Senyores i senyors, els presento el genoma humà. (Aplaudiments) A dalt a la dreta, el cromosoma 1. Els cromosomes sexuals els trobem a sota, a la dreta. Les dones tenen dues còpies d'aquest gran cromosoma X; els homes tenen la X i, per descomptat, aquesta petita còpia de la Y. Ho sento nois, és només una petita coseta que us fa diferents. Així que si fem zoom en aquest genoma, el que veiem és l'estructura de doble hèlix, el codi de la vida escrit amb aquestes quatre lletres bioquímiques, encara que també les anomenem bases: A,C,G i T. Quantes en podem trobar en el genoma humà? Tres mil milions. És un número molt gran? Bé, qualsevol pot mostrar números tan grans. Però, de fet, si jo haguès de fixar una base a cada píxel d'aquesta pantalla de 1280x800 de resolució, es necessitaríen 3.000 pantalles per veure el genoma. Així que és realment gran.
Ladies and gentlemen, I present to you the human genome. (Applause) Chromosome one -- top left, bottom right -- are the sex chromosomes. Women have two copies of that big X chromosome; men have the X and, of course, that small copy of the Y. Sorry boys, but it's just a tiny little thing that makes you different. So if you zoom in on this genome, then what you see, of course, is this double-helix structure -- the code of life spelled out with these four biochemical letters, or we call them bases: A, C, G and T. How many are there in the human genome? Three billion. Is that a big number? Well, everybody can throw around big numbers. But in fact, if I were to place one base on each pixel of this 1280x800-resolution screen, we would need 3,000 screens to take a look at the genome. So it's really quite big.
I, potser, a causa del seu gran tamany, un grup de gent -tots, per cert, amb cromosomes Y-, van decidir que volien seqüenciar-ho. (Riures) I, de fet, 15 anys i 4 mil milions de dòlars més tard, van seqüenciar i publicar el genoma. La versió definitiva es va publicar el 2003 i encara hi continuen treballant. Tot es va fer a una màquina que s'assembla a aquesta. Cada base costa al voltant d'un dòlar, una manera molt lenta de fer-ho.
And perhaps because of its size, a group of people -- all, by the way, with Y chromosomes -- decided they would want to sequence it. (Laughter) And so 15 years, actually, and about four billion dollars later, the genome was sequenced and published. In 2003, the final version was published, and they keep working on it. That was all done on a machine like this. It costs about a dollar for each base -- a very slow way of doing it.
Bé, gent, estic aquí per dir-vos que el món ha canviat completament i cap de vosaltres ho sap. El que hem de fer ara és agafar el genoma, fer unes 50 còpies, tallem totes aquestes còpies en petits fragments de 50 bases i després les seqüenciem de manera simultània i en paral·lel. Passem la informació al software, les tornem a unir i n'expliquem els resultats. I només per donar-vos una pista de com funciona, el Projecte del genoma humà; 3 gigabases. Una execució a una d'aquestes màquines: 200 gigabases a la setmana. I aquestes 200 seràn 600 aquest estiu, i cap indici ens mostra que aquest ritme disminueixi. El preu d'una base, de seqüenciar-la. ha caigut uns 100 milions de cops. És l'equivalent d'omplir el cotxe amb benzina l'any 1998, esperar fins el 2011 i poder conduïr anada i tornada a Júpiter dos cops.
Well, folks, I'm here to tell you that the world has completely changed, and none of you know about it. So now what we do is take a genome, we make maybe 50 copies of it, we cut all those copies up into little 50-base reads, and then we sequence them, massively parallel. Then we bring that into software and reassemble it, and tell you what the story is. So to give you a picture of what this looks like, the Human Genome Project: 3 gigabases, right? One run on one of these modern machines: 200 gigabases in a week. And that 200 is going to change to 600 this summer, and there's no sign of this pace slowing. The price of a base, to sequence a base, has fallen 100 million times. That's the equivalent of you filling up your car with gas in 1998, waiting until 2011, and now you can drive to Jupiter and back twice.
(Riures)
(Laughter)
La població mundial, el número d'ordinadors, l'arxiu de tota la literatura mèdica, la llei de Moore, l'antiga manera de seqüenciar i aquí totes les novetats. Nois, això és una escala logarítmica; normalment no es veuen línies que pujen d'aquesta manera. La capacitat mundial de seqüenciar el genoma humà està entre 50.000 i 100.000 genomes aquest any. I això ho sabem per les màquines. S'espera que la capacitat es dobli, tripliqui o, fins i tot quadrupli any darrere any en un futur proper. De fet, hi ha un laboratori en particular que representa el 20% de tota aquesta capacitat. L'Institut de Genòmica de Beijing. Els xinesos, sense dubte, estan guanyant aquesta nova cursa cap a la llluna. Què significa això per la medecina?
World population, PC placements, the archive of all of medical literature, Moore's law, the old way of sequencing, and here's all the new stuff. Guys, this is a long scale; you don't typically see lines that go up like that. So the worldwide capacity to sequence human genomes is something like 50,000 to 100,000 human genomes this year. We know this based on the machines that are being placed. This is expected to double, triple or maybe quadruple year over year for the foreseeable future. In fact, there's one lab in particular that represents 20 percent of all that capacity: It's called the Beijing Genomics Institute. The Chinese are absolutely winning this race to the new Moon, by the way. What does this mean for medicine?
Una dóna de 37 anys presenta un càncer de mama positiu per receptors d'estrògens en fase II. La tracten amb cirurgia, quimioteràpia i radiació. Se'n va a casa. Dos anys més tard, torna amb càncer d'ovaris en fase III. La sotmeten un altre cop a cirurgia i quimioteràpia. Torna tres anys més tard, amb 42 anys amb més càncer ovàric, més quimioteràpia. Sis mesos després torna amb leucèmia mieloide aguda. Cau en una insuficiència respiratòria i mor vuit dies més tard.
So a woman, age 37, presents with stage 2 estrogen receptor-positive breast cancer. She is treated with surgery, chemotherapy and radiation. She goes home. Two years later, she comes back with stage 3C ovarian cancer, unfortunately; treated again with surgery and chemotherapy. She comes back three years later at age 42 with more ovarian cancer, more chemotherapy. Six months later, she comes back with acute myeloid leukemia. She goes into respiratory failure and dies eight days later.
En menys de 10 anys, el tractament que ha rebut aquesta dóna semblarà tota una sagnia. I tot perquè gent com el meu col·lega, Rick Wilson de l'Institut del Genoma de la Universitat de Washington, van decidir fer-li una autòpsia a aquesta dóna. I va seqüenciar, va treure cèl·lules cutànies, pell sana, i medul·la òssia cancerosa, i va seqüenciar tot el genoma de tots dos en només un parell de setmanes. Després va comparar els dos genomes al software, i el que va trobar, entre d'altres coses, una supressió de 2.000 bases entre els 3.000 milions de bases en un gen en concret anomenat TP53. Una mutació maligna en aquest gen comporta una probabilitat del 90% de desenvolupar càncer.
So first: the way in which this woman was treated, in as little as 10 years, will look like bloodletting. And it's because of people like my colleague, Rick Wilson, at the Genome Institute at Washington University, who decided to take a look at this woman postmortem. And he took skin cells, healthy skin and cancerous bone marrow, and sequenced the whole genomes of both of them in a couple of weeks, no big deal. Then he compared those two genomes in software, and what he found, among other things, was a deletion -- a 2,000-base deletion across three billion bases in a particular gene called TP53. If you have this deleterious mutation in this gene, you're 90 percent likely to get cancer in your life.
Lamentablement, això ja no ajuda aquesta dóna, però aquesta informació té conseqüències per la seva família. Vull dir que si ells tenen la mateixa mutació, i es sotmeten a la prova genètica i entenen les seves conseqüències, poden fer-se controls periòdics i detectar el càncer a temps i potencialment viure una vida més llarga.
So unfortunately, this doesn't help this woman, but it does have severe -- profound, if you will -- implications to her family. I mean, if they have the same mutation, and they get this genetic test and they understand it, then they can get regular screens and can catch cancer early, and potentially live a significantly longer life.
Deixin que els presenti els bessons Beery, diagnosticats de paràlisi cerebral als dos anys. La mare és una dóna valenta que no creia que els símptomes coincidien, i després d'esforços heroics i molta recerca a Internet, va poder convèncer la comunitat mèdica que de fet, els seus fill patien d'alguna cosa més. Tenien una distonia resistent a la dopamina. Els van suministrar L-Dopa, i encara que els seus símptomes van millorar, no es van quedar asimptomàtics completament. Encara tenien problemes importants.
Let me introduce you to the Beery twins, diagnosed with cerebral palsy at the age of two. Their mom is a very brave woman who didn't believe it; the symptoms weren't matching up. And through some heroic efforts and a lot of Internet searching, she was able to convince the medical community that, in fact, they had something else. They had dopa-responsive dystonia. And so they were given L-Dopa, and their symptoms did improve, but they weren't totally asymptomatic. Significant problems remained.
Però resulta que el senyor d'aquesta fotografia és en Joe Beery, el cap executiu d'informació d'una empresa anomenada Life Technologies. Aquesta és una de les dues companyies que fabrica aquestes eines per seqüenciar el genoma de manera massiva. I va fer que seqüenciessin els seus fills. I van trobar una sèrie de mutacions al gen anomenat SPR, responsable de produïr la serotonina, entre d'altres coses. Així que a més de la L-Dopa, els hi van donar un fàrmac precursor de la serotonina, i ara són perfectament normals. Això mai no haguès passat sense seqüenciar el genoma. Aleshores, això va ser fa uns anys, va costar 100.000 dòlars. Avui costa 10.000 i l'any que ve costarà 1.000 dòlars. En un parell o tres d'anys costarà 100. Això és mou molt ràpid.
Turns out the gentleman in this picture is a guy named Joe Beery, who was lucky enough to be the CIO of a company called Life Technologies. They're one of two companies that makes these massive whole-genome sequencing tools. And so he got his kids sequenced. What they found was a series of mutations in a gene called SPR, which is responsible for producing serotonin, among other things. So on top of L-Dopa, they gave these kids a serotonin precursor drug, and they're effectively normal now. Guys, this would never have happened without whole-genome sequencing. At the time -- this was a few years ago -- it cost $100,000. Today it's $10,000, next year, $1,000, the year after, $100, give or take a year. That's how fast this is moving.
Aquí tenim al petit Nick, li agrada Batman i les pistoles d'aigua. I el Nick arriba a l'hospital infantil amb la panxa inflada com si fos un nen amb desnutrició. No és que no mengi, però quan ho fa, el seu intestí s'obre i la femta s'aboca al seus budells. Després de moltes operacions mira la seva mare i li diu: "Mama, prega per mi. En fa molt mal." El seu pediatra té coneixements de genètica clínica i no sap què li passa, però diu: "Seqüenciarem el genoma del nen." Va trobar una mutació a un únic punt dins d'un gen responsable de controlar la mort cel·lular programada. Per tant, la teoria és que tenia alguna reacció immunitària a quelcom que té a veure amb el menjar; i aquesta és una reacció natural que provocava la mort programada d'algunes cèl·lules. Però el gen que regula aquesta acció està trencat. I això vol dir, entre d'altres coses, que és necessari un transplantament de medul·la òssia, al qual es sotmet. Després de 9 mesos d'intensa recuperació, el nen pot menjar un bon filet amb salsa.
So here's little Nick -- likes Batman and squirt guns. And it turns out Nick shows up at the children's hospital with this distended belly, like a famine victim. And it's not that he's not eating; it's that when he eats, his intestine basically opens up and feces spill out into his gut. So a hundred surgeries later, he looks at his mom and says, "Mom, please pray for me. I'm in so much pain." His pediatrician happens to have a background in clinical genetics and he has no idea what's going on, but he says, "Let's get this kid's genome sequenced." And what they find is a single-point mutation in a gene responsible for controlling programmed cell death. So the theory is that he's having some immunological reaction to what's going on -- to the food, essentially. And that's a natural reaction, which causes some programmed cell death, but the gene that regulates that down is broken. And so this informs, among other things, of course, a treatment for bone marrow transplant, which he undertakes. And after nine months of grueling recovery, he's now eating steak with A1 sauce.
(Riures)
(Laughter)
La possibilitat d'utilitzar el genoma per fer un diagnòstic universal és possible en l'actualitat. Avui ja és possible i el que significa per tots nosaltres és tots els presents podrem viure 5,10 ó 20 anys més gràcies a aquest avenç. La qual cosa és meravellosa a menys que considerem l'empronta que deixen els humans al planeta i la nostra capacitat de mantenir la producció de menjar. Resulta que aquesta mateixa tecnologia també s'utilitza per fer crèixer noves varietats de blat de moro, soia i altres cultius que siguin tolerants a les sequeres, inundacions, a les pests i els plaguicides. Però si seguim augmentant la població haurem de cultivar més aliments modificats genèticament, i aquest és el meu propòsit avui. De no ser que algú del públic vulgui deixar de menjar voluntàriament? No, cap?
The prospect of using the genome as a universal diagnostic is upon us today. Today. It's here. And what it means for all of us is that everybody in this room could live an extra 5, 10, 20 years, just because of this one thing. Which is a fantastic story, unless you think about humanity's footprint on the planet, and our ability to keep up food production. So it turns out that the very same technology is also being used to grow new lines of corn, wheat, soybean and other crops that are highly tolerant of drought, of flood, of pests and pesticides. Now, look -- as long as we continue to increase the population, we'll have to continue to grow and eat genetically modified foods. And that's the only position I'll take today. Unless there's anybody in the audience who'd like to volunteer to stop eating?
Això és una màquina d'escriure,
None, not one.
una eina present durant dècades a tot escriptori. I, de fet, aquest aparell va substituir totalment la màquina d'escriure. I després van venir les versions més generals de processadors de textos. Però, al final, hi va haver una disrupció. L'invenció d'Ethernet per part de Bob Metcalfe i la conexió d'aquests ordinadors va ser el fet fonamental que va canviar les coses. I, de sobte, teníem Netscape i Yahoo i també teníem tota la bombolla puntcom. (Riures) Però no ens hem d'amoïnar, que hem estat rescatats per l'iPod, Facebook i pels Angry Birds. (Riures)
This is a typewriter, a staple of every desktop for decades. And, in fact, the typewriter was essentially deleted by this thing. And then more general versions of word processors came about. But ultimately, it was a disruption on top of a disruption. It was Bob Metcalfe inventing the Ethernet, and the connection of all these computers that fundamentally changed everything. Suddenly we had Netscape, we had Yahoo. And we had, indeed, the entire dot-com bubble. (Laughter) Not to worry though, that was quickly rescued by the iPod, Facebook and, indeed, Angry Birds. (Laughter)
Mireu, així estem avui. Aquesta és l'evolució genòmica avui dia. Aquí estem. El que voldria que considerèssiu és: Què vol dir quan aquests punts no representen les bases individuals del vostre genoma, però sí que es conecten a tots els genomes de tot el món? Fa poc he hagut de contractar una assegurança de vida. Em van preguntar si: A.M'havia fet mai un test genètic, B.Me n'havia fet un i en tenia els resultats, i C.Me n'havia fet un però m'estimava més no mostrar-ho. Per fortuna, vaig poder contestar A, i ho dic de debò, per si un cas el meu agent d'assegurances m'escolta. Què haguès passat si haguès respost C?
Look, this is where we are today. This is the genomic revolution today. This is where we are. What I'd like you to consider is: What does it mean when these dots don't represent the individual bases of your genome, but they connect to genomes all across the planet? I just recently had to buy life insurance, and I was required to answer: A. I have never had a genetic test; B. I've had one, here you go; or C. I've had one and I'm not telling. Thankfully, I was able to answer A, and I say that honestly, in case my life insurance agent is listening.
Començarien a sortir aplicacions genòmiques per clients. Vols saber si ets compatible genèticament amb la teva xicota? És clar. Seqüenciació d'ADN al teu iPhone? Ja n'existeix una aplicació. (Riures)
But what would have happened if I had said C? Consumer applications for genomics will flourish. Do you want to see if you're genetically compatible with your girlfriend? DNA sequencing on your iPhone? There's an app for that.
Algú vol un massatge personalitzat genòmicament? Ja hi ha un laboratori que fa proves per trobar l'al·lel 334 del gen AVPR1, el gen de la infidelitat. Així que qui avui estigui aquí amb la seva parella, nomès s'ha de girar i agafar-li una mostra i enviar-la al laboratori per sortir de dubtes. (Riures) Votareu un president el genoma del qual indiqui que té risc de patir una miocardiopatia? Penseu-hi, som al 2016, i el candidat a la presidència no només mostra la seva proposta de reduïr els impostos sinó també el seu genoma personal. I fa bona pinta. I després repta els seus competidors a fer el mateix. Què creieu que passaria? Creieu que això haguès ajudat en John McCain?
(Laughter) Personalized genomic massage, anyone? There's already a lab today that tests for allele 334 of the AVPR1 gene, the so-called cheating gene. (Laughter) So anybody who's here today with your significant other, just turn over to them, swab their mouth, send it to the lab and you'll know for sure. (Laughter) Do you really want to elect a president whose genome suggests cardiomyopathy? Think of it -- it's 2016, and the leading candidate releases not only her four years of back-tax returns, but also her personal genome. And it looks really good. Then she challenges all her competitors to do the same. Do you think that's not going to happen?
(Riures)
Do you think it would have helped John McCain?
Quants del públic tenen per cognom Resnick com jo? Aixequeu les mans. Algú? No, ningú. Normalment n'hi ha un o dos. El meu avi patern era un dels 10 germans Resnick. Tots s'odiaven. I es van disgregar per diferents parts del planeta. Per tant, és probable que jo estigui emparentat a cada Resnick que conec, però no ho sé. Però imagineu que el meu genoma està guardat a un software i també ho està el genoma d'un cosí llunyà i que aquest software els poguès comparar i fer associacions. No és difícil d'imaginar. La meva empresa té software que fa això. Imagineu una cosa més: aquest software pot preguntar a ambdues parts si donen consentiment, "Voldria conèixer el seu cosí llunyà?" Si tots dos acceptessin, voilà, ja en tenim el LinkedIn dels cromosomes.
(Laughter) How many people in the audience have the last name Resnick, like me? Raise your hand. Anybody? Nobody. Typically, there's one or two. So my father's father was one of 10 Resnick brothers. They all hated each other, and all moved to different parts of the planet. So it's likely I'm related to every Resnick that I ever meet, but I don't know. So imagine if my genome were De-identified, sitting in software, And a third cousin's genome was also sitting there, and there was software that could compare the two and make these associations. Not hard to imagine. My company has software that does this right now. Imagine one more thing, that that software is able to ask both parties for mutual consent: "Would you be willing to meet your third cousin?" And if we both say yes -- voilà! Welcome to Chromosomally LinkedIn.
(Riures)
(Laughter)
Problablement és un aspecte positiu, no? Els sopars familiars seran molt més grans. Però probablement té aspectes negatius també. Quants a la sala són pares? Aixequeu les mans. Bé, els experts pensen que de l'1 al 3% de vosaltres no sou veritablement els pares dels vostres fills. (Riures) Mireu...
Now this is probably a good thing, right? Bigger clan gatherings and so on. But maybe it's a bad thing as well. How many fathers in the room? Raise your hands. OK, so experts think that one to three percent of you are not actually the father of your child. (Laughter) Look --
(Riures)
(Laughter)
Aquest genomes, aquests 23 cromosomes no representen de cap manera la qualitat de les nostres relacions o la natura de la nostra societat, encara no. I com qualsevol nova tecnologia depèn de l'èsser humà utilitzar-la per millorar la humanitat, o no. Per això us demano que us desperteu i us actualitzeu per poder prendre part en la revolució genòmica que està al vostre voltant.
These genomes, these 23 chromosomes, they don't in any way represent the quality of our relationships or the nature of our society -- at least not yet. And like any new technology, it's really in humanity's hands to wield it for the betterment of mankind or not. And so I urge you all to wake up and to tune in
Gràcies
and to influence the genomic revolution that's happening all around you.
Thank you.
(Aplaudiments)
(Applause)