On the verge of creating synthetic life
Craig Venter
[2] 00:21about the human genome and what that might mean,
sobre o genoma humano e a sua importância
[3] 00:25and discovering new sets of genes.
e a descoberta de novos conjuntos de genes.
[4] 00:28We're actually starting at a new point:
De fato estamos começando em um novo ponto:
[5] 00:31we've been digitizing biology,
nós temos digitalizado a biologia,
[6] 00:35and now we're trying to go from that digital code
e agora tentamos ir desse código digital
[7] 00:38into a new phase of biology
para uma nova fase na biologia,
[8] 00:40with designing and synthesizing life.
projetar e sintetizar vida.
[11] 00:50have been trying to understand
têm tentado compreender
[12] 00:52at various levels.
em vários níveis.
[13] 00:54We've tried various approaches,
Nós temos tentado várias abordagens,
[14] 00:57paring it down to minimal components.
reduzindo-a aos seus componentes mínimos.
[16] 01:03when we sequenced the human genome,
Quando nós sequenciamos o genoma humano,
[17] 01:05it was going from the analog world of biology
partiu-se do mundo análogo da biologia
[18] 01:08into the digital world of the computer.
para o mundo digital do computador.
[20] 01:16or can we create new life
ou podemos criar nova vida,
[21] 01:18out of this digital universe?"
a partir desse universo digital?
[22] 01:21This is the map of a small organism,
Esse é o mapa de um pequeno organismo,
[23] 01:24Mycoplasma genitalium,
Mycoplasma genitalium,
[24] 01:26that has the smallest genome for a species
que apresenta o menor genoma para uma espécie
[25] 01:29that can self-replicate in the laboratory,
que pode se auto-replicar em laboratório.
[26] 01:32and we've been trying to just see if
E nós estivemos tentando apenas ver se
[27] 01:34we can come up with an even smaller genome.
conseguimos chegar a um genoma ainda menor.
[29] 01:40out of the 500 or so that are here.
dos cerca de 500 que temos aqui.
[30] 01:43When we look at its metabolic map,
Mas quando olhamos para o seu mapa metabólico
[31] 01:45it's relatively simple
ele é relativamente simples
[32] 01:47compared to ours --
comparado ao nosso.
[33] 01:49trust me, this is simple --
Acreditem, isso é simples.
[34] 01:51but when we look at all the genes
Mas quando olhamos todos esses genes
[35] 01:53that we can knock out one at a time,
que podemos eliminar um por um,
[36] 01:56it's very unlikely that this would yield
é pouco provável que isso resultaria
[37] 01:58a living cell.
em uma célula viva.
[38] 02:01So we decided the only way forward
Então, decidimos que a única maneira de ir adiante
[39] 02:03was to actually synthesize this chromosome
era sintetizar esse cromossomo de fato
[40] 02:06so we could vary the components
podendo variar os componentes
[42] 02:13And so we started down the road of:
E então iniciamos o caminho rumo a,
[43] 02:15can we synthesize a chromosome?
"Podemos sintetizar um cromossomo?"
[44] 02:19Can chemistry permit making
A química nos permite construir
[45] 02:21these really large molecules
essas moléculas realmente grandes
[46] 02:23where we've never been before?
algo que nunca fizemos antes?
[50] 02:35at an exponential pace.
em um ritmo exponencial.
[51] 02:38Our ability to write the genetic code
Nossa habilidade em escrever o código genético
[52] 02:41has been moving pretty slowly
tem se modificado bem lentamente,
[53] 02:43but has been increasing,
mas tem crescido.
[55] 02:51We started this over 15 years ago.
Começamos isso há 15 anos atrás.
[56] 02:53It took several stages, in fact,
Levou vários estágios, de fato,
[58] 03:00But it turns out synthesizing DNA
Mas descobriu-se que sintetizar DNA
[59] 03:02is very difficult.
é muito difícil.
[61] 03:07that make small pieces of DNA --
que fazem pequenos pedaços de DNA,
[62] 03:0930 to 50 letters in length --
segmentos de 30 a 50 letras,
[64] 03:15the more errors there are.
mais erros haverão.
[65] 03:17So we had to create a new method
Então tivemos que criar um novo método
[68] 03:26of the genome of phi X174.
do genoma do Phi X 174.
[69] 03:28It's a small virus that kills bacteria.
Esse é um pequeno vírus que ataca bactérias.
[71] 03:35and had a DNA molecule
e obtemos uma molécula de DNA
[72] 03:37of about 5,000 letters.
de cerca de 5.000 letras.
[74] 03:44and put it in the bacteria,
e inserimos em uma bacteria,
[76] 03:50made the viral particles.
fabricando as partículas virais.
[78] 03:54and came back and killed the E. coli.
voltaram e mataram as E. coli.
[82] 04:06They laughed more than you guys are. (Laughter)
Eles riram mais do que vocês.
[83] 04:10And so, we think this is a situation
Então pensamos que esta é uma situação
[85] 04:15in a biological system.
em um sistema biológico.
[86] 04:17But we wanted to go much larger:
Mas queríamos ir mais além.
[88] 04:22it's over 580,000 letters of genetic code --
São mais de 580.000 letras de código genético.
[90] 04:29so we could actually vary the cassettes
de forma a podermos variar as partes
[91] 04:31to understand
para entender
[93] 04:36Design is critical,
Projetar é crítico,
[98] 04:52We actually found, on resequencing it,
Nós descobrimos, re-sequenciando este genoma,
[100] 04:57it never would have been able to be booted up.
ela nunca teria sido capaz de funcionar.
[101] 05:00Part of the design is designing pieces
Parte de projetar é desenhar pedaços
[102] 05:02that are 50 letters long
de cerca de 50 letras
[104] 05:08to build smaller subunits
para construir subunidades menores
[106] 05:13We design unique elements into this.
Nós desenhamos elementos únicos nessas sequências.
[108] 05:18Think of this:
Pensem nisso:
[110] 05:23Triplets of those letters
Trincas dessas letras -- essas letras
[111] 05:26code for roughly 20 amino acids,
codificam apenas 20 aminoácidos --
[112] 05:28such that there's a single letter designation
assim há uma designação de uma única letra
[113] 05:31for each of the amino acids.
para cada aminoácido.
[115] 05:36sentences, thoughts.
frases, pensamentos.
[118] 05:44We designed these pieces so
Nós projetamos os pedaços de modo
[119] 05:46we can just chew back with enzymes;
que pudessemos digeri-los com enzimas.
[121] 05:53And we started making pieces,
E começamos fazendo os pedaços,
[126] 06:09so we could sequence them
de forma que pudéssemos sequenciá-los
[128] 06:14that you can see in a minute.
que vocês poderão ver em um minuto.
[130] 06:20So, this looks like a basketball playoff.
Isso se assemelha às finais do basquete.
[132] 06:24over 100,000 base pairs,
com mais de 100.000 pares de bases --
[133] 06:28they won't any longer grow readily in E. coli --
eles não crescem de imediato em E. coli.
[135] 06:34and so we turned to other mechanisms.
E então nos voltamos para outros mecanismos.
[137] 06:41that biology uses to repair DNA
que a biologia utiliza para reparar DNA,
[138] 06:44that can put pieces together.
que pode unir esses pedaços.
[139] 06:47Here's an example of it:
Aqui está um exemplo disso.
[140] 06:48there's an organism called
Há um organismo chamado
[141] 06:49Deinococcus radiodurans
Deinococcus radiodurans
[144] 06:58Twelve to 24 hours later, it put it
12 a 24 horas depois, ele se
[145] 07:01back together exactly as it was before.
reconstitui exatamente como era antes.
[148] 07:08they can live in a vacuum.
Eles podem viver no vácuo.
[150] 07:14move around, find a new aqueous environment.
se mover, encontrar um novo ambiente aquoso.
[155] 07:32yeast puts them together automatically.
A levedura os une automaticamente.
[156] 07:35This is not an electron micrograph;
Esse não um micrográfico eletrônico;
[157] 07:37this is just a regular photomicrograph.
é apenas uma fotomicrografia normal.
[158] 07:39It's such a large molecule
Esta é uma molécula tão grande
[159] 07:41we can see it with a light microscope.
que podemos visualisá-la com microscópio óptico.
[164] 07:59It's over 300 million molecular weight.
Ela pesa mais de 300 milhões de massa molecular.
[166] 08:05it takes 142 pages
seriam necessárias 142 páginas
[167] 08:07just to print this genetic code.
apenas para imprimir esse código genético.
[169] 08:14Obviously, with a virus it's pretty simple;
Obviamente, com vírus é muito simples.
[170] 08:17it's much more complicated dealing with bacteria.
É bem complicado lidar com bactérias.
[171] 08:20It's also simpler when you go
Também é mais simples quando você
[172] 08:22into eukaryotes like ourselves:
lida com eucariontes, como nós:
[173] 08:24you can just pop out the nucleus
você pode apenas retirar o núcleo
[174] 08:26and pop in another one,
e substituir por um outro,
[178] 08:39of a chromosome from one cell to another
de um cromossomo de uma célula para outra
[179] 08:41and activate it.
e ativá-lo.
[182] 08:51we added a few extra genes
Nós adicionamos alguns genes extras
[183] 08:53so we could select for this chromosome,
de modo que pudemos selecionar esse cromossomo.
[184] 08:55we digested it with enzymes
Nós o digerimos com enzimas
[185] 08:57to kill all the proteins,
para eliminar todas as proteínas.
[187] 09:02and you'll appreciate
e vocês irão apreciar
[188] 09:04our very sophisticated graphics here.
nossos gráficos bem sofisticados aqui --
[189] 09:07The new chromosome went into the cell.
o novo cromossomo entrou na célula.
[193] 09:18We find all kinds of species
Nós encontramos todos os tipos de espécies
[194] 09:20that have taken up a second chromosome
que adquiriram um segundo cromossomo
[195] 09:22or a third one from somewhere,
ou um terceiro de algum lugar,
[196] 09:24adding thousands of new traits
adicionando milhares de novas características
[197] 09:26in a second to that species.
em um segundo para aquela espécie.
[198] 09:28So, people who think of evolution
Então pessoas que pensam em evolução
[199] 09:30as just one gene changing at a time
como sendo uma mudança em um gene por vez
[200] 09:32have missed much of biology.
perderam muito de biologia.
[201] 09:35There are enzymes called restriction enzymes
Há enzimas denominadas enzimas de restrição
[202] 09:37that actually digest DNA.
que efetivamente digerem DNA.
[203] 09:39The chromosome that was in the cell
O cromossomo que estava na célula
[204] 09:41doesn't have one;
não tinha nenhuma.
[205] 09:43the chromosome we put in does.
A célula -- o cromossomo que inserimos -- tem.
[206] 09:45It got expressed and it recognized
Ele foi expressado, e reconheceu
[207] 09:47the other chromosome as foreign material,
o outro cromossomo como um corpo estranho,
[208] 09:50chewed it up, and so we ended up
digeriu-o, e então acabamos
[209] 09:52just with a cell with the new chromosome.
só com a célula com o novo cromossomo.
[211] 09:59And with a very short period of time,
E num curto intervalo de tempo,
[213] 10:04and it converted totally into the new species
e totalmente convertida em uma nova espécie,
[215] 10:10All the proteins changed,
Todas as proteínas mudaram,
[216] 10:12the membranes changed;
as membranas modificaram-se --
[218] 10:18So, this may sound like genomic alchemy,
Isto pode soar como alquimia genômica,
[220] 10:25change things quite dramatically.
mudar as coisas de uma forma bastante intensa.
[221] 10:29Now I've argued, this is not genesis;
Agora, eu argumentei, isto não é criação -
[223] 10:36And I've argued that we're about to perhaps
e eu suporto a idéia de que estamos, talvez,
[225] 10:41where there's massive new speciation
em que haveverá uma nova e massiva especiação
[226] 10:45based on this digital design.
baseada nesse projeto digital.
[227] 10:47Why do this?
Por que fazer isto?
[229] 10:51We're about to go from six and a half
Estamos prestes a passar de seis e meio
[231] 10:56To put it in context for myself:
Contextualizando para mim mesmo:
[232] 10:58I was born in 1946.
Nasci em 1946.
[233] 11:00There are now three people on the planet
Existe hoje no planeta, três pessoas
[234] 11:02for every one of us that existed in 1946;
para cada um de nós que existíamos em 1946;
[235] 11:06within 40 years, there'll be four.
em 40 anos, serão quatro.
[237] 11:12medicines, fuel
remédios, combustível
[238] 11:14for the six and a half billion.
para seis e meio bilhões.
[239] 11:17It's going to be a stretch to do it for nine.
Será ainda pior para nove bilhões.
[241] 11:2230 billion-plus barrels of oil --
mais 30 bilhões de barris de óleo.
[242] 11:25that's a hundred million barrels a day.
São centenas de milhões de barris por dia.
[244] 11:31or any process to replace that,
ou qualquer outro processo para substituir,
[245] 11:34it's going to be a huge challenge.
isto será um grande desafio.
[246] 11:36Then of course, there's all that
Além disso, claro, há todo o
[247] 11:38CO2 from this material
CO2 proveniente desse material
[248] 11:40that ends up in the atmosphere.
que acaba na atmosfera.
[254] 12:00We're limited here primarily
Fundamentalmente estamos limitados
[255] 12:02by a biological reality
por uma realidade biológica
[256] 12:04and our imagination.
e nossa imaginação.
[257] 12:07We now have techniques,
Nós agora temos técnicas,
[258] 12:09because of these rapid methods of synthesis,
devido a esses rápidos métodos de síntese,
[263] 12:26or trying to optimize processes
ou tentar otimizar processos
[265] 12:31new vaccines,
novas vacinas,
[266] 12:34we can just with a small team,
podemos mudar, apenas com uma pequena equipe,
[267] 12:37do more molecular biology
fazer mais biologia molecular
[268] 12:39than the last 20 years of all science.
do que nos últimos 20 anos em toda a ciência.
[269] 12:42And it's just standard selection:
E isso é apenas seleção padrão.
[270] 12:44we can select for viability,
Nós podemos selecionar pela viabilidade,
[271] 12:46chemical or fuel production,
produção de combustível ou química,
[272] 12:48vaccine production, etc.
produção de vacinas, etc.
[273] 12:50This is a screen snapshot
Esta é visualização
[274] 12:53of some true design software
de alguns softwares de desenho reais,
[276] 12:59and design species in the computer.
e desenhar espécies no computador.
[281] 13:17is just a bad experiment.
é uma péssima experiência.
[283] 13:21that will be coming out relatively soon
que estarão disponíveis relativamente em breve
[285] 13:27like octane or different types of butanol.
como octano ou diferentes tipos de butanol.
[286] 13:30But the only way we think that biology
Mas a única forma que pensamos que a biologia
[287] 13:33can have a major impact without
possa ter um impacto maior sem
[289] 13:39is if we start with CO2 as its feedstock,
é se começarmos com o CO2 como reagente
[292] 13:50in about 18 months.
em aproximadamente 18 meses.
[293] 13:52Sunlight and CO2 is one method ...
Energia solar e CO2 são um método --
[294] 13:54(Applause)
(Aplausos)
[295] 13:59but in our discovery around the world,
-- mas em nossas descobertas pelo mundo,
[296] 14:01we have all kinds of other methods.
nós temos vários outros tipos de métodos.
[297] 14:03This is an organism we described in 1996.
Esse é um organismo descrito em 1996.
[298] 14:07It lives in the deep ocean,
Ele vive em águas profundas,
[299] 14:09about a mile and a half deep,
cerca de uma milha e meia de profundidade,
[300] 14:11almost at boiling-water temperatures.
quase sob temperaturas de fervura da água.
[301] 14:13It takes CO2 to methane
Ele transforma CO2 em metano
[302] 14:16using molecular hydrogen as its energy source.
usando hidrogênio como fonte de energia.
[303] 14:19We're looking to see if we can take
Nós estamos tentando ver se podemos
[304] 14:21captured CO2,
coletar o CO2 capturado,
[305] 14:23which can easily be piped to sites,
que pode ser facilmente encanado para terrenos,
[306] 14:25convert that CO2 back into fuel
converter esse CO2 de volta em combustível
[307] 14:28to drive this process.
para dirigir esse processo.
[308] 14:31So, in a short period of time,
Então em um pequeno período de tempo,
[309] 14:33we think that we might be able to increase
achamos que poderemos ser capazes de aumentar
[310] 14:37what the basic question is of "What is life?"
o que é a básica questão de "O que é vida?"
[311] 14:40We truly, you know,
Nós sinceramente, vocês sabem --
[312] 14:42have modest goals
temos objetivos modestos
[314] 14:47(Laughter) (Applause)
(Risos) (Aplausos)
[317] 14:55become a major source of energy ...
Tornar uma principal fonte de energia.
[319] 15:00to come up with instant sets of vaccines.
para criar conjuntos urgentes de vacinas.
[320] 15:03You've seen this year with flu;
Vocês viram este ano com a gripe,
[322] 15:08when it comes to the right vaccine.
quando se trata de criar a vacina certa.
[323] 15:10I think that can be changed
Acho que isto pode ser mudado
[326] 15:19with changing, now, the evolutionary tree,
pela mudança, agora, da árvore evolutiva,
[327] 15:23speeding up evolution
acelerando a evolução
[328] 15:25with synthetic bacteria, Archaea
com bactérias sintéticas, arqueobactérias,
[329] 15:28and, eventually, eukaryotes.
e eventualmente eucariontes.
[330] 15:32We're a ways away from improving people:
Estamos em vias distantes de melhoramento humano.
[333] 15:40(Applause)
(Aplausos)