhưng mỗi người lại có 10 nghìn tỉ tế bào vi khuẩn

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

tồn tại cả bên trong và bên ngoài cơ thể

at any moment in your life.

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

vậy , số tế bào vi khuẩn gấp 10 lần

số tế bào con người tồn tại ở 1 người

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

Và dĩ nhiên, đó chính là DNA

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

đây là các cặp bazo A,T,G,X

tạo nên mã di truyền và các đặc điểm sinh động cho con người

and give you all your charming characteristics.

Bạn có khoảng 30.000 gen

You have about 30,000 genes.

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

nhưng số gen của vi khuẩn quanh bạn còn nhiều gấp 100 lần

có ảnh hưởng đến cả bên trong lẫn bên ngoài cơ thể trong suốt cuộc đời

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,

tối đa bạn có khoảng 10 phần trăm con người

nhưng cũng có thể chỉ khoảng hơn 1%

depending on which of these metrics you like.

tùy vào hệ đo lường mà bạn thích sử dụng.

I know you think of yourself as human beings,

Tôi biết là các bạn nghĩ mình là những cơ thể người,

nhưng tôi lại coi bạn 90 hay 99% là vi khuẩn.

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

(Laughter)

(Tiếng cười)

And these bacteria are not passive riders.

Những vi khuẩn đó không hề thụ động

These are incredibly important; they keep us alive.

Chúng cực kỳ quan trọng, duy trì sự sống của con người

They cover us in an invisible body armor

Chúng phủ lên cơ thể con người 1 bộ áo giáp vô hình

that keeps environmental insults out so that we stay healthy.

ngăn chặn sự tấn công của môi trường

giúp con người khỏe mạnh

They digest our food, they make our vitamins,

Chúng tiêu hóa thức ăn, tạo vitamin

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

Chúng thực sự điều khiển hệ thống miễn dịch

ngăn chặn các vi khuẩn có hại

Vì vậy chúng làm những công việc đáng nể

So they do all these amazing things

giúp con người và cực kỳ quan trọng cho sự sống

that help us and are vital for keeping us alive,

and they never get any press for that.

và chúng không bao giờ chịu áp lực từ việc đó

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

Nhưng chúng vẫn vì làm nhiều

việc tồi tệ nữa

Vậy, có tất cả các loại vi khuẩn trên trái đất

So there's all kinds of bacteria on the earth

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

không nên ở trên cơ thể con người

nhưng nếu chúng thâm nhập vào cơ thể, bạn sẽ mắc 1 số bệnh

and if they are, they make you incredibly sick.

And so the question for my lab

Và do vậy, câu hỏi đặt ra là liệu bạn muốn xem xét tất cả

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

mặt tốt của vi khuẩn, hay mặt xấu của chúng

or all the bad things that bacteria do.

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

Câu hỏi ở đây là vi khuẩn có thể làm những việc đó ra sao.

Ý tôi là chúng thực sự rất nhỏ bé

I mean, they're incredibly small.

You have to have a microscope to see one.

để nhìn thấy nó thì cần 1 chiếc kính hiển vi

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

Chúng có một cuộc sống nhàm chán - chỉ việc lớn lên và phân đôi

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

Mọi người coi chúng như những sinh vật sống ẩn dật

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

và đối với con người, dường như chúng quá nhỏ bé để gây tác động

to have an impact on the environment

đến môi trường

if they simply act as individuals.

nếu chúng đơn giản hoạt động tách rời theo từng cá thể

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

và do vậy chúng ta đã muốn nghĩ rằng liệu vi khuẩn

chỉ có 1 cách sống.

Manh mối cho câu hỏi này đến từ 1 loại vi khuẩn biển khác

And the clue to this came from another marine bacterium,

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

có tên là Vibrio fischeri.

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

Trên hình này là một người trong phòng thí nghiệm của tôi

holding a flask of a liquid culture of a bacterium,

đang cầm 1 lọ đựng dung dịch nuôi cấy vi khuẩn

1 loại vi khuẩn vô hại xinh đẹp sống ở đại dương

a harmless, beautiful bacterium that comes from the ocean,

có tên Vibro fischeri.

named Vibrio fischeri.

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

Vi khuẩn này có 1 điểm đặc biệt, nó có thể tạo ra ánh sáng

tạo ra phát quang sinh học

so it makes bioluminescence,

like fireflies make light.

giống như đom đóm phát sáng

We're not doing anything to the cells here,

Chúng ta sẽ không làm bất cứ điều gì với các tế bào ở đây

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

Chúng tôi chỉ chụp ảnh bằng cách tắt đèn trong phòng

và đây là những gì chúng tôi quan sát được

and this is what we see.

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

Điều mà chúng tôi thực sự thích thú

không phải là loại vi khuẩn đó phát quang

but when the bacteria made light.

mà là thời điểm chúng phát quang.

What we noticed is when the bacteria were alone,

Chúng tôi nhận thấy khi vi khuẩn này ở 1 mình

so when they were in dilute suspension,

khi ở trong thể vẩn loãng màu, chúng không phát sáng

they made no light.

nhưng khi chúng phát triển tới 1 lượng tế bào nhất định

But when they grew to a certain cell number,

tất cả các vi khuẩn đồng thời phát sáng.

all the bacteria turned on light simultaneously.

So the question that we had is:

Câu hỏi đặt ra là làm thế nào mà vi khuẩn, những sinh vật nguyên thủy

How can bacteria, these primitive organisms,

có thể phân biệt những khoảng thời gian chúng ở một mình

tell the difference from times when they're alone

với thời gian khi sống trong cộng đồng

and times when they're in a community,

và sau đó phát sáng cùng nhau

and then all do something together?

Chúng tôi phát hiện ra đó là bằng cách nói chuyện với nhau

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

chúng nói chuyện bằng ngôn ngữ hóa học.

and they talk with a chemical language.

Đây được coi như là tế bào vi khuẩn của tôi

So this is now supposed to be my bacterial cell.

khi ở một mình nó không phát sáng

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

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

nhưng những gì nó làm là tổng hợp và tiết ra những phân tử nhỏ

that you can think of like hormones,

bạn có thể xem đó như những hoóc-môn

and these are the red triangles.

và chúng là các tam giác màu đỏ này, khi vi khuẩn một mình

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

các phân tử khuếch tán và vì vậy không có ánh sáng

and so, no light.

But when the bacteria grow and double

nhưng khi vi khuẩn phát triển và nhân đôi

and they're all participating in making these molecules,

tất cả tham gia vào việc tổng hợp các phân tử này

số lượng phân tử bên ngoài tế bào

the molecule, the extracellular amount of that molecule,

increases in proportion to cell number.

tăng tỉ lệ thuận với lượng tế bào

And when the molecule hits a certain amount

và khi phân tử đạt đến 1 lượng nhất định

that tells the bacteria how many neighbors there are,

chúng báo cho vi khuẩn biết có bao nhiêu vi khuẩn khác xung quanh

they recognize that molecule

vi khuẩn nhận ra phân tử

and all of the bacteria turn on light in synchrony.

và tất cả phát quang 1 cách đồng bộ

And so that's how bioluminescence works --

Đó là phương thức hoạt động của phát quang sinh học

they're talking with these chemical words.

Chúng nói chuyện bằng ngôn ngữ hóa học

Lý do Vibro fischeri làm như thế đến từ sinh học

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

again, another plug for the animals in the ocean.

1 thông tin nữa về sinh vật ở đại dương

Vibro fischeri sống trong con mực ống này

Vibrio fischeri lives in this squid.

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

Bạn đang nhìn thấy mực ống đuôi cộc Hawai

nó vừa lật phần lưng ra

It's been turned on its back,

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

Hy vọng là bạn có thể quan sát thấy 2 phần mấu tua rua

These house the Vibrio fischeri cells.

và những ngôi nhà của các tế bào Vibro fischeri

They live in there, at high cell number.

chúng sống ở đó, với số lượng lớn tế bào

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

phân tử ở đó, chúng đang phát quang

Lý do con mực sẵn sàng chấp thuận những trò chơi xấu đó

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

là vì chúng muốn ánh sáng đó.

is because it wants that light.

Cách thức làm việc của việc cộng sinh đó

The way that this symbiosis works

là con mực sống ngoài khơi Hawai

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

just in sort of shallow knee-deep water.

ở vùng nước nông đến đầu gối.

And the squid is nocturnal,

Mực hoạt động về đêm vì thế suốt cả ngày

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

nó giấu mình trong cát và ngủ

nhưng khi màn đêm buông xuống, chúng ra ngoài đi săn.

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

So on bright nights

Vào những đêm sáng trời có nhiều ánh sao và ánh trăng

when there's lots of starlight or moonlight,

ánh sáng đó có thể xuyên qua lớp nước

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

con mực trốn ở trong vì nó chỉ ở sâu dưới nước vài feet.

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

Con mực phát triển 1 lá chắn sáng

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

có thể mở và đóng cơ quan chuyên về ánh sáng nơi mà vi khuẩn sống

over the specialized light organ housing the bacteria.

Nó có các bộ phận dò trên lưng

And then it has detectors on its back

vì thế có thể cảm nhận được lượng ánh sáng của mặt trăng và sao chiếu vào lưng.

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

And it opens and closes the shutter

Và nó mở, đóng lá chắn sáng

so the amount of light coming out of the bottom,

lượng ánh sáng ra khỏi đáy

which is made by the bacterium,

được vi khuẩn thực hiện

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

phù hợp chính xác với lượng ánh sáng chiếu vào lưng con mực

so the squid doesn't make a shadow.

vì thế con mực không tạo ra bóng.

So it actually uses the light from the bacteria

Nó sử dụng ánh sáng từ vi khuẩn

to counter-illuminate itself in an antipredation device,

để phản sáng lại chính nó bằng 1 thiết bị chống săn mồi

vì thế những kẻ săn mồi không thể nhìn thấy bóng của con mực

so predators can't see its shadow,

tính toán đường đạn và ăn thịt nó.

calculate its trajectory and eat it.

Giống như máy bay tàng hình của đại dương.

So this is like the stealth bomber of the ocean.

(Laughter)

(Tiếng cười)

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

Nhưng sau đó suy nghĩ lại, con mực có 1 vấn đề khủng khiếp

vì chúng mang trên mình lớp vi khuẩn dày và đang chết dần

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

and it can't sustain that.

và chúng không thể duy trì điều đó.

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

Và rồi những gì xảy ra là mỗi sáng khi mặt trời lên

con mực ngủ, chôn mình trong cát

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

với một cái "bơm" gắn liền với nhịp sinh học

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

và khi mặt trời lên, khoảng 95% vi khuẩn bị 'bơm' ra

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

So now the bacteria are dilute,

Giờ đây vi khuẩn khuếch tán, cái phân tử hóoc-môn nhỏ đã không còn

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

vì vậy chúng không phát quang nữa

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

nhưng dĩ nhiên con mực giờ đây không quan tâm. Nó ngủ trong cát.

Và khi ngày tàn, vi khuẩn lại nhân đôi

And as the day goes by, the bacteria double,

chúng giải phóng những phân tử, và rồi ánh sáng lại phát ra

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

vào ban đêm, chính xác khi con mực cần nó.

exactly when the squid wants it.

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

Ban đầu, chúng tôi đã hiểu làm thế nào vi khuẩn làm được điều đó,

but then we brought the tools of molecular biology to this

nhưng rồi chúng tôi so sánh với những học thuyết của sinh học phân tử

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

để tìm hiểu cơ chế thực sự là gì.

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

Và những gì tìm được - vậy giả thuyết đặt ra, một lần nữa, tế bào vi khuẩn của tôi-

is that Vibrio fischeri has a protein.

là Vibrio fischeri có chứa protein

That's the red box --

đây là hình hộp màu đỏ - đó là enzim tạo ra

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

phân tử hóoc-môn - tam giác màu đỏ.

the red triangle.

And then as the cells grow,

Và tồi khi tế bào phát triển, chúng đều giải phóng phân tử đó

they're all releasing that molecule into the environment,

vào môi trường, nên có rất nhiều phân tử đó

so there's lots of molecule there.

Và vi khuẩn đồng thời cũng có một cơ quan tiếp nhận trên bề mặt tế bào

And the bacteria also have a receptor on their cell surface

that fits like a lock and key with that molecule.

hoạt động như khóa và chìa khóa với phân tử đó.

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

Chúng cũng như những thụ quan trên bề mặt tế bào của chúng ta.

Khi những phân tử hóoc-môn tích tụ đến một lượng nhất định

So when the molecule increases to a certain amount,

which says something about the number of cells,

cho biết điều gì đó về số lượng tế bào

it locks down into that receptor

chúng kết hợp với cơ quan tiếp nhận trên tế bào

and information comes into the cells

và thông tin được truyền vào trong tế bào

báo cho tế bào khởi động

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

thuộc tính phát quang.

Why this is interesting is because in the past decade,

Điều này thú vị bởi trong những thập kỉ trước

we have found that this is not just some anomaly

chúng tôi đã nhận ra rằng đây không phải chỉ là sự bất thường

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

của một loài vi khuẩn ngu ngốc phát sáng trong bóng tối sống ở đại dương

tất cả vi khuẩn đều có hệ thống giống vậy.

all bacteria have systems like this.

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

Vì vậy giờ đây chúng ta hiểu rằng tất cả vi khuẩn đều có thể nói chuyện với nhau.

They make chemical words, they recognize those words,

Chúng tạo ra ngôn từ hoá học, chúng phân biệt được những từ ngữ đó,

and they turn on group behaviors

và chúng trỗi dậy bản năng nhóm

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

điều mà chỉ thành công khi tất cả các tế bào tham gia.

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

Chúng tôi có một cái tên thú vị cho quá trình này, chúng tôi gọi đó là "cảm nhận số đại biểu tối thiểu".

They vote with these chemical votes,

Chúng bỏ phiếu với những lá phiếu hoá học,

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

những lá phiếu này được đếm, và sau đó mọi người hưởng ứng việc bầu cử này.

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

Điều quan trọng của cuộc nói chuyện này

là chúng ta biết có hàng trăm cách

that bacteria carry out in these collective fashions.

mà vi khuẩn tiến hành theo kiểu này.

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

Nhưng cách mà có thể quan trọng nhất với bạn là tính độc hại.

Không giống như một vài vi khuẩn xâm nhập vào bạn

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

và chúng bắt đầu tiết ra một vài chất độc

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

bạn rất là to lớn nên nó chẳng ảnh hưởng gì tới ban. Bạn to khổng lồ.

Việc mà chúng làm, giờ chúng ta đã hiểu,

But what they do, we now understand,

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

là chúng xâm nhập vào cơ thể bạn, rồi chúng đợi, và bắt đầu phát triển,

they count themselves with these little molecules,

chúng tự đếm số lượng cộng đồng chúng với những phân tử nhỏ này,

and they recognize when they have the right cell number

và chúng biết khi nào chúng có đủ số lượng tế bào

rằng nếu tất cả những vi khuẩn này hợp lực dùng tính độc hại của chúng để tấn công,

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

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

chúng sẽ thành công trong việc đánh bại vật chủ.

So bacteria always control pathogenicity with quorum sensing.

Vi khuẩn luôn điều khiển việc gây bệnh bằng "cảm nhận số đại biểu tối thiểu".

Đó là cách thức mà quá trình xảy ra.

So that's how it works.

Sau đó chúng tôi cũng quan sát những phân tử này

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

These were the red triangles on my slides before.

đó là những tam giác đỏ ở hình chiếu của tôi lúc trước.

This is the Vibrio fischeri molecule.

Đây là phân tử Vibrio fischeri.

This is the word that it talks with.

Đây là từ mà nó nói chuyện cùng.

And then we started to look at other bacteria,

Sau đó chúng tôi quan sát những vi khuẩn khác,

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

và đây mới là những khám phá rất nhỏ về những phân tử này.

Điều mà tôi muốn bạn thấy

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

là những phân tử này liên quan đến nhau.

The left-hand part of the molecule is identical

Phần bên trái của phân tử giống nhau

in every single species of bacteria.

ở tất cả các loài vi khuẩn.

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

Nhưng phần bên phải phân tử ở các loài vi khuẩn thì hơi khác nhau.

in every single species.

Điều đó làm cho mỗi loài vi khuẩn có cách bàn bạc khác nhau

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

đối với những ngôn ngữ này.

So each molecule fits into its partner receptor

Mỗi phân tử ăn khớp vào phần tiếp nhận của đồng loại chứ không phải loài khác.

and no other.

Nên những cuộc nói chuyện này là bí mật và riêng tư.

So these are private, secret conversations.

These conversations are for intraspecies communication.

Những cuộc nói chuyện này là sự truyền đạt thông tin nội bộ trong cùng loài.

Each bacteria uses a particular molecule that's its language

Mỗi vi khuẩn sử dụng một phân tử đặc biệt, đó là ngôn ngữ của nó,

that allows it to count its own siblings.

cho phép nó đếm anh chị em của mình.

Khi mà chúng tôi phát hiện ra đến đó chúng tôi nghĩ

Once we got that far,

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

chúng tôi bắt đầu hiểu rằng các phân tử có những hành động xã giao.

Nhưng điều mà chúng tôi thực sự nghĩ là phần lớn thời gian

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

những phân tử không sống riêng lẻ, chúng sống trong một hỗn hợp kì lạ,

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

với hàng trăm hay hàng nghìn loài vi khuẩn khác.

with hundreds or thousands of other species of bacteria.

And that's depicted on this slide.

Điều đó thể hiện trên hình chiếu này. Đây là da của bạn.

This is your skin.

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

Đây chỉ là một bức hình - một hình ảnh siêu nhỏ của da bạn.

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

Mọi nơi trên cơ thể bạn trông cũng khá giống thế này,

và điều mà tôi muốn bạn thấy là ở đó có đủ các loại vi khuẩn.

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,

Thế nên chúng tôi bắt đầu nghĩ là nếu mà điều này thực sự là giao tiếp của vi khuẩn,

and it's about counting your neighbors,

và là việc đếm những vi khuẩn xung quanh,

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

thì khả năng nói chuyện trong cùng loài thôi là chưa đủ.

Phải có một cách đếm

There has to be a way to take a census

số lượng toàn thể những vi khuẩn còn lại.

of the rest of the bacteria in the population.

Nên chúng tôi trở lại với sinh học phân tử

So we went back to molecular biology

Và bắt đầu nghiên cứu các vi khuẩn khác nhau

and started studying different bacteria.

và điều mà chúng tôi phát hiện ra là

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

thật ra, các phân tử nói được nhiều thứ tiếng.

Chúng đều có một hệ thống riêng cho loài

They all have a species-specific system,

chúng có một phân tử nói là "tôi."

they have a molecule that says "me."

But then running in parallel to that is a second system

Nhưng sau đó, song song với việc đó là hệ thống thứ hai

that we've discovered, that's generic.

mà chúng tôi phát hiện ra, đó là tính giống loài.

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

Vậy là, chúng có enzim thứ hai tạo ra dấu hiệu thứ hai

and it has its own receptor,

và nó có phần tiếp nhận của riêng mình,

and this molecule is the trade language of bacteria.

và phân tử này là ngôn ngữ trao đổi của vi khuẩn.

Nó được sử dụng bởi tất cả các vi khuẩn khác nhau

It's used by all different bacteria,

và đó là ngôn ngữ giao tiếp chung của tất cả các loài.

and it's the language of interspecies communication.

What happens is that bacteria are able to count

Điều xảy ra là vi khuẩn có khả năng đếm

có bao nhiêu tôi và bao nhiêu bạn.

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

And they take that information inside,

Chúng tiếp nhận thông tin đó vào trong mình,

and they decide what tasks to carry out

và quyết định nhiệm vụ tương ứng để thực hiên

phụ thuộc vào ai thuộc thiểu số và ai thuộc đa số

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

of any given population.

của mỗi mảng dân cư.

Then, again, we turned to chemistry,

Sau đó, chúng tôi quay trở lại với Hoá học,

and we figured out what this generic molecule is --

và chúng tôi thấy rằng phân tử có tính tổng loài này là

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

những hình trái xoan hồng ở hình chiếu của tôi lúc trước, nó đây.

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

Đó là một phân tử có 5 cacbon rất nhỏ.

Điều quan trọng mà chúng tôi nhận ra

And what the important thing is that we learned

is that every bacterium has exactly the same enzyme

là tất cả các vi khuẩn có cùng một enzim

and makes exactly the same molecule.

và tạo ra cùng một phân tử.

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

Thế nên chúng cùng sử dụng phân tử này

để giao tiếp trong toàn loài.

This is the bacterial Esperanto.

Đây là vi khuẩn Esperanto.

(Laughter)

(Tiếng cười)

So once we got that far,

Khi chúng tôi phát hiện tới đó, chúng tôi bắt đầu thấy rằng

we started to learn that bacteria can talk to each other

vi khuẩn có thể nói chuyện với nhau bằng ngôn ngữ hoá học này.

with this chemical language.

Chúng tôi bắt đầu cho rằng

But we started to think

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

chúng tôi có thể làm điều gì đó thực tiễn hơn ở đây.

Tôi đã kể với bạn rằng vi khuẩn có tất cả những cử chỉ xã giao này

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

chúng giao tiếp bằng những phân tử này

that they communicate with these molecules.

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

Tất nhiên, tôi cũng đã kể với bạn rằng một trong những điều quan trọng chúng làm

là bắt đầu tính gây bệnh bằng việc sử dụng cảm ứng số đại biểu tối thiểu.

is to initiate pathogenicity using quorum sensing.

Chúng tôi đã nghĩ là, nếu như chúng tôi tạo ra những vi khuẩn này

So we thought:

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

để chúng không thể nói chuyện hoặc không thể nghe thấy nhau?

Thì đây có thể là những loại kháng sinh mới?

Couldn't these be new kinds of antibiotics?

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

Tất nhiên, bạn đã nghe và bạn cũng đã biết

rằng chúng ta đang thiếu dần kháng sinh.

that we're running out of antibiotics.

Vi khuẩn bây giờ có khả năng đề kháng rất nhiều loài thuốc và

Bacteria are incredibly multi-drug-resistant right now,

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

đó là vì tất cả các loại kháng sinh chúng ta sử dụng giết chết vi khuẩn.

They either pop the bacterial membrane,

Hoặc là chúng làm nổ màng vi khuẩn.

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

hoặc là chúng làm cho vi khuẩn không thể tự nhân DNA.

We kill bacteria with traditional antibiotics,

Chúng ta diệt vi khuẩn bằng những thuốc kháng sinh truyền thống

and that selects for resistant mutants.

và điều đó chọn ra những kháng thể.

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

Và thế nên giờ chúng ta có vấn đề toàn cầu này

in infectious diseases.

về bệnh truyền nhiễm.

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

Chúng tôi đã nghĩ, nếu như chúng tôi có những thích ứng

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

làm cho những vi khuẩn này không thể nói chuyện hay đếm

và chúng không biết để tạo ra tính độc dược.

and they don't know to launch virulence?

So that's exactly what we've done,

Và đó là điều mà chúng tôi đã thực hiện, và chúng tôi có 2 phương thức.

and we've sort of taken two strategies.

Điều đầu tiên là chúng tôi tiếp cận

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

hệ thống giao tiếp cùng loài.

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

nên chúng tôi tạo ra những phân tử trông giống như những phân tử thực sự

nên chúng tôi tạo ra những phân tử trông giống như những phân tử thực sự.

but they're a little bit different.

Và do đó, chúng khớp vào những phần tiếp nhận đó

And so they lock into those receptors,

và chúng làm tắc sự nhận dạng phân tử thực sự.

and they jam recognition of the real thing.

So by targeting the red system,

Bằng cách tiếp cận hệ thống đỏ

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

điều mà chúng tôi có thể làm là tạo ra

phân tử cảm nhận bệnh và loài.

anti-quorum-sensing molecules.

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

Chúng tôi cũng làm việc tương tự với hệ thống màu hồng.

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

Chúng tôi lấy phân tử chung đó và thay đổi một chút

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

để tạo ra những phản kháng

hệ thống giao tiếp cùng loài.

Hi vọng là những việc này được ứng dụng trong thuốc kháng sinh diện rộng

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

that work against all bacteria.

để chống lại tất cả các vi khuẩn.

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

Trước khi kết thúc tôi sẽ chỉ cho bạn thấy chiến lược này.

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

Trong cái này tôi chỉ sử dụng phân tử cùng loài

but the logic is exactly the same.

nhưng lô-gic thì vẫn giống như thế.

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

Điều mà bạn biết là khi vi khuản xâm nhập vào động vật

trong trường hợp này là một con chuôt.

in this case, a mouse --

it doesn't initiate virulence right away.

nó không bắt đầu độc tính ngay.

It gets in, it starts growing,

Nó xâm nhập vào, rồi phát triển, và bắt đầu tiết ra

it starts secreting its quorum-sensing molecules.

nhưng phân tử cảm nhận số đại biểu cần thiết.

It recognizes when it has enough bacteria

Nó nhận ra khi nó có đủ vi khuẩn

that now they're going to launch their attack,

rằng đã đến thời điểm chúng triển khai tấn công

và con vật chết.

and the animal dies.

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

Điều mà chúng tôi có thể làm là đưa ra những sự lan truyền độc tính này

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

nhưng chúng tôi đưa cho chúng trong sự kết hợp với những phân tử cảm nhận chống số đại biểu cùng loài

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

nên đây là những phân tử trông giống như là thứ thật

nhưng chúng trông hơi khác thứ mà tôi mô tả ở slide này.

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

Điều mà chúng ta giờ đã biết là nếu mà chúng tôi chữa con vật

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

với một vi khuẩn gây bệnh -- một vi khuẩn gây bệnh kháng nhiều loại thuốc

a multi-drug-resistant pathogenic bacterium --

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

cùng lúc đó chúng tôi đưa ra phân tử cảm nhận chống số đại biểu cùng loài

in fact, the animal lives.

thì con chuột lại sống.

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

Chúng tôi nghĩ rằng đây là thế hệ tiếp theo của kháng sinh

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

và nó sẽ giúp ta vượt qua, ít nhất là vào lúc ban đầu,

this big problem of resistance.

vấn đề lớn về phản kháng này.

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

Điều mà tôi mong bạn nghĩ là, vi khuẩn có thể nói chuyện với nhau

chúng sử dụng những chất hoá học như từ ngữ

they use chemicals as their words,

they have an incredibly complicated chemical lexicon

chúng có thuật ngữ hoá học phức tạp một cách đáng kinh ngạc

that we're just now starting to learn about.

và chúng ta mới bắt đầu biết về điều đo.

Tất nhiên là thứ mà cho phép các vi khuẩn làm

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

là đa bào.

So in the spirit of TED,

Nên trên tinh thần của TED, chúng làm cùng nhau

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

bởi vì điều đó tạo nên sự khác biệt

Điều xảy ra là vi khuẩn có những hành động này

What happens is that bacteria have these collective behaviors,

and they can carry out tasks

và chúng có thể thi hành những nhiệm vụ

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

và chúng không bao giờ có thể đạt được

và đơn giản là chúng hành động như những cá thể.

What I would hope that I could further argue to you

Điều mà tôi hi vọng là tôi có thể tranh luận xa hơn với bạn

là đây là sự sáng chế ra sự đa bào.

is that this is the invention of multicellularity.

Bacteria have been on the earth for billions of years;

Vi khuẩn đã sinh sống trên trái đất từ hàng tỉ năm.

humans, couple hundred thousand.

Con người -- hàng trăm ngàn năm

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

Chúng tôi nghĩ rằng vi khuẩn tạo ra những qui tắc

về cách thức mà các tổ chức đa bào làm việc.

Chúng tôi nghĩ, bằng việc nghiên cứu vi khuẩn,

And we think by studying bacteria,

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

chúng tôi sẽ có thể có những thông tin về đa bào ở cơ thể người.

So we know that the principles and the rules,

Chúng tôi biết rằng những qui luật và phép tắc,

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

nếu chúng tôi có thể biết về chúng trong nhưng sinh vật nguyên sơ kiểu này,

hi vọng là chúng sẽ được ứng dụng

the hope is that they will be applied

với các bệnh của con người và cả những hành động của con người.

to other human diseases and human behaviors as well.

Tôi hi vọng điều mà bạn vừa biết

I hope that what you've learned

is that bacteria can distinguish self from other.

là vi khuẩn có thể nhận ra bản thân với những vi khuẩn khác.

So by using these two molecules,

Bằng cách sử dụng 2 phân tử này, chúng có thể nói "tôi" và chúng có thể nói "bạn"

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

Một lần nữa, tất nhiên đó là những điều chúng tôi thực hiện

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

theo cách phân tử

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

và cũng theo cách hướng ngoại

but I think about the molecular stuff.

nhưng tôi nghĩ về thứ phân tử.

This is exactly what happens in your body.

Đó chính xác là điều xảy ra trong cơ thể chúng ta.

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

Đó không giống như tế bào tim và thận bị lẫn vào nhau hàng ngày

và đó là vì những chất hoá học đang xảy ra

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

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

nhưng phân tử này nói mỗi nhóm tế bào này là ai

và nhiệm vụ của chúng là gì.

and what their tasks should be.

So again, we think bacteria invented that,

Một lần nữa, chúng tôi nghĩ là các vi khuẩn đã tạo ra điều đó

và bạn chỉ tiến hoá thêm một vài tiếng chuông và tiếng huýt sáo

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.

nhưng tất cả những ý tưởng trên thuộc về những hệ thống đơn giản mà chúng ta có thể nghiên cứu.

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

Điều cuối cùng là, một lần nữa để nhắc lại rằng có một phần thực tiễn

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

và do đó chúng tôi tạo ra nhưng phân tử cảm nhận chống số đại biểu tối thiểu này

that are being developed as new kinds of therapeutics.

mà đang được phát triển thành những kiểu trị liệu mới.

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

Nhưng mà sau đó, để chốt lại cho tất cả những vi khuẩn tốt và thần kì

that live on the earth,

sống trên trái đất

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

chúng tôi cũng tạo ra những phân tử cảm nhận theo số đại biểu tối thiểu.

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

Thế nên, chúng tôi đã nhắm mục tiêu vào những hệ thống đó để làm cho những phân tử làm việc tốt hơn.

Nhớ rằng bạn có gấp 10 lần hay hơn tế bào vi khuẩn

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

in you or on you, keeping you healthy.

trong người bạn và trên người bạn, để giữ bạn khoẻ mạnh.

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

Điều mà chúng tôi cũng đang cố gắng là tăng cường sự nói chuyện

giữa các vi khuẳn sống chung với bạn

of the bacteria that live as mutualists with you,

in the hopes of making you more healthy,

với hi vọng là làm cho bạn khoẻ mạnh hơn

làm cho những cuộc nói chuyện hiệu quả hơn

making those conversations better,

so bacteria can do things that we want them to do

để các vi khuẩn có thể làm những thứ mà chúng ta muốn chúng làm

better than they would be on their own.

và tốt hơn là khi chúng tự làm

Finally, I wanted to show you --

Cuối cùng tôi muốn chỉ cho bạn thấy

this is my gang at Princeton, New Jersey.

đây là đội của tôi ở Princeton, New Jersey.

Tất cả những điều mà tôi đã kể với bạn đều đuợc khám phá bởi một ai đó trong bức hình này.

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

Tôi hi vọng khi mà bạn học điều gì đó

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

như là cách mà thế giới tự nhiên hoạt động

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

Tôi chỉ muốn nói là bất cứ khi nào mà bạn đọc thứ gì đó ở trên báo

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

hay là bạn nghe nói về thứ gì đó phi lý trong thế giới tự nhiên

điều đó được hoàn thành bởi một đứa trẻ

it was done by a child.

So science is done by that demographic.

Khoa học được tạo nên bởi nhân khẩu học.

Tất cả những người này khoảng tầm 20 đến 30 tuổi

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

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

và họ là động cơ chạy những khám phá khoa học ở đất nước này.

Rất là may mắn được làm việc cùng những người này.

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

(Applause)

Tôi cứ già đi hàng này và họ vẫn luôn cùng tuối

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

và công việc thú vị và vui vẻ vô cùng.

And it's just a crazy, delightful job.

And I want to thank you for inviting me here,

Tôi muốn cảm ơn các bạn đã mời tôi tới đây

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

Điều này có ý nghĩa to lớn với tôi rằng tôi được tới hội thảo này.

(Applause)

(Vỗ tay)

Thanks.

Cảm ơn mọi người

(Applause)

(Vỗ tay)