Mes galime panaudoti bakterijas nustatant vėžį (ir gal net jį gydant)

Kepenų vėžys yra vienas iš pačių sunkiausiai aptinkamų vėžio formų, bet sintetinės biologijos mokslininkas Tal Danino į situaciją pažvelgė kitaip: „O kas, jei mes galėtume sukurti probiotiką, valgomas bakterijas, kurios būtų suprogramuotos rasti kepenų auglius?“ Jo įžvalgos naudoja tai, ką mes tik pradedame suprasti apie bakterijas: jų „kvorumo jutimo“ galią, ar jų veiksmai, joms pasiekus kritinę masę. TED bičiulis Danino aiškina, kaip „kvorumo jutimas“ veikia, ir kaip protingos bakterijos, bendradarbiaujančios kartu, galėtų pakeisti vėžio gydymą.

Jūs galite nesuvokti to,

bet mūsų kūne bakterijų yra daugiau
negu žvaigždžių visoje visatoje.

Ši žavi bakterijų visata mumyse

yra mūsų sveikatos integrali dalis,

ir technologija vystosi taip sparčiai,

kad šiandien galime programuoti
bakterijas, kaip ir kompiuterius.

Matoma diagrama,

žinau - panaši į kažkokį sporto žaidimą,

bet tai - pirmosios mano vystytos
bakterinės programos brėžinys.

Kaip ir programinėje įrangoje, galime
palikti pėdsaką ir įrašyti į DNR

skirtingus algoritmus
ir programas bakterijose.

Ši programa gamina
liuminescencinius baltymus

ritminiu būdu

ir kuria mažą molekulę,

leidžiančią bakterijoms
komunikuoti ir sinchronizuotis,

kaip matote šiame filme.

Čia matoma auganti bakterijų kolonija

yra maždaug žmogaus plauko pločio.

Regite, kad mūsų genetinė programa

duoda nurodymus šios bakterijoms,
kiekvienai jų gaminti mažas molekules,

kurios keliauja tarp tūkstančių
individualių bakterijų,

liepdamos, kada įsijungti ir išsijungti.

Šioje skalėje bakterijos
gan gerai sinchronizuoja.

Dėl to, kad sinchronizuojančios molekulės
keliauja taip greitai,

didesnėse bakterijų kolonijose jos
sukelia keliaujančias bangas,

tarp toli esančių bakterijų.

Matote šias bangas, keliaujančias
per ekraną iš dešinės į kairę.

Mūsų genetinė programa
kliaunasi gamtos reiškiniu,

kuris vadinamas „kvorumo jutimu",

kai bakterijos sukelia koordinuotą
ir kartais nuodingą elgseną,

joms pasiekus kritinį tankį.

Galite stebėti „kvorumo jutimą"
veiksme šiame filme,

kur auganti bakterijų kolonija
pradeda švytėti,

kai pasiekia kritinį tankį.

Mūsų genetinė programa

tęsdama šių liuminescencinių
baltymų raštų gamybą,

kai kolonija auga išorėn.

Šis ypatingas filmas ir eksperimentas,
kurį vadiname Supernova,

nes jis panašus į sprogstančią žvaigždę.

Be šių gražių raštų programavimo,

mąstau, ką dar galime priversti
daryti šias bakterijas?

Nusprendžiau patyrinėti, kaip
galėtume bakterijas programuoti

aptikti ir gydyti mūsų kūnuose ligas,
tokias kaip vėžys.

Vienas iš stebinančių
faktų apie bakterijas

yra tai, kad jos natūraliai
gali augti augliuose.

Taip nutinka, nes augliai

yra sritys, kurios imuninė sistema
negali pasiekti,

o bakterijos randa šiuos auglius

ir naudoja juos, kaip saugų prieglobstį,
augti ir klestėti.

Pradėjome naudoti probiotines bakterijas,

kurios yra saugiosios bakterijos,
naudingos sveikatai,

ir atradome, kad vartojant
per burną pelėms,

šie probiotikai pasirinktinai
auga auglių viduje.

Suvokėme, kad patogiausias būdas

išryškinti probiotikų buvimą,

tuo pačiu ir auglių,

buvo priversti šias bakterijas
gaminti signalą,

leidžiantį jas aptikti šlapime.

Tad suprogramavome
šias bakterijas konkrečiai

gaminti molekulę,
leidžiančią keisti šlapimo spalvą,

taip parodant vėžio buvimą.

Tęsėme rodyti, kad ši technologija

gali jautriai ir konkrečiai
aptikti kepenų vėžį,

kas yra sunkiai aptinkama.

Kadangi šios bakterijos konkrečiai
lokalizuojasi augliuose,

programuojame jas ne tik aptikti vėžį,

bet ir gydyti vėžį,

gaminant gydomąsias molekules
iš auglio vidaus aplinkos,

tai sutraukia egzistuojančius auglius;

darome tai naudodami
„kvorumo jutimo" programas

kaip matėte ankstesniuose filmuose.

Įsivaizduokite ateityje naudojant
programuotus probiotikus,

kurie leistų aptikti ir gydyti vėžį,

ar net kitas ligas.

Mūsų gebėjimas programuoti bakterijas

ir programuoti gyvenimą,

atveria naujus horizontus vėžio tyrimuose;

kad pasidalinčiau šia vizija,
dirbau su menininku Vik Muniz

siekiant sukurti visatos simbolį,

pilnai pagamintą vien iš bakterijų
ar vėžio ląstelių.

Galiausiai mano viltis, kad šios
mikroskopinės visatos grožis ir tikslas,

gali įkvėpti naujus ir kūrybingus metodus
ateities vėžio tyrimuose.

Ačiū.

(Plojimai.)