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.
200 yıllık modern bilim. İtiraf etmeliyiz ki; performansımız o kadar da iyi değil. Yaptığımız makineler mekanik hatalar yüzünden bozulmaya devam ediyor. Yaptığımız evler şiddetli depremlere dayanamıyor. Yine de, bilim insanlarımıza karşı o kadar da eleştirel olmamalıyız. Basit bir sebep yüzünden: Pek fazla zamanları yoktu. 200 yıl çok fazla bir zaman değil, doğanın, 3 milyar yılı vardı, bazı harika maddeleri mükemmelleştirmesi için. Elimizde de olmasını isteyeceğimiz maddeler. Unutmayın ki, bu maddeler 3 milyar yılın kalite garantisini taşıyor.
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.
Mesela, sekoya ağaçları. Yüzlerce tonu yüzlerce sene taşıyabiliyor. Soğuk havada, sıcak iklimlerde, UV ışınlarının altında. Eğer yapısına yüksek çözünürlüklü elektron mikroskobuyla bakarsanız ve yapısının ne olduğunu merak ederseniz, şaşırtıcı bir şekilde şekerden yapılmış olduğunu görürsünüz. Tam olarak çayımıza koyduğumuz şekerden değil. Bu, Nanokristalin Selüloz denilen bir nanofiber. Ve bu nanokristalin selüloz çok güçlü. Çelikten 10 kat daha güçlü. Ve şekerden yapılmış.
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.
Bu yüzden, tüm dünyadaki bilim insanları nanoselülozun sektörün en önemli materyallerinden biri olacağında hemfikir. Ancak problem şurada: Diyelim ki yarım ton nanoselüloz almak istiyorsunuz, bir tekne veya uçak yapmak için. Google, eBay veya Alibaba'da bile arasanız, bulamayacaksınız. Tabii, binlerce akademik makale bulabilirsiniz -- Nanoselülozun mükemmel bir madde olduğunu söyleyen çok iyi makaleler, bu maddeyle yapabileceğimiz çok fazla şey derler. Ancak ticari bir kaynak yok.
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.
Hebrew Üniversitesi'nden bizler, İsveç'teki ortaklarımızla, nanoselüloz üretmek için endüstriyel ölçekte bir süreç geliştirilmesine odaklanmaya karar verdik. Ve tabii, ağaçları kesmek istemedik. O yüzden başka bir hammadde kaynağı aradık ve bir tane bulduk -- kâğıt endüstrisinin atıkları. Sebep: Çünkü çok fazla vardı. Avrupa, tek başına yıllık olarak bu materyalden 11 milyon ton üretiyordu. Bu miktar, bir futbol sahasında, 3 kilometre yüksekte duran bir dağın hacmine eşit. Ve bu dağı her sene üretiyoruz. Yani herkes için bir çevre sorunu oluşturuyor. Bizim için ise, altın madeni değerinde.
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.
Artık, endüstriyel ölçekte, İsrail'de nanoselüloz üretiyoruz. Çok yakında, İsveç'te. Bu maddeyle birçok şey yapabiliriz. Mesela, gördük ki; pamuk liflerine -- gömleğimin yapılmış olduğu madde -- çok az yüzdeyle nanoselüloz eklediğimizde dayanıklılığı inanılmaz bir şekilde artıyor. Bunu harika şeyler yapmakta kullanabiliriz. Endüstriyel ve tıbbi uygulamalar için süper lifler olarak mesela. Sadece bu da değil. Mesela, kendi kendine durabilen, kendine yeten yapılar, şu an görebildiğiniz sundurmalar örneğin, Venedik Mimari Bienali'nde sergilenmekte.
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?
Doğanın harikaları, bitki krallığında bitmek bilmiyor. Böcekleri düşünün. Kedi pireleri, örneğin, kendi boylarının 100 katı kadar zıplama yeteneğine sahip. Bu harika. New York'taki Özgürlük Adası'nın ortasında duran bir insanın bir sıçrayışta Özgürlük Heykeli'nin tepesine ulaşmasına eşdeğer. Eminim herkes bunu yapabilmek ister. O hâlde, asıl soru: Kedi pireleri bunu nasıl yapıyor?
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.
Görünen o ki, resilin denilen harika bir madde üretiyorlar. Basitçe anlatmak gerekirse, bir protein olan resilin, dünyadaki en elastik kauçuk. Gerebilirsiniz, ezebilirsiniz, çevreye neredeyse hiç enerji yitirmez. Bıraktığınızda --snap! Tüm enerjisini geri alır. Eminim herkes bu maddeye sahip olmak ister. Ancak sorun şurada: Kedi pirelerini yakalamak çok zor.
(Laughter)
(Kahkahalar)
Why? Because they are jumpy.
Neden? Çünkü çok zıplıyorlar.
(Laughter)
(Kahkahalar)
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.
Ancak aslında, bir tanesini yakalamak yeterli. Böylece DNA'sını çıkarabilir, kedi pirelerinin nasıl resilin ürettiğini okuyabilir ve daha az hareket eden bir organizmada kopyalayabiliriz, mesela bitki gibi. Tam olarak böyle yaptık. Şu anda istediğimiz kadar resilin üretebiliyoruz.
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.
Ekibim, üniversitede çok iyi bir şey yapmaya karar verdi. Bitki krallığının ürettiği en dayanıklı madde ile böcek krallığının ürettiği en elastik maddeyi birleştirmeye karar verdiler -- nanoselüloz ve resilin. Sonuç harika. Bu madde, çok sağlam, elastik ve saydam. Yani, bu madde ile yapılabilecek çok fazla şey var. Mesela, yeni nesil spor ayakkabıları, daha yükseğe zıplayabilmemiz, daha hızlı koşabilmemiz için ve hatta, bilgisayar ve akıllı telefonlar için dokunmatik ekranlar, kırılmayacak olanlarından.
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.
Şöyle bir sorunumuz var: Vücudumuza sentetik implantlar yerleştirmeye devam ediyoruz, adeta vücudumuza uhulayıp vidalıyoruz. Bunun iyi bir fikir olmadığını söyleyeceğim. Neden? Çünkü başarıya ulaşamıyor. Sentetik madde başarılı olamıyor, aynı plastik bir çatal gibi. Yapacağı iş için yeterince güçlü değil. Bazen de çok güçlü olabiliyorlar. Bu nedenle mekanik özellikleri çevrelerindeki dokulara uyum sağlayamıyor.
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.
Aslında, çok daha temel bir sebebi var: Doğada hiçbir şey yok ki; benim kafamı alıp boynumun üzerine vidalayabilsin veya cildimi alıp vücudumun üzerine yapıştırabilsin. Doğada her şey kendi kendine oluşuyor. Yani her canlı hücrenin, bitki, böcek veya insan hücresi de olsa, nanobiyo parçalar üretmeye kodlanmış bir DNA'sı var. Çoğu zaman bunlar proteinler. Bazı zamanlar, başka materyaller üreten enzimler, polisakkaridler, yağ asitleri gibi. Bu maddelerin ortak özelliği ise; hiçbir şeye ihtiyaç duymamaları. Birbirlerini tanıyıp kendi kendilerine organize oluyorlar ve bir yapı kuruyorlar -- hücrelerin üzerlerinde hızla çoğalıp dokuları oluşturduğu iskelet yapılarını. Bu dokular organlara dönüşüyor ve hep beraber hayatı oluşturuyorlar.
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.
Hebrew Üniversitesi'nde bizler, 10 sene önce, insanlar için muhtemelen en önemli olan biyomateryale odaklanmaya karar verdik: Kolajen. Neden kolajen? Çünkü kolajen kuru ağırlığımızın yaklaşık %25'ini oluşturuyor. Su dışında, kolajenden daha fazla olan bir materyal yok vücudumuzda. Her zaman söylemekten hoşlandığım gibi, insana ait parçaları yerleştirmekle uğraşan kimseler kolajene sahip olmak isterler.
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.
İtiraf etmek gerekirse, projeye başlamadan önce, halihazırda 1000'den fazla kolajenden yapılmış medikal implant vardı. Bilirsiniz, kırışıklıkları azaltmak için cilt dolguları, dudak büyütücüleri veya daha komplike medikal implantlar, kalp kapakçıkları gibi. O zaman sorun nerede? Sorun, kaynakta. Buradaki kolajenin tümü, ölü bedenlerden geliyor: Ölü domuzlar, ölü inekler, hatta insan kadavralarından bile. Bu yüzden güvenirlik kısmı önemli. Ancak tek sorun bu değil. Aynı zamanda, kalite de önemli.
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.
Şimdi burada, özel bir ilgimden bahsetmek istiyorum. Bu benim babam, Zvi, İsrail'deki şaraphanemizde. Size önceden gösterdiğime benzer bir kalp kapakçığı, 7 sene önce, ona takılmıştı. Şimdi, bilim diyor ki, bu kalp kapakçıkları operasyondan 10 sene sonra bozulmaya başlıyor. Hiç şaşırtıcı değil: Eski, kullanılmış dokulardan yapılıyorlar, aynı tuğlalardan yapılan bu duvarın çökmesi gibi. Tabii ki, bu tuğlaları alıp yeni bir duvar örebilirim. Ancak aynısı olmayacaktır. Amerika Gıda ve İlaç Kurumu, 2007'de bir bildiri yayımlayarak, şirketlerden daha iyi alternatifleri araştırmalarını istemişti.
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.
Biz de tam olarak öyle yaptık. İnsanlardaki 1.tür kolajeni yapan 5 insan genini trangenik tütün bitkisine kopyaladık. Şu anda, bu bitki yepyeni insan kolajeni üretme yetisine sahip, yepyeni, el sürülmemiş. Bu harika bir şey. Şu anda bunu yapabiliyoruz. İsrail'de 25.000 metrekarelik seralarda bunu yetiştiriyoruz. Tüm ülkede. Çiftçiler bunu küçük bitkiler hâlinde alıyorlar. Aynı normal tütün gibi görünüyor. 5 insan geni taşıyor olmalarının dışında. 1. tür kolajen üretebiliyorlar. 50 ila 70 gün boyunca büyütüyoruz, yapraklarını topluyoruz ve soğutuculu kamyonlarla fabrikaya taşıyoruz. Burada, kolajeni çıkarma işlemleri başlıyor.
Now, if you ever made a pesto -- essentially, the same thing.
Eğer pesto yaptıysanız -- aslında aynı işlem.
(Laughter)
(Kahkahalar)
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.
Yaprakları eziyorsunuz, kolajen içeren suyu çıkarıyorsunuz, proteini konsantre hâle getiriyoruz, son arındırma için proteini temiz yerlere taşıyoruz. Son noktada, vücudumuzdaki kolajenin aynısını elde ediyoruz -- el değmemiş, yepyeni. Bununla çeşitli medikal implantlar üretiyoruz: Kemik boşlukları dolgusu mesela, ciddi kemik kırıkları, omurga füzyonu için. Hatta son zamanlarda, Avrupa'da piyasaya, diyabetik ayak ülseri için akıcı bir jel sürdük, şu anda tıbbi tedavilerde kullanımı onaylandı.
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.
Bu bir bilim kurgu değil. Şu anda bu oluyor. İnsan vücudunun çeşitli yerlerine yerleştirebileceğimiz medikal implantlar yapmak için bitkileri kullanıyoruz. Aslında, son zamanlarda kolajen lifler yapabilmeye başladık. Aşil tendonundan 6 kat daha güçlü. Bu mükemmel.
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.
İrlanda'daki partnerlerimizle beraber, bir sonraki adımı düşündük: Bu liflere resilin eklemek. Bunu yaparak süperlif geliştirmiş olacağız, %380 daha güçlü, %300 daha esnek. İşin garip yanı şu ki, gelecekte bir hastaya, bu liflerden yapılmış yapay tendon veya bağ doku nakledildiğinde ameliyattan sonraki performansı, hasar görmeden öncekinden çok daha iyi olacak.
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.
Peki, gelecekte bizi neler bekliyor? Gelecekte, inanıyoruz ki, doğanın bize bahşettiği birçok nanobiyo yapı parçalarını -- kolajen, nanoselüloz, resilin ve daha birçoklarını yapabiliyor olacağız. Bu sayede, daha iyi makineler, daha iyi performans gösterecekler, kalp bile. Kalp, bir bağışçıdan aldığımız gibi değil, ondan da daha iyi olacak. Performansı daha iyi olacak ve kullanım süresi daha uzun olacak.
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.
Arkadaşım Zion Suliman bir keresinde zekice bir şey söylemişti. Demişti ki, "yeni bir fikir duymak istiyorsanız, eski bir kitaba bakmalısınız." Ben de diyorum ki, bu kitap zaten yazıldı. Evrimin 3 milyar yılı boyunca yazıldı. Ve içeriği, hayatın DNA'sı. Tek yapmamız gereken, bu metni okumak, doğanın bu armağanına kucak açmak ve ilerlemeye buradan başlamak.
Thank you.
Teşekkürler.
(Applause)
(Alkışlar)