TED日本語 - タル・ダニノ: 細菌を使ってガンの早期発見と治療を

TED日本語

TED Talks(英語 日本語字幕付き動画)

TED日本語 - タル・ダニノ: 細菌を使ってガンの早期発見と治療を

TED Talks

細菌を使ってガンの早期発見と治療を
We can use bacteria to detect cancer (and maybe treat it)
タル・ダニノ
Tal Danino

内容

合成生物学者のタル・ダニノは、最も発見が難しいガンの1つ肝臓ガンに関して、主流から離れた考えを持っています。それは、プログラムされた細菌の内服で、肝臓ガンを検出できるようにするというものです。彼は、細菌に関して私たちがやっと理解し始めた事を用いています。クオラムセンシングでの細菌の効力、また、一旦、細菌濃度が臨界値に達すると、細菌が協働し合う性質を利用することです。TEDフェローのダニノは、クオラムセンシングがどのように働くのかを説明し、細菌が巧妙に相互作用する性質を利用する事で、ガン治療を変える日が来るだろうと語ります。

Script

You may not realize this, but there are more bacteria in your body than stars in our entire galaxy. This fascinating universe of bacteria inside of us is an integral part of our health, and our technology is evolving so rapidly that today we can program these bacteria like we program computers.

Now, the diagram that you see here, I know it looks like some kind of sports play, but it is actually a blueprint of the first bacterial program I developed. And like writing software, we can print and write DNA into different algorithms and programs inside of bacteria. What this program does is produces fluorescent proteins in a rhythmic fashion and generates a small molecule that allows bacteria to communicate and synchronize, as you're seeing in this movie. The growing colony of bacteria that you see here is about the width of a human hair. Now, what you can't see is that our genetic program instructs these bacteria to each produce small molecules, and these molecules travel between the thousands of individual bacteria telling them when to turn on and off. And the bacteria synchronize quite well at this scale, but because the molecule that synchronizes them together can only travel so fast, in larger colonies of bacteria, this results in traveling waves between bacteria that are far away from each other, and you can see these waves going from right to left across the screen.

Now, our genetic program relies on a natural phenomenon called quorum sensing, in which bacteria trigger coordinated and sometimes virulent behaviors once they reach a critical density. You can observe quorum sensing in action in this movie, where a growing colony of bacteria only begins to glow once it reaches a high or critical density. Our genetic program continues producing these rhythmic patterns of fluorescent proteins as the colony grows outwards. This particular movie and experiment we call The Supernova, because it looks like an exploding star.

Now, besides programming these beautiful patterns, I wondered, what else can we get these bacteria to do? And I decided to explore how we can program bacteria to detect and treat diseases in our bodies like cancer. One of the surprising facts about bacteria is that they can naturally grow inside of tumors. This happens because typically tumors are areas where the immune system has no access, and so bacteria find these tumors and use them as a safe haven to grow and thrive. We started using probiotic bacteria which are safe bacteria that have a health benefit, and found that when orally delivered to mice, these probiotics would selectively grow inside of liver tumors. We realized that the most convenient way to highlight the presence of the probiotics, and hence, the presence of the tumors, was to get these bacteria to produce a signal that would be detectable in the urine, and so we specifically programmed these probiotics to make a molecule that would change the color of your urine to indicate the presence of cancer. We went on to show that this technology could sensitively and specifically detect liver cancer,one that is challenging to detect otherwise.

Now, since these bacteria specifically localize to tumors, we've been programming them to not only detect cancer but also to treat cancer by producing therapeutic molecules from within the tumor environment that shrink the existing tumors, and we've been doing this using quorum sensing programs like you saw in the previous movies.

Altogether, imagine in the future taking a programmed probiotic that could detect and treat cancer, or even other diseases. Our ability to program bacteria and program life opens up new horizons in cancer research, and to share this vision, I worked with artist Vik Muniz to create the symbol of the universe, made entirely out of bacteria or cancer cells. Ultimately, my hope is that the beauty and purpose of this microscopic universe can inspire new and creative approaches for the future of cancer research.

Thank you.

(Applause)

ご存知でないかもしれませんが 我々の体内にいるバクテリアは 天の川銀河にある星の数より多いのです この興味深い体内のバクテリア環境は 我々の健康に不可欠なものです テクノロジーの急速な進化のお陰で 今や コンピューターをプログラムするように バクテリアにプログラムを書き込みできます

この略図をご覧下さい 何かスポーツゲームの様ですが 私が開発した最初の バクテリア・プログラムの設計図です ソフトウェアを作成するように DNAを微生物の中に 様々なアルゴリズムやブログラムとして 複写したり書き込んだりできます このプログラムでは蛍光蛋白質が 規則的に作られ 細菌同士を交信させ同期させる 小さな分子が生まれます それがこのビデオで見ているものです ここに見える増殖している細菌叢は ヒトの頭髪の太さ位の大きさです これでは分からないのですが 我々の遺伝子プログラムは 細菌それぞれに小さな分子を作らせ その分子が何千もの細菌を 制御しているのです 細菌はこのスケールでは良く同期していますが 細菌を同期させる分子の 移動速度には限りがあるので 大きな細菌叢では遠く離れている細菌同士の間を 分子が繋ぐ波が出来上がります スライドを右から左に横切る波が見えますね

遺伝子プログラムは自然現象に頼り クオラムセンシングと呼ばれ この中で細菌は協働し 時には臨界濃度に達すると 毒性を発したりします これでクオラムセンシングが 起きているのが見られ 細菌の増殖で細菌叢の濃度が 高くなったり臨界値に達すると 光り出しているのが見れますね 我々の遺伝子プログラムは 細菌叢が外に向かって広がるにつれ 蛍光タンパク質の こういう規則的なパターンを 作り続けます このビデオと実験を 我々は「超新星」と呼んでいます 星が爆発しているみたいだからです

この美しいパターンをプログラムする以外 他にバクテリアで何が出来るでしょう? ガンのような病気を検出し治療する為に 細菌をプログラムできないか 色々実験してみる事にしました 細菌の驚くべき性質の1つは ガン細胞内で自然に増殖するという事です 通常のガン細胞は 免疫組織の機能が届かない所にあるので 細菌がガン細胞を見つけ ガン細胞内で安穏と 増殖してしまうのです 我々は健康に良い善玉菌である 共生細菌を使い始め マウスに経口で投与すると この共生菌は肝臓ガン細胞内を選んで 増殖することを発見しました 共生細菌を確認して それでガンを見つける 最も便利な方法は 細菌に尿で検出されるような 信号を発信させることです よって このようなプログラムをし 共生菌に尿の色を変える分子を作らせ ガンの検知が出来るようにします 我々はこのテクノロジーで 特に発見が遅れがちな肝臓ガンを 敏感に特定して 検出できる事を示しました

この細菌はガンを的確に見つけ出すので ガンの検出の為だけでなく治療にも 細菌をプログラムしています その方法は ガン環境の中から ガン細胞を縮小する 治療分子作りを ビデオのような クオラムセンシングのプログラムを使い 行っています

想像してみても下さい プログラムされた共生細菌の内服により ガンやその他の病気も検出し治療できる日が 来るという事を 細菌をプログラムする事で 我々の生活も変わり ガン研究の新しい展望が切り開かれて行きます このビジョンを表現したいと 芸術家ヴィック・ムニーズと 細菌またはガン細胞だけで 構成された世界のシンボルを作製しました いずれは このミクロの世界が持つ 役割と素晴らしさが これからのガン研究に創造的なアプローチを生む インスピレーションとなればと願っています

ありがとうございました

(拍手)

― もっと見る ―
― 折りたたむ ―

品詞分類

  • 主語
  • 動詞
  • 助動詞
  • 準動詞
  • 関係詞等

関連動画