Two hundred years of modern science. We have to admit that our performance is not great. The machines we build continue to suffer from mechanical failures. The houses we build do not survive severe earthquakes. But we shouldn't be so critical of our scientists for a simple reason: they didn't have much time. Two hundred years is not a lot of time, while nature had three billion years to perfect some of the most amazing materials, that we wish we had in our possession. Remember, these materials carry a quality assurance of three billion years.
A modern tudomány 200 éve. Be kell valljuk, hogy teljesítményünk elég siralmas. Gépeink állandóan mechanikai hibáktól szenvednek. Azok a házak, amiket építünk, nem élnek túl egy komolyabb földrengést. De nem kéne ilyen szigorúnak lenni tudósainkhoz, mert egyszerűen nem volt elég idejük. Kétszáz év nem nagy idő a természet hárommilliárd évéhez képest, ami alatt tökéletesre formált néhány csodálatos anyagot, amiket mi is szeretnénk magunkénak tudni. Gondoljuk meg, ezek az anyagok hárommilliárd év alatt bizonyítottak.
Take, for example, sequoia trees. They carry hundreds of tons for hundreds of years in cold weather, in warm climates, UV light. Yet, if you look at the structure by high-resolution electron microscopy, and you ask yourself, what is it made of, surprisingly, it's made of sugar. Well, not exactly as we drink in our tea. It's actually a nanofiber called nanocrystalline cellulose. And this nanocrystalline cellulose is so strong, on a weight basis, it's about 10 times stronger than steel. Yet it's made of sugar.
Vegyük például az óriás mamutfenyőt. Tonnák százait hordozzák évszázadok óta. hidegben, melegben, UV-sugaraknak kitéve. Ha szerkezetüket nagy felbontású elektronmikroszkóp alatt vizsgáljuk, és megkérdezzük, miből is van, meglepetésünkre azt találjuk: cukorból. Persze nem egészen olyanból, amilyennel a teánkat isszuk. Valójában ez egy nanokristályos cellulóznak nevezett nanoszál. Ez a nanokristályos cellulóz olyan erős, hogy súlyához képest kb. 10-szer erősebb az acélnál. Pedig cukorból van.
So scientists all over the world believe that nanocellulose is going to be one of the most important materials for the entire industry. But here's the problem: say you want to buy a half a ton of nanocellulose to build a boat or an airplane. Well, you can Google, you can eBay, you can even Alibaba. You won't find it. Of course, you're going to find thousands of scientific papers -- great papers, where scientists are going to say this is a great material, there are lots of things we can do with it. But no commercial source.
A világ tudósai meg vannak győződve róla, hogy ez a nanocellulóz az ipar egyik legfontosabb anyaga lesz. De van egy kis baj: mondjuk, szívesen vennénk egy fél tonnát belőle, hogy hajót vagy repülőt építsünk. Nézhetjük a Google-t, az eBay-t, vagy akár az Alibabát. Nem találjuk. Fogunk találni persze tudományos dolgozatot ezerszám, remek írásokat tudósok tollából, hogy ez milyen nagyszerű anyag, sok mindenre használható. De beszerzési forrás nincs.
So we at the Hebrew University, together with our partners in Sweden, decided to focus on the development of an industrial-scale process to produce this nanocellulose. And, of course, we didn't want to cut trees. So we were looking for another source of raw material, and we found one -- in fact, the sludge of the paper industry. The reason: there is a lot of it. Europe alone produces 11 million tons of that material annually. It's the equivalent of a mountain three kilometers high, sitting on a soccer field. And we produce this mountain every year. So for everybody, it's an environmental problem, and for us, it's a gold mine.
Így a Héber Egyetemen elhatároztuk, hogy svédországi partnereinkkel közösen olyan fejlesztésbe kezdünk, amelynek célja a nanocellulóz előállítása ipari mennyiségben. Persze, nem akartunk fákat kivágni. Tehát másmilyen nyersanyagforrást kerestünk, és találtunk is: a papírgyártásban keletkező iszapot. Ebből sok van. Csak Európa 11 millió tonnát állít elő belőle évente. Ezt a mennyiséget úgy kell elképzelni, mint egy futballpálya területű 3 km magas hegyet. Évente keletkezik ekkora mennyiség. Tehát másoknak környezeti gond, nekünk meg aranybánya.
So now, we are actually producing, on an industrial scale in Israel, nanocellulose, and very soon, in Sweden. We can do a lot of things with the material. For example, we have shown that by adding only a small percent of nanocellulose into cotton fibers, the same as my shirt is made of, it increases its strength dramatically. So this can be used for making amazing things, like super-fabrics for industrial and medical applications. But this is not the only thing. For example, self-standing, self-supporting structures, like the shelters that you can see now, actually are now showcasing in the Venice Biennale for Architecture.
Így ma már a nanocellulózt tényleg ipari mennyiségben állítjuk elő Izraelben, és hamarosan már Svédországban is fogjuk. Sok mindenre jó ez az anyag. Például megmutattuk, hogy csupán pár százaléknyi nanocellulózt adva a pamutszálhoz – olyanhoz, mint amiből az ingem is van –, az sokkal erősebb lesz, Ebből aztán remek dolgok készülhetnek: szupertextil ipari és orvosi alkalmazásra. De más is: pl. olyan szerkezetek, amelyek megállnak maguktól, mert olyan merevek mint az itt látható kunyhók, amelyeket épp most mutatnak be a Velencei Építészeti Biennálén.
Nature actually didn't stop its wonders in the plant kingdom. Think about insects. Cat fleas, for example, have the ability to jump about a hundred times their height. That's amazing. It's the equivalent of a person standing in the middle of Liberty Island in New York, and in a single jump, going to the top of the Statue of Liberty. I'm sure everybody would like to do that. So the question is: How do cat fleas do it?
A természet csodái nem korlátozódnak a növényvilágra. Gondoljunk csak a rovarokra! Pl. a macskabolhák képesek testmagasságuk százszorosára fölugrani. Ez elképesztő. Ez olyan, mintha valaki New York Szabadság-szigetén állva egyetlen ugrással a Szabadságszobor tetején teremne. Szerintem ezt mindenki szívesen kipróbálná. A kérdés, hogy miként képesek erre a macskabolhák?
It turns out, they make this wonderful material, which is called resilin. In simple words, resilin, which is a protein, is the most elastic rubber on Earth. You can stretch it, you can squish it, and it doesn't lose almost any energy to the environment. When you release it -- snap! It brings back all the energy. So I'm sure everybody would like to have that material. But here's the problem: to catch cat fleas is difficult.
Kiderült, hogy ez egy csodálatos anyagnak, a rezilinnek köszönhető. A lényeg: a rezilin egy fehérje, a legrugalmasabb gumi a Földön. Nyújtható, gyömöszölhető, és szinte semmi energiát nem veszít közben. Amikor elengedjük, kirúgja magát, visszatér belé minden energia. Szerintem mindenki örülne egy ilyen anyagnak. De van egy kis gond: nehéz elkapni egy macskabolhát.
(Laughter)
(Nevetés)
Why? Because they are jumpy.
Hogy miért? Mert ugrálós.
(Laughter)
(Nevetés)
But now, it's actually enough to catch one. Now we can extract its DNA and read how cat fleas make the resilin, and clone it into a less-jumpy organism like a plant. So that's exactly what we did. Now we have the ability to produce lots of resilin.
Nos, elég egyet elkapni. Ki tudjuk vonni a DNS-ét és kiolvasni, hogy miként állítja elő a rezilint, bemásolni egy kevésbé ugrálós élőlénybe, mondjuk, egy növénybe. Pontosan ezt tettük mi is. Most már nagy mennyiségben tudunk rezilint előállítani.
Well, my team decided to do something really cool at the university. They decided to combine the strongest material produced by the plant kingdom with the most elastic material produced by the insect kingdom -- nanocellulose with resilin. And the result is amazing. This material, in fact, is tough, elastic and transparent. So there are lots of things that can be done with this material. For example, next-generation sport shoes, so we can jump higher, run faster. And even touch screens for computers and smartphones, that won't break.
Valami tényleg remek dolgot akartunk csinálni egyetemi csoportommal. Össze akartuk kombinálni a növényvilág legerősebb amyagát a rovarok által előállított legrugalmasabbal: a nanocellulózt a rezilinnel. Az eredmény elképesztő volt. Ez az anyag erős, rugalmas és átlátszó, Sok mindenre felhasználható. Pl. a jövő sportcipőihez: hogy magasabbra ugorhassunk, gyorsabban futhassunk. Vagy akár számítógépek, okostelefonok érintőképernyőjéhez, hogy ne törjenek el.
Well, the problem is, we continue to implant synthetic implants in our body, which we glue and screw into our body. And I'm going to say that this is not a good idea. Why? Because they fail. This synthetic material fails, just like this plastic fork, that is not strong enough for its performance. But sometimes they are too strong, and therefore their mechanical properties do not really fit their surrounding tissues.
Az a baj, hogy folytatják szintetikus implantátumok beültetését az emberi testbe; beragasztják vagy csavarral rögzítik őket. Az a véleményem, hogy ez nem jó. Miért? Mert elromlanak. A műanyag tönkremegy, ahogy egy műanyag villa is. Nem elég erős ehhez az igénybevételhez. Máskor meg túlságosan is az, ezért mechanikai tulajdonságai nem felelnek meg az őt körülvevő szöveteknek.
But in fact, the reason is much more fundamental. The reason is that in nature, there is no one there that actually takes my head and screws it onto my neck, or takes my skin and glues it onto my body. In nature, everything is self-assembled. So every living cell, whether coming from a plant, insect or human being, has a DNA that encodes for nanobio building blocks. Many times they are proteins. Other times, they are enzymes that make other materials, like polysaccharides, fatty acids. And the common feature about all these materials is that they need no one. They recognize each other and self-assemble into structures -- scaffolds on which cells are proliferating to give tissues. They develop into organs, and together bring life.
Az oka nagyon is alapvető: A természetben nincs senki, aki a fejemet felcsavarná a nyakamra, vagy a bőröm felragasztaná a testemre. A természetben minden magától áll össze. Tehát minden élő sejtnek – akár növényi, állati vagy emberi – van DNS-e, amely kódolja a nanobio építő blokkokat. Ezek sok esetben fehérjék, máskor enzimek, melyek más anyagot építenek, pl. poliszacharidokat vagy zsírsavakat. Mindezekben közös, hogy nincs szükség hozzájuk ilyen valakikre. Ezek felismerik egymást, és maguktól struktúrákba szerveződnek, olyan vázzá, amelyen a sejtek gyorsan szaporodnak, hogy szövetet képezzenek. Szervekké fejlődnek, és együtt valami élőt hoznak létre.
So we at the Hebrew University, about 10 years ago, decided to focus on probably the most important biomaterial for humans, which is collagen. Why collagen? Because collagen accounts for about 25 percent of our dry weight. We have nothing more than collagen, other than water, in our body. So I always like to say, anyone who is in the replacement parts of human beings would like to have collagen.
Kb. 10 éve elhatároztuk a Héber Egyetemen, hogy kutatásaink középpontjába a kollagént állítjuk, ami talán a legfontosabb bioanyag az ember számára. Hogy miért a kollagént? Mert ez az anyag teszi ki száraz súlyunk 25 százalékát. A víz után testünkben kollagénből van a legtöbb. Szoktam mondani, hogy aki emberi alkatrészek pótlásában gondolkozik, az kollagénhez szeretne jutni.
Admittedly, before we started our project, there were already more than 1,000 medical implants made of collagen. You know, simple things like dermal fillers to reduce wrinkles, augment lips, and other, more sophisticated medical implants, like heart valves. So where is the problem? Well, the problem is the source. The source of all that collagen is actually coming from dead bodies: dead pigs, dead cows and even human cadavers. So safety is a big issue. But it's not the only one. Also, the quality.
Be kell valljam, mielőtt nekiláttunk projektünknek, már ezernél több, kollagénből készült orvosi implantátumunk volt. Egyszerű dolgok is, mint kozmetikai töltőanyagok ráncfeltöltéshez, az ajkak megnöveléséhez. és igényes orvosi implantátumok, mint a szívbillentyűk. Hol van hát a nehézség? Hát a forrásnál. Az összes kollagént valójában holttestekből nyerik, elhullott disznókból, marhákból, sőt, emberi holttestekből. A biztonság tehát fontos kérdés. de nem ez az egyetlen. A minőség is az.
Now here, I have a personal interest. This is my father, Zvi, in our winery in Israel. A heart valve, very similar to the one that I showed you before, seven years ago, was implanted in his body. Now, the scientific literature says that these heart valves start to fail 10 years after the operation. No wonder: they are made from old, used tissues, just like this wall made of bricks that is falling apart. Yeah, of course, I can take those bricks and build a new wall. But it's not going to be the same. So the US Food and Drug Administration made a notice already in 2007, asking the companies to start to look for better alternatives.
Ebben személyesen is érintett vagyok. Ez édesapám, Cvi, izraeli borászatunkban. Hét évvel ezelőtt ültettek be neki egy szívbillentyűt, hasonlót ahhoz, amilyet az imént mutattam. Nos, a tudományos szakirodalom szerint 10 évvel a műtét után ezek a billentyűk kezdenek rosszul működni. Nem csoda, régi, használt szövetekből készültek, és kezdenek szétesni, akár ez a téglafal. Persze a téglákból felépíthetek egy új falat. De az már nem ugyanaz lesz. Az Egyesült Államok Élelmiszer- és Gyógyszerfelügyelete kiadott egy felhívást 2007-ben, arra kérve a cégeket, hogy kezdjenek valami jobb alternatíva után kutatni.
So that's exactly what we did. We decided to clone all the five human genes responsible for making type I collagen in humans into a transgenic tobacco plant. So now, the plant has the ability to make human collagen brand new, untouched. This is amazing. Actually, it's happening now. Today in Israel, we grow it in 25,000 square meters of greenhouses all over the country. The farmers receive small plantlets of tobacco. It looks exactly like regular tobacco, except that they have five human genes. They're responsible for making type I collagen. We grow them for about 50 to 70 days, we harvest the leaves, and then the leaves are transported by cooling trucks to the factory. There, the process of extracting the collagen starts.
Pontosan ezt tettük: elhatároztuk, hogy beültetjük az öt emberi gént, ami az I. típusú kollagént állítja elő az emberi szervezetben – egy módosított génállományú dohányba. Így e növény vadonatúj emberi kollagént képes termelni, kiváló minőségűt. Ez csodálatos. Ez történik most. Ma Izraelben melegházban 25 000 négyzetméteren termeljük, szerte az országban. A farmerek kis dohánypalántákat kapnak. Pont úgy néznek ki, mint az igazi dohány, csak van öt emberi génjük. Ezek állítják elő az I. típusú kollagént. Kb. 50-70 napig neveljük őket, leszüreteljük a leveleket, és hűtőkocsikban szállítjuk a gyártóhoz. Itt kezdődik el a kollagén kivonása.
Now, if you ever made a pesto -- essentially, the same thing.
Ha már készítettek valaha pestót. hát alapjában ugyanúgy megy.
(Laughter)
(Nevetés)
You crush the leaves, you get the juice that contains the collagen. We concentrate the protein, transfer the protein to clean rooms for the final purification, and the end result is a collagen identical to what we have in our body -- untouched, brand new and from which we make different medical implants: bone void fillers, for example, for severe bone fractures, spinal fusion. And more recently, even, we've been able to launch into the market here in Europe a flowable gel that is used for diabetic foot ulcers, that is now approved for use in the clinic.
Összetörjük a leveleket, kinyerjük kollagéntartalmú levet, Besűrítjük a fehérjét, és elszállítjuk a helyiségekbe, ahol a végső tisztítás történik. A végeredmény pont olyan kollagén lesz, mint amilyen a testünkben van, kiváló, vadonatúj. Ebből különféle orvosi implantátumokat készítünk: pl. csontpótló töltőanyagot súlyos csonttörésekre, gerinc egyesítésére. És egészen friss eredmény, hogy be tudtunk törni az európai piacra a diabéteszes lábfekély kezelésére való folyékony géllel; ennek klinikai használata már engedélyezett.
This is not science fiction. This is happening now. We are using plants to make medical implants for replacement parts for human beings. In fact, more recently, we've been able to make collagen fibers which are six times stronger than the Achilles tendon. That's amazing.
Ez nem sci-fi. Ez a mai valóság. Növényeket használunk fel implantátumok előállításához, emberi alkatrészek pótlására. Sőt, legújabban képesek vagyunk már kollagénszálakat is előállítani, amelyek hatszor erősebbek, mint az Achilles-ín. Ez csodálatos.
Together with our partners from Ireland, we thought about the next thing: adding resilin to those fibers. By doing that, we've been able to make a superfiber which is about 380 percent tougher, and 300 percent more elastic. So oddly enough, in the future, when a patient is transplanted with artificial tendons or ligaments made from these fibers, we'll have better performance after the surgery than we had before the injury.
Írországi partnereinkkel azon gondolkodunk, hogy azokhoz a szálakhoz rezilint adjunk. Ezzel képesek lennénk olyan szuperszálat előállítani, amely 380 százalékkal erősebb, és 300 százalékkal rugalmasabb. Bármily furcsa, a jövőben ha egy beteg olyan mesterséges ín-, vagy szalagimplantátumot kap majd, amely ilyen anyagból készült. jobb teljesítményre lesz képes, mint sérülése előtt.
So what's for the future? In the future, we believe we'll be able to make many nanobio building blocks that nature provided for us -- collagen, nanocellulose, resilin and many more. And that will enable us to make better machines perform better, even the heart. Now, this heart is not going to be the same as we can get from a donor. It will be better. It actually will perform better and will last longer.
Mi tehát a jövő? Úgy gondoljuk, hogy a jövőben képesek leszünk olyan nanobio építőblokkokat létrehozni, amilyeneket a természet nyújt nekünk, kollagént, nanocellulózt, rezilint és sok egyebet. Ezekkel jobb szerkezeteket tudunk majd létrehozni, amik jobban teljesítenek. Még akár szívet is. Nos, ez a szív nem ugyanaz lesz, mint ami egy donortól származik, Jobb lesz annál. Valóban jobban teljesít majd, és tovább tart.
My friend Zion Suliman once told me a smart sentence. He said, "If you want a new idea, you should open an old book." And I'm going to say that the book was written. It was written over three billion years of evolution. And the text is the DNA of life. All we have to do is read this text, embrace nature's gift to us and start our progress from here.
Zion Suliman barátom egyszer azt mondta: – ez bölcs mondás – "Ha új ötletet szeretnél, nyiss ki egy régi könyvet." Én meg azt mondom, hogy ez a könyv az evolúció 3 millió éve alatt íródott. A szövege pedig az élet DNS-e. Nekünk mindössze el kell olvasnunk a szövegét, magunkévá tenni a természet ajándékát, is innen kezdeni a fejlődést.
Thank you.
Köszönöm.
(Applause)
(Taps)