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.
As bactérias são os organismos vivos mais antigos na Terra. Há milhares de milhões de anos, são organismos microscópios, unicelulares. Portanto, são apenas uma célula e têm a propriedade particular de terem apenas um pedaço de ADN. Têm muito poucos genes, e pouca informação genética para codificar todas as funções que levam a cabo. E sobrevivem consumindo nutrientes do seu meio, crescem até ao dobro do tamanho e cortam-se ao meio. De uma célula formam-se duas e assim por diante. Crescem e dividem-se, crescem e dividem-se. Uma vida chata, portanto. O que eu defendo é que temos uma interação incrível com 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.
Todos gostam de se considerar humanos, e é assim que eu penso: Este homem representa um ser humano genérico. Os círculos dentro do homem são todas as células que formam o nosso corpo. Temos cerca de um bilião de células humanas que fazem de cada um de nós aquilo que somos e tudo o que conseguimos fazer, mas também temos cá dentro 10 biliões de células bacterianas em cada momento da nossa vida. Portanto, há 10 vezes mais células bacterianas do que células humanas, num ser humano. Mas claro, o ADN é que conta, por isso, há todos os A, T, G e C que formam o nosso código genético e nos dão as nossas belas características. Temos cerca de 30 mil genes. Mas acontece que temos 100 vezes mais genes bacterianos que desempenham um papel em todos nós, e na nossa vida. Na melhor das hipóteses, somos 10% humanos, mas mais provavelmente apenas 1% humanos, consoante a métrica que preferirmos. Vocês pensam em vocês como seres humanos,
(Laughter)
mas eu penso em vocês como 90 a 99% bactérias.
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.
(Risos) Estas bactérias não são passageiros passivos, são incrivelmente importantes, elas mantêm-nos vivos. Cobrem-nos como uma armadura invisível que mantém de fora todas as ameaças ambientais, de forma a nos manterem saudáveis. Digerem a nossa comida, produzem as vitaminas, até educam o nosso sistema imunitário a manter os micróbios maus lá fora. Portanto fazem todas estas coisas incríveis que nos ajudam e são vitais para nós, e nunca são reconhecidas por isso. Mas aparecem muitas vezes nas notícias, por também fazerem muitas coisas terríveis. Há muitos tipos de bactérias na Terra com as quais nunca podemos ter contacto porque se tivermos, ficamos incrivelmente doentes.
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.
Então a questão, para o meu laboratório, é: Queremos pensar nas coisas boas ou nas coisas más que as bactérias fazem? Como é que elas podiam fazer fosse o que fosse? Elas são incrivelmente pequenas, é preciso ter um microscópio para ver uma. Vivem uma vida aborrecida, crescem e dividem-se, e sempre foram consideradas como organismos solitários e associais. Por isso pareceu-nos que elas eram demasiado pequenas para ter impacto no ambiente se atuassem apenas individualmente. Assim, pensámos se não poderia haver algo diferente
And the clue to this came from another marine bacterium,
na forma como as bactérias vivem.
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.
Algumas pistas vieram de uma outra bactéria marinha, chamada Vibrio fischeri. Vemos neste slide uma pessoa do meu laboratório a segurar um frasco com uma cultura líquida de uma bactéria bonita e inofensiva que vem do oceano, chamada Vibrio fischeri. Esta bactéria tem a capacidade especial de produzir luz, por isso, produz bioluminescência como os pirilampos produzem luz. Nós ali não estávamos a fazer nada às células. Só apagámos as luzes e tirámos a fotografia, e é isto que se vê.
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.
O que achámos interessante não foi as bactérias produzirem luz, mas quando é que as bactérias produziam luz. Verificámos que, quando as bactérias estavam sozinhas, ou melhor, quando estavam numa solução diluída, não faziam luz. Mas quando se multiplicavam até um certo número de células todas as bactérias se iluminavam simultaneamente. A questão que colocámos foi como é que as bactérias, organismos primitivos, sabem a diferença entre quando estão sozinhas, ou quando estão em comunidade, e, nessa altura, fazem alguma coisa juntas. Percebemos que a forma como o fazem é falando umas com as outras, e falam com uma linguagem química.
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.
Esta é supostamente a minha célula bacteriana. Quando está sozinha não produz luz nenhuma. Produz e liberta pequenas moléculas que podemos considerar hormonas, e que são estes triângulos vermelhos. Quando a bactéria está sozinha as moléculas flutuam e não há luz. Mas quando as bactérias crescem e duplicam e estão todas a participar na produção destas moléculas, a quantidade extracelular de moléculas aumenta em proporção com o número de células. Quando as moléculas atingem uma certa quantidade, isso diz às bactérias quantas vizinhas têm, elas reconhecem a molécula e todas as bactérias ligam a luz em sincronia. É assim que funciona a bioluminescência, elas estão a falar com estas palavras 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.
A razão por que a Vibrio fischeri faz isso vem da biologia, Mais uma vez, uma coisa boa para os animais que vivem no oceano. A Vibrio fischeri vive neste choco. Estamos a ver o choco Euprymna scolopes, que está virado de costas. Espero que consigam ver aqueles dois lóbulos luminosos que são os que contêm as células Vibrio fischeri. Elas vivem ali, em grande número, de forma que há muitas moléculas e elas produzem luz. O choco está disposto a carregar com elas porque ele quer aquela 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.
Esta simbiose funciona assim: este pequeno choco vive na costa do Havai, em águas pouco profundas, até ao joelho. O choco é noturno, por isso, durante o dia enterra-se na areia e dorme, mas depois à noite tem de sair e caçar. Nas noites claras, quando o céu está muito iluminado o luar consegue penetrar a altura de água em que o choco vive, porque são apenas uns centímetros de água, O choco desenvolveu uma cortina que consegue abrir e fechar sobre este órgão especial produtor de luz, com as bactérias. E tem detetores nas costas, por isso sente quanta luz do céu lhe está a iluminar as costas. E abre e fecha a cortina de forma a que a quantidade de luz que lhe sai do dorso — que é produzida pelas bactérias — coincide exatamente com a quantidade que lhe bate nas costas, e assim o choco não faz sombra. Ele usa a luz das bactérias de forma a ter um dispositivo antipredadores que assim não conseguem ver a sua sombra, nem calcular a sua trajetória e comê-lo. É como um bombardeiro furtivo dos oceanos.
(Laughter)
(Risos)
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.
Mas se pensarem bem, o choco tem um problema terrível porque tem esta grande cultura de bactérias famintas que não pode suster continuamente. Então, todas a manhãs, quando o sol nasce, o choco volta a a dormir, enterra-se na areia, e tem uma bomba ligada ao seu ciclo circadiano. Quando o sol nasce ele expulsa cerca de 95% das bactérias. Como as bactérias estão diluídas, a pequena molécula hormonal desapareceu, e elas não produzem luz mas claro, o choco não se importa, está a dormir na areia. Enquanto o dia passa, as bactérias duplicam-se, libertam essa molécula, e a luz aparece, à noite, exatamente quando o choco precisa dela.
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.
Primeiro percebemos como é que as bactérias fazem isto, e depois fomos buscar as ferramentas da biologia molecular para perceber realmente qual é o mecanismo. Descobrimos — esta deve ser também uma célula bacteriana — que a Vibrio fischeri tem uma proteína — é aquele retângulo vermelho — que é uma enzima que produz aquela pequena molécula hormonal — o triângulo vermelho. À medida que as células crescem, todas libertam essa molécula e a concentração aumenta. As bactérias também têm um recetor na parede celular que forma um par fechadura e chave com aquela molécula. Estes são como os recetores na superfície das nossas células. Quando a molécula aumenta até uma certa quantidade — o que diz alguma coisa sobre a quantidade de células — ela liga-se àquele recetor e a informação chega às células e diz-lhes para ligarem este comportamento coletivo de produzir 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.
Isto é interessante porque na última década descobrimos que esta não é uma anomalia desta bactéria ridícula que brilha no escuro e vive no oceano, mas todas as bactérias possuem sistemas como este. Por isso agora compreendemos que todas as bactérias falam entre elas. Elas produzem palavras químicas e reconhecem essas palavras, que surgem em comportamentos de grupo que apenas são bem sucedidos quando todas as células participam em uníssono. Nós temos um nome catita para isto, chamamos-lhe "sentido de quórum". Elas votam com estes votos químicos, os votos são contados, e toda a gente responde ao resultado da votação.
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.
O que é importante para esta apresentação é que sabemos que há centenas de comportamentos coletivos, levados a cabo por bactérias. Mas o que provavelmente é mais importante, é a virulência. Não é que possamos contrair duas ou três bactérias e elas comecem a segregar toxinas — nós somos enormes, elas não teriam qualquer efeito. Percebemos agora que, quando chegam, elas esperam, e começam a reproduzir-se, têm noção de quantas são, contando estas pequenas moléculas, e percebem quando é que existem na quantidade certa de forma que, se todas as bactérias lançarem o seu ataque virulento juntas, vão ser bem sucedidas contra o seu enorme hospedeiro. As bactérias controlam sempre a sua patogenia com o sentido de quórum. É assim que 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.
Depois também fomos ver que moléculas são estas — estes eram os triângulos vermelhos dos meus slides anteriores. Esta é a molécula da Vibrio fischeri. É esta a palavra com que ela fala. Então, começámos a estudar outras bactérias. e estas são apenas uma pequena amostra das moléculas que descobrimos. Espero que percebam que estas moléculas estão relacionadas. A metade esquerda da molécula é idêntica em cada espécie de bactéria. mas a metade direita da molécula é ligeiramente diferente em cada espécie. Esta diferença confere especificidades na linguagem dessas espécies. Cada molécula encaixa no recetor do parceiro mas não nas outras. Por isso trata-se de conversas privadas, secretas. Estas conversas são comunicação intra-espécie. Cada tipo de bactéria usa uma determinada molécula que é a sua linguagem, que lhe permite contar as suas semelhantes.
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.
Quando chegámos a esse ponto, sabíamos que tínhamos começado a entender os comportamentos sociais das bactérias. Mas o que estávamos a pensar era que, na maior parte das vezes, as bactérias não vivem sozinhas, vivem em misturas incríveis, com centenas ou milhares de outras espécies de bactérias. É isso que está representado neste slide. Está é a nossa pele. É apenas uma fotografia, uma microfotografia da nossa pele. Em qualquer parte do nosso corpo, o cenário é semelhante, espero que consigam ver que há ali muitos tipos de bactérias. Então, pensámos que, se tudo isto tinha a ver com comunicação de bactérias e com a contagem dos vizinhos, não chega a capacidade de falar só dentro de cada espécie. Tem de haver uma forma de contar o resto das bactérias na população. Assim, voltámos novamente à biologia 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.
começámos a estudar outras bactérias, e descobrimos que as bactérias são multilingues. Todas elas têm um sistema específico da espécie, têm uma molécula que diz "eu". Mas depois, paralelamente a esse, há um segundo sistema que nós descobrimos que é genérico. Elas têm uma segunda enzima que produz um segundo sinal e que tem o seu próprio recetor. Esta molécula é a linguagem geral das bactérias. É utilizada por todas as diferentes bactérias e é a linguagem da comunicação inter-espécies. Assim as bactérias são capazes de contar quantas existem de "eu" e de "vocês" Elas introduzem essas informações e decidem que tarefas vão cumprir consoante a minoria e a maioria de uma dada população.
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.
Aí, virámo-nos, de novo, para a química, e percebemos que tipo de molécula genérica é esta — representada pelas ovais rosa no último slide. É uma pequena molécula de apenas 5 átomos de carbono. O importante é que aprendemos que todas as bactérias possuem a mesma enzima e produzem exatamente a mesma molécula. Por isso, todas utilizam esta molécula para comunicarem entre espécies. É o esperanto bacteriano.
(Laughter)
(Risos)
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?
Quando chegámos a esta fase, começámos a compreender que as bactérias comunicam com esta linguagem química. Mas também começámos a pensar que talvez haja algo mais prático que também consigam fazer. Já disse que as bactérias têm muitos comportamentos sociais, que comunicam com estas moléculas. E também disse que uma das coisas mais importantes que fazem é que elas iniciam a patogenia utilizando o sentido de quórum. E pensámos: e se pudéssemos fazer com que estas bactérias não possam falar ou não possam ouvir? Poderiam ser esses os novos 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?
Claro que já ouviram dizer que estamos a ficar sem antibióticos. As bactérias agora são incrivelmente resistentes, porque todos os antibióticos que usamos matam as bactérias. Ou rebentam a membrana bacteriana, ou fazem com que as bactérias não consigam reproduzir o seu ADN. Nós matamos as bactérias com os antibióticos tradicionais e isso seleciona as mutações resistentes. E agora temos este problema global de doenças infecciosas. E se fosse possível modificar-lhes o comportamento, fazer com que estas bactérias não falem e não consigam contar, e então não saibam lançar a virulência.
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.
Foi exatamente isso que fizemos e tomámos duas estratégias. A primeira foi tomar como alvo o sistema de comunicação intra-espécie. Então construímos moléculas parecidas com as utilizadas na realidade — como as que viram — mas um bocadinho diferentes. Elas ligam-se aos recetores, e interferem com o reconhecimento da molécula original. Ao tomarmos o sistema vermelho como alvo, somos capazes de produzir moléculas sem sentido de quórum, específicas de uma espécie ou doença. Mas também fizemos o mesmo com o sistema rosa. Pegámos naquela molécula universal e modificámo-la um pouco de forma a produzir moléculas antagonistas do sistema de comunicação inter-espécies. A esperança é que estas possam ser usadas como antibióticos de largo-espetro
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.
que funcionam contra todas as bactérias. Para terminar, vou apenas mostrar-vos a estratégia. Neste slide estou a usar a molécula inter-espécies, mas a lógica é exatamente a mesma. O que se sabe é que, quando as bactérias entram no animal — neste caso, um rato — não desencadeiam imediatamente a virulência. Entram, começam a crescer e a segregar as suas moléculas do sentido de quórum. Quando percebem que existem em número suficiente lançam o seu ataque e o animal morre. Conseguimos infetar o animal e, ao mesmo tempo, administrar as nossas moléculas sem sentido de quórum — aquelas que são parecidas com a molécula real, mas que são um pouco diferentes, como se vê neste slide. Agora sabemos que, se administramos ao animal uma bactéria patogénica — uma bactéria patogénica multirresistente — e ao mesmo tempo a nossa molécula sem sentido de quorum, o animal, de facto, 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 seja a nova geração de antibióticos e que nos vai resolver, pelo menos inicialmente, este grande problema da multirresistência. Espero que percebam que as bactérias conseguem falar entre elas, que usam palavras químicas, que têm um léxico químico incrivelmente complicado, que só agora começámos a descobrir. E. claro, isso permite às bactérias serem multicelulares. Com o mesmo espírito do TED, fazem coisas em conjunto, porque isso faz a diferença. Acontece que as bactérias têm estes comportamentos coletivos, e levam a cabo tarefas que nunca conseguiriam terminar se atuassem apenas individualmente.
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.
O que também gostava de vos dizer é que esta é a invenção da multicelularidade. As bactérias existem na Terra há milhares de milhões de anos, Os seres humanos — umas centenas de milhar. Pensamos que as bactérias fizeram as regras que as organizações multicelulares seguem. Pensamos que, ao estudar as bactérias, vamos ganhar mais conhecimentos sobre a multicelularidade no corpo humano. Sabemos que, se conseguirmos perceber as regras e os princípios nestes organismos primitivos, podemos esperar que eles se apliquem a outras doenças e comportamentos humanos. Espero que tenham aprendido que as bactérias se conseguem distinguir umas das outras. Usando estas duas moléculas, elas dizem "eu" e dizem "tu". Mais uma vez, é isso que nós também fazemos, tanto numa forma molecular como de forma sensorial, mas eu interesso-me pela parte 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.
É exatamente isto que acontece no nosso corpo. As células do coração e as dos rins nunca se misturam. Por causa de toda a química nos bastidores, estas moléculas que identificam cada grupo de células, e quais as suas funções. Mais uma vez, pensamos que foram as bactérias que inventaram isto, e que nós apenas fizemos evoluir alguns pormenores, mas todas as ideias estão nestes sistemas simples que podemos estudar.
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.
Finalmente, só para reiterar que há este lado prático, nós fizemos moléculas sem sentido de quórum que estão a ser desenvolvidas como novas formas de terapêutica. Para terminar, um presente para todas as bactérias boas e miraculosas que vivem na Terra, também fizemos moléculas pró-sentido de quórum. O nosso alvo era fazer com que estes sistemas funcionassem melhor Lembrem-se que têm 10 vezes mais células bacterianas no corpo, a manter-nos saudáveis. Tentámos melhorar a conversação das bactérias que vivem como mutualistas, connosco, na esperança de nos tornar mais saudáveis, melhorar essas conversas, para as bactérias poderem fazer coisas que nós queremos que elas façam melhor do que elas fariam sozinhas.
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 fim, queria mostrar uma coisa. Este é o meu grupo em Princeton, em Nova Jérsia. Tudo o que apresentei foi descoberto por alguma pessoa nesta fotografia. Espero que, quando aprendam coisas novas, por exemplo como o mundo natural funciona quero-vos dizer que, quando leem alguma coisa num jornal ou ouvem uma apresentação sobre qualquer coisa ridícula no mundo natural isso foi descoberto por um jovem. A ciência é feita por esse grupo demográfico. Todas aquelas pessoas têm entre 20 e 30 anos, e são elas o motor que leva às descobertas científicas neste país. Tenho muita sorte em poder trabalhar com um grupo assim.
(Applause)
Estou sempre a ficar mais velha, mas eles têm sempre a mesma idade,
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.
é um trabalho delicioso. Quero agradecer-vos pelo convite. É um grande orgulho para mim poder vir a esta conferência. (Aplausos)
(Applause)
Thanks.
Obrigada.
(Applause)
(Aplausos)