Αυτό που θα προσπαθήσω να κάνω στα επόμενα 15 λεπτά είναι να σας δώσω μια ιδέα για το πως πρόκειται να κάνουμε την ύλη να ζωντανέψει. Ίσως αυτό να σας φαίνεται λίγο φιλόδοξο, αλλά όταν κοιτάζετε τον εαυτό σας, όταν βλέπετε τα χέρια σας καταλαβαίνετε ότι είστε ζωντανοί. Αυτό λοιπόν είναι μια αρχή. Τώρα, αυτή η αναζήτηση ξεκίνησε τέσσερα δισεκατομμύρια χρόνια πριν στον πλανήτη Γη. Έχουν περάσει τέσσερα δισεκατομμύρια χρόνια οργανικής, βιολογικής ζωής. Και σαν χημικός ανόργανης ύλης ξέρω ότι οι φίλοι και οι συνεργάτες μου κάνουν αυτή την διάκριση μεταξύ του οργανικού, ζωντανού κόσμου και του ανόργανου, νεκρού κόσμου. Και αυτό που θα προσπαθήσω να κάνω είναι να σας πω μερικές ιδέες για το πως μπορούμε να μετατρέψουμε την ανόργανη, νεκρή ύλη σε ζωντανή ύλη, σε ανόργανη βιολογία.
What I'm going to try and do in the next 15 minutes or so is tell you about an idea of how we're going to make matter come alive. Now this may seem a bit ambitious, but when you look at yourself, you look at your hands, you realize that you're alive. So this is a start. Now this quest started four billion years ago on planet Earth. There's been four billion years of organic, biological life. And as an inorganic chemist, my friends and colleagues make this distinction between the organic, living world and the inorganic, dead world. And what I'm going to try and do is plant some ideas about how we can transform inorganic, dead matter into living matter, into inorganic biology.
Πριν τα κάνουμε όλα αυτά θέλω να ξεκαθαρίσω τι σημαίνει βιολογία. Με συναρπάζει η βιολογία. Μου αρέσει η συνθετική βιολογία. Λατρεύω τα ζωντανά πράγματα. Και επίσης μου αρέσει να ασχολούμαι με την δομή της βιολογίας. Αλλά μέσα σε αυτή τη δομή, πρέπει να θυμόμαστε ότι η κινητήρια δύναμη της βιολογίας έρχεται από την εξέλιξη. Και η εξέλιξη αν και καθιερώθηκε περισσότερο από 100 χρόνια πριν από τον Δαρβίνο και από πληθώρα άλλων ανθρώπων, η εξέλιξη δεν είναι ακόμα πλήρως κατανοητή. Και όταν μιλάω για την Δαρβίνια Εξέλιξη, εννοώ ένα πράγμα μόνο και αυτό είναι η επιβίωση του ισχυρότερου. Ξεχάστε λοιπόν την εξέλιξη με την μεταφυσική της έννοια. Σκεφτείτε την εξέλιξη σαν ένα διαγωνισμό απογόνων από τον οποίο κάποιοι βγαίνουν κερδισμένοι.
Before we do that, I want to kind of put biology in its place. And I'm absolutely enthralled by biology. I love to do synthetic biology. I love things that are alive. I love manipulating the infrastructure of biology. But within that infrastructure, we have to remember that the driving force of biology is really coming from evolution. And evolution, although it was established well over 100 years ago by Charles Darwin and a vast number of other people, evolution still is a little bit intangible. And when I talk about Darwinian evolution, I mean one thing and one thing only, and that is survival of the fittest. And so forget about evolution in a kind of metaphysical way. Think about evolution in terms of offspring competing, and some winning.
Έχοντας λοιπόν αυτό στο μυαλό μου, σαν χημικός, έκανα την εξής ερώτηση στον εαυτό μου μια ερώτηση επηρεασμένη απο την βιολογία: Ποιά είναι η μικρότερη μονάδα ύλης η οποία μπορεί να εξελιχθεί με βάση την Δαρβίνια θεωρία; Aυτή η ερώτηση ακούγεται αρκετά πολύπλοκη. Και σαν χημικοί, δεν είμαστε συνηθισμένοι στις πολύπλοκες ερωτήσεις. Έτσι όταν το σκέφτηκα τότε ξαφνικά συνειδητοποίησα ότι η βιολογία έχει την απάντηση. Στην πραγματικότητα, η μικρότερη μονάδα ύλης η οποία μπορεί να εξελιχθεί ανεξάρτητα είναι ένα μονό κύτταρο ένα βακτήριο.
So bearing that in mind, as a chemist, I wanted to ask myself the question frustrated by biology: What is the minimal unit of matter that can undergo Darwinian evolution? And this seems quite a profound question. And as a chemist, we're not used to profound questions every day. So when I thought about it, then suddenly I realized that biology gave us the answer. And in fact, the smallest unit of matter that can evolve independently is, in fact, a single cell -- a bacteria.
Αυτό δημιουργεί τρεις σημαντικές ερωτήσεις: Τι είναι ζωή; Η βιολογία είναι κάτι ξεχωριστό; Έτσι φαίνεται να πιστεύουν οι βιολόγοι. Μπορεί η ύλη να εξελιχθεί; Ας απαντήσουμε αυτές τις τρεις ερωτήσεις ξεκινώντας από το τέλος, η τρίτη ερώτηση -- μπορεί η ύλη να εξελιχθεί; -- αν μπορέσουμε να το απαντήσουμε αυτό τότε θα μάθουμε και το πόσο ξεχωριστή είναι η βιολογία και ίσως, ίσως να πάρουμε μια ιδέα για το τι πραγματικά είναι ζωή.
So this raises three really important questions: What is life? Is biology special? Biologists seem to think so. Is matter evolvable? Now if we answer those questions in reverse order, the third question -- is matter evolvable? -- if we can answer that, then we're going to know how special biology is, and maybe, just maybe, we'll have some idea of what life really is.
Εδώ λοιπόν βλέπετε μία μορφή ανόργανης ζωής. Αυτό είναι ένας νεκρός κρύσταλλος, στον οποίο θα κάνω κάτι και θα ζωντανέψει. Και μπορείτε να δείτε άρχιζει να βγάζει ρίζες και να μεγαλώνει. Αυτός είναι ένας ανόργανος σωλήνας. Και όλοι αυτοί οι κρύσταλλοι κάτω από το μικροσκόπιο ήταν νεκροί μερικά λεπτά πριν, και τώρα φαίνονται να είναι ζωντανοί. Φυσικά, δεν είναι ζωντανοί. Είναι ένα πείραμα χημείας στο οποίο δημιούργησα ένα κήπο κρυστάλλων. Αλλά όταν το είδα αυτό, εντυπωσιάστηκα πραγματικά γιατί έμοιαζε σαν κάτι ζωντανό. Θα σταματήσω για μερικά δευτερόλεπτα, και κοιτάξτε την οθόνη. Μπορείτε να δείτε ότι αναπτύσσεται μία αρχιτεκτονική και γεμίζει το κενό. Και όλο αυτό είναι νεκρό. Ήμουν σίγουρος λοιπόν ότι αν κάπως μπορούμε να κάνουμε τα πράγματα να μιμούνται την ζωή, ας πάμε ένα βήμα παρακάτω. Ας δούμε αν μπορούμε να φτιάξουμε ζωή.
So here's some inorganic life. This is a dead crystal, and I'm going to do something to it, and it's going to become alive. And you can see, it's kind of pollinating, germinating, growing. This is an inorganic tube. And all these crystals here under the microscope were dead a few minutes ago, and they look alive. Of course, they're not alive. It's a chemistry experiment where I've made a crystal garden. But when I saw this, I was really fascinated, because it seemed lifelike. And as I pause for a few seconds, have a look at the screen. You can see there's architecture growing, filling the void. And this is dead. So I was positive that, if somehow we can make things mimic life, let's go one step further. Let's see if we can actually make life.
Αλλά υπάρχει ένα πρόβλημα, γιατί μέχρι πριν από μια δεκαετία μας έλεγαν ότι η ζωή ήταν απίθανη και ότι είμαστε το πιο απίστευτο θαύμα του σύμπαντος. Στην πραγματικότητα, είμαστε οι μόνοι άνθρωποι στο σύμπαν. Τώρα, αυτό είναι κάπως βαρετό. Έτσι σαν χημικός ήθελα να πω: "Εντάξει περιμένετε, τι γίνεται εδώ; είναι όντως η ζωή τόσο απίθανη;" Και αυτή είναι η ερώτηση στην πραγματικότητα. Νομίζω ότι ίσως η δημιουργία των πρώτων κυττάρων ήταν τόσο πιθανή όσο και η δημιουργία των αστεριών. Και ας πάμε ένα βήμα παραπέρα. Ας πούμε ότι εάν η φυσική της σύντηξης είναι κωδικοποιημένη στο σύμπαν, ίσως να είναι και η φυσική της ζωής. Και έτσι το πρόβλημα με τους χημικούς και αυτό είναι επίσης ένα σημαντικό πλεονέκτημα -- είναι ότι μας αρέσει να επικεντρωνόμαστε στα στοιχεία μας. Στην βιολογία, o άνθρακας έχει κεντρικό ρόλο. Και σε ένα σύμπαν όπου υπάρχει άνθρακας και οργανική βιολογία, έχουμε όλη αυτή την υπέροχη ποικιλία ζωής. Στην πραγματικότητα, έχουμε τόσο εκπληκτικές μορφές ζωής που μπορούμε να ελέγξουμε. ώστε να πρέπει να είμαστε υπερβολικά προσεκτικοί στο εργαστήριο για να αποφύγουμε διάφορους βιολογικούς κινδύνους.
But there's a problem, because up until maybe a decade ago, we were told that life was impossible and that we were the most incredible miracle in the universe. In fact, we were the only people in the universe. Now, that's a bit boring. So as a chemist, I wanted to say, "Hang on. What is going on here? Is life that improbable?" And this is really the question. I think that perhaps the emergence of the first cells was as probable as the emergence of the stars. And in fact, let's take that one step further. Let's say that if the physics of fusion is encoded into the universe, maybe the physics of life is as well. And so the problem with chemists -- and this is a massive advantage as well -- is we like to focus on our elements. In biology, carbon takes center stage. And in a universe where carbon exists and organic biology, then we have all this wonderful diversity of life. In fact, we have such amazing lifeforms that we can manipulate. We're awfully careful in the lab to try and avoid various biohazards.
Τι γίνεται όμως με την ύλη; Αν ζωντανέψουμε την ύλη, θα έχουμε υλικούς κινδύνους; Σκεφτείτε, αυτό είναι ένα σοβαρό ερώτημα. Αν το στυλό σας μπορούσε να αναπαραχθεί, αυτό θα ήταν πρόβλημα. Πρέπει λοιπόν να σκεφτούμε διαφορετικά αν σκοπεύουμε να ζωντανέψουμε την ύλη. Και επίσης πρέπει να γνωρίζουμε τα προβλήματα. Αλλά πριν δημιουργήσουμε ζωή ας σκεφτούμε για ένα λεπτό ποια είναι πραγματικά τα χαρακτηριστικά της ζωής. Συγχωρέστε με για το πολύπλοκο διάγραμμα. Είναι απλά διεργασίες που συμβαίνουν μέσα σε ένα κύτταρο. Και για μας προφανώς το κύτταρο είναι ένα συναρπαστικό πράγμα. Οι συνθετικοί βιολόγοι το τροποποιούν. Οι χημικοί προσπαθούν να μελετήσουν τα μόρια για να ερευνήσουν ασθένειες. Και έχουμε όλες αυτές τις διεργασίες που συμβαίνουν ταυτόχρονα. Έχουμε γονιδιακή ρύθμιση, η πληροφορία μεταγράφεται καταλύτες δημιουργούνται, πράγματα συμβαίνουν. Αλλά τι κάνει ένα κύτταρο; Διαιρείται, ανταγωνίζεται, επιβιώνει. Και νομίζω από εκεί πρέπει να ξεκινήσουμε να σκεφτόμαστε για το πως θα χτίσουμε την δική μας ιδέα της ζωής.
Well what about matter? If we can make matter alive, would we have a matterhazard? So think, this is a serious question. If your pen could replicate, that would be a bit of a problem. So we have to think differently if we're going to make stuff come alive. And we also have to be aware of the issues. But before we can make life, let's think for a second what life really is characterized by. And forgive the complicated diagram. This is just a collection of pathways in the cell. And the cell is obviously for us a fascinating thing. Synthetic biologists are manipulating it. Chemists are trying to study the molecules to look at disease. And you have all these pathways going on at the same time. You have regulation; information is transcribed; catalysts are made; stuff is happening. But what does a cell do? Well it divides, it competes, it survives. And I think that is where we have to start in terms of thinking about building from our ideas in life.
Αλλά από τι άλλο χαρακτηρίζεται η ζωή; Εγώ το σκέφτομαι σαν μια φλόγα σε ένα μπουκάλι. Και εδώ βλέπουμε μια περιγραφή μονών κυττάρων το οποία πολλαπλασιάζονται, μεταβολίζονται και καίγονται μέσω χημικών αντιδράσεων. Πρέπει να καταλάβουμε λοιπόν ότι αν πρόκειται να φτιάξουμε τεχνητή ζωή ή να κατανοήσουμε την προέλευση της ζωής, πρέπει με κάποιο τρόπο να της δώσουμε μια πηγή ενέργειας. Έτσι πριν καν αρχίσουμε να φτιάχνουμε ζωή πρέπει να σκεφτούμε από που προήρθε. Ο ίδιος ο Δαρβίνος έγραψε σε ένα γράμμα προς κάποιο συνάδελφο του ότι πίστευε πως η ζωή δημιουργήθηκε σε μια μικρή ζεστή λιμνούλα κάπου -- ίσως όχι στην Σκωτία, ίσως στην Αφρική, ίσως κάπου αλλού. Αλλά η πραγματική ειλικρινής απάντηση είναι ότι, απλά δεν ξέρουμε, γιατί υπάρχει ένα πρόβλημα με την προέλευση της ζωής. Φανταστείτε, τεσσεράμιση δισεκατομμύρια χρόνια πριν, υπήρχε μια απέραντη χημική σούπα "πραγμάτων". Και από αυτά τα "πράγματα" προήλθαμε.
But what else is life characterized by? Well, I like think of it as a flame in a bottle. And so what we have here is a description of single cells replicating, metabolizing, burning through chemistries. And so we have to understand that if we're going to make artificial life or understand the origin of life, we need to power it somehow. So before we can really start to make life, we have to really think about where it came from. And Darwin himself mused in a letter to a colleague that he thought that life probably emerged in some warm little pond somewhere -- maybe not in Scotland, maybe in Africa, maybe somewhere else. But the real honest answer is, we just don't know, because there is a problem with the origin. Imagine way back, four and a half billion years ago, there is a vast chemical soup of stuff. And from this stuff we came.
Όταν σκέφτεστε λοιπόν το πόσο απίθανο είναι αυτό που πρόκειται να σας πω μέσα στα επόμενα λίγα λεπτά απλά να θυμάστε, ότι προήλθαμε από "πράγματα" στον πλανήτη Γη. Και περάσαμε μέσα από διάφορους κόσμους Οι άνθρωποι του RNA θα σας λέγανε για τον κόσμο του RNA. Με κάποιο τρόπο φτάσαμε στις πρωτεΐνες και το DNA. Μέτα φτάσαμε στον τελευταίο πρόγονο, η εξέλιξη ξεκίνησε -- και εδώ είναι το ενδιαφέρον σημείο. Και να ’μαστε. Αλλά υπάρχει ένα εμπόδιο το οποίο δεν μπορούμε να ξεπεράσουμε. Μπορούμε να αποκωδικοποιήσουμε το γονιδίωμα, μπορούμε να δούμε το παρελθόν, μπορούμε να συνδεθούμε όλοι μέσω του μιτοχονδρικού DNA αλλά δεν μπορούμε να πάμε πιο πέρα από τον τελευταίο πρόγονο, το τελευταίο ορατό κύτταρο το οποίο μπορούμε να αποκωδικοποιήσουμε ή να σκεφτούμε πίσω στην ιστορία. Έτσι δεν ξέρουμε πως φτάσαμε εδώ.
So when you think about the improbable nature of what I'm going to tell you in the next few minutes, just remember, we came from stuff on planet Earth. And we went through a variety of worlds. The RNA people would talk about the RNA world. We somehow got to proteins and DNA. We then got to the last ancestor. Evolution kicked in -- and that's the cool bit. And here we are. But there's a roadblock that you can't get past. You can decode the genome, you can look back, you can link us all together by a mitochondrial DNA, but we can't get further than the last ancestor, the last visible cell that we could sequence or think back in history. So we don't know how we got here.
Υπάρχουν λοιπόν δύο επιλογές: έξυπνος σχεδιασμός, άμεσος και έμμεσος -- άρα Θεός ή ο φίλος μου. Το να αναφέρουμε ότι προερχόμαστε από τον Ε.Τ. ή από κάποια άλλη μορφή ζωής απλά κάνει το πρόβλημα ακόμα μεγαλύτερο. Δεν είμαι πολιτικός, είμαι επιστήμονας. Το άλλο πράγμα που πρέπει να σκεφτούμε είναι η εμφάνιση της χημικής πολυπλοκότητας. Αυτό φαίνεται να είναι το πιο πιθανό. Έτσι έχουμε ένα είδος αρχέγονης σούπας. η οποία τυχαίνει να είναι μια καλή πηγή με όλα τα 20 αμινοξέα. Και κάπως αυτά τα αμινοξέα συνδυάστηκαν και η ζωή άρχισε. Η ζωή άρχισε, τι σημαίνει όμως αυτό; Τι είναι ζωή; Τι είναι αυτή η σούπα ζωής;
So there are two options: intelligent design, direct and indirect -- so God, or my friend. Now talking about E.T. putting us there, or some other life, just pushes the problem further on. I'm not a politician, I'm a scientist. The other thing we need to think about is the emergence of chemical complexity. This seems most likely. So we have some kind of primordial soup. And this one happens to be a good source of all 20 amino acids. And somehow these amino acids are combined, and life begins. But life begins, what does that mean? What is life? What is this stuff of life?
Την δεκαετία του '50, οι Μίλερ και Ουρι έκαναν ένα εκπληκτικό χημικό πείραμα "Φρανκεστάιν¨ στο οποίο έκαναν κάτι παρόμοιο αλλά στον χημικό κόσμο. Πήραν τα βασικά συστατικά τα έβαλαν σε ένα δοχείο και τα πυροδότησαν και εξάσκησαν υψηλή ηλεκτρική τάση. Και παρατήρησαν μετά τι υπήρχε σε αυτή τη σούπα και βρήκαν αμινοξέα αλλά τίποτα δεν βγήκε από όλο αυτό, δεν υπήρχαν κύτταρα. Έτσι όλη αυτή η σχολή σκέψης κόλλησε για λίγο και αναζωπυρώθηκε τη δεκαετία του '80 όταν οι αναλυτικές τεχνολογίες και οι υπολογιστές πρωτοεμφανίστηκαν.
So in the 1950s, Miller-Urey did their fantastic chemical Frankenstein experiment, where they did the equivalent in the chemical world. They took the basic ingredients, put them in a single jar and ignited them and put a lot of voltage through. And they had a look at what was in the soup, and they found amino acids, but nothing came out, there was no cell. So the whole area's been stuck for a while, and it got reignited in the '80s when analytical technologies and computer technologies were coming on.
Στο δικό μου εργαστήριο, ο τρόπος με τον οποίο προσπαθούμε να δημιουργήσουμε ανόργανη ζωή είναι με την χρήση πολλών διαφορετικών ειδών αντίδρασης. Έτσι αυτό που προσπαθούμε να κάνουμε είναι αντιδράσεις όχι σε μόνο ένα δοχείο, αλλά σε δεκάδες δοχεία και να τα ενώσουμε μεταξύ τους όπως μπορείτε να δείτε από αυτό το σύστημα ροής, όλους αυτούς τους αγωγούς. Μπορούμε να το κάνουμε με μικρορευστά, λιθογραφικά μπορούμε να το κάνουμε με τρισδιάστατο εκτυπωτή, μπορούμε να το κάνουμε με σταγονίδια για συναδέλφους. Και το κλειδί είναι να έχουμε πολύπλοκη χημεία να αντιδράει. Αλλά πιθανότατα αυτό θα οδηγήσει σε αποτυχία γι' αυτό χρειάζεται να είμαστε λίγο πιο συγκεντρωμένοι.
In my own laboratory, the way we're trying to create inorganic life is by using many different reaction formats. So what we're trying to do is do reactions -- not in one flask, but in tens of flasks, and connect them together, as you can see with this flow system, all these pipes. We can do it microfluidically, we can do it lithographically, we can do it in a 3D printer, we can do it in droplets for colleagues. And the key thing is to have lots of complex chemistry just bubbling away. But that's probably going to end in failure, so we need to be a bit more focused.
Και η απαντήση, φυσικά είναι στα ποντίκια. Έτσι θυμάμαι τι χρειάζομαι σαν χημικός. Λέω: "Λοιπόν, χρειάζομαι μόρια." Αλλά χρειάζομαι και μεταβολισμό, χρειάζομαι κάποιου είδους ενέργεια. Χρειάζομαι πληροφορίες και χρειάζομαι και ένα φορέα. Γιατί αν θέλω να έχω εξέλιξη, χρειάζομαι φορείς να ανταγωνίζονται. Έτσι αν έχεις ένα φορέα, είναι σαν να μπαίνεις στο αυτοκίνητο σου. "Αυτό είναι το αυτοκίνητο μου και θα το οδηγήσω και θα περηφανευτώ για αυτό." Φαντάζομαι λοιπόν κάτι παρόμοιο στην μοριακή βιολογία με την εμφάνιση της ζωής. Έτσι όλα αυτά τα πράγματα μαζί, ίσως να μας δώσουν την εξέλιξη. Και ο τρόπος να το ελέγξουμε στο εργαστήριο είναι να το κάνουμε σε μικρότερη κλίμακα.
And the answer, of course, lies with mice. This is how I remember what I need as a chemist. I say, "Well I want molecules." But I need a metabolism, I need some energy. I need some information, and I need a container. Because if I want evolution, I need containers to compete. So if you have a container, it's like getting in your car. "This is my car, and I'm going to drive around and show off my car." And I imagine you have a similar thing in cellular biology with the emergence of life. So these things together give us evolution, perhaps. And the way to test it in the laboratory is to make it minimal.
Έτσι αυτό που θα προσπαθήσουμε να κάνουμε είναι να φτιάξουμε ένα σετ από κομμάτια "LEGO" - ανόργανα μόρια. Συγχωρέστε τα μόρια στην οθόνη αλλά αυτό είναι ένα πολύ απλό σετ. Υπάρχουν μόνο τρία τέσσερα διαφορετικά είδη κομματιών. Αυτά εμείς τα ενώνουμε και φτιάχνουμε κυριολεκτικά χιλιάδες μεγάλα νανο-μοριακά μόρια που έχουν το ίδιο μέγεθος με το DNA και τις πρωτεΐνες αλλά δεν περιέχουν άνθρακα. Ο άνθρακας απαγορεύεται. Και έτσι με αυτά τα κομμάτια LEGO έχουμε την ποικιλότητα που χρειάζεται για αποθήκευση πολύπλοκης πληροφορίας χωρίς το DNA. Αλλά πρέπει να φτιάξουμε μερικούς φορείς. Και λίγους μήνες πριν στο εργαστήριο μου, καταφέραμε να πάρουμε αυτά τα μόρια και να τα χρησιμοποιήσουμε για να φτιάξουμε κύτταρα. Και μπορείτε να δείτε στην οθόνη ένα κύτταρο να δημιουργείται. Και τώρα θα προσθέσουμε και λίγη χημεία μέσα στο κύτταρο. Και αυτό που ήθελα να σας δείξω είναι ότι μπορούμε να δημιουργήσουμε μόρια μέσα σε μεμβράνες, σε πραγματικά κύτταρα, και μετά αυτό δημιουργεί ενός είδους μοριακό Δαρβινισμό, μια μοριακή μάχη για επιβίωση του ισχυρότερου.
So what we're going to try and do is come up with an inorganic Lego kit of molecules. And so forgive the molecules on the screen, but these are a very simple kit. There's only maybe three or four different types of building blocks present. And we can aggregate them together and make literally thousands and thousands of really big nano-molecular molecules the same size of DNA and proteins, but there's no carbon in sight. Carbon is banned. And so with this Lego kit, we have the diversity required for complex information storage without DNA. But we need to make some containers. And just a few months ago in my lab, we were able to take these very same molecules and make cells with them. And you can see on the screen a cell being made. And we're now going to put some chemistry inside and do some chemistry in this cell. And all I wanted to show you is we can set up molecules in membranes, in real cells, and then it sets up a kind of molecular Darwinism, a molecular survival of the fittest.
Και αυτή η ταινία εδω δείχνει αυτό τον ανταγωνισμό μεταξύ των μορίων. Τα μόρια ανταγωνίζονται για πράγματα. Όλα είναι φτιαγμένα από το ίδιο υλικό, αλλά θέλουν το σχήμα τους να νικήσει. Θέλουν το σχήμα τους να επικρατήσει. Και αυτό είναι το κλειδί. Αν μπορέσουμε κάπως να ενθαρρύνουμε αυτά τα μόρια να επικοινωνούν μεταξύ τους και να δημιουργούν τα σωστά σχήματα και να ανταγωνίζονται, θα αρχίσουν να δημιουργούν κύτταρα τα οποία θα αναπαράγονται και θα ανταγωνίζονται. Αν καταφέρουμε να το κάνουμε αυτό, ξεχάστε τις μοριακές λεπτομέρειες.
And this movie here shows this competition between molecules. Molecules are competing for stuff. They're all made of the same stuff, but they want their shape to win. They want their shape to persist. And that is the key. If we can somehow encourage these molecules to talk to each other and make the right shapes and compete, they will start to form cells that will replicate and compete. If we manage to do that, forget the molecular detail.
Ας το δούμε από μακριά και να καταλάβουμε τι σημαίνει αυτό. Έχουμε λοιπόν αυτή την ειδική θεωρία της εξέλιξης η οποία εφαρμόζεται μονό στην οργανική βιολογία, σε μας. Αν μπορέσουμε να εντάξουμε την εξέλιξη στον υλικό κόσμο, τότε προτείνω ότι θα έπρεπε να έχουμε μια γενική θεωρία της εξέλιξης. Και αυτό αξίζει πραγματικά να το σκεφτούμε. Ελέγχει η εξέλιξη την πολυπλοκότητα της ύλης στο σύμπαν; Υπάρχει κάποια κινητήρια δύναμη που μέσω της εξέλιξης επιτρέπει στην ύλη να ανταγωνίζεται; Τότε αυτό σημαίνει ότι μπορούμε να αρχίσουμε να αναπτύσσουμε διάφορες πλατφόρμες για να εξερευνήσουμε αυτή την εξέλιξη. Φανταστείτε λοιπόν, αν μπορούσαμε να δημιουργήσουμε αυτο-συντήρητη τεχνητή ζωή, δεν θα μας έλεγε μόνο για την προέλευση της ζωής -- ότι πιθανόν το σύμπαν να μην χρειάζεται άνθρακα για να είναι ζωντανό ότι μπορεί να χρησιμοποιήσει οτιδήποτε άλλο τότε θα μπορέσουμε να προχωρήσουμε ένα βήμα παραπέρα και να αναπτύξουμε νέες τεχνολογίες γιατί τότε θα μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε λογισμικό για τον έλεγχο της ανάπτυξης.
Let's zoom out to what that could mean. So we have this special theory of evolution that applies only to organic biology, to us. If we could get evolution into the material world, then I propose we should have a general theory of evolution. And that's really worth thinking about. Does evolution control the sophistication of matter in the universe? Is there some driving force through evolution that allows matter to compete? So that means we could then start to develop different platforms for exploring this evolution. So you imagine, if we're able to create a self-sustaining artificial life form, not only will this tell us about the origin of life -- that it's possible that the universe doesn't need carbon to be alive; it can use anything -- we can then take [it] one step further and develop new technologies, because we can then use software control for evolution to code in.
Φανταστείτε λοιπόν, δημιουργούμε ένα μικρό κύτταρο. Θέλουμε να το βάλουμε έξω στο περιβάλλον και θέλουμε να παίρνει ενέργεια από τον ήλιο. Αυτό που θα κάνουμε είναι να το εξελίσσουμε σε ένα κουτί με φως. Και δεν χρειάζεται να χρησιμοποιήσουμε κάποιο σχέδιο πια. Χρησιμοποιούμε ότι βολεύει. Πρέπει να χρησιμοποιήσουμε την έμπνευση μας από την βιολογία. Η βιολογία δεν νοιάζεται για το σχέδιο παρά μόνο για το εάν δουλεύει. Έτσι αυτό θα αναδιοργανώσει το τρόπο που σχεδιάζουμε πράγματα. Και όχι μόνο αυτό, αλλά θα αρχίσουμε να σκεφτόμαστε για το πως μπορούμε να δημιουργήσουμε μια σχέση συμβίωσης με την βιολογία. Δεν θα ήταν καταπληκτικό αν μπορούσατε να πάρετε αυτά τα τεχνητά βιολογικά κύτταρα και να τα συνδέσετε με βιολογικά για να διορθώσετε προβλήματα στα οποία δεν μπορούμε να βρούμε λύση; Το πραγματικό πρόβλημα στην μοριακή βιολογία είναι ότι ποτέ δεν πρόκειται να τα καταλάβουμε όλα γιατί η εξέλιξη μας θέτει ένα πολυδιάστατο πρόβλημα. Η εξέλιξη δεν μπορεί να χωριστεί σε πολλά κομμάτια. Πρέπει κάπως να βρούμε την αντικειμενική συνάρτηση. Και η μεγάλη διαπίστωση για μένα είναι ότι αν δουλέψει αυτό η έννοια του εγωιστικού γονιδίου παίρνει νέα διάσταση και θα αρχίσουμε να μιλάμε για "εγωιστική ύλη".
So imagine we make a little cell. We want to put it out in the environment, and we want it to be powered by the Sun. What we do is we evolve it in a box with a light on. And we don't use design anymore. We find what works. We should take our inspiration from biology. Biology doesn't care about the design unless it works. So this will reorganize the way we design things. But not only just that, we will start to think about how we can start to develop a symbiotic relationship with biology. Wouldn't it be great if you could take these artificial biological cells and fuse them with biological ones to correct problems that we couldn't really deal with? The real issue in cellular biology is we are never going to understand everything, because it's a multidimensional problem put there by evolution. Evolution cannot be cut apart. You need to somehow find the fitness function. And the profound realization for me is that, if this works, the concept of the selfish gene gets kicked up a level, and we really start talking about selfish matter.
Και τι σημασία έχει αυτό σε ένα σύμπαν στο οποίο είμαστε η πιο εξελιγμένη μορφή ύλης; Κάθεστε σε καρέκλες. Είναι νεκρές, δεν είναι ζωντανές. Αλλά είστε φτιαγμένοι από ύλη και χρησιμοποιείται ύλη και σκλαβώνετε ύλη. Έτσι το να χρησιμοποιήσουμε την εξέλιξη στην βιολογία και στην ανόργανη βιολογία για μένα είναι πολύ ελκυστικό και εντυπωσιακό. Και είμαστε πραγματικά πολύ κοντά στο να κατανοήσουμε τα βασικά βήματα που κάνουν την νεκρή ύλη να ζωντανεύει. Και ξανά, όταν σκέπτεστε πόσο απίθανο είναι αυτό, να θυμάστε, πέντε δισεκατομμύρια χρόνια πριν, δεν ήμασταν εδώ, και δεν υπήρχε ζωή. Τι μπορεί λοιπόν να μας πει αυτό
And what does that mean in a universe where we are right now the highest form of stuff? You're sitting on chairs. They're inanimate, they're not alive. But you are made of stuff, and you are using stuff, and you enslave stuff. So using evolution in biology, and in inorganic biology, for me is quite appealing, quite exciting. And we're really becoming very close to understanding the key steps that makes dead stuff come alive. And again, when you're thinking about how improbable this is, remember, five billion years ago, we were not here, and there was no life. So what will that tell us
για την προέλευση της ζωής και το νόημα της; Εγώ, σαν χημικός, θέλω να κρατήσω μια απόσταση από τους γενικούς όρους θέλω να σκέπτομαι συγκριμένα. Τι σημαίνει όμως αυτό για τον ορισμό της ζωής; Δυσκολευόμαστε πολύ να το καταλάβουμε αυτό. Και πιστεύω ότι αν μπορέσουμε να δημιουργήσουμε ανόργανη βιολογία και να καταφέρουμε να κάνουμε την ύλη να εξελίσσεται αυτό θα καθορίσει την ζωή. Σας προτείνω ότι η ύλη που μπορεί να εξελιχθεί είναι ζωντανή και αυτό μας δίνει την ιδέα να δημιουργήσουμε τέτοια ύλη,
about the origin of life and the meaning of life? But perhaps, for me as a chemist, I want to keep away from general terms; I want to think about specifics. So what does it mean about defining life? We really struggle to do this. And I think, if we can make inorganic biology, and we can make matter become evolvable, that will in fact define life. I propose to you that matter that can evolve is alive, and this gives us the idea of making evolvable matter.
Σας ευχαριστώ πολύ.
Thank you very much.
(Χειροκρότημα)
(Applause)
Μια μικρή ερώτηση σχετικά με το χρονοδιάγραμμα. Πιστεύετε ότι θα επιτύχετε σε αυτό το εγχείρημα; Πότε;
Chris Anderson: Just a quick question on timeline. You believe you're going to be successful in this project? When?
Πολλοί πιστεύουν ότι η ζωή χρειάστηκε εκατομμύρια χρόνια για να δημιουργηθεί. Εμείς προτείνουμε να το κάνουμε σε μερικές ώρες όταν έχουμε φτιάξει την κατάλληλη χημεία
Lee Cronin: So many people think that life took millions of years to kick in. We're proposing to do it in just a few hours, once we've set up the right chemistry.
Και πότε πιστεύετε ότι θα συμβεί αυτό;
CA: And when do you think that will happen?
Ελπίζω μέσα στα επόμενα δυο χρόνια.
LC: Hopefully within the next two years.
Αυτό θα ήταν ένα σημαντικό νέο. (Γέλια) Κατά την άποψη σας, ποιες είναι οι πιθανότητες να υπάρχει σε ένα άλλο πλανήτη ζωή που δεν έχει βάση τον άνθρακα που περπατάει, ξεχυλίζει ή κάτι τέτοιο;
CA: That would be a big story. (Laughter) In your own mind, what do you believe the chances are that walking around on some other planet is non-carbon-based life, walking or oozing or something?
Πιστεύω ότι υπάρχουν 100% πιθανότητες, Γιατί το θέμα είναι οτι είμαστε τόσο σωβινιστές στο θέμα της βιολογίας που αν αφαιρέσουμε τον άνθρακα, μπορούν να γίνουν άλλα πράγματα. Έτσι αν καταφέρουμε να δημιουργήσουμε ζωή που δεν βασίζεται στον άνθρακα ίσως θα μπορούμε να πούμε στην NASA για το τι πραγματικά χρειάζεται να ψάξει. Μην πάτε και να ψάχνετε για άνθρακα, πηγαίνετε και ψάξτε για ύλη που αναπτύσσεται.
LC: I think it's 100 percent. Because the thing is, we are so chauvinistic to biology, if you take away carbon, there's other things that can happen. So the other thing that if we were able to create life that's not based on carbon, maybe we can tell NASA what really to look for. Don't go and look for carbon, go and look for evolvable stuff.
Lee Cronin, καλή τύχη -- Ευχαριστώ πολύ.
CA: Lee Cronin, good luck. (LC: Thank you very much.)
(Χειροκρότημα)
(Applause)