Bacteria are the oldest living organisms on the earth. They've been here for billions of years, and what they are are single-celled microscopic organisms. So they're one cell and they have this special property that they only have one piece of DNA. So they have very few genes and genetic information to encode all of the traits that they carry out. And the way bacteria make a living is that they consume nutrients from the environment, they grow to twice their size, they cut themselves down in the middle, and one cell becomes two, and so on and so on. They just grow and divide and grow and divide -- so a kind of boring life, except that what I would argue is that you have an amazing interaction with these critters.
Las bacterias son los organismos vivos más antiguos de la Tierra. Han estado aquí por miles de millones de años, y son organismos microscópicos unicelulares. Entonces son sólo una célula y tienen esta propiedad especial, que solo tienen una pieza de ADN. Tienen muy pocos genes, y la información genética para codificar todas las cosas que hacen. La forma en la que las bacterias se ganan la vida es consumiendo nutrientes del medio ambiente, para crecer al doble de su tamaño, partirse a sí mismas por la mitad, y una célula se convierte en dos, y así sucesivamente, una y otra vez. Sólo crecen y se dividen, y crecen y se dividen -- una vida más o menos aburrida, salvo que lo que yo diría es que usted tiene una increíble interacción con estas criaturas.
I know you guys think of yourself as humans, and this is sort of how I think of you. This man is supposed to represent a generic human being, and all of the circles in that man are all the cells that make up your body. There's about a trillion human cells that make each one of us who we are and able to do all the things that we do. But you have 10 trillion bacterial cells in you or on you at any moment in your life. So, 10 times more bacterial cells than human cells on a human being. And, of course, it's the DNA that counts, so here's all the A, T, Gs and Cs that make up your genetic code and give you all your charming characteristics. You have about 30,000 genes. Well, it turns out you have 100 times more bacterial genes playing a role in you or on you all of your life. So at the best, you're 10 percent human; more likely, about one percent human, depending on which of these metrics you like. I know you think of yourself as human beings, but I think of you as 90 or 99 percent bacterial.
Sé que ustedes piensan en sí mismos como humanos, y más o menos así es como yo pienso en ustedes. Se supone que este hombre representa a un ser humano genérico, y todos los círculos en este hombre son todas las células que componen su cuerpo. Hay aproximadamente un billón de células humanas que hace que cada uno de nosotros sea quien es, y que nos permiten poder hacer todas las cosas que hacemos, pero usted tiene 10 billones de células bacterianas en usted o sobre usted en cualquier momento en su vida. Así, hay 10 veces más células bacterianas que células humanas en un ser humano. Y, por supuesto, es el ADN el que cuenta, así que aquí están todas las A, T, G y C que constituyen su código genético, y le dan todas sus encantadoras características. Usted tiene unos 30.000 genes. Pues resulta que tiene 100 veces más genes de bacterias desempeñando un papel en usted o dentro de usted a lo largo de su vida. En el mejor de los casos, usted es humano en un 10 por ciento, pero es más probable que sea humano en un uno por ciento, aproximadamente, dependiendo de cuál de estos parámetros prefiere. Sé que piensan en ustedes como seres humanos, pero yo pienso en ustedes como bacterias en un 90 o 99 por ciento.
(Laughter)
(Risas)
And these bacteria are not passive riders. These are incredibly important; they keep us alive. They cover us in an invisible body armor that keeps environmental insults out so that we stay healthy. They digest our food, they make our vitamins, they actually educate your immune system to keep bad microbes out. So they do all these amazing things that help us and are vital for keeping us alive, and they never get any press for that. But they get a lot of press because they do a lot of terrible things as well. So there's all kinds of bacteria on the earth that have no business being in you or on you at any time, and if they are, they make you incredibly sick.
Estas bacterias no son jinetes pasivos, son increíblemente importantes, nos mantienen vivos. Nos cubren con una armadura invisible que mantiene a las amenazas del medio ambiente fuera de manera que estemos saludables. Ellas digieren nuestra comida, fabrican nuestras vitaminas, y en realidad educan a su sistema inmunológico para mantener a los microbios malos fuera. Así que hacen todas estas cosas sorprendentes que nos ayudan y son vitales para mantenernos con vida, y que nunca reciben crédito por ello. Pero consiguen un montón de crédito, ya que hacen un montón de cosas terribles también. Asi, hay todo tipo de bacterias en la Tierra que no tienen nada que hacer en usted o dentro de usted en ningún momento, y si están allí, lo ponen increíblemente enfermo.
And so the question for my lab is whether you want to think about all the good things that bacteria do or all the bad things that bacteria do. The question we had is: How could they do anything at all? I mean, they're incredibly small. You have to have a microscope to see one. They live this sort of boring life where they grow and divide, and they've always been considered to be these asocial, reclusive organisms. And so it seemed to us that they're just too small to have an impact on the environment if they simply act as individuals. So we wanted to think if there couldn't be a different way that bacteria live.
Y así, la pregunta para mi laboratorio no es si quiere pensar en todas las cosas buenas que hacen las bacterias, o en todas las cosas malas que hacen. La pregunta que tenemos es ¿cómo logran hacer alguna cosa? Quiero decir, son increíblemente pequeñas, usted necesita un microscopio para ver una. Viven este tipo de vida aburrida, donde crecen y se dividen, y siempre han sido consideradas como organismos asociales y solitarios. Y así, nos pareció que simplemente son demasiado pequeñas para tener un impacto sobre su medio ambiente si actuaran apenas como individuos. Entonces queríamos pensar si no podría haber una forma diferente en la que las bacterias viven.
And the clue to this came from another marine bacterium, and it's a bacterium called "Vibrio fischeri." What you're looking at on this slide is just a person from my lab holding a flask of a liquid culture of a bacterium, a harmless, beautiful bacterium that comes from the ocean, named Vibrio fischeri. And this bacterium has the special property that it makes light, so it makes bioluminescence, like fireflies make light. We're not doing anything to the cells here, we just took the picture by turning the lights off in the room, and this is what we see.
La clave para esto vino de otra bacteria marina, una bacteria llamada Vibrio fischeri. Lo que están viendo en esta diapositiva es sólo una persona de mi laboratorio sosteniendo un frasco con un cultivo líquido de una bacteria, una bacteria inocua y hermosa que proviene del océano, llamada Vibrio fischeri. Esta bacteria tiene como propiedad especial, que emite luz, así que genera bioluminiscencia, así como las luciérnagas generan luz. No estamos haciendo nada a las células aquí. Simplemente tomamos esta foto apagando las luces de la sala, y esto es lo que vemos.
And what's actually interesting to us was not that the bacteria made light but when the bacteria made light. What we noticed is when the bacteria were alone, so when they were in dilute suspension, they made no light. But when they grew to a certain cell number, all the bacteria turned on light simultaneously. So the question that we had is: How can bacteria, these primitive organisms, tell the difference from times when they're alone and times when they're in a community, and then all do something together? And what we figured out is that the way they do that is they talk to each other, and they talk with a chemical language.
Lo que fue realmente interesante para nosotros no fue que la bacteria emitiera luz, sino cuándo la emitían. Lo que observamos es que cuando las bacterias estaban solas, como cuando se encontraban en una suspensión diluida, no había luz. Pero cuando crecían hasta un cierto número de células todas las bacterias encendían su luz al mismo tiempo. La pregunta que teníamos era, ¿cómo pueden las bacterias, estos organismos primitivos, diferenciar entre el momento en el que estaban solas, y el momento en el que estaban en una comunidad, y luego hacer algo todas juntas? Lo que hemos averiguado es que la forma en que lo hacen es hablando entre sí, y hablan con un idioma químico. Se supone que esto es mi celula bacteriana.
So this is now supposed to be my bacterial cell. When it's alone, it doesn't make any light. But what it does do is to make and secrete small molecules that you can think of like hormones, and these are the red triangles. And when the bacteria are alone, the molecules just float away, and so, no light. But when the bacteria grow and double and they're all participating in making these molecules, the molecule, the extracellular amount of that molecule, increases in proportion to cell number. And when the molecule hits a certain amount that tells the bacteria how many neighbors there are, they recognize that molecule and all of the bacteria turn on light in synchrony. And so that's how bioluminescence works -- they're talking with these chemical words.
Cuando está sola no genera ningún tipo de luz. Pero, lo que sí hace es crear y secretar moléculas pequeñas en las que se puede pensar como si fueran hormonas, y estos son los triángulos de color rojo, y cuando la bacteria esta sola las moléculas flotan y no hay luz. Pero cuando las bacterias crecen y se duplican y todos están participando en la generación de estas moléculas, la molécula -- la porción extracelular de esa molécula aumenta en proporción al número de células. Y cuando la molécula llega a una cierta cantidad que le dice a las bacterias cuántas vecinas hay, ellas reconocen esa molécula y todas las bacterias generan luz en sincronía. Así es como funciona la bioluminiscencia -- ellas están hablando con estas palabras químicas.
The reason Vibrio fischeri is doing that comes from the biology -- again, another plug for the animals in the ocean. Vibrio fischeri lives in this squid. What you're looking at is the Hawaiian bobtail squid. It's been turned on its back, and what I hope you can see are these two glowing lobes. These house the Vibrio fischeri cells. They live in there, at high cell number. That molecule is there, and they're making light. And the reason the squid is willing to put up with these shenanigans is because it wants that light.
La razón por la que Vibrio fischeri está haciendo esto proviene de la biología. De nuevo, otro reconocimiento para los animales en el océano, Vibrio fischeri vive en este calamar. Lo que están viendo es el calamar hawaiano de rabo corto, y está girado de espaldas, y lo que espero que puedan ver son estos dos lóbulos brillantes que son la casa de estas células de Vibrio fischeri, viven allí, un gran número de células la molécula está allí, y están generando luz. La razón por la que el calamar está dispuesto a aguantar a estos pequeños vándalos es porque quiere esa luz.
The way that this symbiosis works is that this little squid lives just off the coast of Hawaii, just in sort of shallow knee-deep water. And the squid is nocturnal, so during the day, it buries itself in the sand and sleeps. But then at night, it has to come out to hunt. So on bright nights when there's lots of starlight or moonlight, that light can penetrate the depth of the water the squid lives in, since it's just in those couple feet of water. What the squid has developed is a shutter that can open and close over the specialized light organ housing the bacteria. And then it has detectors on its back so it can sense how much starlight or moonlight is hitting its back. And it opens and closes the shutter so the amount of light coming out of the bottom, which is made by the bacterium, exactly matches how much light hits the squid's back, so the squid doesn't make a shadow. So it actually uses the light from the bacteria to counter-illuminate itself in an antipredation device, so predators can't see its shadow, calculate its trajectory and eat it. So this is like the stealth bomber of the ocean.
La forma en que funciona esta simbiosis es que este pequeño calamar vive justo en frente de la costa de Hawaii, en aguas poco profundas. El calamar es nocturno, por lo que durante el día se entierra en la arena y duerme, pero luego por la noche tiene que salir a cazar. En noches brillantes cuando hay mucha luz de la luna o de las estrellas esa luz puede penetrar la profundidad del agua en la que el calamar vive, dado que son apenas un par de pies de agua. Lo que el calamar ha desarrollado es un obturador que puede abrir y cerrar sobre este órgano especializado de luz que sirve de vivienda a las bacterias. Entonces tiene detectores en la espalda por lo que puede percibir la cantidad de luz de las estrellas o de la luna que golpea su espalda. Así que abre y cierra el obturador de modo que la cantidad de luz que sale de la parte inferior -- la cual es producida por la bacteria -- coincide exactamente con la cantidad de luz que choca con la espalda del calamar, de modo que el calamar no tiene una sombra. De hecho, utiliza la luz de las bacterias para contra-iluminarse a sí mismo en un dispositivo de lucha contra los depredadores de forma que estos no pueden ver su sombra, calcular su trayectoria, y comérselo. Es como el bombardero Stealth del océano.
(Laughter)
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But then if you think about it, this squid has this terrible problem, because it's got this dying, thick culture of bacteria, and it can't sustain that. And so what happens is, every morning when the sun comes up, the squid goes back to sleep, it buries itself in the sand, and it's got a pump that's attached to its circadian rhythm. And when the sun comes up, it pumps out, like, 95 percent of the bacteria. So now the bacteria are dilute, that little hormone molecule is gone, so they're not making light. But, of course, the squid doesn't care, it's asleep in the sand. And as the day goes by, the bacteria double, they release the molecule, and then light comes on at night, exactly when the squid wants it.
Pero, entonces, si lo piensas, el calamar tiene un terrible problema porque tiene este cultivo espeso y moribundo de bacterias y no puede mantener eso. Así que lo que ocurre es que cada mañana cuando sale el sol el calamar vuelve a dormir, se entierra en la arena, y tiene una bomba que está ligada a su ritmo circadiano, y cuando sale el sol, bombea alrededor del 95 por ciento de las bacterias. Ahora que las bacterias están diluidas, la pequeña molécula de la hormona se ha ido, así que no están generando luz -- pero, por supuesto, al calamar no le importa, está dormido en la arena. Y a medida que pasa el día las bacterias se duplican, liberan la molécula y, a continuación, la luz se enciende por la noche, exactamente cuando el calamar quiere.
So first, we figured out how this bacterium does this, but then we brought the tools of molecular biology to this to figure out, really, what's the mechanism. And what we found -- so this is now supposed to be my bacterial cell -- is that Vibrio fischeri has a protein. That's the red box -- it's an enzyme that makes that little hormone molecule, the red triangle. And then as the cells grow, they're all releasing that molecule into the environment, so there's lots of molecule there. And the bacteria also have a receptor on their cell surface that fits like a lock and key with that molecule. These are just like the receptors on the surfaces of your cells. So when the molecule increases to a certain amount, which says something about the number of cells, it locks down into that receptor and information comes into the cells that tells the cells to turn on this collective behavior of making light.
Primero descubrimos cómo hacían las bacterias esto, pero luego trajimos las herramientas de la biología molecular al asunto para saber realmente cuál es el mecanismo. Y lo que hemos encontrado -- así que aquí está, de nuevo, lo que se supone que es mi celula bacteriana -- es que Vibrio fischeri tiene una proteína -- esa es la caja roja -- es una enzima que crea esa pequeña molécula de hormona -- el triángulo rojo. Y luego, a medida que las células crecen, todas están liberando esa molécula en el medio ambiente, por lo que existe gran cantidad de moléculas allí. Y las bacterias también tienen un receptor en su superficie celular que se adapta con la molécula como una llave y una cerradura. Estos son como los receptores en la superficie de sus células. Cuando la molécula se incrementa hasta una cierta cantidad -- lo que dice algo sobre el número de células -- se encaja en ese receptor y la información entra en las células que les dice que enciendan este comportamiento colectivo de generar luz.
Why this is interesting is because in the past decade, we have found that this is not just some anomaly of this ridiculous, glow-in-the-dark bacterium that lives in the ocean -- all bacteria have systems like this. So now what we understand is that all bacteria can talk to each other. They make chemical words, they recognize those words, and they turn on group behaviors that are only successful when all of the cells participate in unison. So now we have a fancy name for this: we call it "quorum sensing." They vote with these chemical votes, the vote gets counted, and then everybody responds to the vote.
Esto es interesante porque en la última década hemos descubierto que no se trata sólo de una anomalía de este ridícula bacteria brilla-en-la-oscuridad que vive en el océano -- todas las bacterias tienen sistemas como este. Así que ahora lo que entendemos es que todas las bacterias pueden hablar entre sí. Ellas fabrican palabras químicas, reconocen esas palabras y activan comportamientos de grupo que sólo son exitosos cuando todas las células participan al unísono. Tenemos un nombre elegante para esto, lo llamamos detección de quórum. Votan con estos votos químicos, los votos son contados, y luego todo el mundo responde a la votación.
What's important for today's talk is we know there are hundreds of behaviors that bacteria carry out in these collective fashions. But the one that's probably the most important to you is virulence. It's not like a couple bacteria get in you and start secreting some toxins -- you're enormous; that would have no effect on you, you're huge. But what they do, we now understand, is they get in you, they wait, they start growing, they count themselves with these little molecules, and they recognize when they have the right cell number that if all of the bacteria launch their virulence attack together, they're going to be successful at overcoming an enormous host. So bacteria always control pathogenicity with quorum sensing. So that's how it works.
Lo qué es importante para la charla de hoy es que sabemos que hay cientos de comportamientos que las bacterias llevan a cabo en este estilo colectivo. Pero, el que es probablemente más importante para ustedes es la virulencia. No es que un par de bacterias entren en usted y empiezan a secretar toxinas -- usted es enorme, eso no tendría ningún efecto en usted. Lo que hacen, ahora sabemos, es entrar en usted, esperar, comenzar a crecer, contarse a sí mismas con estas pequeñas moléculas, y reconocer cuando han llegado al número correcto de células, de forma que si todas las bacterias lanzan juntas su ataque virulento, tengan éxito en vencer a un anfitrión enorme. Las bacterias siempre controlan su patogenicidad con detección de quórum. Así es como funciona.
We also then went to look at what are these molecules. These were the red triangles on my slides before. This is the Vibrio fischeri molecule. This is the word that it talks with. And then we started to look at other bacteria, and these are just a smattering of the molecules that we've discovered. What I hope you can see is that the molecules are related. The left-hand part of the molecule is identical in every single species of bacteria. But the right-hand part of the molecule is a little bit different in every single species. What that does is to confer exquisite species specificities to these languages. So each molecule fits into its partner receptor and no other. So these are private, secret conversations. These conversations are for intraspecies communication. Each bacteria uses a particular molecule that's its language that allows it to count its own siblings.
También exploramos, entonces, lo que son estas moléculas -- estos eran los triángulos rojos en mis diapositivas de antes. Esta es la molécula de Vibrio fischeri. Esta es la palabra con la que hablan. Entonces, empezamos a observar otras bacterias y esta es sólo una muestra de las moléculas que hemos descubierto. Lo que yo espero que puedan ver es que las moléculas están relacionadas. La parte izquierda de la molécula es idéntica en cada una de las especies de bacterias. Pero la parte derecha de la molécula es un poco diferente en cada especie. Lo que esto hace es dar exquisitas características por especie a estos idiomas. Cada molécula encaja en los receptores de su socio y no otro. Así que estas son conversaciones privadas, secretas. Estas conversaciones son para comunicación entre miembros de la misma especie. Cada bacteria utiliza una molécula particular que es su idioma, que le permite contar a sus propios hermanos.
Once we got that far, we thought we were starting to understand that bacteria have these social behaviors. But what we were really thinking about is that most of the time, bacteria don't live by themselves, they live in incredible mixtures, with hundreds or thousands of other species of bacteria. And that's depicted on this slide. This is your skin. So this is just a picture -- a micrograph of your skin. Anywhere on your body, it looks pretty much like this. What I hope you can see is that there's all kinds of bacteria there. And so we started to think, if this really is about communication in bacteria, and it's about counting your neighbors, it's not enough to be able to only talk within your species. There has to be a way to take a census of the rest of the bacteria in the population.
Una vez que llegamos tan lejos, pensamos que estábamos empezando a comprender que estas bacterias tienen conductas sociales. Pero en lo que realmente estábamos pensando es que la mayor parte del tiempo las bacterias no viven por sí mismas, viven en increíbles mezclas, con cientos o miles de otras especies de bacterias. Y eso está representado en esta diapositiva. Esta es su piel. Esta es sólo una imagen - una micrografía de su piel. Cualquier parte de su cuerpo, se ve muy parecida a esta, y lo que espero que pueda ver que hay todo tipo de bacterias allí. Así empezamos a pensar si esto es realmente acerca de la comunicación en las bacterias, y si se trata de contar a sus vecinos, no es suficiente ser capaz de hablar sólo con su propia especie. Tiene que haber una manera de hacer un censo del resto de las bacterias en la población. Así que regresamos a la biología molecular
So we went back to molecular biology and started studying different bacteria. And what we've found now is that, in fact, bacteria are multilingual. They all have a species-specific system, they have a molecule that says "me." But then running in parallel to that is a second system that we've discovered, that's generic. So they have a second enzyme that makes a second signal, and it has its own receptor, and this molecule is the trade language of bacteria. It's used by all different bacteria, and it's the language of interspecies communication. What happens is that bacteria are able to count how many of "me" and how many of "you." And they take that information inside, and they decide what tasks to carry out depending on who's in the minority and who's in the majority of any given population.
y empezamos a estudiar diferentes bacterias, y lo que hemos encontrado ahora es que de hecho, las bacterias son multilingües. Todas tienen un sistema específico por especie -- tienen una molécula que dice "yo". Pero entonces, corriendo en paralelo a ese, hay un segundo sistema que hemos descubierto, que es genérico. Tienen una segunda enzima que crea una segunda señal y que tiene su propio receptor, y esta molécula es el idioma comercial de las bacterias. Es utilizada por todas las diferentes bacterias y es la lengua de comunicación entre especies. Lo que pasa es que las bacterias son capaces de contar cuántos de mí y cuántos de ustedes. Ellas llevan esa información dentro de sí y deciden qué tareas llevar a cabo dependiendo de quiénes son la minoría y quiénes son la mayoría de cualquier población.
Then, again, we turned to chemistry, and we figured out what this generic molecule is -- that was the pink ovals on my last slide, this is it. It's a very small, five-carbon molecule. And what the important thing is that we learned is that every bacterium has exactly the same enzyme and makes exactly the same molecule. So they're all using this molecule for interspecies communication. This is the bacterial Esperanto.
Luego, una vez más nos dirigimos a la química, y descubrimos qué es esta molécula genérica -- eso eran los óvalos rosados en mi última diapositiva. Es una pequeña molécula de carbono cinco. Lo importante es que aprendimos que cada bacteria tiene exactamente la misma enzima y fabrica exactamente la misma molécula. Así que todas están utilizando esta molécula para la comunicación entre especies. Este es el Esperanto bacterial.
(Laughter)
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So once we got that far, we started to learn that bacteria can talk to each other with this chemical language. But we started to think that maybe there is something practical that we can do here as well. I've told you that bacteria have all these social behaviors, that they communicate with these molecules. Of course, I've also told you that one of the important things they do is to initiate pathogenicity using quorum sensing. So we thought: What if we made these bacteria so they can't talk or they can't hear? Couldn't these be new kinds of antibiotics?
Una vez que llegamos allí, empezamos a aprender que las bacterias pueden hablar entre sí con este idioma químico. Pero lo que empezamos a pensar es que tal vez hay algo práctico que podemos hacer aquí también. Les he dicho que todas las bacterias tienen estos comportamientos sociales, se comunican con estas moléculas. Por supuesto, también he dicho que una de las cosas importantes que hacen es iniciar patogenicidad utilizando detección de quórum. Pensamos, ¿qué pasaría si hacemos que estas bacterias no puedan hablar o no puedan escuchar? No podrían estos ser nuevos tipos de antibióticos?
And of course, you've just heard and you already know that we're running out of antibiotics. Bacteria are incredibly multi-drug-resistant right now, and that's because all of the antibiotics that we use kill bacteria. They either pop the bacterial membrane, they make the bacterium so it can't replicate its DNA. We kill bacteria with traditional antibiotics, and that selects for resistant mutants. And so now, of course, we have this global problem in infectious diseases. So we thought, what if we could sort of do behavior modifications, just make these bacteria so they can't talk, they can't count, and they don't know to launch virulence?
Por supuesto, usted ha escuchado y ya sabe que nos estamos quedando sin antibióticos. Las bacterias son increíblemente resistente a múltiples drogas en este momento, y eso es debido a todos los antibióticos que utilizamos para matar bacterias, los que, o bien rompen la membrana bacterial, o hacen que la bacteria no pueda replicar su ADN. Matamos bacterias con antibióticos tradicionales y eso selecciona a los mutantes resistentes. Y, por supuesto, ahora tenemos este problema mundial en las enfermedades infecciosas. Pensamos, qué tal si hiciéramos algo como modificaciones de comportamiento, hacer que estas bacterias no puedan hablar, no puedan contar, y no sepan generar virulencia.
So that's exactly what we've done, and we've sort of taken two strategies. The first one is, we've targeted the intraspecies communication system. So we made molecules that look kind of like the real molecules, which you saw, but they're a little bit different. And so they lock into those receptors, and they jam recognition of the real thing. So by targeting the red system, what we are able to do is make species-specific, or disease-specific, anti-quorum-sensing molecules. We've also done the same thing with the pink system. We've taken that universal molecule and turned it around a little bit so that we've made antagonists of the interspecies communication system. The hope is that these will be used as broad-spectrum antibiotics that work against all bacteria.
Y eso es exactamente lo que hemos hecho y hemos usado dos estrategias. La primera es que hemos tomado como objetivo el sistema de comunicación entre miembros de cada especie. Y hemos hecho moléculas que se ven como las moléculas reales -- que ustedes vieron -- pero son un poco diferentes. Y así, las moléculas se ajustan a estos receptores, y bloquean el reconocimiento de la molécula real. Apuntándole al sistema de color rojo, lo que podemos hacer es hacer moléculas anti-detección de quórum para una especie específica, o para una enfermedad específica. Hemos hecho lo mismo con el sistema rosado. Hemos tomado esa molécula universal y la modificamos un poco así que hemos hecho antagonistas del sistema de comunicación entre especies. La esperanza es que estos se utilizarán como antibióticos de amplio espectro que funcionan contra todas las bacterias.
And so to finish, I'll show you the strategy. In this one, I'm just using the interspecies molecule, but the logic is exactly the same. So what you know is that when that bacterium gets into the animal -- in this case, a mouse -- it doesn't initiate virulence right away. It gets in, it starts growing, it starts secreting its quorum-sensing molecules. It recognizes when it has enough bacteria that now they're going to launch their attack, and the animal dies. And so what we've been able to do is to give these virulent infections, but we give them in conjunction with our anti-quorum-sensing molecules. So these are molecules that look kind of like the real thing, but they're a little different, which I've depicted on this slide. What we now know is that if we treat the animal with a pathogenic bacterium -- a multi-drug-resistant pathogenic bacterium -- in the same time we give our anti-quorum-sensing molecule, in fact, the animal lives.
Para terminar voy a mostrarles la estrategia. En esta estoy usando la molécula intra-especie, pero la lógica es exactamente la misma. Lo que sabemos es que cuando la bacteria entra en el animal, en este caso un ratón, no inicia la virulencia de inmediato. Entra, empieza a crecer, comienza a secretar sus moléculas de detección de quórum, reconoce cuando tiene suficientes bacterias que ahora van a lanzar su ataque, y el animal muere. Lo que hemos sido capaces de hacer es generar estas infecciones virulentas, pero las generamos en conjunto con nuestras moléculas anti-detección de quórum -- así que estas son moléculas que se parecen a las reales, pero son un poco diferentes, lo que he representado en esta diapositiva. Lo que ahora sabemos es que si tratamos a los animales con una bacteria patógena -- una bacteria patógena resistente a múltiples drogas -- al mismo tiempo que administramos nuestra molécula anti-detección de quórum, de hecho, el animal vive.
And so we think that this is the next generation of antibiotics, and it's going to get us around, at least initially, this big problem of resistance. What I hope you think is that bacteria can talk to each other, they use chemicals as their words, they have an incredibly complicated chemical lexicon that we're just now starting to learn about. Of course, what that allows bacteria to do is to be multicellular. So in the spirit of TED, they're doing things together because it makes a difference. What happens is that bacteria have these collective behaviors, and they can carry out tasks that they could never accomplish if they simply acted as individuals.
Pensamos que esta es la próxima generación de antibióticos y nos va a permitir superar, al menos inicialmente, este gran problema de la resistencia. Lo que espero que piensen, es que las bacterias pueden hablar entre sí, que utilizan productos químicos como sus palabras, que tienen un léxico químico increíblemente complicado, que sólo ahora estamos empezando a conocer. Por supuesto, lo que eso permite a las bacterias es ser multicelulares. Así, en el espíritu de TED ellas están haciendo cosas juntas porque eso marca diferencia. Lo que pasa es que estas bacterias tienen comportamientos colectivos y pueden llevar a cabo tareas que nunca podrían lograr si simplemente actuaran como individuos.
What I would hope that I could further argue to you is that this is the invention of multicellularity. Bacteria have been on the earth for billions of years; humans, couple hundred thousand. So we think bacteria made the rules for how multicellular organization works. And we think by studying bacteria, we're going to be able to have insight about multicellularity in the human body. So we know that the principles and the rules, if we can figure them out in these sort of primitive organisms, the hope is that they will be applied to other human diseases and human behaviors as well. I hope that what you've learned is that bacteria can distinguish self from other. So by using these two molecules, they can say "me" and they can say "you." And again, of course, that's what we do, both in a molecular way, and also in an outward way, but I think about the molecular stuff.
Lo que me gustaría poder argumentar adicionalmente es que esta es la invención de la multicelularidad. Las bacterias han estado en la Tierra por miles de millones de años. Los seres humanos - un par de cientos de miles. Creemos que las bacterias hicieron las reglas con las cuales funciona la organización multicelular. Creemos que, mediante el estudio de las bacterias, vamos a ser capaces de tener conocimiento sobre la multicelularidad en el cuerpo humano. Sabemos que, si podemos comprender los principios y las normas en este tipo de organismos primitivos, la esperanza es que serán aplicados a otras enfermedades y comportamientos humanos también. Espero que lo que han aprendido es que las bacterias pueden distinguirse entre sí. Mediante el uso de estas dos moléculas ellas pueden decir "yo" y pueden decir "tú". Una vez más, por supuesto, que es lo que nosotros hacemos, tanto en forma molecular, como también de manera externa, pero yo pienso en el material molecular.
This is exactly what happens in your body. It's not like your heart cells and kidney cells get all mixed up every day, and that's because there's all of this chemistry going on, these molecules that say who each of these groups of cells is and what their tasks should be. So again, we think bacteria invented that, and you've just evolved a few more bells and whistles, but all of the ideas are in these simple systems that we can study.
Esto es exactamente lo que sucede en su cuerpo. No es como si sus células cardiacas y renales estuvieran mezcladas todos los días, y eso es porque está toda esta química ocurriendo, estas moléculas que dicen quién es cada uno de estos grupos de células, y qué tareas deben realizar. De nuevo, creemos que las bacterias inventaron eso, y usted ha evolucionado unas cuantas cosas adicionales, pero todas las ideas están en estos sistemas simples que podemos estudiar.
And the final thing is, just to reiterate that there's this practical part, and so we've made these anti-quorum-sensing molecules that are being developed as new kinds of therapeutics. But then, to finish with a plug for all the good and miraculous bacteria that live on the earth, we've also made pro-quorum-sensing molecules. So we've targeted those systems to make the molecules work better. So remember, you have these 10 times or more bacterial cells in you or on you, keeping you healthy. What we're also trying to do is to beef up the conversation of the bacteria that live as mutualists with you, in the hopes of making you more healthy, making those conversations better, so bacteria can do things that we want them to do better than they would be on their own.
La última cosa es, sólo para reiterar que existe una parte práctica, que hemos hecho estas moléculas anti-detección de quórum que se están desarrollando como nuevos tipos de terapias. Pero entonces, para terminar con un reconocimento para todas las bacterias buenas y milagrosas que viven en la Tierra, también hemos hecho moléculas que facilitan la detección de quórum. Hemos trabajado en esos sistemas para hacer que las moléculas funcionen mejor. Recuerde que usted tiene 10 veces o más células bacterianas en usted o dentro de usted, menteniéndolo saludable. Lo que también estamos tratando de hacer es de mejorar la conversación de las bacterias que viven con usted como mutualistas, con la esperanza de hacerlo más saludable, mejorando estas conversaciones, a fin de que las bacterias puedan hacer las cosas que queremos que hagan mejor de lo que lo harían por su propia cuenta.
Finally, I wanted to show you -- this is my gang at Princeton, New Jersey. Everything I told you about was discovered by someone in that picture. And I hope when you learn things, like about how the natural world works -- I just want to say that whenever you read something in the newspaper or you hear some talk about something ridiculous in the natural world, it was done by a child. So science is done by that demographic. All of those people are between 20 and 30 years old, and they are the engine that drives scientific discovery in this country. And it's a really lucky demographic to work with.
Por último, quería mostrarles este es mi equipo en Princeton, Nueva Jersey. Todo lo que les he dicho fue descubierto por alguien en esa foto. Espero que cuando aprendan cosas, acerca de cómo funciona el mundo natural -- Sólo quiero decir que siempre que ustedes leen algo en el periódico o escuchan hablar de algo ridículo en el mundo natural, fue realizado por un niño. La ciencia es hecha por ese grupo demográfico. Todas estas personas tienen entre 20 y 30 años, y son el motor que impulsa los descubrimientos científicos en este país. Es una suerte trabajar con este grupo demográfico.
(Applause)
Yo sigo haciéndome más y más vieja y ellos tienen siempre la misma edad
I keep getting older and older, and they're always the same age. And it's just a crazy, delightful job. And I want to thank you for inviting me here, it's a big treat for me to get to come to this conference.
y es simplemente un trabajo loco y encantador. Quiero darles las gracias por haberme invitado aquí, es un gran placer para mí haber venido a esta conferencia. (Aplausos)
(Applause)
Thanks.
Gracias.
(Applause)
(Aplausos)