< Return to Video

我们可以用细菌发现癌症(也许还能治愈它)

  • 0:01 - 0:03
    或许你并没有意识到,
  • 0:03 - 0:07
    你身体里的细菌
    比银河系中的星星还要多。
  • 0:08 - 0:11
    我们体内这迷人的“细菌宇宙”
  • 0:11 - 0:13
    是我们身体健康
    不可缺少的组成部分,
  • 0:13 - 0:16
    而高科技的迅速发展
  • 0:16 - 0:20
    允许我们像处理计算机程序一样
    处理这些细菌。
  • 0:21 - 0:23
    现在,你看到的这张图,
  • 0:23 - 0:25
    我知道这看起来像是
    某种体育运动的示意图,
  • 0:25 - 0:30
    但实际上是我开发的
    第一个细菌程序。
  • 0:30 - 0:33
    就像写软件代码那样,
    我们可以依据不同的算法
  • 0:33 - 0:36
    输出和撰写DNA序列,
    并在细菌内部编写程序。
  • 0:37 - 0:40
    这个程序做的事情就是
    按照一定的节奏
  • 0:40 - 0:41
    生产荧光蛋白,
  • 0:41 - 0:43
    并生成一个小分子,
  • 0:43 - 0:45
    让细菌可以彼此联系,实现信息同步,
  • 0:45 - 0:47
    正如你在这个影片里看到的。
  • 0:48 - 0:50
    这个成长中的菌落,
  • 0:50 - 0:52
    和人类头发的宽度差不多大小。
  • 0:52 - 0:54
    但你们看不到我们的基因程序如何
  • 0:54 - 0:58
    指导这些细菌各自产生小分子,
  • 0:58 - 1:01
    这些分子在数千个
    细菌个体之间游移,
  • 1:01 - 1:04
    告诉它们什么时候
    开启和关闭相应的功能。
  • 1:04 - 1:07
    在这个尺度下,
    细菌同步表现得很好,
  • 1:07 - 1:11
    但因为这些让细菌同步的分子
    移动速度非常快,
  • 1:11 - 1:15
    在比较大的菌落里,
    将导致在相距较远的细菌个体间
  • 1:15 - 1:18
    产生传导波动,
  • 1:18 - 1:21
    你可以看到这样的波动
    从荧幕的右边向左移动。
  • 1:21 - 1:24
    我们的遗传程序依赖于
    一种叫做“群体感应”的
  • 1:24 - 1:25
    自然现象,
  • 1:25 - 1:29
    一旦菌落达到临界密度,
    细菌之间就会开始激发相互协调,
  • 1:29 - 1:32
    有时甚至会产生致命后果的行为。
  • 1:32 - 1:34
    在这段视频中,
    你能观察到活动中的“群体感应”现象,
  • 1:34 - 1:38
    成长中的菌落
    只有在达到高密度或临界密度的时候
  • 1:38 - 1:40
    才会开始发光。
  • 1:40 - 1:42
    我们的基因程序
  • 1:42 - 1:45
    在菌落向外蔓延时,
    有节奏地
  • 1:45 - 1:48
    持续制造荧光蛋白。
  • 1:48 - 1:51
    我们称这个特别的影片
    和这个实验为“超级新星”,
  • 1:51 - 1:54
    因为这看起来很像星星大爆炸。
  • 1:54 - 1:57
    除了编译这些美丽的图样外,
  • 1:57 - 1:59
    我开始思考,
    我们还能让这些细菌做些什么?
  • 1:59 - 2:02
    我决定探索研究
    要如何编程细菌
  • 2:02 - 2:05
    去发现和治疗身体内的疾病,
    比如癌症。
  • 2:06 - 2:08
    细菌的一个不可思议之处在于,
  • 2:08 - 2:12
    它们可以在肿瘤内部自然地生长。
  • 2:12 - 2:14
    这是因为,一般的肿瘤
  • 2:14 - 2:16
    是免疫系统涉及不到的区域,
  • 2:16 - 2:18
    所以当细菌发现这些肿瘤时,
  • 2:18 - 2:22
    会将肿瘤当做避风港,
    在其中茁壮成长。
  • 2:22 - 2:24
    我们开始使用益生菌,
  • 2:24 - 2:26
    它们安全并且对健康有益,
  • 2:26 - 2:29
    随后发现,当老鼠口服益生菌时,
  • 2:29 - 2:33
    这些益生菌会选择
    生长在肝脏的肿瘤里。
  • 2:33 - 2:35
    我们意识到最简便的
  • 2:35 - 2:37
    标记出益生菌,
  • 2:37 - 2:39
    进而让肿瘤现形的方式,
  • 2:39 - 2:41
    是让这些益生菌产生
  • 2:41 - 2:43
    可以在尿液中被检测到的信号,
  • 2:43 - 2:45
    所以我们特别编译了这些益生菌,
  • 2:45 - 2:48
    让它们产生可以改变
    你尿液颜色的分子,
  • 2:48 - 2:51
    以此实现癌症的检测。
  • 2:51 - 2:53
    我们随后证明了这项技术
  • 2:53 - 2:56
    对肝癌的检测具有高灵敏度和准确度,
  • 2:56 - 2:59
    而肝癌很难通过其他方式检测到。
  • 3:00 - 3:03
    既然知道这些细菌能
    准确定位肿瘤,
  • 3:03 - 3:05
    我们又试着实现
    不止能检测癌症,
  • 3:05 - 3:07
    还能治疗癌症的编译,
  • 3:07 - 3:10
    通过从肿瘤内部产生治疗分子,
  • 3:10 - 3:13
    让现有的肿瘤萎缩,
  • 3:13 - 3:15
    而我们已经在用群体感应程序
    来实现这一过程了,
  • 3:15 - 3:17
    就像之前影片中看到的一样。
  • 3:17 - 3:21
    想象一下,未来可以通过
    服用这些编译后的细菌
  • 3:21 - 3:24
    来检测和治疗癌症,
  • 3:24 - 3:26
    甚至是其他疾病。
  • 3:27 - 3:29
    我们能够编译细菌
  • 3:29 - 3:30
    以及生命的能力,
  • 3:30 - 3:33
    为癌症研究打开了新的天地,
  • 3:33 - 3:36
    为了分享这个美好的愿景,
    我和艺术家 Vik Muniz 合作,
  • 3:36 - 3:38
    创作了这个完全由细菌和
  • 3:38 - 3:41
    癌症细胞所组成的宇宙符号。
  • 3:41 - 3:47
    最终,我希望这个美丽的微观世界
    和它的存在意义,
  • 3:47 - 3:52
    能够给未来的癌症研究方法
    带来新的创意。
  • 3:52 - 3:53
    谢谢。
  • 3:53 - 3:58
    (鼓掌)
Title:
我们可以用细菌发现癌症(也许还能治愈它)
Speaker:
塔尔·丹尼诺
Description:

肝癌是最难检测出的癌症种类之一,但是合成生物学家塔尔·丹尼诺有个惊人的想法:如果我们能够创造一个可食用的益生菌,将它“编译”并用来发现肝癌肿瘤呢?他的研究开拓了我们刚开始了解的细菌知识,这些知识涉及了它们的群体感应能力,或是当遇到临界物质时协作的能力。TED 研究会员丹尼诺解释了群体感应的运作方式,并解释了聪明的细菌是如何合作并改变未来癌症的治疗方式的。

more » « less
Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TEDTalks
Duration:
04:11

Chinese, Simplified subtitles

Revisions