Τι συμβαίνει στη Γενωμική και με ποιο τρόπο αυτή η επανάσταση πρόκειται ν' αλλάξει όλα όσα ξέρουμε για τον κόσμο, τη ζωή, τους εαυτούς μας και τον τρόπο που σκεφτόμαστε γι' αυτά.
What's happening in genomics, and how this revolution is about to change everything we know about the world, life, ourselves, and how we think about them.
Εάν είδατε την ταινία 2001: Η Οδύσσεια του Διαστήματος, και ακούσατε τους χτύπους της μουσικής και είδατε το μονόλιθο, ξέρετε ότι αυτή ήταν η αντίληψη του Άρθουρ Κλαρκ ότι βρισκόμασταν σε μια σπερματική στιγμή της εξέλιξης του είδους μας. Σε αυτήν την περίπτωση ο πίθηκος, μάζευε οστά φτιάχνοντας εργαλεία, και τα χρησιμοποιούσε, που σήμαινε ότι με κάποιο τρόπο οι πίθηκοι, ξαφνικά καθώς έτρεχαν τριγύρω, έτρωγαν και το 'καναν μεταξύ τους, ανακάλυψαν ότι μπορούν να κάνουν πράγματα χρησιμοποιώντας εργαλεία. Και αυτό μας μετακίνησε στο επόμενο επίπεδο.
If you saw 2001: A Space Odyssey, and you heard the boom, boom, boom, boom, and you saw the monolith, you know, that was Arthur C. Clarke's representation that we were at a seminal moment in the evolution of our species. In this case, it was picking up bones and creating a tool, using it as a tool, which meant that apes just, sort of, running around and eating and doing each other figured out they can make things if they used a tool. And that moved us to the next level.
Ξέρετε, εμείς ιδιαίτερα τα τελευταία 30 χρόνια, έχουμε δει αυτή την επιτάχυνση της γνώσης και της τεχνολογίας και η τεχνολογία έχει φέρει περισσότερη γνώση δίνοντάς μας νέα εργαλεία. Έχουμε δει πολλές σπερματικές στιγμές. Είδαμε τη δημιουργία μικρών υπολογιστών τη δεκαετία του '70 κι αρχές του '80 και ποιος θα φανταζόταν τότε ότι σήμερα κάθε άνθρωπος δε θα είχε μόνο έναν υπολογιστή, αλλά πιθανώς 20 μέσα στο σπίτι του, όχι μόνο το PC του, αλλά και μέσα σε κάθε άλλη συσκευή - στο πλυντήριο σας, στο κινητό σας. Κάνετε μια βόλτα· το αυτοκίνητό σας έχει 12 μικροεπεξεργαστές. Κατόπιν πήγαμε παραπέρα και δημιουργήσαμε το διαδίκτυο και ενώσαμε όλον τον κόσμο· κάναμε τη γη επίπεδη.
And, you know, we in the last 30 years in particular have seen this acceleration in knowledge and technology, and technology has bred more knowledge and given us tools. And we've seen many seminal moments. We've seen the creation of small computers in the '70s and early '80s, and who would have thought back then that every single person would not have just one computer but probably 20, in your home, and in not just your P.C. but in every device -- in your washing machine, your cell phone. You're walking around; your car has 12 microprocessors. Then we go along and create the Internet and connect the world together; we flatten the world.
Έχουμε δει τόση αλλαγή και έχουμε δώσει στους εαυτούς μας αυτά τα εργαλεία τώρα - αυτά τα παντοδύναμα εργαλεία - που μας επιτρέπουν να στρέψουμε το φακό μας προς τα μέσα, σε κάτι που είναι κοινό σε όλους μας κι αυτό είναι το γονιδίωμα.
We've seen so much change, and we've given ourselves these tools now -- these high-powered tools -- that are allowing us to turn the lens inward into something that is common to all of us, and that is a genome.
Πώς είναι το γονιδίωμά σας σήμερα; Το σκεφτήκατε καθόλου τελευταία; Ακούσατε γι' αυτό τουλάχιστον; Πιθανότατα ακούτε για γονιδιώματα τον τελευταίο καιρό.
How's your genome today? Have you thought about it lately? Heard about it, at least? You probably hear about genomes these days.
Σκέφτηκα ν' αφιερώσουμε ένα λεπτό για να σας πω τι είναι ένα γονιδίωμα. Είναι κάπως σαν να ρωτάς τους ανθρώπους, λοιπόν τι είναι ένα μεγαμπάϊτ ή ένα μεγαμπίτ; Και τι είναι ευρυζωνικό; Οι άνθρωποι ποτέ δε θέλουν να εξηγήσουν, πραγματικά δεν καταλαβαίνω. Θα σας πω λοιπόν στα γρήγορα. Έχετε ακούσει για το DNA· πιθανότατα το έχετε μελετήσει λίγο στη βιολογία. Ένα γονιδίωμα είναι στην πραγματικότητα μια περιγραφή όλου του DNA ενός ζωντανού οργανισμού. Και ένα πράγμα που είναι κοινό σε όλους τους ζωντανούς οργανισμούς είναι το DNA. Δεν έχει σημασία εάν είσαι ζύμομήκυτας δεν έχει σημασία εάν είσαι ποντίκι, δεν έχει σημασία εάν είσαι μύγα· όλοι έχουμε DNA. Το DNA οργανώνεται σε λέξεις, που τις λέμε: γονίδια και χρωμοσώματα.
I thought I'd take a moment to tell you what a genome is. It's, sort of, like if you ask people, Well, what is a megabyte or megabit? And what is broadband? People never want to say, I really don't understand. So, I will tell you right off of the bat. You've heard of DNA; you probably studied a little bit in biology. A genome is really a description for all of the DNA that is in a living organism. And one thing that is common to all of life is DNA. It doesn't matter whether you're a yeast; it doesn't matter whether you're a mouse; doesn't matter whether you're a fly; we all have DNA. The DNA is organized in words, call them: genes and chromosomes.
Και όταν οι Γουάτσον και Κρίκ κατά τη δεκαετία του '50 πρώτοι αποκωδικοποίησαν αυτή την όμορφη διπλή έλικα που γνωρίζουμε ως μόριο DNA, - μεγάλου μήκους και περίπλοκότητας μόριο - αργότερα σε αυτό το ταξίδι, αρχίσαμε να κατανοούμε ότι μέσα σε αυτό το DNA βρίσκεται μια γλώσσα που καθορίζει τα χαρακτηριστικά μας γνωρίσματα, τι κληρονομούμε, από τι ασθένειες μπορεί να νοσήσουμε. Επίσης καθ' οδόν ανακαλύψαμε ότι είναι ένα πολύ παλαιό μόριο, ότι το DNA του σώματός σας, υπήρχε από πάντοτε, από το ξεκίνημά μας, ημών ως όντων. Υπάρχει ιστορικό αρχείο.
And when Watson and Crick in the '50s first decoded this beautiful double helix that we know as the DNA molecule -- very long, complicated molecule -- we then started on this journey to understand that inside of that DNA is a language that determines the characteristics, our traits, what we inherit, what diseases we may get. We've also along the way discovered that this is a very old molecule, that all of the DNA in your body has been around forever, since the beginning of us, of us as creatures. There is a historical archive.
Μέσα στο γονιδίωμά σας, ζει η ιστορία του είδους μας και μέσα σας, ως μεμονωμένα ανθρώπινα όντα, η καταγωγή σας που πάει πίσω, χιλιάδες και χιλιάδες και χιλιάδες χρόνια και αυτό τώρα αρχίζει να γίνεται κατανοητό. Όμως επίσης, το γονιδίωμα είναι πραγματικά το εγχειρίδιο οδηγιών. Είναι το πρόγραμμα. Είναι ο κώδικας της ζωής. Είναι αυτό που σας κάνει λειτουργικούς· που κάνει κάθε οργανισμό να λειτουργεί. Το DNA είναι ένα πολύ κομψό μόριο. Είναι μακρύ και περίπλοκο. Το μόνο που πραγματικά πρέπει να ξέρετε γι' αυτό, είναι ότι υπάρχουν τέσσερα γράμματα: Τα A, T, C, G τα οποία αντιπροσωπεύουν το όνομα τεσσάρων χημικών ουσιών. Με αυτά τα τέσσερα γράμματα, μπορείς να δημιουργήσεις μια γλώσσα: μια γλώσσα που μπορεί να περιγράψει τα πάντα, ακόμη και πολύπλοκα πράγματα. Ξέρετε γενικά ότι συντάσσονται σε ζεύγη, δημιουργώντας μια λέξη από αυτά που ονομάζουμε ζεύγη βάσεων. Θα 'λεγε κανείς, ξέρετε, αν το σκεφτεί, τέσσερα γράμματα, ή η αναπαράσταση τεσσάρων πραγμάτων, μας κάνει να λειτουργούμε.
Living in your genome is the history of our species, and you as an individual human being, where you're from, going back thousands and thousands and thousands of years, and that's now starting to be understood. But also, the genome is really the instruction manual. It is the program. It is the code of life. It is what makes you function; it is what makes every organism function. DNA is a very elegant molecule. It's long and it's complicated. Really all you have to know about it is that there's four letters: A, T, C, G; they represent the name of a chemical. And with these four letters, you can create a language: a language that can describe anything, and very complicated things. You know, they are generally put together in pairs, creating a word or what we call base pairs. And you would, you know, when you think about it, four letters, or the representation of four things, makes us work.
Αυτό μπορεί να μην ακούγεται σωστό διαισθητικά, αλλά επιτρέψτε μου να γυρίσω σε κάτι άλλο που όλοι γνωρίζετε: τους υπολογιστές. Κοιτάξτε εδώ στην οθόνη, βλέπετε εικόνες και βλέπετε και λέξεις, αλλά στην πραγματικότητα όλα αυτά είναι μηδέν και ένα. Η γλώσσα της τεχνολογίας είναι διαδική· σίγουρα θα το έχετε ακούσει κάποια στιγμή. Ό,τι συμβαίνει ψηφιακά, είναι μετατροπή μιας αναπαράστασης από μηδέν και ένα. Έτσι όταν ακούτε στο iTunes την αγαπημένη σας μουσική, στην πραγματικότητα είναι ένα μάτσο από μηδέν και ένα, που παίζουν πολύ γρήγορα. Όταν βλέπετε αυτές τις εικόνες, είναι όλο μηδέν και ένα, και όταν μιλάτε στο τηλέφωνο, το κινητό σας, και πηγαίνει σε όλο το δίκτυο, η φωνή σας μετατρέπεται σε μηδέν και ένα και με μαγικό τρόπο διασχίζει τις αποστάσεις. Δείτε όλα αυτά τα περίπλοκα κι υπέροχα πράγματα που καταφέραμε να δημιουργήσουμε μόνο με μηδέν και ένα.
And that may not sound very intuitive, but let me flip over to something else you know about, and that's computers. Look at this screen here and, you know, you see pictures and you see words, but really all there are are ones and zeros. The language of technology is binary; you've probably heard that at some point in time. Everything that happens in digital is converted, or a representation, of a one and a zero. So, when you're listening to iTunes and your favorite music, that's really just a bunch of ones and zeros playing very quickly. When you're seeing these pictures, it's all ones and zeros, and when you're talking on your telephone, your cell phone, and it's going over the network, your voice is all being turned into ones and zeros and magically whizzed around. And look at all the complex things and wonderful things we've been able to create with just a one and a zero.
Τώρα ανάγετε όλα αυτά, σε τέσσερα γράμματα και θα έχετε μεγάλη πολυπλοκότητα, πολλούς τρόπους για να περιγράψετε μηχανισμούς. Ας μιλήσουμε λοιπόν για το τι σημαίνει αυτό. Εάν κοιτάξετε ένα ανθρώπινο γονιδίωμα, αποτελείται από 3,2 δις αυτών των ζευγών βάσεων. Είναι πολλά. Αναμιγνύονται με όλους τους διαφορετικούς τρόπους κι αυτό σε κάνει ανθρώπινο ον. Εάν το μετατρέψετε σε διαδικό, για να σας δώσω μια αίσθηση αναλογίας, είμαστε μικρότεροι από το πρόγραμμα Microsoft Office. Δεν είναι τόσα πολλά δεδομένα. Θα σας πω επίσης ότι είμαστε εξ' ίσου γεμάτοι με σφάλματα. (Γέλια)
Well, now you ramp that up to four, and you have a lot of complexity, a lot of ways to describe mechanisms. So, let's talk about what that means. So, if you look at a human genome, they consist of 3.2 billion of these base pairs. That's a lot. And they mix up in all different fashions, and that makes you a human being. If you convert that to binary, just to give you a little bit of sizing, we're actually smaller than the program Microsoft Office. It's not really all that much data. I will also tell you we're at least as buggy. (Laughter)
Αυτό εδώ είναι ένα σφάλμα στο γονιδίωμά μου με το οποίο έχω παλέψει για πολύ-πολύ καιρό. Όταν αρρωσταίνετε, υπάρχει ένα σφάλμα στο γονιδίωμά σας. Στην πραγματικότητα, για πάρα πολλές ασθένειες με τις οποίες παλεύουμε εδώ και πολύ καιρό, όπως ο καρκίνος, δεν έχουμε καταφέρει να βρούμε θεραπείες επειδή δεν καταλαβαίνουμε πώς λειτουργούν στο γονιδιωματικό επίπεδο. Τώρα αρχίζουμε να το καταλαβαίνουμε.
This here is a bug in my genome that I have struggled with for a long, long time. When you get sick, it is a bug in your genome. In fact, many, many diseases we have struggled with for a long time, like cancer, we haven't been able to cure because we just don't understand how it works at the genomic level. We are starting to understand that.
Έτσι μέχρι τώρα προσπαθούσαμε να το επισκευάσουμε χρησιμοποιώντας αυτό που εγώ ονομάζω "ό,τι να 'ναι" φαρμακολογία, που σημαίνει: "Καλά, ας του ρίξουμε χημικά κι αυτά, μπορεί να το κάνουν να λειτουργήσει." Όμως τι γίνεται εάν καταλαβαίνεις το λόγο που ένα κύτταρο μετατρέπεται από φυσιολογικό σε καρκινικό; Ποιος είναι ο κώδικας; Ποιες είναι οι ακριβείς οδηγίες που το κάνουν να μετατρέπεται; Τότε μόνο μπορείς να προσπαθήσεις να μπεις στη διαδικασία να το επισκευάσεις και να το κατανοήσεις. Σας έχω μερικά δεδομένα για το επόμενο δείπνο, με ένα μπουκάλι καλό κρασί.
So, up to this point we tried to fix it by using what I call shit-against-the-wall pharmacology, which means, well, let's just throw chemicals at it, and maybe it's going to make it work. But if you really understand why does a cell go from normal cell to cancer? What is the code? What are the exact instructions that are making it do that? then you can go about the process of trying to fix it and figure it out. So, for your next dinner over a great bottle of wine, here's a few factoids for you.
Στην πραγματικότητα έχουμε περίπου 24.000 γονίδια που κάνουν διάφορα πράγματα. Έχουμε περίπου εκατό με εκατόν είκοσι χιλιάδες ακόμη, που δε φαίνεται να λειτουργούν καθημερινά, αλλά αντιπροσωπεύουν το ιστορικό αρχείο του πώς λειτουργούσαμε κάποτε ως είδος πηγαίνοντας πίσω, δεκάδες χιλιάδες χρόνια. Μπορεί επίσης να σας ενδιαφέρει να μάθετε ότι ένα ποντίκι έχει περίπου τον ίδιο αριθμό γονιδίων.
We actually have about 24,000 genes that do things. We have about a hundred, 120,000 others that don't appear to function every day, but represent this archival history of how we used to work as a species going back tens of thousands of years. You might also be interested in knowing that a mouse has about the same amount of genes.
Πρόσφατα αλληλουχήσαμε το Pinot Noir (Αμπέλι Βουργουνδίας) και αυτό έχει περίπου 30.000 γονίδια, άρα ο αριθμός γονιδίων που διαθέτετε μπορεί να μην αντιπροσωπεύει απαραίτητα την πολυπλοκότητα ή την εξελικτική τάξη ενός συγκεκριμένου είδους οργανισμού. Τώρα κοιτάξτε γύρω σας. Κοιτάξτε το διπλανό σας, κοιτάξτε μπροστά σας, πίσω σας. Όλοι μοιάζουμε αρκετά διαφορετικοί. Πολλοί όμορφοι άνθρωποι εδώ, αδύνατοι, παχουλοί, από διαφορετικές φυλές και κουλτούρες.Κι όμως είμαστε όλοι 99,9% γενετικά ισοδύναμοι. Είναι αυτό το 0,1% του γενετικού υλικού που κάνει τη διαφορά μεταξύ όλων μας. Αυτή είναι μια ελάχιστη ποσότητα γενετικού υλικού, αλλά ο τρόπος που τελικά εκφράζεται είναι αυτό που δημιουργεί τις αλλαγές στους ανθρώπους και σε όλα τα άλλα είδη.
They recently sequenced Pinot Noir, and it also has about 30,000 genes, so the number of genes you have may not necessarily represent the complexity or the evolutionary order of any particular species. Now, look around: just look next to your neighbor, look forward, look backward. We all look pretty different. A lot of very handsome and pretty people here, skinny, chubby, different races, cultures. We are all 99.9% genetically equal. It is one one-hundredth of one percent of genetic material that makes the difference between any one of us. That's a tiny amount of material, but the way that ultimately expresses itself is what makes changes in humans and in all species.
Τώρα πια είμαστε ικανοί να διαβάζουμε τα γονιδιώματα. Το πρώτο ανθρώπινο γονιδίωμα κόστισε 10 χρόνια και 3 δις δολάρια. Ήταν έργο του Δρ. Κρέγκ Βέντερ. Αργότερα το γονιδίωμα του Τζέιμς Γουότσον -ενός απ' αυτούς που ανακάλυψαν το DNA- κόστισε 2 εκατομμύρια δολάρια και έγινε μέσα σε δύο μήνες. Και αν σκεφτεί κανείς τη βιομηχανία υπολογιστών και πώς μετέβη από τους μεγάλους υπολογιστές, στους μικρούς και πως γίνονται συνεχώς ισχυρότεροι και γρηγορότεροι, το ίδιο πράγμα συμβαίνει με την αποκωδικοποίηση των γονιδίων τώρα: είμαστε πολύ κοντά στο να φτάσουμε ν' αποκωδικοποιούμε ανθρώπινα γονιδιώματα, για περίπου 5.000 δολάρια μέσα σε μισή με μία ώρα. Θα το δείτε αυτό να γίνεται, μέσα στα επόμενα πέντε χρόνια.
So, we are now able to read genomes. The first human genome took 10 years, three billion dollars. It was done by Dr. Craig Venter. And then James Watson's -- one of the co-founders of DNA -- genome was done for two million dollars, and in just two months. And if you think about the computer industry and how we've gone from big computers to little ones and how they get more powerful and faster all the time, the same thing is happening with gene sequencing now: we are on the cusp of being able to sequence human genomes for about 5,000 dollars in about an hour or a half-hour; you will see that happen in the next five years.
Αυτό σημαίνει ότι θα κυκλοφορείτε με το προσωπικό σας γονιδίωμα σε μια έξυπνη κάρτα. Θα είναι εδώ. Και όταν θα αγοράζετε φάρμακα, δε θα είναι φτιαγμένα για όλους. Θα δίνεται το γονιδίωμά σας στον φαρμακοποιό, και το φάρμακό σας θα ετοιμάζεται για σας και θα δρα πολύ καλύτερα από αυτά του παρελθόντος. Δεν θα έχετε παρενέργειες. Όλες αυτές τις παρενέργειες, ξέρετε, αυτές που διαβάζετε στα διαφημιστικά, ξεχάστε τις. Αυτά τα φάρμακα θα τα εξαλείψουν όλα.
And what that means is, you are going to walk around with your own personal genome on a smart card. It will be here. And when you buy medicine, you won't be buying a drug that's used for everybody. You will give your genome to the pharmacist, and your drug will be made for you and it will work much better than the ones that were -- you won't have side effects. All those side effects, you know, oily residue and, you know, whatever they say in those commercials: forget about that. They're going to make all that stuff go away.
Πώς μοιάζει ένα γονιδίωμα; Να το λοιπόν. Είναι μια πολύ μεγάλη σειρά αυτών των ζευγών βάσεων. Αν βλέπατε το γονιδίωμα ενός ποντικού ή ενός ανθρώπου, δε θα έμοιαζε καθόλου διαφορετικό από αυτό, αλλά αυτό που κάνουν τώρα οι επιστήμονες, είναι να καταλαβαίνουν τι κάνει αυτός ο κώδικας και τι εννοεί. Η Φύση κάνει συνεχώς διπλό κλικ. Με άλλα λόγια, οι δύο πρώτες προτάσεις εδώ, αν υποθέσουμε ότι αυτό είναι ένα αμπέλι, μπορεί να σημαίνουν: φτιάξε ρίζα, φτιάξε ένα κλαδί, φτιάξε ένα άνθος. Σε έναν άνθρωπο, εδώ κάτω μπορεί να λέει: φτιάξε αιμοσφαίρια, ξεκίνησε καρκίνο. Για μένα μπορεί να λέει: "Κάθε θερμίδα που καταναλώνεις, την διατηρείς", επειδή προέρχομαι από ψυχρό κλίμα. Για την γυναίκα μου: "Τρώγε τρεις φορές τόσο και δε θα βάλεις ποτέ ούτε κιλό". Όλα κρύβονται σε αυτόν τον κώδικα, και αρχίζει να γίνεται κατανοητό με ιλιγγιώδεις ρυθμούς.
What does a genome look like? Well, there it is. It is a long, long series of these base pairs. If you saw the genome for a mouse or for a human it would look no different than this, but what scientists are doing now is they're understanding what these do and what they mean. Because what Nature is doing is double-clicking all the time. In other words, the first couple of sentences here, assuming this is a grape plant: make a root, make a branch, create a blossom. In a human being, down in here it could be: make blood cells, start cancer. For me it may be: every calorie you consume, you conserve, because I come from a very cold climate. For my wife: eat three times as much and you never put on any weight. It's all hidden in this code, and it's starting to be understood at breakneck pace.
Άρα τι μπορούμε να κάνουμε με τα γονιδιώματα τώρα που έχουμε την ικανότητα να τα διαβάζουμε, τώρα που αρχίζουμε να κατέχουμε το βιβλίο της ζωής; Λοιπόν υπάρχουν πολλά που μπορούμε να κάνουμε. Κάποια από αυτά είναι συναρπαστικά. Κάποιοι θα τα βρουν πολύ τρομακτικά: Θα σας πω κάνα δυο πράγματα που πιθανών θα σας κάνουν να αηδιάσετε μαζί μου, αλλά δε πειράζει. Γιατί ξέρετε, τώρα μπορούμε να διαβάζουμε την ιστορία των οργανισμών.
So, what can we do with genomes now that we can read them, now that we're starting to have the book of life? Well, there's many things. Some are exciting. Some people will find very scary. I will tell you a couple of things that will probably make you want to projectile puke on me, but that's okay. So, you know, we now can learn the history of organisms.
Μπορείτε να κάνετε ένα πολύ απλό πείραμα: τρίψτε το μάγουλό σας και στείλτε το για ανάλυση. Μπορείτε να μάθετε από που προέρχονται οι συγγενείς σας· μπορείτε να φτιάξετε το γενεαλογικό σας δέντρο, χιλιάδες χρόνια πίσω. Μπορούμε να καταλάβουμε τη λειτουγικότητα. Αυτό είναι πραγματικά σημαντικό. Καταλαβαίνουμε για παράδειγμα γιατί δημιουργείται η αθηρωματική πλάκα στις αρτηρίες μας, τι ελέγχει την περιεκτικότητα σε άμυλο ενός σπόρου, γιατί ο ζυμομύκητας μεταβολίζει τη ζάχαρη και παράγει CO2. Μπορούμε να βρούμε, σε μεγαλύτερη κλίμακα, τι προκαλεί προβλήματα, τι προκαλεί ασθένειες και πώς μπορούμε να τις θεραπεύσουμε. Αφού λοιπόν κατανοούμε αυτό, μπορούμε να διορθώσουμε τα γονίδια, να φτιάξουμε καλύτερους οργανισμούς.
You can do a very simple test: scrape your cheek; send it off. You can find out where your relatives come from; you can do your genealogy going back thousands of years. We can understand functionality. This is really important. We can understand, for example, why we create plaque in our arteries, what creates the starchiness inside of a grain, why does yeast metabolize sugar and produce carbon dioxide. We can also look at, at a grander scale, what creates problems, what creates disease, and how we may be able to fix them. Because we can understand this, we can fix them, make better organisms.
Κυρίως, αυτό που μαθαίνουμε είναι ότι η Φύση, μας έχει εφοδιάσει με μια εκπληκτική εργαλειοθήκη. Η εργαλειοθήκη υπάρχει. Ένας αρχιτέκτονας μακράν καλύτερος και εξυπνότερος από εμάς, μας έδωσε αυτή την εργαλειοθήκη και τώρα έχουμε την ικανότητα να τη χρησιμοποιήσουμε. Τώρα πια δε διαβάζουμε απλά τα γονιδιώματα, αλλά τα γράφουμε.
Most importantly, what we're learning is that Nature has provided us a spectacular toolbox. The toolbox exists. An architect far better and smarter than us has given us that toolbox, and we now have the ability to use it. We are now not just reading genomes; we are writing them.
Η εταιρεία με την οποία σχετίζομαι, η Synthetic Genomics, δημιούργησε το πρώτο πλήρως συνθετικό γονιδίωμα, ενός μικρού παρασίτου, ενός πρωτόγονου πλάσματος που ονομάζεται Mycoplasma genitalium. Εάν έχετε ουρολοίμωξη, ή είχατε ποτέ έχετε έρθει σε επαφή μ' αυτό το παράσιτο. Πολύ απλό, έχει περίπου 246 γονίδια όμως μπορέσαμε να συνθέσουμε πλήρως αυτό το γονιδίωμα. Τώρα έχεις το γονιδίωμα και αναρωτιέσαι: Αν εισάγω αυτό το συνθετικό γονιδίωμα, εάν αφαιρέσω το παλιό και εμφυτεύσω αυτό, θα φορτώσει σαν λειτουργικό και θα ζήσει; Ε, λοιπόν μαντέψτε, αυτό κάνει.
This company, Synthetic Genomics, I'm involved with, created the first full synthetic genome for a little bug, a very primitive creature called Mycoplasma genitalium. If you have a UTI, you've probably -- or ever had a UTI -- you've come in contact with this little bug. Very simple -- only has about 246 genes -- but we were able to completely synthesize that genome. Now, you have the genome and you say to yourself, So, if I plug this synthetic genome -- if I pull the old one out and plug it in -- does it just boot up and live? Well, guess what. It does.
Και δε κάνει μόνο αυτό· εάν παίρνατε αυτό το γονιδίωμα -αυτό το συνθετικό γονιδίωμα- και το εμφυτεύατε σε έναν άλλο οργανισμό, όπως ο ζυμομύκητας, μετατρέπετε το μύκητα σε Μυκόπλασμα. Είναι σαν να φορτώνετε ένα PC, με λειτουργικό Mac. Ισχύει και αντιστρόφως βέβαια. Έτσι, ξέρετε, με την ικανότητα να γράφουμε ένα γονιδίωμα και να το εμφυτεύουμε σε έναν οργανισμό, το λογισμικό, αν θέλετε, τροποποιεί το μηχανικό μέρος του υπολογιστή. Αυτό είναι εξαιρετικά σημαντικό.
Not only does it do that; if you took the genome -- that synthetic genome -- and you plugged it into a different critter, like yeast, you now turn that yeast into Mycoplasma. It's, sort of, like booting up a PC with a Mac O.S. software. Well, actually, you could do it the other way. So, you know, by being able to write a genome and plug it into an organism, the software, if you will, changes the hardware. And this is extremely profound.
Έτσι, πέρυσι, οι Γάλλοι και οι Ιταλοί, ανακοίνωσαν ότι συνεργάστηκαν και προχώρησαν στην αποκωδικοποίηση του Pinot Noir. Η αλληλουχία του γονιδιώματος, τώρα υπάρχει για το σύνολο του Pinot Noir, και ταυτοποιήθηκαν για άλλη μια φορά 29.000 γονίδια. Ανακάλυψαν μεταβολικά μονοπάτια που παράγουν γεύσεις, παρόλο που είναι πολύ σημαντικό να καταλάβετε ότι αυτές οι ενώσεις που κατασκευάζονται πρέπει να αντιστοιχούν σε έναν υποδοχέα στο γονιδίωμά μας, στη γλώσσα μας, ώστε εμείς να καταλαβαίνουμε και να ερμηνεύουμε αυτές τις γεύσεις.
So, last year the French and Italians announced they got together and they went ahead and they sequenced Pinot Noir. The genomic sequence now exists for the entire Pinot Noir organism, and they identified, once again, about 29,000 genes. They have discovered pathways that create flavors, although it's very important to understand that those compounds that it's cranking out have to match a receptor in our genome, in our tongue, for us to understand and interpret those flavors.
Επίσης ανακάλυψαν ότι συμβαίνει ένας τεράστιος αριθμός διαδικασιών που παράγουν τα αρώματα. Έχουν ανακαλύψει περιοχές που ευθύνονται για ευαισθησίες σε ασθένειες. Τώρα καταλαβαίνουν -και η δουλειά προχωράει- ακριβώς πώς δουλεύει αυτό το φυτό και μπορούμε να γνωρίζουμε, πώς να διαβάσουμε ολόκληρο τον κώδικα και να κατανοήσουμε πώς λειτουργεί. Και μετά τι κάνει κανείς; Γνωρίζοντας πως μπορούμε να το διαβάσουμε, να το γράψουμε ή να το τροποποιήσουμε, ίσως και να γράψουμε το γονιδίωμά του από το μηδέν. Τι να κάνει λοιπόν κάποιος; Ένα πράγμα που μπορείς να κάνεις, είναι αυτό που κάποιοι θα το ονόμαζαν Φρανκεν-Νoir. (Γέλια)
They've also discovered that there's a heck of a lot of activity going on producing aroma as well. They've identified areas of vulnerability to disease. They now are understanding, and the work is going on, exactly how this plant works, and we have the capability to know, to read that entire code and understand how it ticks. So, then what do you do? Knowing that we can read it, knowing that we can write it, change it, maybe write its genome from scratch. So, what do you do? Well, one thing you could do is what some people might call Franken-Noir. (Laughter)
Μπορούμε να κατασκευάσουμε καλύτερο κρασί. Παρεμπιπτόντως, για να ξέρετε: σας έχουν αγχώσει σχετικά με τους γενετικά τροποποιημένους οργανισμούς. Δεν υπάρχει ούτε ένα αμπέλι σ' αυτήν την κοιλάδα ή οπουδήποτε αλλού που δεν είναι γενετικά τροποποιημένο. Δεν φυτρώνουν από σπόρους· μπολιάζονται σε ρίζες άλλων· δε θα υπήρχαν στη φύση από μόνα τους.
We can build a better vine. By the way, just so you know: you get stressed out about genetically modified organisms; there is not one single vine in this valley or anywhere that is not genetically modified. They're not grown from seeds; they're grafted into root stock; they would not exist in nature on their own.
Δε θα πρέπει να ανησυχείτε και να αγχώνεστε μ' αυτό το πράγμα. Είναι κάτι που το κάνουμε από πάντα. Έτσι, θα μπορούσαμε ξέρετε, να εστιάσουμε στην ανθεκτικότητα, σε ασθένειες· μπορούμε να στοχεύσουμε υψηλότερες αποδώσεις χωρίς απαραίτητα να χρησιμοποιήσουμε δραματικές τεχνικές αγροτικής παραγωγής, ή υψηλό κόστος. Θα μπορούσαμε θεωρητικά να επεκτείνουμε το κλιματικό εύρος: Θα μπορούσαμε να φτιάξουμε Pinot Noir στο Λονγκ Άιλαντ, Θεός φυλάξοι. (Γέλια)
So, don't worry about, don't stress about that stuff. We've been doing this forever. So, we could, you know, focus on disease resistance; we can go for higher yields without necessarily having dramatic farming techniques to do it, or costs. We could conceivably expand the climate window: we could make Pinot Noir grow maybe in Long Island, God forbid. (Laughter)
Θα μπορούσαμε να φτιάξουμε καλύτερες γεύσεις και αρώματα. Θέλετε λίγο περισσότερο βατόμουρο, λίγη περισσότερη σοκολάτα εδώ ή εκεί; Όλα αυτά τα πράγματα μπορούν θεωρητικά να συμβούν, και μάλλον θα στοιχημάτιζα ότι θα γίνουν. Όμως υπάρχει ένα οικοσύστημα εδώ. Με άλλα λόγια δεν είμαστε κάτι σαν μικροί ανεξέλεγκτοι μεμονωμένοι οργανισμοί, είμαστε μέρος ενός μεγάλου οικοσυστήματος.
We could produce better flavors and aromas. You want a little more raspberry, a little more chocolate here or there? All of these things could conceivably be done, and I will tell you I'd pretty much bet that it will be done. But there's an ecosystem here. In other words, we're not, sort of, unique little organisms running around; we are part of a big ecosystem.
Με λύπη σας πληροφορώ ότι μέσα στον πεπτικό σωλήνα σας βρίσκονται περίπου 4,6 κιλά μικροβίων τα οποία διακινείτε μέσα στο σώμα σας, αρκετά. Οι ωκεανοί μας, βρίθουν μικροβίων· στην πραγματικότητα όταν ο Κρέγκ Βέντερ πήγε να αποκωδικοποιήσει το DNA των μικροβίων στον ωκεανό, μέσα στους τρεις πρώτους μήνες, τριπλασίασε τον αριθμό των γνωστών ειδών στον πλανήτη ανακαλύπτοντας όλα τα νέα μικρόβια σε βάθος περίπου 7 μέτρων από την επιφάνεια. Τώρα κατανοούμε ότι αυτά τα μικρόβια έχουν μεγαλύτερη επίδραση στο κλίμα μας και στη ρύθμιση του διοξειδίου του άνθρακα και του οξυγόνου, απ' ό,τι τα φυτά, τα οποία πάντα πιστεύαμε ότι οξυγονώνουν την ατμόσφαιρα.
In fact -- I'm sorry to inform you -- that inside of your digestive tract is about 10 pounds of microbes which you're circulating through your body quite a bit. Our ocean's teaming with microbes; in fact, when Craig Venter went and sequenced the microbes in the ocean, in the first three months tripled the known species on the planet by discovering all-new microbes in the first 20 feet of water. We now understand that those microbes have more impact on our climate and regulating CO2 and oxygen than plants do, which we always thought oxygenate the atmosphere.
Βρίσκουμε μικροβιακή ζωή σε κάθε σημείο του πλανήτη: μέσα σε πάγο, στους γαιάνθρακες, στους βράχους, σε ηφαίστεια· είναι εκπληκτικό. Έχουμε ακόμη ανακαλύψει, στα φυτά, στο βαθμό που κατανοούμε τα γονιδιώματά τους, πως είναι το οικοσύστημα γύρω τους, είναι τα μικρόβια που διαβιούν στα ριζικά τους συστήματα, που επηρεάζουν τόσο πολύ το χαρακτήρα των φυτών όσο και ο μεταβολισμός των ίδιων των φυτών.
We find microbial life in every part of the planet: in ice, in coal, in rocks, in volcanic vents; it's an amazing thing. But we've also discovered, when it comes to plants, in plants, as much as we understand and are starting to understand their genomes, it is the ecosystem around them, it is the microbes that live in their root systems, that have just as much impact on the character of those plants as the metabolic pathways of the plants themselves.
Εάν κοιτάξετε από πιο κοντά ένα ριζικό σύστημα, θα διαπιστώσετε ότι υπάρχουν πολλές, πολλές και ποικίλες μικροβιακές αποικίες. Αυτό δεν είναι σπουδαίο νέο για τους οινοπαραγωγούς· ασχολούνται κυρίως με το νερό και τα λιπάσματα. Και πάλι αυτή είναι η αντίληψή μου για την "ό,τι να 'ναι" φαρμακολογία: ξέρεις ότι συγκεκριμένα λιπάσματα καθιστούν το φυτό υγιέστερο κι έτσι ρίχνεις περισσότερο. Δεν ξέρεις απαραίτητα με κάθε λεπτομέρεια ποιος μικροοργανισμός παράγει ποια γεύση και ποια χαρακτηριστικά. Μπορούμε να αρχίσουμε να το κατανοούμε. Μιλάμε όλοι για το τερουάρ· λατρεύουμε το τερουάρ· λέμε το τερουάρ μου είναι εξαιρετικό! Είναι τόσο ξεχωριστό. Έχω αυτό το κομμάτι γης και δημιουργεί απίστευτο τερουάρ.
If you take a closer look at a root system, you will find there are many, many, many diverse microbial colonies. This is not big news to viticulturists; they have been, you know, concerned with water and fertilization. And, again, this is, sort of, my notion of shit-against-the-wall pharmacology: you know certain fertilizers make the plant more healthy so you put more in. You don't necessarily know with granularity exactly what organisms are providing what flavors and what characteristics. We can start to figure that out. We all talk about terroir; we worship terroir; we say, Wow, is my terroir great! It's so special. I've got this piece of land and it creates terroir like you wouldn't believe.
Ξέρετε, όλοι συζητάμε και διαφωνούμε σχετικά μ' αυτό- λέμε είναι το κλίμα, είναι το χώμα, είναι αυτό, είναι εκείνο. Ε, λοιπόν μαντέψτε: Μπορούμε να βρούμε τι στο καλό είναι το τερουάρ. Είναι εκεί μέσα περιμένοντας να αποκρυπτογραφηθεί. Υπάρχουν χιλιάδες μικρόβια εκεί. Είναι εύκολο να τα αποκωδικοποιήσουμε, αντίθετα με τον άνθρωπο, αυτά έχουν ξέρετε, χίλια με δύο χιλιάδες γονίδια· μπορούμε να βρούμε τι ακριβώς είναι.
Well, you know, we really, we argue and debate about it -- we say it's climate, it's soil, it's this. Well, guess what? We can figure out what the heck terroir is. It's in there, waiting to be sequenced. There are thousands of microbes there. They're easy to sequence: unlike a human, they, you know, have a thousand, two thousand genes; we can figure out what they are.
Το μόνο που έχουμε να κάνουμε, είναι να πάρουμε διάφορα δείγματα, να σκάψουμε στο έδαφος, να βρούμε αυτά τα μικρόβια, να τα αποκρυπτογραφήσουμε, να τα συσχετίσουμε κατά είδος χαρακτηριστικού που μας αρέσει ή δεν μας αρέσει- αυτή είναι μια μεγάλη βάση δεδομένων- και μετά να ρίξουμε λιπάσματα. Τότε καταλαβαίνουμε τι είναι το τερουάρ. Έτσι κάποιοι άνθρωποι λένε, "Ω Θέε μου, μήπως το παίζουμε Θεοί;" Φτιάχνοντας συνθετικούς οργανισμούς, το παίζουμε Θεοί; Και ξέρετε ο κόσμος πάντα θα ρωτά τον Τζέιμς Γουώτσον -δεν είναι πάντα ο πιο πολιτικά ορθός τύπος- (Γέλια) και τον ρωτάνε, "Το παίζεις Θεός;" Κι αυτός έδωσε σ' αυτήν την ερώτηση, την καλύτερη απάντηση που άκουσα ποτέ: "Ε, λοιπόν κάποιος πρέπει να το κάνει κι αυτό." (Γέλια)
All we have to do is go around and sample, dig into the ground, find those bugs, sequence them, correlate them to the kinds of characteristics we like and don't like -- that's just a big database -- and then fertilize. And then we understand what is terroir. So, some people will say, Oh, my God, are we playing God? Are we now, if we engineer organisms, are we playing God? And, you know, people would always ask James Watson -- he's not always the most politically correct guy ... (Laughter) ... and they would say, "Are, you know, are you playing God?" And he had the best answer I ever heard to this question: "Well, somebody has to." (Laughter)
Θεωρώ τον εαυτό μου πολύ πνευματικό άτομο, και χωρίς το οργανωμένο θρησκευτικό κομμάτι, θα σας πω πως δεν πιστεύω ότι υπάρχει κάτι το αφύσικο σ'αυτό. Δεν πιστεύω πως τα χημικά είναι αφύσικα. Σας είπα ότι θα κάνω κάποιους από εσάς να αηδιάσουν. Είναι πολύ απλό: δεν εφευρίσκουμε εμείς τα μόρια και τις χημικές ενώσεις. Είναι εδώ. Υπάρχουν στο σύμπαν. Εμείς αναδιοργανώνουμε τα πράγματα, τα αναδιανέμουμε, όμως δεν κάνουμε κάτι το αφύσικο.
I consider myself a very spiritual person, and without, you know, the organized religion part, and I will tell you: I don't believe there's anything unnatural. I don't believe that chemicals are unnatural. I told you I'm going to make some of you puke. It's very simple: we don't invent molecules, compounds. They're here. They're in the universe. We reorganize things, we change them around, but we don't make anything unnatural.
Λοιπόν, μπορεί να προκαλέσουμε κακά επακόλουθα- μπορεί να δηλητηριάσουμε τους εαυτούς μας, ή τη Γη- όμως αυτό είναι ένα φυσικό αποτέλεσμα ενός λάθους που κάνουμε. Αυτό που συμβαίνει σήμερα, είναι ότι η Φύση μας παρείχε μια εργαλειοθήκη, και μαθαίνουμε ότι αυτή είναι πολύ εκτεταμένη. Υπάρχουν εκεί έξω βακτήρια που παράγουν βενζίνη, είτε το πιστεύετε, είτε όχι. Υπάρχουν μικρόβια ξέρετε, ας θυμηθούμε τους ζυμομύκητες. Αυτοί είναι χημικά εργοστάσια· τα πιο προηγμένα χημικά εργοστάσια μας τα παρέχει η Φύση, και τώρα μπορούμε να τα χρησιμοποιήσουμε. Επίσης, υπάρχουν κάποιοι κανόνες.
Now, we can create bad impacts -- we can poison ourselves; we can poison the Earth -- but that's just a natural outcome of a mistake we made. So, what's happening today is, Nature is presenting us with a toolbox, and we find that this toolbox is very extensive. There are microbes out there that actually make gasoline, believe it or not. There are microbes, you know -- go back to yeast. These are chemical factories; the most sophisticated chemical factories are provided by Nature, and we now can use those. There also is a set of rules.
Η Φύση δε μας επιτρέπει τα πάντα- μπορούμε να σκαρώσουμε ένα αμπέλι, αλλά μαντέψτε: Δεν μπορούμε να κάνουμε τα σταφύλια να παράγουν μωρά. Η Φύση εκεί έξω, έχει θέσει κάποιους κανόνες. Μπορούμε να δουλέψουμε στα πλαίσιά τους· δε μπορούμε να τους καταρρίψουμε. Μόλις τώρα μαθαίνουμε ποιοι είναι αυτοί οι κανόνες. Εγώ απλά θέτω την ερώτηση, εάν μπορούσατε να θεραπεύσετε όλες τις ασθένειες- αν μπορούσατε να τις κάνετε να εξαφανιστούν, επειδή κατανοούμε το πώς πραγματικά λειτουργούν, εάν μπορούσαμε να καταπολεμήσουμε την πείνα παράγοντας θρεπτικά υγιή φυτά που αναπτύσσονται σε πολύ αντίξοα περιβάλλοντα, εάν μπορούσαμε να δημιουργήσουμε καθαρή και επαρκή ενέργεια- να τώρα εμείς στα εργαστήρια της Synthetic Genomics, έχουμε μονοκύτταρους οργανισμούς που δεσμεύουν διοξείδιο του άνθρακα και παράγουν ένα μόριο παρόμοιο με τη βενζίνη. Το διοξείδιο του άνθρακα -που προσπαθούμε να ξεφορτωθούμε- όχι ζάχαρη ή οτιδήποτε άλλο. Με διοξείδιο του άνθρακα και λίγο ήλιο, παίρνεις τελικά ένα λιπίδιο που είναι ιδιαίτερα εξευγενισμένο. Μπορούμε να λύσουμε τα ενεργειακά μας προβλήματα και να μειώσουμε το CO2, μπορούμε να καθαρίσουμε τους ωκεανούς μας και να φτιάξουμε καλύτερο κρασί. Εάν μπορούσαμε, θα το κάναμε; Ξέρετε πιστεύω πως η απάντηση είναι πολύ απλή: Δουλεύοντας με τη Φύση και με αυτή την εργαλειοθήκη που τώρα πια κατανοούμε, είναι το επόμενο βήμα στην εξέλιξη του ανθρώπινου είδους.
Nature will not allow you to -- we could engineer a grape plant, but guess what. We can't make the grape plant produce babies. Nature has put a set of rules out there. We can work within the rules; we can't break the rules; we're just learning what the rules are. I just ask the question, if you could cure all disease -- if you could make disease go away, because we understand how it actually works, if we could end hunger by being able to create nutritious, healthy plants that grow in very hard-to-grow environments, if we could create clean and plentiful energy -- we, right in the labs at Synthetic Genomics, have single-celled organisms that are taking carbon dioxide and producing a molecule very similar to gasoline. So, carbon dioxide -- the stuff we want to get rid of -- not sugar, not anything. Carbon dioxide, a little bit of sunlight, you end up with a lipid that is highly refined. We could solve our energy problems; we can reduce CO2,; we could clean up our oceans; we could make better wine. If we could, would we? Well, you know, I think the answer is very simple: working with Nature, working with this tool set that we now understand, is the next step in humankind's evolution.
Και το μόνο που μπορώ να σας πω, είναι να μείνετε υγιείς για τα επόμενα 20 χρόνια. Εάν το καταφέρετε αυτό, θα φτάσετε σε ηλικία 150 ή ακόμα και 300ων ετών.
And all I can tell you is, stay healthy for 20 years. If you can stay healthy for 20 years, you'll see 150, maybe 300.
Ευχαριστώ.
Thank you.