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.
Les bactéries sont les plus vieux organismes vivants sur Terre. Elles sont ici depuis des milliards d'années, et sont des organismes microscopiques unicellulaires. Donc elles sont une cellule et possèdent cette propriété particulière de ne contenir qu'un seul morceau d'ADN. Elles ont très peu de gènes, et d'information génétique pour encoder tous les caractéristiques qu'elles transportent. La façon de vivre des bactéries consiste à consommer les nutriments présents dans l'environnement, jusqu'à atteindre le double de leur taille d'origine, elles se coupent alors en deux, et une cellule devient deux cellules, et ainsi de suite. Elles se contentent de grandir et de se diviser, grandir et se diviser -- donc une vie plutôt ennuyeuse, cependant, j'argumenterais qu'il existe une stupéfiante interaction entre ces créatures.
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.
Je sais que vous vous pensez humains, et je pense à peu près la même chose de vous. Cet homme est censé représenter un être humain générique. et tous les cercles dans cet homme sont toutes les cellules qui constituent votre corps. Il y a environ un trilliard de cellules humaines qui font que chacun d'entre nous est ce qu'il est et nous donnent la possibilité de faire toutes les choses que nous faisons, mais vous avez 10 trillions de cellules bactériennes en vous ou sur vous à chaque instant de votre vie. Donc, 10 fois plus de cellules bactériennes. que de cellules humaines sur un être humain. Et bien sûr c'est l'ADN qui compte, donc voici tous les A, T, G et C qui constituent votre code génétique, et vous donnent toutes vos charmantes caractéristiques. Vous avez environ 30 000 gènes. Cependant, il se trouve que vous avez 100 fois plus de gènes bactériens qui jouent un rôle en vous ou sur vous tout au long de votre vie. Au mieux, vous êtes 10 pour cent humain, mais vous êtes plus vraisemblablement environ un pour cent humain, selon lequel parmi ces métriques vous préférez. Je sais que vous pensez de vous même comme des être humains, mais je pense que vous êtes 90 ou 99 pour cent bactériens.
(Laughter)
(Rires)
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.
Ces bactéries sont nos cavaliers passifs, elles sont extrêmement importantes, elles nous gardent en vie. Elles nous protègent dans une armure invisible qui tient à l'écart les risques de notre environnement pour nous maintenir en bonne santé. Elles digèrent notre nourriture, elles fabriquent nos vitamines, en fait, elles enseignent à votre système immunitaire comment se protéger des microbes nocifs. Donc elles font toutes ces choses incroyables qui nous aident et sont vitales pour nous maintenir en vie, et on ne leur accorde aucun crédit pour ça. Mais elles reçoivent beaucoup d'attention pour toutes les choses terribles qu'elles font. Donc, il existe tout un tas de bactéries sur Terre qui n'ont rien à faire en vous ou sur vous à aucun instant, et si elles y sont, elles vous rendent incroyablement malades.
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.
Et donc, la question pour mon laboratoire n'est pas de penser à toutes les bonnes choses que les bactéries font, ou toutes les mauvaises choses qu'elles font. La question que nous nous sommes posée est : comment pourraient-elles faire quoi que ce soit ? Je veux dire, elles sont incroyablement petites, un microscope est nécessaire pour en voir une. Elles vivent cette espèce de vie ennuyeuse où elles grandissent et se divisent, et elles ont toujours été considérées comme des organismes solitaires asociaux. Et donc il nous semblait qu'elles sont tout simplement trop petites pour avoir un impact sur l'environnement si elles agissent simplement en tant qu'individus. Et donc nous avons chercher à savoir s'il ne pouvait exister pour les bactéries une autre manière de vivre.
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.
L'indice est venu d'une autre bactérie marine une bactérie appelée Vibrio fischeri. Ce que vous voyez sur ce transparent est une personne de mon laboratoire tenant dans un flacon une culture liquide d'une bactérie, une bactérie inoffensive et belle venant de l'océan, appelée Vibrio fischeri. Cette bactérie a la propriété particulière d'émettre de la lumière, donc elle produit de la bioluminescence, comme les lucioles produisent de la lumière. Nous ne faisons rien aux cellules ici. Nous avons seulement pris la photographie en éteignant les lumières dans la pièce, et ceci est ce que nous voyons.
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.
Ce qui nous intéressait réellement n'était pas que les bactéries émettaient de la lumière, mais quand les bactéries émettaient la lumière. Nous avons remarqué que lorsque les bactéries étaient seules, c'est-à-dire en suspension diluée, elles n'émettaient pas de lumière. Mais dès que le nombre de cellules atteignait un certain seuil toutes les bactéries allumaient leur lumière simultanément. La question que nous avions est comment des bactéries, ces organismes primitifs, peuvent-elles faire la différence entre les moments où elles sont seules, et les moments où elles sont en communauté, et font alors toutes quelque chose ensemble ? Ce que nous nous sommes rendus compte c'est qu'elles se parlent entre elles, et elles parlent avec un langage chimique. Ceci est supposé être la cellule de ma bactérie.
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.
Lorsqu'elle est seule, elle n'émet pas de lumière. Mais elle produit et sécrète de petites molécules que vous vous pouvez considérer être des hormones, représentées par ces triangles rouges, et lorsque les bactéries sont seules les molécules s'échappent et aucune lumière n'est émise. Mais lorsque les bactéries grandissent et se dédoublent et qu'elles participent à la production de ces molécules, la molécule -- la quantité extracellulaire de cette molécule croît proportionnellement au nombre de cellules. Dès que la molécule atteint une certaine quantité cela indique aux bactéries combien de voisins il y a, elles reconnaissent cette molécule et toutes les bactéries allument la lumière en simultané. C'est ainsi que la bioluminescence fonctionne -- elles parlent avec ces mots chimiques.
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 raison pour laquelle Vibrio fischeri fait cela provient de la biologie. Encore un coup de pub pour les animaux de l'océan, Vibrio fischeri vit dans ce calamar. Ce que vous voyez est un calamar bobtail hawaïen, qui a été retourné sur son dos, et ce que j'espère vous pouvez voir, sont ces deux lobes luisants qui abritent les cellules Vibrio fischeri, elles vivent là dedans en grand nombre de cellules cette molécule est là, et elles émettent de la lumière. La raison pour laquelle le calamar est prêt à supporter ces petites pestes est parce qu'il veut cette lumière.
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.
Si cette symbiose fonctionne c'est parce que ce petit calamar vit juste au large des côtes d'Hawaï, dans une eau peu profonde. Le calamar est nocturne, donc pendant la journée il s'enterre dans le sable et dort, mais la nuit il doit sortir pour aller chasser. Les nuits brillantes, lorsqu'il y a beaucoup de lumière de la lune ou des étoiles cette lumière peut pénétrer la profondeur de l'eau où vit le calamar, puisqu'il s'agit seulement de quelques pieds de profondeur. Ce que le calamar a développé est un obturateur et il peut ouvrir ou fermer cet organe spécialisé dans la lumière où vivent les bactéries. Il a également des détecteurs sur son dos pour mesurer la quantité de lumière des étoiles ou de la lune qui le frappe dans le dos. Et il ouvre et ferme l'obturateur de façon à ce que la quantité de lumière quittant la partie inférieure -- produite par la bactérie -- corresponde exactement à la quantité de lumière qui frappe le dos du calamar, pour que le calamar ne produise pas d'ombre. En fait, il utilise la lumière venant des bactéries pour se contre-illuminer dans un mécanisme anti-prédateur de façon à ce que les prédateurs ne puissent pas voir son ombre, calculer sa trajectoire, et le manger. C'est une sorte de bombardier furtif des océans.
(Laughter)
(Rires)
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.
Mais alors vous vous dites, le calamar a un problème terrible parce qu'il a cette culture malsaine de bactéries qu'il ne peut pas conserver. Ainsi, ce qui se passe est que chaque matin lorsque le soleil se lève le calamar retourne se coucher, il s'enterre dans le sable, et il a une pompe attachée à son rythme circadien, et lorsque le soleil se lève, il expulse environ 95 pour cent des bactéries. Maintenant les bactéries sont diluées, cette petite molécule hormonale est partie, donc elles n'émettent plus de lumière -- mais bien sûr le calamar s'en moque. Il dort dans le sable. Et alors que la journée suit son cours les bactéries se dédoublent, elles libèrent la molécule, et la lumière s'allume la nuit, exactement comme le calamar le veut.
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.
Tout d'abord nous avons montré comment cette bactérie fait ceci, mais ensuite nous avons emprunté les outils de biologie moléculaire pour comprendre exactement quel est ce mécanisme. Et ce que nous avons trouvé -- il s'agit, à nouveau, de ma cellule bactérienne -- est que Vibrio fischeri a une protéine -- représentée par la boîte rouge -- une enzyme qui produit cette petite molécule hormonale -- le triangle rouge. Et alors lorsque les cellules grandissent, elles libèrent toutes cette molécule dans l'environnement, donc il y a beaucoup de molécules là. Et les bactéries ont également un récepteur sur leur surface cellulaire qui a la forme d'une serrure et dont la clé est cette molécule. Ceux-ci sont comme les récepteurs sur la surface de vos cellules. Dès que le nombre de molécules atteint un certain seuil -- et indique quelque chose sur le nombre de cellules -- cela s'enclenche dans ce récepteur et une information arrive dans les cellules disant aux cellules d'activer ce comportement collectif d'émission de lumière.
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.
C'est intéressant car dans la décennie précédente nous avons trouvé qu'il ne s'agit pas d'une quelconque anomalie de cette bactérie ridicule qui brille dans le noir et vit dans l'océan -- toutes les bactéries ont des systèmes comme celui-ci. Donc maintenant nous savons que toutes les bactéries peuvent se parler entre elles. Elles produisent ces mots chimiques, elles reconnaissent ces mots, et elles activent des comportements de groupe qui ne réussissent que lorsque toutes les cellules participent à l'unisson. Nous lui avons donné un nom élégant, nous l'appelons la détection du quorum. Elles votent avec ces votes chimiques, le vote est compté, et alors tout le monde répond au vote.
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.
Ce qui est important pour la présentation d'aujourd'hui est que nous savons qu'il y a des centaines de comportements que les bactéries exécutent de ces manières collectives. Mais celui qui est probablement le plus important pour vous est la virulence. Ce n'est pas comme si un couple de bactéries entrait en vous et commençait à secréter des toxines -- vous êtes énormes, ça n'aurait aucun effet sur vous. Vous êtes immenses. Ce qu'elles font, nous le savons maintenant, est qu'elles entrent en vous, elles attendent, elles commencent à grandir, elles se comptent mutuellement avec ces petites molécules, et elles reconnaissent quand elles ont le bon nombre de cellules que si toutes les bactéries lancent leur attaque virulente ensemble, elles arriveront à vaincre un hôte énorme. Les bactéries contrôlent toujours la pathogénicité avec la détection du quorum. C'est comme ça que ça marche.
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.
Nous sommes également allé voir ce que sont ces molécules -- les triangles rouges sur mes transparents précédents. Ceci est la molécule Vibrio fischeri. Ceci est le mot avec lequel elle parle. Alors, nous avons commencé à nous intéresser à d'autres bactéries, et celles-ci sont juste une poignée des molécules que nous avons découvertes. Ce que j'espère vous pouvez voir est que les molécules sont apparentées. La partie gauche de la molécule est identique dans chaque espèce de bactéries. Mais la partie droite de la molécule est un peu différente dans chaque espèce. Celle-ci confère des spécificités particulières aux espèces à ces langages. Chaque molécule correspond au récepteur de son partenaire et à aucun autre. Donc il y a ces conversations secrètes, privées. Ces conversations sont pour la communication intra espèce. Chaque bactérie utilise une molécule particulière qui est son langage, qui lui permet de compter ses semblables.
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.
Arrivé là nous pensions que nous commencions à comprendre que les bactéries ont des comportements sociaux. Mais ce que nous pensions vraiment est que la plupart du temps les bactéries ne vivent pas par elles-mêmes, elles vivent dans des mixtures incroyables, avec des centaines de milliers d'autres espèces de bactéries. Cela est représenté sur ce transparent. Ceci est votre peau. Il s'agit juste d'une image -- un micrographe de votre peau. Partout sur votre corps, ça ressemble plus ou moins à ça. et ce que j'espère vous pouvez voir est qu'il y a là toutes sortes de bactéries. Et donc nous nous sommes dit que s'il s'agit vraiment de communication entre les bactéries, et s'il s'agit de compter vos voisins, il n'est pas suffisant de ne pouvoir parler qu'au sein de votre espèce. Il doit y avoir un moyen de dénombrer le reste des bactéries dans la population. Alors nous sommes revenus à la biologie moléculaire
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.
et nous avons commencé à étudier différentes bactéries, et ce que nous avons trouvé est que en fait, les bactéries sont multilingues. Elles ont toutes un système spécifique à l'espèce -- elles ont une molécule qui dit "moi." Mais aussi, en parallèle, un second système que nous avons découvert, qui est générique. Donc, elles ont un second enzyme qui produit un second signal et qui a son propre récepteur, et cette molécule est le langage d'échange des bactéries. Il est utilisé par toutes les bactéries et il s'agit du langage de la communication inter-espèces. Ce qui se passe est que les bactéries sont capables de compter combien de moi et combien de toi. Elles récupèrent cette information, et elles décident quelle tâche elles vont accomplir selon qui est dans la minorité et qui est dans la majorité d'une population donnée.
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.
Puis, nous nous sommes à nouveau tournés vers la chimie, et nous avons découvert ce qu'est la molécule générique -- les ovales roses sur mon dernier transparent, c'est ça. C'est une très petite molécule à cinq carbones. Ce qui est important est que nous avons appris que chaque bactérie a exactement la même enzyme et produit exactement la même molécule. Donc elles utilisent toutes cette molécule pour la communication inter-espèces. C'est l'Esperanto bactérien.
(Laughter)
(Rires)
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?
Arrivés à ce stade, nous avons appris que les bactéries peuvent se parler entre elles avec ce langage chimique. Mais ce que nous avons commencé à penser est qu'il y a peut-être quelque chose de pratique que nous pouvons également réaliser. Je vous ai dit que les bactéries ont tous ces comportements sociaux, elles communiquent avec ces molécules. Bien sûr, je vous ai également dit qu'une des choses importantes qu'elles font est d'initier la pathogénicité via la détection du quorum. Nous pensions, et si nous faisions en sorte que ces bactéries ne puissent ni se parler, ni s'entendre ? Ne pourrait-ce être de nouvelles formes d'antibiotiques ?
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?
Bien sûr, vous avez déjà entendu et vous savez déjà que nous n'avons presque plus d'antibiotiques. Les bactéries sont maintenant multirésistantes aux médicaments, la raison est que tous les antibiotiques que nous utilisons tuent les bactéries. Elles expulsent la membrane bactérienne, elles font en sorte que la bactérie ne puisse répliquer sont ADN. Nous tuons les bactéries avec des antibiotiques traditionnels et cela sélectionne des mutants résistants. Et donc maintenant, nous avons évidemment ce problème global de maladies infectieuses. Nous pensions, et si nous pouvions faire quelque chose comme des modifications de comportement, simplement pour faire en sorte que ces bactéries ne puissent ni parler, ni compter, et ne sachent pas lancer une attaque virulente.
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.
Et donc c'est exactement ce que nous avons fait, nous avons choisit deux stratégies. La première consiste à cibler le système de communication inter-espèces. Nous avons créé des molécules qui ressemblent aux vraies molécules -- que vous avez vues -- mais elles sont un peu différentes. Et donc, elles s'attachent à ces récepteurs, et elles empêchent la reconnaissance de la vraie molécule. En ciblant le système rouge, ce que nous sommes capable de faire est de créer des molécules anti-détection du quorum spécifiques à une espèce ou à une maladie. Nous avons également fait la même chose avec le système rose. Nous avons pris cette molécule universelle et nous l'avons retournée un peu pour en faire des antagonistes du système de communication inter-espèces. L'espoir est que celles-ci seront utilisés comme antibiotiques à large spectre. qui agiront contre toutes les bactéries.
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.
Pour finir je vais vous montrer la stratégie. Dans celle-ci j'utilise seulement la molécule inter-espèces. mais la logique est exactement la même. Vous savez que lorsque la bactérie entre dans l'animal, dans ce cas, une souris, Elle n'initialise pas la virulence immédiatement. Elle entre, elle commence à grandir, elle commence à secréter ses molécules de la détection du quorum. Elle se rend compte lorsqu'il y a suffisamment de bactéries qu'il est temps de lancer leur attaque, et l'animal meurt. Nous avons été capables de donner ces infections virulentes, mais nous les avons données conjointement avec nos molécules anti-détection du quorum -- ces molécules ressemblent aux vraies molécules, mais elles sont un peu différentes, ce que j'ai montré sur ce transparent. Nous savons maintenant que si nous traitons l'animal avec une bactérie pathogène -- une bactérie pathogène multirésistante aux médicaments -- et qu'au même instant nous lui donnons notre molécule anti-détection du quorum l'animal survit.
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.
Nous pensons qu'il s'agit de la prochaine génération d'antibiotiques et qu'il devrait nous permettre de contourner, au moins au début, ce gros problème de résistance. Ce que j'espère vous pensez, est que les bactéries peuvent parler entre elles, elles utilisent des éléments chimiques comme mots, elles ont un lexique chimique incroyablement compliqué, que nous commençons tout juste à comprendre. Bien sûr ce que cela permet aux bactéries c'est d'être multicellulaires. Donc dans l'esprit de TED elles font des choses ensemble car c'est ce qui fait la différence. Ce qui se passe c'est que les bactéries ont ces comportements collectifs, et elles peuvent effectuer des tâches qu'elles ne pourraient jamais accomplir si elles agissaient simplement en tant qu'individus.
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.
J'espère pouvoir vous convaincre qu'il s'agit de l'invention de la multicellularité. Les bactéries sont sur Terre depuis des milliards d'années. Les humains -- un couple de centaines de milliers. Nous pensons que les bactéries ont établi les règles de comment l'organisation multicellulaire fonctionne. Nous pensons, qu'en étudiant les bactéries, nous serons capables d'avoir une aperçu de la multicellularité dans le corps humain. Nous savons que les principes et les règles, si nous pouvons les comprendre dans ces sortes d'organismes primitifs, l'espoir est qu'ils seront appliqués à d'autres maladies humaines et également des comportements humains. J'espère que vous avez compris que les bactéries peuvent se distinguer les unes des autres. En utilisant ces deux molécules elles peuvent dire "moi" et elles peuvent dire "toi". Encore une fois c'est ce que nous faisons, à la fois de manière moléculaire, et aussi d'une manière extérieure, mais je pense à tous les trucs moléculaires.
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.
C'est exactement ce qui se passe dans votre corps. Ce n'est pas comme si vos cellules cardiaques et vos cellules rénales se trouvaient mêlées tous les jours, et c'est parce qu'il y a toute cette chimie qui se passe, ces molécules qui disent qui sont tous ces groupes de cellules, et quelle doit être leurs tâches. A nouveau, nous pensons que ceux sont les bactéries qui ont inventé ça, et vous avez uniquement évolué quelques caractéristiques supplémentaires, mais toutes les idées sont dans ces systèmes simples que nous pouvons étudier.
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 chose finale est, juste pour encore réitérer qu'il y a cette partie pratique, que nous avons donc fait ces molécules anti-détection du quorum qui sont développées en tant que nouveaux types de thérapeutiques. Mais alors, pour finir avec un coup de pub envers toutes les bonnes et miraculeuses bactéries qui vivent sur Terre, nous avons aussi fait des molécules qui facilitent la détection du quorum. Donc, nous avons ciblé ces systèmes pour faire en sorte que les molécules soient plus efficaces. Souvenez-vous, vous avez ces 10 fois ou plus de cellules bactériennes en vous ou sur vous, qui vous gardent en bonne santé. Ce que nous essayons également de faire est de renforcer la conversation des bactéries qui vivent comme des mutualistes avec vous, dans l'espoir de vous rendre plus sain, en améliorant ces conversations, afin que les bactéries puissent faire les choses que nous voulons qu'elles fassent mieux que si elles étaient toutes seules.
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.
Finalement, je voulais vous montrer ceci est mon équipe à Princeton, New Jersey. Tout ce que je vous ai dit à été découvert par quelqu'un sur cette photo. J'espère que lorsque vous apprenez des choses, par exemple comment le monde naturel fonctionne -- Je veux juste dire qu'à chaque fois que vous lisez quelque chose dans le journal ou que vous entendez parler de quelque choses de ridicule dans le monde naturel il a été fait par un enfant. La science est faite par ce groupe démographique. Toutes ces personnes ont entre 20 et 30 ans, et ils sont le moteur qui fait tourner la découverte scientifique dans ce pays. C'est une vraie chance de travailler avec ce groupe démographique.
(Applause)
Je n'arrête pas de vieillir et vieillir et ils ont toujours le même âge,
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.
et c'est juste un travail extrêmement réjouissant. Je veux vous remercier de m'avoir inviter ici. C'est un vrai plaisir pour moi que d'être venue à cette conférence. (Applaudissements)
(Applause)
Thanks.
Merci.
(Applause)
(Applaudissements)