and printing life.

さて 皆さんに 人工細胞を作り

But first, let me tell you a quick story.

生命をプリントすることについて お話しします

On March 31, 2013,

でも その前に ちょっとエピソードを

my team and I received an email from an international health organization,

2013年3月31日のこと

alerting us that two men died in China

私たちの研究チームは 国際的な保健機関から 一通のメールを受け取りました

shortly after contracting the H7N9 bird flu.

中国で２人の男性が H7N9型鳥インフルエンザに感染し

There were fears of a global pandemic

間もなく死亡したという知らせです

as the virus started rapidly moving across China.

世界的な流行の おそれがありました

Although methods existed to produce a flu vaccine

ウィルスは中国全土に 急速に広がり始めていたからです

and stop the disease from spreading,

インフルエンザのワクチンを製造し

at best, it would not be available for at least six months.

流行を抑える手段はありましたが

This is because a slow, antiquated flu vaccine manufacturing process

ワクチンが整うには少なくとも ６か月はかかることでしょう

developed over 70 years ago was the only option.

70年以上前に開発された 時間のかかる時代遅れのやり方が

The virus would need to be isolated from infected patients,

ワクチンを製造する 唯一の方法だったからです

packaged up and then sent to a facility

ウィルスを感染した患者から分離し

where scientists would inject the virus into chicken eggs,

梱包し 施設へと送り届け

and incubate those chicken eggs for several weeks

そこで科学者たちが ウィルスを鶏卵に注入し

in order to prepare the virus for the start of a multistep,

数週間かけて鶏卵の中で ウィルスを培養し

multimonth flu vaccine manufacturing process.

そうやって何段階ものステップと 何か月もの時間がかかる

My team and I received this email

インフルエンザ・ワクチン製造過程が 始まるのです

because we had just invented a biological printer,

私たちが メールを受け取ったのは

which would allow for the flu vaccine instructions

生物学的なプリンターを ちょうど発明したところだったからです

to be instantly downloaded from the internet and printed.

これはネットからダウンロードした 製造指示書から

Drastically speeding up the way in which flu vaccines are made,

すぐにワクチンを プリントすることができます

and potentially saving thousands of lives.

インフルエンザ・ワクチンの 製造過程を劇的に速め

The biological printer leverages our ability to read and write DNA

多くの人々の命を救う可能性を 秘めています

and starts to bring into focus

生物学的プリンターは DNAを解読し作製する能力を高め

what we like to call biological teleportation.

我々が「生物学的瞬間移動」と 呼んでいることも

I am a biologist and an engineer who builds stuff out of DNA.

視野に入ってきます

Believe it or not, one of my favorite things to do

私は生物学者兼技術者で DNAから様々な物質を作り出しています

is to take DNA apart and put it back together

信じてもらえないかもしれませんが 私のお気に入りの作業は

so that I can understand better how it works.

DNAを切断し 再び結合させて

I can edit and program DNA to do things, just like coders programing a computer.

DNAの仕組みを理解することです

But my apps are different.

DNAは コンピューターのコードのように 編集やプログラミングができますが

They create life.

私が作るアプリは独特で

Self-replicating living cells and things like vaccines and therapeutics

生命を作り出すんです

that work in ways that were previously impossible.

自己複製する生きた細胞や ワクチンや治療薬のようなもので

Here's National Medal of Science recipient Craig Venter

以前には作れなかったような 働きがあります

and Nobel laureate Ham Smith.

ここに写っているのは アメリカ国家科学賞 受賞者クレイグ・ヴェンターと

These two guys shared a similar vision.

ノーベル賞受賞者の ハミルトン・スミスです

That vision was, because all of the functions and characteristics

彼らは共通のビジョンを持っています

of all biological entities, including viruses and living cells,

それは ウィルスや生細胞など

are written into the code of DNA,

あらゆる生物的存在の機能や特徴は

if one can read and write that code of DNA,

DNAにプログラムされているのだから

then they can be reconstructed in a distant location.

そのコードを読み書きできれば

This is what we mean by biological teleportation.

遠く離れた場所でも 再構成出来るはずということです

To prove out this vision,

これが「生物学的瞬間的移動」の 意味することです

Craig and Ham set a goal of creating, for the first time,

このビジョンの正しさを証明するため

a synthetic cell, starting from DNA code in the computer.

クレイグとハミルトンは初の試みとして コンピューター上にあるDNAのコードから

I mean, come on, as a scientist looking for a job,

人工細胞を作るという 目標を定めました

doing cutting-edge research, it doesn't get any better than this.

最先端技術の研究の仕事を 探している一科学者として

(Laughter)

こんなに そそられるものは ありません

OK, a genome is a complete set of DNA within an organism.

（笑）

Following the Human Genome Project in 2003,

さて ゲノムとは生物内部にある DNAの全体を意味しています

which was an international effort to identify

2003年に完了したヒトゲノム計画は

the complete genetic blueprint of a human being,

人類の完全な遺伝子情報を 明らかにするという

a genomics revolution happened.

国際的な試みでしたが これに続くようにして

Scientists started mastering the techniques for reading DNA.

ゲノミクス（遺伝子学）に 革命が起こりました

In order to determine the order of the As, Cs, Ts and Gs

科学者はDNAを読み取る技術に 熟達していきました

within an organism.

生物の持つ A、C、T、Gの塩基配列を

But my job was far different.

決定するためです

I needed to master the techniques for writing DNA.

一方 私の研究は かなり異なっていて

Like an author of a book,

DNAを作製する技術に 熟達する必要がありました

this started out as writing short sentences,

作家のように

or sequences of DNA code,

DNAの短い文を

but this soon turned into writing paragraphs

書くことから始め

and then full-on novels of DNA code,

それから段落を書き

to make important biological instructions for proteins and living cells.

ついにはDNAでできた 小説全体を書き上げ

Living cells are nature's most efficient machines at making new products,

タンパク質や生細胞を作る 生物学的な指示書を作成するのです

accounting for the production

生細胞というのは新製品を作り出す上で 自然界に存在する最も効率的な機械で

of 25 percent of the total pharmaceutical market,

その生産高は

which is billions of dollars.

医薬品市場全体の25％に相当し

We knew that writing DNA would drive this bioeconomy even more,

数十億ドル規模にもなります

once cells could be programmed just like computers.

細胞をコンピューターのように プログラムできるようになれば

We also knew that writing DNA would enable biological teleportation ...

DNA作製は生物経済を さらに発展させ

the printing of defined, biological material,

生物学的瞬間移動も可能になると 分かっていました

starting from DNA code.

DNAが記述する 生物物質を

As a step toward bringing these promises to fruition,

DNAを元にプリントする ということです

our team set out to create, for the first time,

この夢を実現する 最初のステップとして

a synthetic bacterial cell,

私たちの研究チームは 世界で初めて

starting from DNA code in the computer.

コンピューター上のDNA情報から 人工的なバクテリア細胞を作り出そうと

Synthetic DNA is a commodity.

取り組み始めました

You can order very short pieces of DNA from a number of companies,

人工DNAは市販商品です

and they will start from these four bottles of chemicals that make up DNA,

短いDNA断片の製造を 請け負う会社がいくつもあり

G, A, T and C,

DNAを構成する化学物質である G、A、T、Cの入った

and they will build those very short pieces of DNA for you.

この４本の瓶から始めて

Over the past 15 years or so,

短いDNA断片を作ってくれます

my teams have been developing the technology

これまでの15年間ほど

for stitching together those short pieces of DNA

私たちのチームは

into complete bacterial genomes.

短いDNA断片を繋ぎ合わせて バクテリアの完全なゲノムを作る

The largest genome that we constructed contained over one million letters.

技術を開発してきました

Which is more than twice the size of your average novel,

最も長いゲノムは 百万文字以上の長さになりました

and we had to put every single one of those letters in the correct order,

これは平均的な小説の ２倍の長さに相当しますが

without a single typo.

これをただの一文字のミスもなく 作り上げる必要がありました

We were able to accomplish this by developing a procedure

これをただの一文字のミスもなく 作り上げる必要がありました

that I tried to call the "one-step isothermal in vitro recombination method."

これはある手法を開発することで 可能になり

(Laughter)

私はそれを「単一工程生体外等温再構成法」 と名付けようとしましたが—

But, surprisingly, the science community didn't like this technically accurate name

（笑）

and decided to call it Gibson Assembly.

驚いたことに 科学界は 技術的に正確なこの名前がお気に召さず

Gibson Assembly is now the gold standard tool,

「ギブソン・アセンブリ」と命名しました

used in laboratories around the world

これは 今では標準的な手法となっていて

for building short and long pieces of DNA.

世界中の研究室で

(Applause)

長短さまざまなDNAを作製するのに 使われています

Once we chemically synthesized the complete bacterial genome,

（拍手）

our next challenge was to find a way

バクテリアのゲノムを 化学的に合成できるようになったら

to convert it into a free-living, self-replicating cell.

次の課題は これを元に

Our approach was to think of the genome as the operating system of the cell,

自己複製を行うことができる 生命を宿した細胞を作ることです

with the cell containing the hardware necessary to boot up the genome.

我々のアプローチは ゲノムは 細胞のOS（基本ソフト）であり

Through a lot of trial and error,

細胞はゲノムの起動に必要な ハードウェアとみなすというものです

we developed a procedure where we could reprogram cells

様々な試行錯誤を繰り返し

and even convert one bacterial species into another,

細胞を再プログラムし さらには

by replacing the genome of one cell with that of another.

細胞のゲノムを 別の細胞のゲノムで置換することで

This genome transplantation technology then paved the way

バクテリアを別の種に変えてしまう 方法も開発しました

for the booting-up of genomes written by scientists

このゲノム移植技術によって

and not by Mother Nature.

母なる自然ではなく 科学者が作製したゲノムを

In 2010, all of the technologies

起動させる道が開けました

that we had been developing for reading and writing DNA

2010年には

all came together when we announced the creation

DNAを読み取り 作製するために 開発した技術を総動員して

of the first synthetic cell,

史上初の人工細胞を 作り出したことを発表し

which of course, we called Synthia.

史上初の人工細胞を 作り出したことを発表し

(Laughter)

今回は「シンシア」(Synthia)と 命名しました

Ever since the first bacterial genome was sequenced, back in 1995,

（笑）

thousands more whole bacterial genomes have been sequenced and stored

バクテリアのゲノムの塩基配列が 1995年に初めて決定されて以来

in computer databases.

何千ものバクテリアの 全塩基配列が決定され

Our synthetic cell work was the proof of concept

コンピューター上のデータベースに 保存されてきました

that we could reverse this process:

人工細胞に関する我々の研究は この逆の手順が

pull a complete bacterial genome sequence out of the computer

可能であることを 証明するものでした

and convert that information into a free-living, self-replicating cell,

コンピューターから取り出した バクテリアの完全な塩基配列を

with all of the expected characteristics of the species that we constructed.

期待される特徴をすべて備える 生きた自己複製する細胞へと

Now I can understand why there may be concerns

変換することが できたのです

about the safety of this level of genetic manipulation.

このようなレベルの 遺伝子操作をすることについて

While the technology has the potential for great societal benefit,

安全性の懸念があるのは 理解できます

it also has the potential for doing harm.

この技術は 社会にとても役立つ可能性を 秘めている一方

With this in mind, even before carrying out the very first experiment,

害をもたらす可能性もあります

our team started to work with the public and the government

このことに留意し 最初の実験を始める前から

to find solutions together

私たちは 一般の人々や政府と共に

to responsibly develop and regulate this new technology.

この新しい技術を 責任をもって開発し

One of the outcomes from those discussions was to screen every customer

規制するための 方法を探り始めました

and every customer's DNA synthesis orders,

そのような議論から得られた 結論の一つは

to make sure that pathogens or toxins are not being made by bad guys,

DNA合成のすべての発注者と 発注内容を精査し

or accidentally by scientists.

病原菌や毒物を 悪者が作ったり

All suspicious orders are reported to the FBI

科学者が偶然作ってしまうことが ないようにするということです

and other relevant law-enforcement agencies.

疑わしき注文はすべて

Synthetic cell technologies will power the next industrial revolution

FBIや その他の関連する法執行機関に 報告されます

and transform industries and economies

人工細胞技術は 次の産業革命の原動力になり

in ways that address global sustainability challenges.

世界的なサステナビリティの 問題解決に貢献するような形で

The possibilities are endless.

産業界や経済界に 変革をもたらすことでしょう

I mean, you can think of clothes

可能性は無限大です

constructed form renewable biobased sources,

例えば

cars running on biofuel from engineered microbes,

再生可能な 生物的資源から作られた衣服

plastics made from biodegradable polymers

合成微生物が生み出す バイオ燃料で走る車

and customized therapies, printed at a patient's bedside.

生分解性ポリマーから作られた プラスチック

The massive efforts to create synthetic cells

患者に合わせた特製の治療薬を ベッド脇でプリントすることなどが考えられます

have made us world leaders at writing DNA.

人工細胞を作り出すための 大いなる努力によって

Throughout the process, we found ways to write DNA faster,

我々はDNA作製の 最先端に立ちました

more accurately and more reliably.

この過程で DNAをより速く より正確に より高い信頼性で

Because of the robustness of these technologies,

作成する方法を 見いだしてきました

we found that we could readily automate the processes

これらの技術のロバスト性により

and move the laboratory workflows out of the scientist's hands

作成手順を自動化して

and onto a machine.

科学者が実験室で 手作業を行っていたことを

In 2013, we built the first DNA printer.

機械で行えることに 気付きました

We call it the BioXp.

2013年に 初のDNAプリンターが 完成しました

And it has been absolutely essential in writing DNA

BioXpといいます

across a number of applications

私達や世界中の研究者が 取り組んでいる

my team and researchers around the world are working on.

数々の応用において

It was shortly after we built the BioXp

この装置はDNA作製のため 不可欠なものとなっています

that we received that email about the H7N9 bird flu scare in China.

BioXpが完成して直ぐ後に

A team of Chinese scientists had already isolated the virus,

中国で発生したH7N9型鳥インフルエンザの 脅威に関するメールを受信しました

sequenced its DNA and uploaded the DNA sequence to the internet.

中国の科学者チームは 既にウィルスを分離し

At the request of the US government, we downloaded the DNA sequence

DNAの塩基配列を解明して ネット上にアップしていました

and in less than 12 hours, we printed it on the BioXp.

我々は米国政府の要請を受けて DNA塩基配列をダウンロードし

Our collaborators at Novartis

12時間も経たないうちに BioXpでこれをプリントしました

then quickly started turning that synthetic DNA into a flu vaccine.

製薬会社ノバルティスの 協力者たちは

Meanwhile, the CDC, using technology dating back to the 1940s,

直ちに この人工DNAを インフルエンザワクチンへと変えていきました

was still waiting for the virus to arrive from China

その間 アメリカ疾病管理予防センターは 1940年代以来のやり方によって

so that they could begin their egg-based approach.

中国からウィルスの サンプルが届くのを待ち

For the first time, we had a flu vaccine developed ahead of time

鶏卵を使った手法を 開始する準備を整えていました

for a new and potentially dangerous strain,

我々は史上初めて 新型の 危険性が高いウィルス株のワクチンを

and the US government ordered a stockpile.

流行する前に 製造することができ

(Applause)

米国政府は備蓄用に これを注文しました

This was when I began to appreciate, more than ever,

（拍手）

the power of biological teleportation.

私は この時になって初めて

(Laughter)

生物学的瞬間移動の威力を 本当に理解するに至りました

Naturally, with this in mind,

生物学的瞬間移動の威力を 本当に理解するに至りました

we started to build a biological teleporter.

このこともあって 我々は自然な成り行きとして

We call it the DBC.

生物学的瞬間移動装置の 製作を始めました

That's short for digital-to-biological converter.

この装置をDBCと呼んでいます

Unlike the BioXp,

デジタル－バイオ・コンバーターの略です

which starts from pre-manufactured short pieces of DNA,

予め作られた DNAの短い断片を元にする

the DBC starts from digitized DNA code

BioXpとは異なり

and converts that DNA code into biological entities,

DBCはデジタル化された DNAから始め

such as DNA, RNA, proteins or even viruses.

それを生物的な実体 ―

You can think of the BioXp as a DVD player,

DNA、RNA、タンパク質さらには ウィルスといったものに変換します

requiring a physical DVD to be inserted,

BioXpは 物理的なDVDを 入れる必要がある

whereas the DBC is Netflix.

DVDプレイヤーであるのに対し

To build the DBC,

DBCはNetflixだと 考えるといいでしょう

my team of scientists worked with software and instrumentation engineers

DBCを作るために

to collapse multiple laboratory workflows,

科学者のチームが ソフトウェアエンジニアや 計装エンジニアと共同して

all in a single box.

実験室における 複数の作業工程の全てを

This included software algorithms to predict what DNA to build,

１つの装置にまとめました

chemistry to link the G, A, T and C building blocks of DNA into short pieces,

これに含まれるものには 作製されるDNAを予測するソフトウェア

Gibson Assembly to stitch together those short pieces into much longer ones,

DNAの基本単位であるG、A、T、Cを 短いDNA断片にする化学

and biology to convert the DNA into other biological entities,

短い断片をより長いものに繋げる ギブソン・アセンブリ

such as proteins.

それに DNAをタンパク質といった 生物学的実体に変換する

This is the prototype.

生物学があります

Although it wasn't pretty, it was effective.

これが試作機です

It made therapeutic drugs and vaccines.

見た目はともかく うまく機能します

And laboratory workflows that once took weeks or months

治療薬やワクチンを作れました

could now be carried out in just one to two days.

実験室では数週間から 数か月掛かっていた作業工程が

And that's all without any human intervention

わずか １日か２日で できるようになりました

and simply activated by the receipt of an email

まったく人間の手を 介さずに機能し

which could be sent from anywhere in the world.

世界のどこかから送られてきた メールによって

We like to compare the DBC to fax machines.

起動することができます

But whereas fax machines received images and documents,

私達はよくDBCを ファックスにたとえています

the DBC receives biological materials.

ファックスで受け取るのは 画像や文書ですが

Now, consider how fax machines have evolved.

DBCで受け取るのは 生物学的な物質です

The prototype of the 1840s is unrecognizable,

ファックスの進化の歴史を 振り返ってみると

compared with the fax machines of today.

1840年代に作られた試作機は

In the 1980s, most people still didn't know what a fax machine was,

ファックスに見えないくらい 現在のものと大きく異なっていました

and if they did,

1980年代においてすら たいていの人は ファックスを知りませんでしたが

it was difficult for them to grasp the concept

知っていたとしても

of instantly reproducing an image on the other side of the world.

画像を地球の反対側で 即座に再生するという概念は

But nowadays, everything that a fax machine does

理解するのが困難でした

is integrated on our smart phones,

現在ではファックスの全ての機能は

and of course, we take this rapid exchange of digital information for granted.

スマホに組み込まれていて

Here's what our DBC looks like today.

誰もがこのデジタル情報の高速なやり取りを 当たり前のものと考えています

We imagine the DBC evolving in similar ways as fax machines have.

現在のDBCはこんな感じです

We're working to reduce the size of the instrument,

DBCはファックスのように 進化することでしょう

and we're working to make the underlying technology

私たちは装置の小型化や

more reliable, cheaper, faster and more accurate.

基盤をなす技術の信頼性向上

Accuracy is extremely important when synthesizing DNA,

低価格化、高速化や 正確さの向上に取り組んでいます