0:00:00.982,0:00:05.041
Vou falar a vocês sobre as máquinas[br]mais incríveis do mundo

0:00:05.065,0:00:07.123
e o que podemos fazer agora com elas.

0:00:07.396,0:00:08.559
As proteínas,

0:00:08.583,0:00:10.913
algumas das quais vemos[br]no interior de uma célula,

0:00:10.943,0:00:14.586
desempenham basicamente todas[br]as funções importantes do corpo humano.

0:00:14.972,0:00:16.851
As proteínas digerem o alimento,

0:00:16.875,0:00:18.581
contraem os músculos,

0:00:18.605,0:00:20.182
disparam os neurônios

0:00:20.206,0:00:22.132
e fortalecem o sistema imunológico.

0:00:22.400,0:00:24.376
Tudo o que acontece na biologia -

0:00:24.400,0:00:25.401
quase -

0:00:25.425,0:00:26.997
acontece por causa das proteínas.

0:00:27.648,0:00:30.356
As proteínas são cadeias lineares[br]de blocos de construção

0:00:30.386,0:00:31.756
chamados aminoácidos.

0:00:32.366,0:00:35.599
A natureza usa um alfabeto[br]de 20 aminoácidos.

0:00:35.623,0:00:38.198
Vocês devem ter ouvido falar[br]dos nomes de alguns deles.

0:00:38.921,0:00:42.713
Nesta foto, em escala,[br]cada protuberância é um átomo.

0:00:43.351,0:00:45.889
Forças químicas entre os aminoácidos

0:00:45.919,0:00:48.299
fazem com que essas moléculas[br]longas e filamentosas

0:00:48.329,0:00:51.660
se dobrem em estruturas[br]tridimensionais únicas.

0:00:51.937,0:00:54.727
O processo de enovelamento,[br]embora pareça aleatório,

0:00:54.759,0:00:56.722
é, na verdade, muito preciso.

0:00:56.746,0:01:01.143
Cada proteína se dobra ao seu formato[br]característico a cada vez,

0:01:01.167,0:01:04.935
e o processo de enovelamento[br]leva apenas uma fração de segundo.

0:01:06.029,0:01:07.873
São as formas das proteínas

0:01:07.897,0:01:12.157
que permitem a elas realizarem[br]suas funções biológicas extraordinárias.

0:01:12.520,0:01:13.671
Por exemplo,

0:01:13.695,0:01:16.147
a hemoglobina tem uma forma nos pulmões

0:01:16.177,0:01:19.264
perfeitamente adequada[br]para ligar uma molécula de oxigênio.

0:01:19.759,0:01:21.811
Quando a hemoglobina[br]se move para o músculo,

0:01:21.841,0:01:23.607
a forma muda ligeiramente,

0:01:23.631,0:01:26.062
e o oxigênio sai.

0:01:27.494,0:01:28.860
As formas das proteínas

0:01:28.884,0:01:31.097
e, portanto, suas funções extraordinárias

0:01:31.121,0:01:32.891
são completamente especificadas

0:01:32.921,0:01:37.301
pela sequência de aminoácidos[br]na cadeia proteica.

0:01:37.331,0:01:41.302
Nesta foto, cada letra no topo[br]é um aminoácido.

0:01:42.860,0:01:44.757
De onde vêm essas sequências?

0:01:45.586,0:01:47.154
Os genes de seu genoma

0:01:47.184,0:01:51.832
especificam as sequências[br]de aminoácidos de suas proteínas.

0:01:51.856,0:01:55.874
Cada gene codifica a sequência[br]de aminoácidos de uma única proteína.

0:01:57.515,0:02:01.317
A tradução dessas[br]sequências de aminoácidos

0:02:01.341,0:02:03.799
para estruturas e funções das proteínas

0:02:03.823,0:02:06.490
é conhecida como o problema[br]do enovelamento de proteínas.

0:02:06.520,0:02:07.984
É um problema muito difícil

0:02:08.008,0:02:11.358
porque há muitas formas diferentes[br]que uma proteína pode adotar.

0:02:12.073,0:02:13.718
Devido a essa complexidade,

0:02:13.742,0:02:16.749
os seres humanos só conseguiram[br]aproveitar o poder das proteínas

0:02:16.779,0:02:20.171
fazendo pequenas alterações[br]nas sequências de aminoácidos

0:02:20.195,0:02:22.436
das proteínas que encontramos na natureza.

0:02:22.835,0:02:23.837
Isso é semelhante

0:02:23.867,0:02:26.687
ao processo que nossos ancestrais[br]da Idade da Pedra usavam

0:02:26.717,0:02:30.200
para fabricar ferramentas e outros[br]implementos a partir das varas e pedras

0:02:30.230,0:02:32.353
que encontramos no mundo ao nosso redor.

0:02:33.226,0:02:38.490
Mas os humanos não aprenderam[br]a voar modificando aves.

0:02:38.790,0:02:40.807
(Risos)

0:02:40.831,0:02:42.205
Em vez disso,

0:02:42.235,0:02:46.795
os cientistas, inspirados nelas,[br]descobriram os princípios da aerodinâmica.

0:02:47.165,0:02:49.525
Os engenheiros usaram esses princípios[br]

0:02:49.555,0:02:51.825
para projetar máquinas[br]voadoras personalizadas.

0:02:52.195,0:02:53.440
De maneira semelhante,

0:02:53.464,0:02:55.406
temos trabalhado por vários anos

0:02:55.430,0:02:58.719
para descobrir os princípios fundamentais[br]do enovelamento de proteínas

0:02:58.749,0:03:02.892
e codificar esses princípios no programa[br]de computador chamado Rosetta.

0:03:03.742,0:03:06.435
Fizemos um grande avanço nos últimos anos.

0:03:07.029,0:03:09.536
Podemos agora criar proteínas[br]totalmente novas,

0:03:09.566,0:03:11.816
a partir do zero, no computador.

0:03:12.396,0:03:14.564
Uma vez que criamos a proteína nova,

0:03:15.242,0:03:19.315
codificamos sua sequência de aminoácidos[br]em um gene sintético.

0:03:19.656,0:03:21.544
Temos que fazer um gene sintético

0:03:21.568,0:03:23.809
porque, já que a proteína[br]é completamente nova,

0:03:23.843,0:03:27.521
não há nenhum gene em qualquer[br]organismo atualmente existente na Terra

0:03:27.541,0:03:28.961
que a codifique.

0:03:29.697,0:03:33.884
Nossos avanços no entendimento[br]do enovelamento de proteínas

0:03:33.908,0:03:35.630
e de como criar proteínas,

0:03:35.654,0:03:39.282
juntamente com o custo decrescente[br]da síntese genética

0:03:39.306,0:03:42.805
e o aumento da lei de Moore[br]no poder computacional,

0:03:42.829,0:03:47.565
agora nos permitem criar dezenas[br]de milhares de proteínas novas,

0:03:47.589,0:03:49.928
com formas e funções novas,

0:03:49.952,0:03:51.465
no computador,

0:03:51.489,0:03:55.504
e codificar cada uma delas[br]em um gene sintético.

0:03:56.218,0:03:58.076
Tendo esses genes sintéticos,

0:03:58.106,0:03:59.485
nós os colocamos em bactérias

0:03:59.509,0:04:02.884
para programá-los para criar[br]essas proteínas novas.

0:04:03.197,0:04:05.270
Em seguida, extraímos as proteínas

0:04:05.294,0:04:08.730
e determinamos se elas[br]funcionam como planejamos

0:04:08.754,0:04:10.135
e se são seguras.

0:04:11.867,0:04:14.332
É animador conseguir[br]criar proteínas novas,

0:04:14.356,0:04:16.852
porque, apesar da diversidade na natureza,

0:04:16.876,0:04:23.168
a evolução só testou uma pequena fração[br]do número total de proteínas possíveis.

0:04:23.572,0:04:27.067
Eu disse a vocês que a natureza usa[br]um alfabeto de 20 aminoácidos,

0:04:27.091,0:04:31.540
e uma proteína típica é uma cadeia[br]de cerca de 100 aminoácidos.

0:04:31.564,0:04:37.116
Assim, o número total de possibilidades[br]é 20 vezes 20 vezes 20, 100 vezes,

0:04:37.140,0:04:40.957
o que é um número[br]na ordem de 10 elevado a 130,

0:04:40.981,0:04:44.793
que é consideravelmente maior[br]do que o número total de proteínas

0:04:44.817,0:04:47.303
que existiram desde que começou[br]a vida na Terra.

0:04:47.990,0:04:50.681
É esse espaço inimaginavelmente grande

0:04:50.705,0:04:54.465
que agora conseguimos explorar[br]usando o design computacional de proteína.

0:04:55.747,0:04:58.116
As proteínas existentes na Terra

0:04:58.140,0:05:02.313
evoluíram para solucionar os problemas[br]enfrentados pela evolução natural.

0:05:02.705,0:05:05.288
Por exemplo, a replicação do genoma.

0:05:06.128,0:05:08.412
Porém, enfrentamos desafios novos hoje.

0:05:08.436,0:05:11.173
Vivemos mais; portanto, novas[br]doenças são importantes.

0:05:11.197,0:05:13.412
Estamos aquecendo e poluindo o planeta.

0:05:13.436,0:05:17.184
Por isso, enfrentamos[br]inúmeros desafios ecológicos.

0:05:17.977,0:05:20.025
Se tivéssemos que esperar[br]um milhão de anos,

0:05:20.055,0:05:23.407
proteínas novas poderiam evoluir[br]para solucionar esses desafios.

0:05:23.787,0:05:26.166
No entanto, não temos[br]milhões de anos para esperar.

0:05:26.488,0:05:29.359
Em vez disso, com o design[br]computacional de proteína,

0:05:29.383,0:05:34.052
podemos criar proteínas novas[br]para enfrentar esses desafios hoje.

0:05:35.693,0:05:40.143
Nossa ideia audaciosa é trazer[br]a biologia da Idade da Pedra

0:05:40.167,0:05:43.242
por meio da revolução tecnológica[br]no design de proteínas.

0:05:44.113,0:05:46.977
Já mostramos que podemos[br]criar proteínas novas

0:05:47.001,0:05:48.684
com formas e funções novas.

0:05:49.174,0:05:53.482
Por exemplo, as vacinas funcionam[br]estimulando o sistema imunológico

0:05:53.506,0:05:56.848
a criar uma reação forte[br]contra um patógeno.

0:05:57.698,0:05:59.249
Para fazer vacinas melhores,

0:05:59.273,0:06:01.575
criamos partículas de proteína

0:06:01.599,0:06:05.186
nas quais podemos fundir[br]proteínas a partir de patógenos,

0:06:05.210,0:06:09.764
como essa proteína azul,[br]do vírus sincicial respiratório VSR.

0:06:10.131,0:06:11.861
Para fazer vacinas candidatas

0:06:11.885,0:06:15.548
que estão literalmente[br]cheias de proteína viral,

0:06:15.572,0:06:18.142
descobrimos que tais candidatas

0:06:18.166,0:06:21.468
produzem uma reação imunológica[br]muito mais forte ao vírus

0:06:21.492,0:06:24.355
do que quaisquer vacinas anteriores[br]que tenham sido testadas.

0:06:24.648,0:06:28.498
Isso é importante porque o VSR[br]é atualmente uma das principais causas

0:06:28.522,0:06:30.991
de mortalidade infantil em todo o mundo.

0:06:32.414,0:06:36.377
Também criamos novas proteínas[br]para quebrar o glúten no estômago

0:06:36.401,0:06:37.998
devido a doença celíaca

0:06:38.022,0:06:42.558
e outras proteínas para estimular[br]o sistema imunológico a combater o câncer.

0:06:43.338,0:06:47.597
Esses avanços são o começo[br]da revolução do design de proteínas.

0:06:48.850,0:06:52.040
Nós nos inspiramos[br]em uma revolução tecnológica anterior:

0:06:52.064,0:06:53.409
a revolução digital,

0:06:53.433,0:06:58.558
que ocorreu, em grande parte,[br]devido aos avanços em um lugar:

0:06:58.582,0:06:59.974
Bell Laboratories.

0:07:00.337,0:07:03.631
A Bell Labs era um lugar[br]com um ambiente aberto e colaborativo

0:07:03.655,0:07:07.038
e conseguiu atrair os melhores[br]talentos de todo o mundo.

0:07:07.418,0:07:10.860
Isso levou a uma série[br]extraordinária de inovações:

0:07:10.884,0:07:15.075
o transistor, o laser,[br]a comunicação via satélite

0:07:15.099,0:07:17.085
e os fundamentos da internet.

0:07:17.761,0:07:22.052
Nosso objetivo é construir[br]a Bell Labs do design de proteínas.

0:07:22.076,0:07:25.591
Estamos procurando atrair[br]cientistas talentosos de todo o mundo

0:07:25.615,0:07:28.550
para acelerar a revolução[br]do design de proteínas,

0:07:28.574,0:07:32.842
e nos concentraremos[br]em cinco grandes desafios.

0:07:34.136,0:07:39.733
Primeiro: colhendo proteínas[br]de tipos de gripe de todo o mundo

0:07:39.757,0:07:43.311
e colocando-as em cima[br]das partículas de proteína criadas

0:07:43.335,0:07:45.002
que mostrei anteriormente,

0:07:45.026,0:07:48.416
visamos a criar uma vacina[br]universal contra a gripe,

0:07:48.440,0:07:52.631
cuja dose dá uma proteção[br]vitalícia contra a gripe.

0:07:53.356,0:07:54.968
A capacidade de criar...

0:07:54.992,0:07:56.986
(Aplausos)

0:08:00.240,0:08:03.308
A capacidade de criar[br]vacinas novas no computador

0:08:03.332,0:08:08.640
é importante tanto para proteger[br]contra as epidemias naturais de gripe

0:08:08.664,0:08:12.344
quanto, além disso, contra atos[br]intencionais de bioterrorismo.

0:08:13.272,0:08:15.136
Segundo: estamos indo muito além

0:08:15.166,0:08:18.297
do alfabeto limitado da natureza[br]de apenas 20 aminoácidos

0:08:18.321,0:08:23.056
para criar novos candidatos terapêuticos[br]para enfermidades como dor crônica,

0:08:23.080,0:08:25.941
usando um alfabeto[br]de milhares de aminoácidos.

0:08:26.602,0:08:30.415
Terceiro: estamos construindo[br]veículos de entrega avançados

0:08:30.439,0:08:34.776
para direcionar os medicamentos existentes[br]exatamente para onde precisam ir no corpo.

0:08:35.226,0:08:37.875
Por exemplo, quimioterapia para um tumor

0:08:37.899,0:08:42.252
ou terapias genéticas para o tecido[br]no qual precisa ocorrer o reparo genético.

0:08:43.000,0:08:46.986
Quarto: estamos criando[br]terapêutica inteligente

0:08:47.016,0:08:51.770
que pode fazer cálculos dentro do corpo[br]e vai muito além dos medicamentos atuais,

0:08:51.794,0:08:54.058
que são instrumentos muito diretos.

0:08:54.082,0:08:58.431
Por exemplo, para alcançar um pequeno[br]subconjunto de células imunológicas

0:08:58.455,0:09:00.536
responsáveis por uma doença autoimune

0:09:00.560,0:09:04.188
e distingui-las da grande maioria[br]das células imunológicas saudáveis.

0:09:04.899,0:09:08.311
Finalmente, inspirados por materiais[br]biológicos extraordinários

0:09:08.335,0:09:13.443
como seda, concha de abalone,[br]dente e outros,

0:09:13.467,0:09:16.351
estamos criando novos materiais[br]à base de proteínas

0:09:16.375,0:09:20.628
para enfrentar desafios[br]em questões energéticas e ecológicas.

0:09:21.558,0:09:24.553
Para fazer tudo isso, estamos[br]desenvolvendo nosso instituto.

0:09:24.768,0:09:30.367
Procuramos atrair cientistas ativos,[br]talentosos e diversificados

0:09:30.391,0:09:33.471
de todo o mundo,[br]em todas as fases da carreira,

0:09:33.495,0:09:34.715
para se juntarem a nós.

0:09:35.304,0:09:38.607
Vocês também podem participar[br]da revolução do design de proteínas

0:09:38.631,0:09:42.495
por meio de nosso jogo de enovelamento[br]e design on-line, "Foldit",

0:09:43.214,0:09:47.065
e por meio de nosso projeto[br]de computação distribuída, Rosetta@home,

0:09:47.089,0:09:50.910
no qual vocês podem entrar[br]pelo laptop ou smartphone Android.

0:09:52.547,0:09:55.446
Tornar o mundo um lugar melhor[br]por meio do design de proteínas

0:09:55.476,0:09:56.966
é o trabalho de minha vida.

0:09:56.996,0:09:59.554
Estou muito animado[br]com o que podemos fazer juntos.

0:09:59.583,0:10:01.153
Espero que vocês se juntem a nós,

0:10:01.183,0:10:02.235
e muito obrigado.

0:10:02.259,0:10:04.264
(Aplausos) (Vivas)