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.
Bakterier är de äldsta levande organismerna på jorden. De har funnits här i miljarder år, och det de är, är encelliga mikroskopiska organismer. De består av en enda cell och har den speciella egenskapen att de bara har en enda DNA-molekyl. De har väldigt få gener, och lite genetisk information för att koda alla deras egenskaper. Och sättet på vilket bakterier livnär sig är att de konsumerar näringsämnen från omgivningen, de växer till sin dubbla storlek, delar sig på mitten, och en cell blir till två, osv. De bara växer och delar på sig. På sätt och vis ett trist liv, bortsätt från att jag skulle vilja påstå att du har ett fantastiskt samspel med dessa små kryp.
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.
Jag vet att ni ser er som människor och på sätt och vis gör jag det med. Den här personen ska representera en vanlig människa, och alla cirklar i figuren är alla de celler som utgör din kropp. Vi består av ungefär tusen miljarder mänskliga celler som gör oss till dem vi är och gör det möjligt för oss att göra det vi gör. Men du har ungefär tio tusen miljarder bakteriella celler i dig eller på dig varje ögonblick av ditt liv. Alltså, tio gånger så många bakteriella som mänskliga celler på en människa. Men så klart - det är DNA:t som räknas. Så här har du alla A,T, G och C som utgör din genetiska kod och som ger dig alla dina charmiga drag. Du har ungefär 30.000 gener. Men det visar sig att du har ungefär 100 gånger fler bakteriella gener som spelar en roll i eller på dig under hela ditt liv. Som mest är du alltså tio procent människa men mer troligt, omkring en procent människa, beroende på vilket av dessa sätt att räkna du föredrar. Jag vet att ni ser er själv som människor, men jag ser er som 90 till 99 procent bakteriella.
(Laughter)
(Skratt)
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.
De här bakterierna är inga passiva fripassagerare. De är otroligt viktiga, de håller oss vid liv. De täcker oss i en osynlig rustning som håller miljöorsakade sjukdomar borta så vi kan hålla oss friska. De smälter vår mat, de tillverkar våra vitaminer, de lär faktiskt ditt immunförsvar att hålla illasinnade mikrober borta. De gör alla de här fantastiska sakerna som hjälper oss och som är avgörande för att hålla oss vid liv men de får aldrig någon press för det. Men de får mycket press för att de gör en massa hemska saker. Det finns mängder av bakterier på jorden som inte har något som helst att göra vare sig i eller på dig. Och om de gör det, blir du otroligt sjuk.
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.
Så, frågan för mitt lab är huruvida du vill tänka på alla bra saker bakterier gör eller alla de dåliga. Frågan vi funderade på var hur de kunde göra någonting överhuvudtaget. Jag menar de är ju så otroligt små, man behöver ett mikroskop för att se en. De lever ett rätt tråkigt liv, de växer och delar sig, och de har alltid betraktats som associala tillbakadragna organismer, Vi tyckte helt enkelt att de är för små för att ha någon inverkan på miljön om de bara agerar som individer. Så vi funderade på om det inte kunde finnas ett annat sätt bakterier lever på.
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.
En ledtråd kom från en marin bakterie, en bakterie som heter Vibrio fischeri. Vad du ser på den här bilden är en person från mitt lab som håller en kolv med en bakteriekultur. En harmlös vacker bakterie som kommer från haven, som heter Vibrio fischeri. Den här bakterien har den speciella egenskapen att den kan producera ljus så den skapar biologiskt alstrat ljus, på samma sätt som eldflugor gör. Vi gör ingenting alls med cellerna här. Vi tog bara bilden genom att släcka lyset i rummet, och det här är vad vi ser.
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.
Vad som egentligen intresserade oss var inte att bakterierna producerade ljus, utan när bakterierna producerade ljus. Det vi noterade var att när bakterierna var ensamma, alltså i en utspädd lösning, så producerade de inget ljus. Men när de förökade sig till ett visst antal så slog alla bakterierna på ljuset samtidigt. Frågan vi hade var - hur kan bakterier, dessa primitiva organismer, avgöra skillnaden mellan att de är ensamma och att de befinner sig i grupp, och sen göra någonting tillsammans. Vad vi kommit fram till är att de gör det genom att tala med varandra, och de talar ett kemiskt språk. Det här ska nu föreställa min bakteriecell.
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.
När den är ensam producerar den inget ljus. Men vad den gör är att fabricera och utsöndra små molekyler som du kan föreställa dig som hormoner, och dessa är de röda trianglarna, och när bakterien är ensam så flyter bara molekylerna iväg och inget ljus uppstår. Man när bakterierna växer och fördubblas och de alla deltar i den här molekylproduktionen kommer molekylen - det antal av den molekyl som finns utanför cellen - att öka i proportion till antalet celler. Och när molekylen når ett visst antal som berättar för bakterierna hur många grannar det finns så känner de igen molekylen och så slår de alla synkroniserat på ljuset. Det är så biologiskt alstrat ljus fungerar - de talar med de här kemiska orden.
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.
Anledningen att Vibrio fischeri gör så kommer från biologin. Ytterligare lite reklam för djuren i haven, Vibrio fischeri lever i den här tioarmade bläckfisken. Vad du ser här är den tioarmade bläckfisken Hawaiian Bobtail Squid, och den ligger på ryggen, och det jag hoppas att du kan se är de här två glödande loberna, och i dem håller Vibrio fischeri-cellerna hus. De lever där inne, i så stort antal att molekylen finns där, och de producerar ljus. Anledningen till att bläckfisken är villig att stå ut med de här skojarna är att den vill åt ljuset.
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.
Den här symbiosen fungerar på så sätt att den här lilla bläckfisken lever precis vid kusten utanför Hawaii, i ungefär knädjupt vatten. Bläckfisken är ett nattdjur, så på dagen gräver den ner sig i sanden och sover, men på natten måste den komma ut för att jaga. Ljusa nätter när det är mycket stjärnor eller starkt månsken kan ljuset penetrera vattnet ner till det djup där bläckfisken lever eftersom det bara är en dryg halvmeter djupt. Vad bläckfisken har utvecklat är en slutare som kan öppna sig över det speciella ljusorgan där bakterierna håller hus. Sen har den detektorer på ryggen så den kan avgöra hur mycket stjärn- eller månsken som träffar ryggen. Och den öppnar och stänger slutaren så att ljuset som kommer ut på undersidan - som producerats av bakterierna - exakt motsvarar ljuset som träffar bläckfiskens rygg, så den inte skapar någon skugga. Den använder faktiskt ljuset från bakterierna att motbelysa sig själv med en antirov-anordning så att rovdjur inte ska kunna se dess skugga beräkna dess färdriktning och äta upp den. Det här är som havets osynliga stealth-bombflygplan.
(Laughter)
(Skratt)
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.
Men om man tänker på saken så har bläckfisken ett fruktansvärt problem för den har den här döende tjocka bakteriekulturen som den inte kan bära runt på. Så vad som sker är att varje morgon när solen går upp och det är dags för bläckfisken att sova, gräver den ner sig i sanden och den har en pump som är styrd av dess inre klocka så när solen går upp pumpar den ut si så där 95 procent av bakterierna. Nu när bakterierna är utspädda har den lilla hormonmolekylen försvunnit så de inte producerar något ljus men det bryr sig naturligtvis inte bläckfisken om eftersom den sover i sanden. Och allteftersom dagen går förökar sig bakterierna, de släpper ut molekylen, och så slås ljuset på när natten kommer, exakt när bläckfisken vill det.
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.
Först listade vi ut hur den här bakterien gör det här, men sen kopplade vi in molekylärbiologins verktyg för att komma på vad det är för mekanism. Och vad vi fann, det här ska alltså föreställa min bakteriecell igen - är att Vibrio fischeri har ett protein - det är den röda rutan - det är ett enzym som producerar den där lilla hormonmolekylen - den röda triangeln. Och sen allteftersom cellerna blir fler släpper de alla ut molekylen i omgivningen så att det är en massa molekyler där. Bakterierna har även en receptor på cellytan som passar som ett lås och nyckel med just den molekylen. De här är precis som receptorerna på ytan av dina celler. När molekylerna ökat till ett visst antal - vilket säger något om antalet celler - så passar den in i receptorn och informationen når cellerna som talar om för dem att slå på det här kollektiva beteendet att producera ljus.
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.
Det här är intressant - för under det senaste decenniet har vi upptäckt att detta inte är någon abnormitet för den här lustiga, självlysande bakterien som lever i haven. Alla bakterier har system som detta. Så vad vi nu förstått är att alla bakterier talar med varandra. De gör kemiska ord, de känner igen dessa ord och de slår på kollektiva beteenden som bara är framgångsrika om de alla gör det tillsammans. Vi har ett flott namn på det här, vi kallar det "Quorum Sensing". De röstar med dessa kemiska röster, rösterna räknas, och så agerar alla efter utslaget.
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.
Det som är viktigt med dagens tal är att vi vet att det finns hundratals beteenden som bakterier utför kollektivt. Men den som troligen är viktigast för dig är extrem aggressivitet. Det är inte så att ett par bakterier kommer in i dig och börjar utsöndra gifter - du är enorm, det skulle inte ha någon effekt på dig. Vad de gör, förstår vi nu, är att de kommer in i dig, de väntar, de börjar växa i antal, de räknar sig själva med dessa små molekyler. Och de känner att när de uppnått det rätta antalet och om alla bakterier gör en aggressiva attack tillsammans så kommer de lyckas slå ut en enorm värd. Bakterier kontrollerar alltid sin sjukdomsalstrande förmåga med quorum sensing. Det är så det fungerar.
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.
Vi ville ta reda på hur dessa molekyler är uppbyggda - alltså de röda trianglarna i mina tidigare bilder. Det här är Vibrio fischeri-molekylen. Det här är ordet den talar med. Sen började vi titta på andra bakterier och det här är bara för att ge er ett hum av de molekyler vi har upptäckt Det jag hoppas att ni kan se är att molekylerna är besläktade. Den vänstra delen av molekylen är identisk hos varje sorts bakterie. Men den högra delen av molekylen är lite annorlunda för varje art. Vad det innebär är att varje sorts bakterie har ett eget språk som är extremt artspecifikt. Varje molekyl passar in i avsedd receptor och inte i någon annan. Så det här är privata, hemliga konversationer. Dessa konversationer är avsedda endast för kommunikation inom arten. Varje bakterie använder en specifik molekyl som sitt språk, för att räkna sina syskon.
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.
När vi väl kommit så långt trodde vi att vi började förstå att bakterier har sociala beteenden. Men vad vi verkligen funderade på var att för det mesta lever inte bakterier för sig själva utan i otroliga blandningar med hundratusentals andra sorters bakterier. Och det är avbildat här. Det här är din hud. Så det här är inget annat än en bild tagen genom ett mikroskop av din hud. Var som helst på din kropp så ser det ungefär ut så här, och vad jag hoppas att du kan se är att det finns alla möjliga bakterier där. Så började vi fundera, om det här handlar om kommunikation mellan bakterier och det handlar om att kontakta grannarna, så räcker det inte att kunna prata med dem av din egen sort. Det måste finnas ett sätt att genomföra en "folkräkning" av resten av bakterierna i populationen. Så vi återvände till molekylärbiologin
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.
och började studera olika bakterier, och vad vi nu upptäckte var att bakterier faktiskt är flerspråkiga. Alla har ett artspecifikt system - de har en molekyl som säger "jag". Men parallellt med detta upptäckte vi finns ett andra system ett andra system, som är gemensamt. Så de har ett annat enzym som skickar ut en andra signal och den har sin egen receptor, Den här molekylen utgör bakteriernas fackspråk och används av alla sorters bakterier. Den utgör språket för kommunikation mellan arterna. Vad som händer är att bakterierna kan räkna hur många det finns av "mig" och av "dig". De tar in informationen och beslutar vilken uppgift de ska utföra beroende på vem som är i minoritet respektive majoritet av populationerna.
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.
Så, vi vände oss till kemin igen och listade ut vilken den allmänna molekylen är - det var den rosa ovalen i min förra bild. Här är den. Det är en mycket liten molekyl med fem kolatomer. Det viktiga vi lärt oss är att alla bakterier har exakt samma enzym och producerar exakt samma molekyl. Så alla använder den här molekylen för kommunikation mellan arterna. Det är esperanto för bakterier.
(Laughter)
(Skratt)
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?
När vi väl kommit så långt började vi inse att bakterier kan samtala med det här kemiska språket. Men vad vi började tänka var att det kanske finns något användbart vi kan göra med det. Jag har sagt att bakterier har en massa sociala beteenden, de kommunicerar med de här molekylerna. Jag har också berättat att en av de viktiga sakerna de gör är att alstra sjukdomar genom quorum sensing. Vi tänkte - vad skulle hända om vi gjorde så att bakterierna inte kan tala eller höra? Skulle inte det kunna utgöra en ny typ av antibiotika?
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?
Självklart så vet du att antibiotika håller på att förlora effekten. Bakterier är otroligt multiresistenta nuförtiden. Det beror på att all antibiotika vi använder dödar bakterier. Antingen spränger de bakteriens cellmembran eller gör så att bakterien inte kan reproducera sitt DNA. Vi dödar bakterier med traditionell antibiotika och det gynnar resistenta mutanter. Så nu har vi ett globalt problem med infektionssjukdomar. Så vi tänkte - vad skulle hända om vi kunde göra beteendeförändringar, bara så att bakterierna inte kan tala eller räkna så de inte kan sätta igång sina aggressiva attacker.
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.
Och det är precis vad vi gjort och vi har valt två strategier. Med den första har vi riktat in oss på är det artspecifika kommunikationssystemet. Vi har tillverkat molekyler som ser ungefär ut som de riktiga - som du såg - men som är aningen annorlunda. De låser fast sig i receptorerna, och hindrar igenkännande av de riktiga. Genom att rikta in oss på det röda systemet, kan vi skapa art- eller sjukdomsspecifika molekyler som hämmar bakteriernas kommunikation. Vi har också gjort detsamma med det rosa systemet. Vi har tagit den universella molekylen och gjort om den lite så att vi skapat antagonister som blockerar kommunikationen mellan olika arter. Förhoppningen är att dessa ska kunna användas som bredspektrumantibiotika och fungera mot alla typer av bakterier.
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.
För att avsluta låt mig bara visa strategin. Här använder jag bara molekylen för kommunikation mellan arter men logiken är exakt densamma. Vad ni vet är att när bakterien kommer in i djuret, i det här fallet en mus, så sätter den inte igång sin attack omedelbart. Den kommer in, den börja växa i antal, den börjar avsöndra sina kommunikationsmolekyler, den känner när det finns tillräckligt med bakterier för att inleda attacken och djuret dör. Vad vi har lyckats med är att ge dessa smittsamma infektioner tillsammans med våra kommunikationshämmande molekyler som ser ut ungefär som den äkta varan men är lite annorlunda, vilket jag visar här. Vad vi nu vet är att om vi smittar djuret med en multiresistent sjukdomsalstrande bakterie och på samma gång tillför vår syntetiska molekyl, så överlever djuret faktiskt.
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.
Vi tror att detta är nästa generation av antibiotika och att vi, åtminstone till en början, kommer runt det stora problemet med resistens. Jag hoppas du kan föreställa dig att bakterier kommunicerar, att de använder kemikalier som ord, och att de har ett otroligt komplicerat kemiskt lexikon som vi precis har börjat förstå. Vad detta innebär är att bakterier kan vara multicellulär. Så i sann TED-anda gör de saker tillsammans för när man gör det - då händer det grejor! Vad som sker är att bakterier har kollektiva beteenden och kan utföra saker som de aldrig skulle klara av på egen hand.
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.
Jag skulle vilja påstå att detta är grunden till multicelluläritet. Bakterier har funnits på jorden i miljarder år. Människan - i ett par hundra tusen. Vi tror att bakterier skapade regelverket för hur multicellulär organisation fungerar. Efter att ha studerat bakterier tror vi att vi kommer få insikt i hur multicelluläritet fungerar i människokroppen. Vi vet att om vi kan lista ut principerna och reglerna, för dessa primitiva organismer, så är förhoppningen att de kan tillämpas även på andra mänskliga sjukdomar och beteenden. Jag hoppas att du lärt dig att bakterier kan skilja på sig själva och andra. Med hjälp av dessa två molekyler kan de säga "jag" och "du". Men det är klart, det är vad vi gör, både på ett molekylärt sätt och på ett yttre. Men jag tänker på det molekylära.
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.
Det här är precis vad som händer i din kropp. Det är ju inte så att dina celler i hjärtat och njurar blandar i hop sig, och det beror på all den här kemin. De här molekylerna som säger vilka grupper cellerna tillhör och vilka uppgifter de har. Återigen så tror vi att bakterierna uppfann det, och att du bara utvecklat lite fler finesser sedan dess men att grunden till allt detta ligger i dessa enkla system.
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.
Slutligen, bara för att upprepa att det finns en praktisk tillämpning, så har vi skapat de här kommunikationshämmande molekylerna som håller på att utvecklas till en ny form av medicin. För att avsluta med lite reklam för alla goda bakterier som finns på jorden, har vi också skapat molekyler som förstärker kommunikationen mellan bakterier. Här har vi fokuserat på de system som får molekylerna att fungera bättre. Kom i håg att du har mer än tio gånger fler bakterier i dig, eller på dig som håller dig välmående. Vi försöker också förstärka konversationen mellan bakterierna som samexisterar med dig, i förhoppning att göra dig friskare, och underlätta konversationen, och på så sätt få bakterier att utföra saker vi vill få dem att göra bättre än de skulle klara av på egen hand.
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.
Slutligen vill jag visa er, det här är mitt gäng på Princeton i New Jersey. Allt jag har berättat om har upptäckts av någon i bilden. Jag hoppas att när ni hör saker, om hur naturen fungerar - eller när ni läser något i tidningen eller hör något knasigt om naturen så är det en upptäckt gjord av ett barn. Vetenskap skapas av den delen av befolkningen. Alla på bilden är mellan 20 och 30 år, och det är de som är motorn som driver forskningen i det här landet. Man ska skatta sig lycklig att få jobba med den här åldersgruppen.
(Applause)
Jag blir bara äldre men de, de är alltid i samma ålder,
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.
och det är ett galet härligt jobb. Jag vill tacka för att ni bjöd hit mig, det är en stor glädje för mig att få komma till konferensen! (Applåder)
(Applause)
Thanks.
Tack!
(Applause)
(Applåder)