WEBVTT

00:00:00.982 --> 00:00:05.041
Vou falar a vocês sobre as máquinas
mais incríveis do mundo

00:00:05.065 --> 00:00:07.123
e o que podemos fazer agora com elas.

00:00:07.396 --> 00:00:08.559
As proteínas,

00:00:08.583 --> 00:00:10.913
algumas das quais vemos
no interior de uma célula,

00:00:10.943 --> 00:00:14.586
desempenham basicamente todas
as funções importantes do corpo humano.

00:00:14.972 --> 00:00:16.851
As proteínas digerem o alimento,

00:00:16.875 --> 00:00:18.581
contraem os músculos,

00:00:18.605 --> 00:00:20.182
disparam os neurônios

00:00:20.206 --> 00:00:22.132
e fortalecem o sistema imunológico.

00:00:22.400 --> 00:00:24.376
Tudo o que acontece na biologia -

00:00:24.400 --> 00:00:25.401
quase -

00:00:25.425 --> 00:00:26.997
acontece por causa das proteínas.

NOTE Paragraph

00:00:27.648 --> 00:00:30.356
As proteínas são cadeias lineares
de blocos de construção

00:00:30.386 --> 00:00:31.756
chamados aminoácidos.

00:00:32.366 --> 00:00:35.599
A natureza usa um alfabeto
de 20 aminoácidos.

00:00:35.623 --> 00:00:38.198
Vocês devem ter ouvido falar
dos nomes de alguns deles.

00:00:38.921 --> 00:00:42.713
Nesta foto, em escala,
cada protuberância é um átomo.

00:00:43.351 --> 00:00:45.889
Forças químicas entre os aminoácidos

00:00:45.919 --> 00:00:48.299
fazem com que essas moléculas
longas e filamentosas

00:00:48.329 --> 00:00:51.660
se dobrem em estruturas
tridimensionais únicas.

00:00:51.937 --> 00:00:54.727
O processo de enovelamento,
embora pareça aleatório,

00:00:54.759 --> 00:00:56.722
é, na verdade, muito preciso.

00:00:56.746 --> 00:01:01.143
Cada proteína se dobra ao seu formato
característico a cada vez,

00:01:01.167 --> 00:01:04.935
e o processo de enovelamento
leva apenas uma fração de segundo.

00:01:06.029 --> 00:01:07.873
São as formas das proteínas

00:01:07.897 --> 00:01:12.157
que permitem a elas realizarem
suas funções biológicas extraordinárias.

00:01:12.520 --> 00:01:13.671
Por exemplo,

00:01:13.695 --> 00:01:16.147
a hemoglobina tem uma forma nos pulmões

00:01:16.177 --> 00:01:19.264
perfeitamente adequada
para ligar uma molécula de oxigênio.

00:01:19.759 --> 00:01:21.811
Quando a hemoglobina
se move para o músculo,

00:01:21.841 --> 00:01:23.607
a forma muda ligeiramente,

00:01:23.631 --> 00:01:26.062
e o oxigênio sai.

NOTE Paragraph

00:01:27.494 --> 00:01:28.860
As formas das proteínas

00:01:28.884 --> 00:01:31.097
e, portanto, suas funções extraordinárias

00:01:31.121 --> 00:01:32.891
são completamente especificadas

00:01:32.921 --> 00:01:37.301
pela sequência de aminoácidos
na cadeia proteica.

00:01:37.331 --> 00:01:41.302
Nesta foto, cada letra no topo
é um aminoácido.

00:01:42.860 --> 00:01:44.757
De onde vêm essas sequências?

00:01:45.586 --> 00:01:47.154
Os genes de seu genoma

00:01:47.184 --> 00:01:51.832
especificam as sequências
de aminoácidos de suas proteínas.

00:01:51.856 --> 00:01:55.874
Cada gene codifica a sequência
de aminoácidos de uma única proteína.

00:01:57.515 --> 00:02:01.317
A tradução dessas
sequências de aminoácidos

00:02:01.341 --> 00:02:03.799
para estruturas e funções das proteínas

00:02:03.823 --> 00:02:06.490
é conhecida como o problema
do enovelamento de proteínas.

00:02:06.520 --> 00:02:07.984
É um problema muito difícil

00:02:08.008 --> 00:02:11.358
porque há muitas formas diferentes
que uma proteína pode adotar.

00:02:12.073 --> 00:02:13.718
Devido a essa complexidade,

00:02:13.742 --> 00:02:16.749
os seres humanos só conseguiram
aproveitar o poder das proteínas

00:02:16.779 --> 00:02:20.171
fazendo pequenas alterações
nas sequências de aminoácidos

00:02:20.195 --> 00:02:22.436
das proteínas que encontramos na natureza.

NOTE Paragraph

00:02:22.835 --> 00:02:23.837
Isso é semelhante

00:02:23.867 --> 00:02:26.687
ao processo que nossos ancestrais
da Idade da Pedra usavam

00:02:26.717 --> 00:02:30.200
para fabricar ferramentas e outros
implementos a partir das varas e pedras

00:02:30.230 --> 00:02:32.353
que encontramos no mundo ao nosso redor.

00:02:33.226 --> 00:02:38.490
Mas os humanos não aprenderam
a voar modificando aves.

NOTE Paragraph

00:02:38.790 --> 00:02:40.807
(Risos)

NOTE Paragraph

00:02:40.831 --> 00:02:42.205
Em vez disso,

00:02:42.235 --> 00:02:46.795
os cientistas, inspirados nelas,
descobriram os princípios da aerodinâmica.

00:02:47.165 --> 00:02:49.525
Os engenheiros usaram esses princípios


00:02:49.555 --> 00:02:51.825
para projetar máquinas
voadoras personalizadas.

00:02:52.195 --> 00:02:53.440
De maneira semelhante,

00:02:53.464 --> 00:02:55.406
temos trabalhado por vários anos

00:02:55.430 --> 00:02:58.719
para descobrir os princípios fundamentais
do enovelamento de proteínas

00:02:58.749 --> 00:03:02.892
e codificar esses princípios no programa
de computador chamado Rosetta.

00:03:03.742 --> 00:03:06.435
Fizemos um grande avanço nos últimos anos.

00:03:07.029 --> 00:03:09.536
Podemos agora criar proteínas
totalmente novas,

00:03:09.566 --> 00:03:11.816
a partir do zero, no computador.

00:03:12.396 --> 00:03:14.564
Uma vez que criamos a proteína nova,

00:03:15.242 --> 00:03:19.315
codificamos sua sequência de aminoácidos
em um gene sintético.

00:03:19.656 --> 00:03:21.544
Temos que fazer um gene sintético

00:03:21.568 --> 00:03:23.809
porque, já que a proteína
é completamente nova,

00:03:23.843 --> 00:03:27.521
não há nenhum gene em qualquer
organismo atualmente existente na Terra

00:03:27.541 --> 00:03:28.961
que a codifique.

NOTE Paragraph

00:03:29.697 --> 00:03:33.884
Nossos avanços no entendimento
do enovelamento de proteínas

00:03:33.908 --> 00:03:35.630
e de como criar proteínas,

00:03:35.654 --> 00:03:39.282
juntamente com o custo decrescente
da síntese genética

00:03:39.306 --> 00:03:42.805
e o aumento da lei de Moore
no poder computacional,

00:03:42.829 --> 00:03:47.565
agora nos permitem criar dezenas
de milhares de proteínas novas,

00:03:47.589 --> 00:03:49.928
com formas e funções novas,

00:03:49.952 --> 00:03:51.465
no computador,

00:03:51.489 --> 00:03:55.504
e codificar cada uma delas
em um gene sintético.

00:03:56.218 --> 00:03:58.076
Tendo esses genes sintéticos,

00:03:58.106 --> 00:03:59.485
nós os colocamos em bactérias

00:03:59.509 --> 00:04:02.884
para programá-los para criar
essas proteínas novas.

00:04:03.197 --> 00:04:05.270
Em seguida, extraímos as proteínas

00:04:05.294 --> 00:04:08.730
e determinamos se elas
funcionam como planejamos

00:04:08.754 --> 00:04:10.135
e se são seguras.

NOTE Paragraph

00:04:11.867 --> 00:04:14.332
É animador conseguir
criar proteínas novas,

00:04:14.356 --> 00:04:16.852
porque, apesar da diversidade na natureza,

00:04:16.876 --> 00:04:23.168
a evolução só testou uma pequena fração
do número total de proteínas possíveis.

00:04:23.572 --> 00:04:27.067
Eu disse a vocês que a natureza usa
um alfabeto de 20 aminoácidos,

00:04:27.091 --> 00:04:31.540
e uma proteína típica é uma cadeia
de cerca de 100 aminoácidos.

00:04:31.564 --> 00:04:37.116
Assim, o número total de possibilidades
é 20 vezes 20 vezes 20, 100 vezes,

00:04:37.140 --> 00:04:40.957
o que é um número
na ordem de 10 elevado a 130,

00:04:40.981 --> 00:04:44.793
que é consideravelmente maior
do que o número total de proteínas

00:04:44.817 --> 00:04:47.303
que existiram desde que começou
a vida na Terra.

00:04:47.990 --> 00:04:50.681
É esse espaço inimaginavelmente grande

00:04:50.705 --> 00:04:54.465
que agora conseguimos explorar
usando o design computacional de proteína.

NOTE Paragraph

00:04:55.747 --> 00:04:58.116
As proteínas existentes na Terra

00:04:58.140 --> 00:05:02.313
evoluíram para solucionar os problemas
enfrentados pela evolução natural.

00:05:02.705 --> 00:05:05.288
Por exemplo, a replicação do genoma.

00:05:06.128 --> 00:05:08.412
Porém, enfrentamos desafios novos hoje.

00:05:08.436 --> 00:05:11.173
Vivemos mais; portanto, novas
doenças são importantes.

00:05:11.197 --> 00:05:13.412
Estamos aquecendo e poluindo o planeta.

00:05:13.436 --> 00:05:17.184
Por isso, enfrentamos
inúmeros desafios ecológicos.

00:05:17.977 --> 00:05:20.025
Se tivéssemos que esperar
um milhão de anos,

00:05:20.055 --> 00:05:23.407
proteínas novas poderiam evoluir
para solucionar esses desafios.

00:05:23.787 --> 00:05:26.166
No entanto, não temos
milhões de anos para esperar.

00:05:26.488 --> 00:05:29.359
Em vez disso, com o design
computacional de proteína,

00:05:29.383 --> 00:05:34.052
podemos criar proteínas novas
para enfrentar esses desafios hoje.

NOTE Paragraph

00:05:35.693 --> 00:05:40.143
Nossa ideia audaciosa é trazer
a biologia da Idade da Pedra

00:05:40.167 --> 00:05:43.242
por meio da revolução tecnológica
no design de proteínas.

00:05:44.113 --> 00:05:46.977
Já mostramos que podemos
criar proteínas novas

00:05:47.001 --> 00:05:48.684
com formas e funções novas.

00:05:49.174 --> 00:05:53.482
Por exemplo, as vacinas funcionam
estimulando o sistema imunológico

00:05:53.506 --> 00:05:56.848
a criar uma reação forte
contra um patógeno.

00:05:57.698 --> 00:05:59.249
Para fazer vacinas melhores,

00:05:59.273 --> 00:06:01.575
criamos partículas de proteína

00:06:01.599 --> 00:06:05.186
nas quais podemos fundir
proteínas a partir de patógenos,

00:06:05.210 --> 00:06:09.764
como essa proteína azul,
do vírus sincicial respiratório VSR.

00:06:10.131 --> 00:06:11.861
Para fazer vacinas candidatas

00:06:11.885 --> 00:06:15.548
que estão literalmente
cheias de proteína viral,

00:06:15.572 --> 00:06:18.142
descobrimos que tais candidatas

00:06:18.166 --> 00:06:21.468
produzem uma reação imunológica
muito mais forte ao vírus

00:06:21.492 --> 00:06:24.355
do que quaisquer vacinas anteriores
que tenham sido testadas.

00:06:24.648 --> 00:06:28.498
Isso é importante porque o VSR
é atualmente uma das principais causas

00:06:28.522 --> 00:06:30.991
de mortalidade infantil em todo o mundo.

00:06:32.414 --> 00:06:36.377
Também criamos novas proteínas
para quebrar o glúten no estômago

00:06:36.401 --> 00:06:37.998
devido a doença celíaca

00:06:38.022 --> 00:06:42.558
e outras proteínas para estimular
o sistema imunológico a combater o câncer.

00:06:43.338 --> 00:06:47.597
Esses avanços são o começo
da revolução do design de proteínas.

NOTE Paragraph

00:06:48.850 --> 00:06:52.040
Nós nos inspiramos
em uma revolução tecnológica anterior:

00:06:52.064 --> 00:06:53.409
a revolução digital,

00:06:53.433 --> 00:06:58.558
que ocorreu, em grande parte,
devido aos avanços em um lugar:

00:06:58.582 --> 00:06:59.974
Bell Laboratories.

00:07:00.337 --> 00:07:03.631
A Bell Labs era um lugar
com um ambiente aberto e colaborativo

00:07:03.655 --> 00:07:07.038
e conseguiu atrair os melhores
talentos de todo o mundo.

00:07:07.418 --> 00:07:10.860
Isso levou a uma série
extraordinária de inovações:

00:07:10.884 --> 00:07:15.075
o transistor, o laser,
a comunicação via satélite

00:07:15.099 --> 00:07:17.085
e os fundamentos da internet.

00:07:17.761 --> 00:07:22.052
Nosso objetivo é construir
a Bell Labs do design de proteínas.

00:07:22.076 --> 00:07:25.591
Estamos procurando atrair
cientistas talentosos de todo o mundo

00:07:25.615 --> 00:07:28.550
para acelerar a revolução
do design de proteínas,

00:07:28.574 --> 00:07:32.842
e nos concentraremos
em cinco grandes desafios.

NOTE Paragraph

00:07:34.136 --> 00:07:39.733
Primeiro: colhendo proteínas
de tipos de gripe de todo o mundo

00:07:39.757 --> 00:07:43.311
e colocando-as em cima
das partículas de proteína criadas

00:07:43.335 --> 00:07:45.002
que mostrei anteriormente,

00:07:45.026 --> 00:07:48.416
visamos a criar uma vacina
universal contra a gripe,

00:07:48.440 --> 00:07:52.631
cuja dose dá uma proteção
vitalícia contra a gripe.

00:07:53.356 --> 00:07:54.968
A capacidade de criar...

NOTE Paragraph

00:07:54.992 --> 00:07:56.986
(Aplausos)

NOTE Paragraph

00:08:00.240 --> 00:08:03.308
A capacidade de criar
vacinas novas no computador

00:08:03.332 --> 00:08:08.640
é importante tanto para proteger
contra as epidemias naturais de gripe

00:08:08.664 --> 00:08:12.344
quanto, além disso, contra atos
intencionais de bioterrorismo.

NOTE Paragraph

00:08:13.272 --> 00:08:15.136
Segundo: estamos indo muito além

00:08:15.166 --> 00:08:18.297
do alfabeto limitado da natureza
de apenas 20 aminoácidos

00:08:18.321 --> 00:08:23.056
para criar novos candidatos terapêuticos
para enfermidades como dor crônica,

00:08:23.080 --> 00:08:25.941
usando um alfabeto
de milhares de aminoácidos.

NOTE Paragraph

00:08:26.602 --> 00:08:30.415
Terceiro: estamos construindo
veículos de entrega avançados

00:08:30.439 --> 00:08:34.776
para direcionar os medicamentos existentes
exatamente para onde precisam ir no corpo.

00:08:35.226 --> 00:08:37.875
Por exemplo, quimioterapia para um tumor

00:08:37.899 --> 00:08:42.252
ou terapias genéticas para o tecido
no qual precisa ocorrer o reparo genético.

NOTE Paragraph

00:08:43.000 --> 00:08:46.986
Quarto: estamos criando
terapêutica inteligente

00:08:47.016 --> 00:08:51.770
que pode fazer cálculos dentro do corpo
e vai muito além dos medicamentos atuais,

00:08:51.794 --> 00:08:54.058
que são instrumentos muito diretos.

00:08:54.082 --> 00:08:58.431
Por exemplo, para alcançar um pequeno
subconjunto de células imunológicas

00:08:58.455 --> 00:09:00.536
responsáveis por uma doença autoimune

00:09:00.560 --> 00:09:04.188
e distingui-las da grande maioria
das células imunológicas saudáveis.

NOTE Paragraph

00:09:04.899 --> 00:09:08.311
Finalmente, inspirados por materiais
biológicos extraordinários

00:09:08.335 --> 00:09:13.443
como seda, concha de abalone,
dente e outros,

00:09:13.467 --> 00:09:16.351
estamos criando novos materiais
à base de proteínas

00:09:16.375 --> 00:09:20.628
para enfrentar desafios
em questões energéticas e ecológicas.

NOTE Paragraph

00:09:21.558 --> 00:09:24.553
Para fazer tudo isso, estamos
desenvolvendo nosso instituto.

00:09:24.768 --> 00:09:30.367
Procuramos atrair cientistas ativos,
talentosos e diversificados

00:09:30.391 --> 00:09:33.471
de todo o mundo,
em todas as fases da carreira,

00:09:33.495 --> 00:09:34.715
para se juntarem a nós.

00:09:35.304 --> 00:09:38.607
Vocês também podem participar
da revolução do design de proteínas

00:09:38.631 --> 00:09:42.495
por meio de nosso jogo de enovelamento
e design on-line, "Foldit",

00:09:43.214 --> 00:09:47.065
e por meio de nosso projeto
de computação distribuída, Rosetta@home,

00:09:47.089 --> 00:09:50.910
no qual vocês podem entrar
pelo laptop ou smartphone Android.

NOTE Paragraph

00:09:52.547 --> 00:09:55.446
Tornar o mundo um lugar melhor
por meio do design de proteínas

00:09:55.476 --> 00:09:56.966
é o trabalho de minha vida.

00:09:56.996 --> 00:09:59.554
Estou muito animado
com o que podemos fazer juntos.

00:09:59.583 --> 00:10:01.153
Espero que vocês se juntem a nós,

00:10:01.183 --> 00:10:02.235
e muito obrigado.

NOTE Paragraph

00:10:02.259 --> 00:10:04.264
(Aplausos) (Vivas)