VIAŢA ARTIFICIALĂ CREATĂ ÎN LABORATOR - GENOMUL SINTETIC

VIAŢA ARTIFICIALĂ CREATĂ ÎN LABORATOR - GENOMUL SINTETIC
http://www.scienceworld.ro/features/descoperirile-lui-2013-12433.html
http://m.descopera.ro/stiinta/6355656-creatorul-vietii-artificiale-se-destainuie
http://en.m.wikipedia.org/wiki/Craig_Venter
http://www.jcvi.org/cms/home/
http://www.ziare.com/articole/viata+sintetica+craig+venter
http://m.youtube.com/results?client=mv-google&hl=ro&gl=RO&q=Craig+Venter&submit=C%C4%83uta%C5%A3i


Craig Venter: Watch me unveil "synthetic life"
Conferinţă TED

Filmed May 2010 at TED in the Field 

 http://www.ted.com/talks/craig_venter_unveils_synthetic_life

 Transcrierea conferinţei :

0:12 Suntem aici astăzi ca să anunţăm prima celulă sintetică, o celulă creată începând cu codul digital în computer, construind cromozomul din patru sticle de substanţe chimice, asamblând acel cromozom în drojdie, transplantându-l într-o celula bacterială recipient şi transformând acea celulă într-o nouă specie de bacterie. Deci aceasta este prima specie care se autoreproduce de pe planeta noastră al cărei părinte este un computer. Este de asemenea prima specie care are propriul web site înscris în codul său genetic. Dar vom vorbi mai mult despre marcare într-un minut.

1:00 Acesta e un proiect care a fost iniţiat în urmă cu 15 ani când echipa noastră - - pe atunci ne numeam TIGR - - era implicată în secvenţierea primelor două genomuri din istorie. Am lucrat la Haemophilus influenzae şi apoi la cel mai mic genom al unui organism autoreproductiv, care este Mycoplasma genitalium. Şi imediat ce am avut aceste două secvenţe, ne-am gândit, că dacă acesta trebuie să fie cel mai mic genom al unei specii autoreproductive, ar putea oare să existe unul şi mai mic? Am putea să înţelegem bazele vieţii celulare la nivel genetic? A fost o cercetare de 15 ani doar ca să ajungem la punctul de plecare acum, ca să fim în stare sa răspundem acestor întrebări. Pentru că este foarte dificil să elimini genele multiple dintr-o celulă. Poţi să faci asta doar una câte una. Am decis destul de repede că trebuie să urmăm calea sintetică, chiar dacă nimeni nu făcuse asta înainte, ca să vedem dacă putem sintetiza un cromozom bacterial, astfel incât să putem varia conţinutul genelor ca să înţelegem genele esenţiale pentru viaţă. Asta a demarat cercetarea noastră de 15 ani care ne-a adus unde suntem azi.

2:10 Înainte de primele experimente, le-am cerut celor din echipa lui Art Caplan, pe atunci la Universitatea din Pennsylvania, să facă o evaluare a riscurilor, dificultăţilor al eticii creării de specii noi în laborator pentru că aşa ceva nu se făcuse înainte. Au trecut aproape doi ani până au făcut evaluarea în mod independent şi au publicat rezultatele in revista Science în 1999. Ham şi cu mine ne-am luat doi ani liber şi ne-am ocupat de un proiect de secvenţiere a genomului uman, dar imediat ce raportul a apărut, ne-am întors la primul obiectiv.

2:46 În 2002 am pus bazele unui nou institut, Institutul pentru Energii biologice Alternative, unde am avut două scopuri principale. Unu, să înţelegem impactul tehnologiilor noastre asupra mediului, şi cum să înţelegem mediul mai bine. Şi doi, să pornim acest proces de creare de viaţă sintetică pentru a înţelege bazele vieţii. În 2003, am publicat primul nostru succes. Astfel Ham Smith şi Clyde Hutchinson au creat noi metode de extragere de ADN fără erori la o scală mică. Prima noastră sarcină a fost codul de 5000 de litere al unei bacteriiofage, un virus care atacă doar E.coli. Astfel acesta era phage phi X 174, care a fost ales din motive istorice. A fost primul ADN ADN de virus, ADN genom care a fost de fapt secvenţiat. Imediat ce am înţeles că putem face bucăţi de mărimea unui virus din 5000 de perechi baze ne-am gândit că avem cel puţin mijloacele necesare să încercăm să facem loturi seriale de bucăţi de acest fel, şi în final să le putem asambla împreună ca să creăm acest cromozom uriaş. Asta fiind, în mod clar mult mai mult decât ne-am propus să facem iniţial.

4:11 Au fost câteva etape. Au existat două aspecte. A trebuit să găsim soluţia chimică pentru a crea molecule ADN mari, şi trebuia să rezolvăm şi partea biologică. sau mai clar, dacă avem această entitate chimică nouă, cum să o activăm, într-o celulă recipient. Am avut două echipe care au lucrat în paralel, una se ocupa de chimie, cealaltă încercând să fie în stare sa transplanteze cromozomi întregi ca să obţină celule noi. Când am început asta, ne gândeam că sinteza va fi problema cea mai dificilă, tocmai de aceea am ales cel mai mic genom.

4:49 Şi poate aţi observat că am trecut de la cel mai mic genom la unul mult mai mare. Şi pot să vă spun motivele pentru lucrul ăsta dar, in principal, celula mică ne-a luat cam 2-3 luni ca să obţinem rezultate, în timp ce celulele mari, care cresc mai repede, dau rezultate în doar doua zile. Există un număr limitat de cicluri pe care le putem iniţia într-un an, cu durata de 6 săptămâni pe ciclu. Şi ar trebui să ştiţi că, în mod normal, 99, probabil mai mult de 99 la sută din experimentele noastre au eşuat. Aşa că era un scenariu de eliminare de erori, de rezolvare a problemelor încă de la început pentru că nu exista nici o reţetă care să indice cum ajungi acolo.

5:30 Aşa că, una din cele mai importante publicaţii ale noastre a fost în 2007. Carole Lartigue a condus efortul transplantului efectiv de cromozom bacterial de la o bacterie la alta. Cred că filosofic, aceea a fost una din cele mai importante lucrări pe care am făcut-o vreodată pentru că arăta cât de dinamică era viaţa. Şi am ştiut, imediat ce a funcţionat că aveam de fapt o şansă dacă am putea folosi cromozomii sintetici să facem ceva asemănător cu ei. Nu bănuiam că avea să ne ia câţiva ani buni ca să ajungem acolo.

6:04 În 2008, am raportat sinteza completă a genomului Mycoplasmei genitalium cu un cod cu puţin peste 500.000 de litere. dar nu am reuşit să activăm acel cromozom. Cred că, în parte deoarece creşte încet, şi apoi, probabil pentru că, celulele au tot soiul de mecanisme de apărare care împiedică astfel de lucruri să se întâmple. S-a dovedit că celulele în care vroiam să facem transplantul aveau o enzimă - nuclează - care distruge suprafaţa ADN-ului. şi mânca cu mare plăcere ADN-ul sintetic pe care îl introduceam noi. şi nu obţineam niciodată transplantul. Dar la vremea aceea, aceasta era cea mai mare moleculă cu o structură definită care se crease.

6:48 Şi astfel ambele părţi progresau. dar o parte a sintezei trebuia sau se putea realiza folosind drojdia, punând fragmente în drojdie şi drojdia le asambla pentru noi. Este un pas înainte extraordinar, dar acum aveam o problemă din cauză că cromozomul bacterial creştea în drojdie. Aşa că în plus faţă de transplant, trebuia să mai aflăm cum să extragem un cromozom bacterial din drojdia eucariotă, într-o formă pe care apoi să o putem transplanta într-o celulă recipient.

7:21 Astfel că echipa noastră a creat noi tehnici pentru a creşte, clona întregul cromozom bacterial în drojdie. Astfel că am luat acelaşi genom mycoid pe care l-a transplantat iniţial Carole, şi l-am crescut in drojdia aceea ca pe un cromozom artificial. Şi ne-am gândit ca acesta ar putea o ocazie grozavă să învăţăm să extragem cromozomii din drojdie şi să îi transplantăm. Totuşi, când am făcut aceste experimente, am putut să extragem cromozomul din drojdie dar nu puteam sa îl transplantăm şi să activăm celula. Această problemă minoră i-a luat echipei doi ani ca să o rezolve.

7:55 S-a dovedit că, ADN-ul din bacterie era de fapt metilat, iar metilarea îl protejează de enzimele de restricţie, îl protejează să nu fie mâncat. Deci ce am aflat a fost, dacă scoteam cromozomul din drojdie şi îl metilam, îl puteam transplanta. Alte progrese au avut loc când echipa a îndepărtat genele enzimelor de restricţie din celula recipient mycoplasma capricolum. Şi, când am făcut asta, acum puteam să luăm ADN din drojdie şi să îl transplantăm.

8:26 Aşa că, toamna trecută, când am publicat rezultatele cercetării în "Science", am devenit toţi foarte încrezători şi eram convinşi că ne aflăm doar la câteva săptămâni distanţă de a fi în stare să activăm un cromozom din drojdie. Din cauza problemei cu Mycoplasma genitalium şi creşterea ei înceată, cu aproape un an şi jumătate în urmă, am decis să sintetizăm un cromozom mult mai mare, cromozomul mycoid ştiind că aveam rezolvată biologia necesară pentru transplantare. Şi Dan a condus echipa pentru sinteza acestui cromozom cu peste un milion de perechi de baze. Dar s-a dovedit că nu avea să fie aşa de uşor până la urmă. Am întârziat 3 luni pentru că am avut o eroare în secvenţa celor peste un milion de perechi de baze.

9:18 Astfel că echipa a creat un nou program de căutare de erori cu care puteam testa fiecare fragment sintetic ca să vedem dacă ar fi crescut pe fondul unui ADN de tip sălbatic. Şi am aflat că 10 din 11 din bucăţile alcătuite din câte 100.000 de perechi-baze sintetizate erau total corecte şi compatibile cu o secvenţă viabilă pentru viaţă. Ne-am concentrat pe un singur fragment L-am secvenţiat şi am găsit că doar o pereche-bază a fost ştearsă dintr-o genă esenţială. Deci corectitudinea este esenţială. Există părţi ale genomului care nu tolerează nici măcar o eroare, şi există părţi mari ale genomului în care putem să punem porţiuni mari de ADN aşa cum am făcut cu semnele de marcare, şi poate tolera tot felul de erori. Aşa că ne-a luat cam trei luni ca să găsim eroarea şi s-o reparăm. Şi într-o zi la 6 dimineaţa am primit un text de la Dan spunând că, acum, prima colonie albastră există.

10:22 Astfel că am făcut un drum lung până aici - - 15 ani de când am început. Am simţit că, unul din principiile domeniului acesta era să ne asigurăm că putem deosebi ADN-ul sintetic de cel natural. Când eşti în perioada de pionierat a unui nou domeniu trebuie să te gândeşti la toate capcanele şi lucrurile care te pot face să crezi că ai făcut ceva ce nu ai făcut de fapt, sau, şi mai rău, să-i faci pe alţii să creadă asta. Aşa că ne-am gândit că cea mai gravă problemă ar fi o contaminare cu o singură moleculă a cromozomului iniţial, care să ne facă să credem că de fapt am creat o celulă sintetică, când de fapt n-ar fi fost decât o contaminare.

11:08 Aşa că destul de devreme am creat noţiunea de a pune semne (marca) în ADN ca să facem foarte clar faptul că ADN-ul era sintetic. Şi primului cromozom pe care l-am construit, în 2008, acela din 500.000 de perechi-baze pur şi simplu l-am marcat cu numele autorilor cromozomului în codul său genetic. Dar am făcut asta doar folosind translatări de o singură literă cu amino acizi, şi asta elimină câteva litere din alfabet. Aşa că de fapt am creat un cod nou în interiorul codului din cod. Şi este un nou cod pentru a interpreta şi scrie mesaje în ADN. Acum, matematicienii au ascuns şi au scris mesaje în codul genetic de multă vreme, dar e clar că ei erau matematicieni, nu biologi pentru că dacă scrii mesaje lungi cu codul dezvoltat de matematicieni, e foarte probabil să obţii noi proteine cu funcţii necunoscute.

12:15 Astfel încât codul creat de Mike Montague și echipa sa inserează destul de frecvent codoni de oprire. Este un alfabet diferit dar ne permite să folosim întregul alfabet englezesc cu punctuaţie şi numere. Deci, avem patru semnalizări (markere) principale pentru peste o mie de perechi-baze de cod genetic. Primul conţine de fapt acest cod pentru interpretarea restului de cod genetic. Astfel că în informaţia care rămâne, în markere conţine numele, cred că, a 46 de autori diferiţi şi contributori principali care au adus proiectul în acest stadiu. De asemenea am integrat o adresă de web astfel încât dacă cineva decodează codul din interiorul codului poate trimite un email la acea adresă. Aşa că se poate deosebi în mod evident de alte specii. având 46 de nume în el. şi propria adresă de web. Şi am adăugat trei citate pentru că, cu primul genom, am fost criticaţi că nu încercăm să spunem ceva mai profund în loc să ne semnăm lucrarea doar.

13:33 Nu vă spunem codul, dar vă spunem citatele. Primul este, "Să trăieşti, să greşeşti, să cazi, să fii victorios, şi să re-creezi viaţă din viaţă" E un citat din James Joyce. Al doilea citat este,"Să vezi lucrurile, nu aşa cum sunt, ci cum ar putea să fie." Este un citat din cartea "American Prometheus" despre Robert Oppenheimer. Şi ultimul este un citat din Richard Feynman. "Ce nu pot construi, nu pot înţelege" Deci, pentru că aceasta este la fel de mult un progres în filosofie pe cât este un progres ştiinţific, am încercat să lucrăm cu ambele aspecte atât cel filosofic cât şi tehnic.

14:20 Ultimul lucru pe care vreau să vi-l spun înainte de întrebări este că munca uriaşă pe care am făcut-o cerând o evaluare etică, examinând lucrurile şi din acea perspectivă ca şi cea tehnică, aceasta a fost discutată pe larg în comunitatea ştiinţifică. în comunitatea politică şi la cele mai înalte niveluri de guvern federal. Chiar şi cu acest anunţ, la fel cum am făcut şi în 2003 - acea muncă a fost finanţată de Departamentul pentru Energie - - deci munca a fost evaluată la nivelul Casei Albe, încercând să decidă dacă cercetarea se clasifică sau se publică. Şi au căzut de acord asupra publicaţiei de tip open - deschis - ceea ce este abordarea corectă. Am informat Casa Albă. Am informat membri ai Congresului. Am încercat sa abordăm problemele de politică în paralel cu cele ce ţin de progresul ştiinţific.

15:16 Şi cu asta, aş dori, să începem cu întrebările. Da, acolo în spate.

15:23 Reporter: Puteţi explica în termeni simpli cât de importantă este această descoperire, vă rog?

15:29 Craig Venter: Putem explica cât de importantă este? Nu ştiu sigur dacă noi suntem cei care să explice cât de importantă este. Este importantă pentru noi. Probabil că este o schimbare filosofică imensă în felul în care vedem viaţa. Acum noi vedem cercetarea noastră ca pe un pas mic, care ne-a luat 15 ani până acum, ca să putem să facem experimentul pe care l-am dorit în urmă cu 15 ani ca să înţelegem viaţa la nivelul de bază. Dar credem că de fapt aceasta va constitui un set important de instrumente. Şi începem deja să folosim aceste instrumente în diferite direcţii

16:06 Avem la institut, finanţare continuă acum, de la NIH într-un program cu Novartis să încercăm să folosim aceste instrumente noi de ADN sintetic pentru a obţine probabil un vaccin împotriva gripei pe care îl puteţi avea anul următor. Pentru că, în loc să ne ia săptămâni ca să îl obţinem, echipa lui Dan le poate obţine în mai puţin de 24 de ore. Astfel că atunci când vezi cât timp a fost necesar pentru un vaccin H1N1 ne gândim că putem scurta procesul acesta chiar substanţial. În domeniul vaccinurilor, Synthetic Genomics şi institutul formează o nouă companie pentru vaccin deoarece credem că aceste instrumente pot influenţa vaccinurile pentru boli pentru care nu s-a putut interveni până acum, boli unde virusurile evoluează rapid, aşa cum sunt rhinovirusurile. Nu ar fi frumos să avem ceva care chiar poate împiedica răcelile obişnuite? Sau, mai important, HIV-ul, unde virusul evoluează atât de rapid, încât vaccinurile care se fac azi nu pot ţine pasul cu aceste schimbări evoluţionare.

17:11 De asemenea, la Synthetic Genomics, lucrăm la probleme majore ce ţin de mediu. Cred că ultima deversare de ţiţei din Golf nu este de uitat. Nu putem vedea dioxidul de carbon, suntem dependenţi de măsurătorile ştiinţifice pentru asta, şi începem să vedem rezultatele faptului că avem prea mult. Dar putem să vedem cum precursorul dioxidului pluteşte deasupra apelor şi contaminează plajele din Golf. Avem nevoie de alternative pentru petrol. Avem un program cu Exxon Mobile prin care încercăm să dezvoltam noi specii de alge care pot capta eficient dioxidul de carbon din atmosferă şi surse concentrate, şi să creeze noi hidrocarburi care să treacă în rafinării ca să facă benzină obişnuită şi benzină diesel din dioxid de carbon.

17:59 Acestea sunt doar câteva din abordările şi direcţiile pe care le urmăm.

18:04 (Aplauze)

 
 

Craig Venter: On the verge of creating synthetic life
Conferinţă TED

Filmed February 2008 at TED2008 
http://www.ted.com/talks/craig_venter_is_on_the_verge_of_creating_synthetic_life
 
 

Transcrierea conferinţei :

0:12 Am mai vorbit despre unele dintre aceste proiecte, despre genomul uman și ce ar putea el să reprezinte, și despre descoperirea unor noi seturi de gene. Acum începem, de fapt, de la un nou punct: am digitizat biologia, și acum încercăm să pornim de la acest cod digital și să intrăm într-o nouă fază a biologiei, modelând și sintetizând forme de viață.

0:36 Am încercat tot timpul să ne punem întrebări importante. "Ce este viața?" e ceva ce cred că mulți biologiști au încercat să înțeleagă la diverse niveluri. Am încercat diferite abordări, simplificând viața la componentele de bază. Digitizăm deja de aproape 20 ani. Când am secvenționat genomul uman, acesta a plecat din lumea analogică a biologiei în lumea digitală a calculatorului. Acum încercăm să întrebăm: putem regenera viata, sau putem crea noi forme de viață, din acest univers digital?

1:14 Aceasta este harta unui organism mic, Mycoplasma genitalium, care are cel mai mic genom pentru o specie care se poate replica singura in laborator. Noi am încercat să vedem dacă putem sa venim cu un genom și mai mic. Am reușit să suprimăm de ordinul unei sute de gene din cele în jur de 500 care sunt acolo. Dar, când ne uităm la lui harta metabolică, e destul de simplă în comparație cu a noastră. Credeți-mă, asta e simplu. Dar când ne uităm la toate genele pe care le putem suprima la un moment dat, este puțin probabil ca asta să producă o celulă vie. Așa că am decis că singura cale înainte este ca de fapt să sintetizăm acest cromozom, în așa fel încât să putem varia componentele pentru a adresa unele din cele mai fundamentale întrebări. Și așa am început pe drumul catre, "Putem sintetiza un cromozom?" Poate chimia permite sintetizarea acestor molecule foarte mari pe care nu le-am mai făcut vreodată? Și, dacă da, putem activa un cromozom? Un cromozom, apropo, este doar o bucată de material chimic. Deci, viteza noastră de a digitiza viața a crescut la un ritm exponential.

2:31 Abilitatea noastră de a scrie cod genetic se mișcă destul de încet, dar a crescut. Ultima dată a ajuns la o curbă exponențială. Am început asta acum mai bine de 15 ani. Am trecut prin câteva etape, începând, de fapt, cu o examinare bio-etică înainte de a face primele experimente. Dar, se dovedește că sintetizarea ADN-ului este foarte dificilă. Sunt zeci de mii de mașinarii în lume care fac bucăți mici de ADN, lungi de 30 până la 50 de litere, dar este un proces degenerativ, așa că de ce construiești o bucată mai lungă, cu atat mai multe erori apar. Așa că a trebuit să creăm o metodă noua pentru a pune aceste bucăți mici împreună și a corecta toate erorile.

3:16 Aceasta a fost prima noastră tentativă, pornind de la informația digitală, de a sintetiza genomul lui Phi X 174. E un virus mic care omoară bacterii. Am făcut design-ul bucăților, am trecut prin corectarea erorilor, și am obținut o moleculă de ADN de numai aproximativ 5000 de litere. Partea interesanta a venit când am luat aceasta bucată de material chimic inert și am pus-o in bacterie, iar bacteria a început să citească acest cod genetic, și să producă părțile virusului. Particulele virale au fost apoi eliberate din celule și s-au întors și au omorât celulele de E. coli. Vorbeam cu industria petrolului de curând și ziceau că înțeleg foarte clar acest model.

3:56 (Râsete)

3:59 Ei au râs mai mult decât voi.

4:03 Și așa credem că asta e o situație în care software-ul își poate construi propriul hardware într-un sistem biologic. Dar am vrut să facem ceva mai mare. Am vrut să construim întregul cromozom al unei bacterii. Acesta este de peste 580.000 de litere de cod genetic. Așa că am zis să punem perechile de litere în casete de mărimea virusurilor pentru a putea, de fapt, varia mărimea casetelor încât să înțelegem care sunt componentele reale ale unei celule vii. Design-ul este critic, iar dacă începi cu informația digitală din calculator, acea informație trebuie să fie foarte exactă. Când am secvenționat prima dată acest genom in 1995, standardul de precizie era de o eroare la 10.000 de perechi de baze. Am găsit, în urma resecvenționării, 30 de erori. Dacă am fi folosit secvența originală, aceasta nu ar fi putut niciodată să fie activată. Parte din design este proiectarea unor bucăți, care are lungimea de 50 de litere, care trebuie sa se suprapuna cu toate celelalte bucăți de 50 de litere pentru a construi sub-unități mai mici trebuie să proiectăm astfel încât bucățile să fie compatibile unele cu altele. Proiectăm elemente unice.

5:09 Poate ați citit că am pus "watermarks" in casete. (n.t semne distinctive pentru recunoasterea originalului de copii) Gândiți-vă la asta: avem un cod genetic alcătuit din patru litere: A, C, G și T. Triplete din acele litere-- acele litere codifică aproximativ 20 de amino acizi-- o singură literă desemnează fiecare amino acid. Așa că putem folosi codul genetic pentru a scrie cuvinte, propoziții, gânduri. Inițial, tot ce am făcut a fost să autografiem codul. Unii au fost dezamăgiți că nu e poezie. Am proiectat acele bucăți astfel încât să le putem digera cu enzime. Sunt enzime care le repară și le unesc. Așa că am început să facem bucățile, începând cu bucăți de 5 până la 7.000 de litere, potrivindu-le pe acestea să facem bucăți de 24.000 de litere, și apoi punând seturi din acestea laolaltă, mergând până la 72.000.

6:00 La fiecare etapă, am înmulțit aceste bucăți din abundență pentru a le putea secvenționa, întrucât încercăm să creăm un proces extrem de robust - după cum veți vedea într-un minut. Încercăm să ajungem la acel punct de automatizare. Deci, asta arată ca un teren de basket. Când ajungem la piese foarte mari, de peste 100.000 de perechi de baze, nu mai cresc asa usor în E. coli. Epuizează toate uneltele biologiei moleculare moderne. Așa că ne-am îndreptat spre alte mechanisme. Știam că există un mecanism numit recombinare omoloagă, pe care biologia il folosește să repare ADN, și care unește bucăți. Acesta este un exemplu. Există un organism numit Deinococcus radiodurans care poate suporta milioane de razi de radiație.

6:47 După cum vedeți în panoul de sus, cromozomul lui este distrus în bucăți. 12 până la 24 de ore mai târziu, l-a pus din nou laolaltă asa cum era la inceput. Avem mii de organisme care pot face asta. Aceste organisme pot fi desecate total. Pot să trăiască în vid. Eu sunt absolut sigur că viața poate să existe în spațiul extraterestru, să se miște, să găseacă un nou mediu umed. De fapt, NASA a arătat că asta se întamplă acolo.

7:14 Aici este un micrografic al unei molecule pe care am construit-o folosind aceste procese - de fapt folosind doar mechanismele drojdiei cu design-ul adecvat al pieselor pe care le-am pus înăuntru. Drojdia le pune împreună automat. Aceasta nu este o imagine de la un microscop cu electroni, ci doar un foto-micrografic obișnuit. E așa o moleculă mare, încât o putem vedea cu un microscop optic. Acestea sunt imagini colectate peste o perioadă de aproximativ 6 secunde.

7:40 Asta este o publicație pe care am avut-o acum puțin timp. Acestea sunt peste 580.000 de litere de cod genetic. Este cea mai mare moleculă făcută vreodată de oameni, cu o structură definită. Are o masă moleculară de peste 300 de milioane. Dacă o printăm cu un font de 10 și fără spații, ia 142 de pagini să printezi acest cod genetic. Deci, cum pornim un cromozom? Cum îl activăm? Evident, cu un virus e destul de ușor. Dar este mult mai complicat să lucrezi cu bacterii. Este, de asemenea, mai ușor când ajungi la eucariote, ca noi: poți doar să scoți nucleul și să pui altul, și asta este ceva ce toți ați auzit - clonarea. Cu bacteriile archaea, cromozomul este integrat în celulă, dar am arătat de curând că putem face un transplant complet al unui cromozom, de la o celulă la alta, și îl putem activa. Am purificat un crozom de la una din speciile microbiale. Acestea doua sunt aproximativ la fel de distante ca oamenii și șoarecii. Am adăugat câteva gene în plus ca să putem selecta pentru acest cromozom. L-am digerat cu enzime pentru a omorî toate proteinele. Și a fost destul de uluitor când l-am pus în celulă - veți aprecia graficele noastre foarte sofisticate - iar cromozomul a intrat în celulă. De fapt, am crezut că asta e cât de departe se poate merge, dar am încercat să proiectăm procesul ceva mai departe.

9:08 Acesta este un mecanism major al evoluției. Găsim tot felul de specii care au încorporat un al doilea cromozom, sau un al treilea, din altă parte, adăugând speciei respective, mii de noi caracteristici într-o secundă. Deci cei care se gândesc la evoluție doar ca o singură genă schimbându-se la un moment dat au pierdut mult din biologie.

9:28 Sunt enzime, numite enzime de restricție, care de fapt digeră ADN. Cromozomul care era în celulă nu o are. Celula - cromozomul pe care l-am pus noi - le are. A fost exprimat și a recunoscut celălalt cromozom ca material străin, l-a digerat, și așa am ajuns doar cu celula cu cromozomul cel nou. A devenit albastră din cauza genelor pe care le-am pus în cromozom. Și, după o perioadă foarte scurtă de timp, toate caracteristicile unei specii s-au pierdut, și s-a convertit total într-o specie nouă, bazată pe software-ul pe care l-am pus în celulă. Toate proteinele au fost schimbate, membranele au fost schimbate - când citim codul genetic, este exact ceea ce am transferat.

10:11 Asta poate suna ca alchimie genomică, dar putem, mutând software-ul ADN, să schimbăm lucrurile destul de dramatic. Acum, am susținut că asta nu este geneză - ci a construi pe trei miliarde de ani și jumătate de evoluție; și am susținut că poate suntem pe cale de a crea o nouă versiune a exploziei Cambriane, în care are loc o nouă speciere masivă, bazată pe design digital.

10:40 De ce să facem asta? Cred că este destul de evident din punct de vedere al unor nevoi. Suntem pe cale să mergem de la șase și jumătate la nouă miliarde de oameni peste 40 de ani. Ca să pun asta în context pentru mine însumi: eu m-am născut în 1946. Acum sunt trei oameni pe planetă pentru fiecare dintre noi care existau în 1946; în 40 de ani, vor fi patru. Avem probleme hrănind, furnizând apă potabilă, medicamente, combustibil celor șase miliarde și jumătate. Va fi dificil să o facem pentru nouă. Folosim peste 5 miliarde de tone de cărbuni, mai mult de 30 de miliarde de barili de petrol. Asta înseamnă o sută de milioane de barili pe zi. Când vom încerca să ne gândim la procese biologice sau la orice proces care să înlocuiască asta, va fi o provocare imensă. Apoi, desigur, este tot acel CO2 de la acest material, care ajunge în atmosferă.

11:36 Acum, de la descoperirile noastre din jurul lumii, avem o bază de date cu peste 20 de milioane de gene, și îmi place să mă gândesc la acestea ca la componentele design-ului din viitor. Industria electronicelor are doar o duzină, sau așa ceva, de componente, și iată diversitatea care a ieșit din asta. Suntem limitați aici, în primul rând, de o realitate biologică și de imaginația noastră. Avem acum tehnicile, datorate acestor metode rapide de sinteză, să facem ceea ce noi numim, combinatorică genimică. Avem abilitatea de a construi un robot mare care să facă un milion de cromozomi pe zi. Când te gândești să procesezi aceste 20 de milioane de gene diferite, sau să încerci să optimizezi procese de a produce octan, sau produse farmaceutice, vaccinuri noi, putem schimba, doar cu o echipă mică, să facem mai multă biologie moleculară decât ultimii 20 de ani din toată știința. Și asta e doar selecție standard. Putem selecta pentru viabilitate, producție de substanțe chimice sau de combustibili, producție de vaccinuri, et cetera.

12:43 Aceasta este o captură de ecran al unui software de design la care lucrăm, pentru a putea să ne așezăm și să lucrăm la aceste specii în calculator. Știți, nu știm neapărat cum va arăta. Știm exact cum arată codul lor genetic. Acum ne concentrăm pe combustibili de a patra generație. Ați văzut recent că din porumb la etanol este doar un experiment nereușit. Avem combustibili de generația a doua și a treia care vor apărea destul de curând, care sunt zaharuri, la combustibili de mai mare valoare ca octanul sau tipuri diferite de butanol.

13:23 Dar singurul mod în care credem că biologia poate avea un impact major fără a crește mai mult costul alimentelor și fara a limita disponibilitatea lor este dacă începem cu CO2 ca materie prima, și lucrăm pentru a proiecta celule pentru acest scop, și credem că vom avea primii combustibili de generația a patra în aproximativ 18 luni. Lumină solară și CO2 este o metodă - (Aplauze) - dar in descoperirile noastre din jurul lumii avem tot felul de alte metode.

13:56 Acesta este un organism pe care l-am descris în 1996. Trăiește în adâncul oceanului, aproximativ doi kilometri și jumătate în adâncime, la temperaturi apropiate de fierbere. Transformă CO2 în metan utilizând hidrogen molecular ca sursă de energie. Încercăm să vedem dacă putem lua CO2 capturat, care poate fi ușor transportat în țevi, și să convertim acel CO2 înapoi în combustibil, pentru a conduce acest proces.

14:24 Deci într-o perioadă scurtă de timp, credem că am putea mări ceea ce este întrebarea de bază "Ce este viața?" Noi într-adevăr, știți - avem obiective modeste de a înlocui întreaga industrie petro-chimică.

14:40 (Râsete)(Aplauze)

14:43 Da. Dacă nu poți face asta la TED, unde în altă parte?

14:46 (Râsete)

14:48 Să devină o sursă majoră de energie. Dar deasemenea, lucrăm acum să folosim aceste aceleași surse pentru a inventa seturi de vaccinuri imediat. Ați văzut anul acesta cu gripa, suntem mereu cu un an în urmă și un dolar în minus când vine vorba de vaccinul potrivit. Cred că situația poate fi schimbată construind vaccinuri combinatorice dinainte. Iată cum ar putea să înceapă să arate viitorul schimbând acum arborele evoluției, accelerând evoluția cu bacterii sintetice, archea, și, în final, eukariote. Suntem aproape să îmbunătățim oameni. Obiectivul nostru este doar să ne asigurăm că avem o șansă să supraviețuim destul de îndelungat pentru a putea face asta. Vă mulțumesc foarte mult.

15:33 (Aplauze)

Despre Craig Venter pe ted.com : http://www.ted.com/speakers/craig_venter 

 

Dacă ţi-a plăcut, dă un click pe Like şi Distribuie, şi Abonează-te la postările noi ale acestui blog prin email, serviciul Feedburner, dând click aici : Subscribe to Love Blog 4 All by Email

Apasă simultan pe tastele Ctrl şi D, pentru a adăuga acest site la Favorite (Bookmarks).

Pentru a găsi ceva specific pe blog, poţi căuta după termen la "Căutare" în stânga sus, sau pe coloana din stânga jos la Etichetele asociate postărilor (cuvintele albastre, în ordine alfabetică).

De asemenea, consultă marea videotecă de pe canalul meu youtube (dă click pe categoriile de playlisturi să se deschidă toate) : http://youtube.com/user/katonanico
Te poţi Abona şi la siteul meu SPIRIT, să primeşti notificări pt postările noi, pe email, aici : Subscribe to Spirit by Email
Linkul către site :  https://katonanico.wordpress.com/

Embed