Ladies and gentlemen, I present to you the human genome.
גבירותי ורבותי, אני גאה להציג בפניכם את הגנום האנושי.
(Applause)
(מחיאות כפיים)
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.
כרומוזום מס' 1, למעלה משמאל. למטה מימין נמצאים כרומוזומי המין. לנשים יש שני עותקים של כרומוזום X הגדול הזה, לגברים יש X וגם כמובן עותק קטן של Y. צר לי בחורים, זה כל ההבדל הקטן. אז אם נעשה זום לתוך הגנום, מה שתראו זה את מבנה הסליל הכפול - צופן החיים המקודד ב-4 אותיות ביו-כימיות, אנחנו קוראים להם בסיסים: A, C, G, T. כמה כאלה יש בגנום האנושי? 3 מיליארד. זה הרבה? טוב, כל אחד יכול לזרוק מספרים גדולים. אבל למעשה, אם אשים בסיס אחד על כל פיקסל במסך 1280X800 הזה, נצטרך 3,000 מסכים כדי לראות את הגנום. אז זה באמת גדול.
And perhaps because of its size, a group of people -- all, by the way, with Y chromosomes -- decided they would want to sequence it.
ואולי בגלל הגודל שלו, קבוצה של אנשים - כולם בעלי כרומוזום Y, דרך אגב - החליטה שהיא רוצה לרצף אותו.
(Laughter)
(צחוק)
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.
אז אחרי 15 שנים ו-4 מיליארד דולר, הגנום רוצף ופורסם. ב-2003 פורסמה הגרסא הסופית, והם ממשיכים לעבוד על זה. כל זה נעשה עם מכונה כזו. זה עולה בערך דולר לכל בסיס - דרך איטית מאוד.
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.
ובכן חברים, אני רוצה לבשר לכם שהעולם השתנה לחלוטין, ואף אחד מכם לא יודע מזה. מה שאנחנו עושים היום הוא לקחת גנום, להכין 50 עותקים ממנו, לחתוך אותם למקטעים של 50 בסיסים, ואז לרצף אותם במקביל באופן מאסיבי. ואז מכניסים את זה לתוכנה, בונים את זה מחדש ומספרים לכם מה הסיפור. וכדי שתהיה לכם תמונה של זה, פרוייקט הגנום האנושי: 3 ג'יגה-בסיסים. על מכשיר כזה: 200 ג'יגה-בסיסים בשבוע. והקיץ זה יהפוך ל600, ואין סימן של האטת הקצב. אז המחיר לריצוף של בסיס, ירד פי מיליון. זה מקביל לכך שמילאתם מיכל דלק ב1998, חיכיתם עד 2011, ועכשיו אתם יכולים לטוס לצדק וחזרה פעמיים.
(Laughter)
(צחוק)
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?
אוכלוסיית העולם, עמדות מחשבים, ארכיון כל הספרות הרפואית, חוק מור, דרך הריצוף הישנה, והנה כל החומר החדש. חברים, זה סולם לוגריטמי, בד"כ לא רואים קווים שמטפסים כך. אז היכולת העולמית לרצף גנומים אנושיים היא משהו כמו 50 עד 100 אלף גנומים לשנה. ואנחנו יודעים את זה על סמך המכונות בהם משתמשים. זה צפוי לעלות פי שניים, שלושה ואולי ארבעה בכל שנה בעתיד הקרוב לעין. למעשה, ישנה מעבדה אחת שמייצגת 20% מכל היכולת הזו. היא נקראת מכון בייג'ינג לגנומיקה. הסינים הם המנצחים הבטוחים במרוץ הזה לירח החדש, דרך אגב. מה המשמעות לרפואה?
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.
אז אשה בת 37 מגיעה עם סרטן השד בעל קולטנים חיוביים לאסטרוגן, שלב 2. היא מטופלת בניתוח, כימותרפיה והקרנות. היא חוזרת הביתה. שנתיים לאחר מכן, היא חוזרת עם סרטן השחלות, שלב 3. לרוע המזל, מטופלת שוב בניתוח וכימותרפיה. חוזרת שוב בגיל 42, לאחר 3 שנים עוד סרטן בשחלות, עוד כימותרפיה. 6 חודשים לאחר מכן היא חוזרת עם לוקמיה מיאלואידית חריפה. היא נכנסת לכשל נשימתי ומתה 8 ימים מאוחר יותר.
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.
אז ראשית, בעוד פחות מ-10 שנים, הטיפול שהיא קיבלה ייראה כמו הקזת דם. וזה בזכות אנשים כמו הקולגה שלי, ריק ווילסון, במכון הגנום באוניברסיטת וושינגטון, שהחליט לבדוק את האשה הזו לאחר המוות. והוא ריצף תאי עור בריאים ותאים סרטניים ממח העצם, והוא ריצף גנומים מלאים משניהם תוך שבועיים, לא עניין רציני. והוא השווה את שני הגנומים באמצעות תוכנה, ומה שהוא מצא, בין השאר, זו מוטציית חסר, חסר של 2,000 בסיסים מתוך 3 מיליארד בסיסים בגן מסויים הנקרא TP53. אם יש לכם את מוטציית החסר הזו בגן הזה, יש לכם סיכוי של 90% ללקות בסרטן במהלך חייכם.
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.
אז לרוע המזל, זה לא עוזר לאשה הזו, אבל יש לכך השלכות מעמיקות עבור המשפחה שלה. כלומר, אם יש להם את אותה המוטציה, והם יעשו את הבדיקה הגנטית הזו, ויבינו אותה, הם יכולים ללכת לבדיקות קבועות, ולתפוס את הסרטן בשלב מוקדם ובפוטנציאל לחיות יותר שנים.
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.
תכירו עכשיו את התאומים בירי, שאובחנו בגיל שנתיים עם שיתוק מוחין. אמא שלהם היא אשה אמציה שלא האמינה שהסימפוטמים מתאימים, ובאמצעות מאמצים הרואיים והרבה חיפוש באינטרנט, הצליחה לשכנע את הקהילה המדעית שלמעשה יש להם משהו אחר. מה שהיה להם זו דיסטוניה המגיבה לדופמין DRD. אז נתנו להם L-Dopa, והסימפטומים שלהם השתפרו, אבל עדיין לא חלפו לחלוטין. נותרו בעיות משמעותיות.
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.
מתברר שהאדם הזה בתמונה, ג'ו בירי, התמזל מזלו להיות המנמ"ר (מנהל מערכות מידע ראשי) בחברה בשם Life Technologies. זו אחת משתי חברות שמייצרות את התוכנות לריצוף מאסיבי של גנומים שלמים. והוא הביא את הילדים שלו לריצוף. ומה שהם מצאו היה סדרה של מוטציות בגן שנקרא SPR, שאחראי על ייצור סרוטונין, בין השאר. אז בנוסף ל L-Dopa נתנו לילדים האלה גם פרקורסור לסרוטונין, ועכשיו הם נורמליים. חברים, זה בחיים לא היה קורה ללא ריצוף גנומי שלם. בזמנו, זה היה לפני כמה שנים, זה עלה $100,000. היום זה $10,000, בשנה הבאה זה $1,000. בשנה לאחר מכן $100, פלוס מינוס שנה. זה קצב ההתקדמות המהיר של התהליך הזה.
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.
אז הנה ניק הקטן - אוהב את באטמן ורובי מים. ומתברר שניק מגיע לביה"ח לילדים עם בטן נפוחה כמו של קורבן רעב. והוא כן אוכל, אבל כשהוא אוכל המעיים שלו בעצם נפתחים והצואה נשפכת אל הקרביים שלו. אז מאה ניתוחים לאחר מכן, הוא מסתכל על אמא שלו ואומר לה: "אמא, בבקשה תתפללי למעני, כ"כ כואב לי." ולרופא הילדים שלו יש במקרה רקע בגנטיקה קלינית ואין לו מושג מה קורה איתו, אבל הוא אומר, "בואו נרצף את הגנום של הילד הזה." ומה שהם מוצאים זו מוטציה בבסיס אחד בגן שאחראי על שליטה במוות תאי מתוכנת. אז התיאוריה היא שיש לו תגובה חיסונית כלשהי למה שקורה עם המזון, וזו תגובה טבעית שגורמת למוות תאי מתוכנת. אבל הגן שמווסת אותה מקולקל. אז זה מכוון, בין השאר, כמובן, לטיפול באמצעות השתלת מח עצם, אותו הוא מקבל. ולאחר 9 חודשי החלמה מפרכים, הוא עכשיו אוכל סטייק ברוטב ברביקיו.
(Laughter)
(צחוק)
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? None, not one.
היכולת להשתמש בגנום ככלי אבחוני אוניברסלי נמצאת כבר היום. זה כאן, היום. והמשמעות של זה לכולנו היא שכל אחד בחדר הזה יוכל לחיות עוד 5, 10, 20 שנה רק בגלל הדבר היחיד הזה. וזה סיפור מדהים, אלא אם כן אתם חושבים על טביעת הרגל האקולוגית, ועל היכולת שלנו לייצר מספיק מזון. אז מתברר שבדיוק אותה הטכנולוגיה משמשת גם לגידול זנים חדשים של תירס, חיטה, סויה וגידולים אחרים שהם עמידים לבצורת, הצפות, מזיקים וחומרי הדברה. עכשיו תראו, כל עוד אנחנו ממשיכים להגדיל את האוכלוסיה, נהיה חייבים להמשיך ולגדל ולאכול מזונות מהונדסים גנטית, וזו העמדה היחידה שאני אציג היום. אלא אם כן יש מישהו בקהל שמתנדב להפסיק לאכול? לא, אף אחד. זוהי מכונת כתיבה,
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.
מוצר בסיסי על כל שולחן עבודה עשרות בשנים. ולמעשה, מכונת הכתיבה נעלמה לחלוטין בגלל הדבר הזה. ואז יצאו גרסאות כלליות יותר של מעבדי תמלילים. אך בסופו של דבר, היתה זו הפרעה על גבי הפרעה. והיה זה בוב מטקלף שהמציא את האטרנט ואת החיבור בין כל המחשבים האלה ששינה את הכל באופן בסיסי. ופתאום היה לנו נטסקייפ, ויאהו והיתה לנו את כל בועת הדוטקום.
(Laughter)
(צחוק)
Not to worry though, that was quickly rescued by the iPod, Facebook and, indeed, Angry Birds.
אך אל דאגה, מיד הופיעו האייפוד, פייסבוק, ובהחלט, אנגרי בירדס.
(Laughter)
(צחוק)
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. But what would have happened if I had said C?
תראו, כאן אנחנו נמצאים היום. זו המהפכה הגנומית היום. כאן אנחנו נמצאים. אז אני רוצה שתחשבו: מה זה אומר אם הנקודות האלה לא מייצגות את הבסיסים בגנום שלכם, אלא מחברות את כל הגנומים בעולם? לא מזמן הייתי צריך לעשות ביטוח חיים. ונתבקשתי לסמן: א. מעולם לא עברתי בדיקה גנטית, ב. עברתי בדיקה גנטית - מצורפת, או ג. עברתי בדיקה גנטית ואני לא מספר. למזלי, יכולתי לסמן א., ואני אומר את זה בכנות, במקרה וסוכן הביטוח שלי מקשיב. אבל מה היה קורה אם הייתי מסמן ג.? השלכות צרכניות לגנומיקה, יהיו רבות מהן.
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.
האם אתם רוצים לראות אם אתם מתאימים מבחינה גנטית לחברה שלכם? בטח. ריצוף ד.נ.א באייפון שלכם? יש לזה אפליקציה. (צחוק)
(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.
רוצים מסאז' מותאם גנומית? כבר היום ישנה מעבדה שמאבחנת את אלל 334 לגן AVPR1, מה שנקרא גן הבגידה.
(Laughter)
אז אם הגעתם לכאן עם בן הזוג שלכם,
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.
תסתובבו אליו וקחו להם דגימה מהפה, תשלחו את זה למעבדה, ותוכלו לדעת בבטחון. (צחוק)
(Laughter)
האם אתם באמת רוצים לבחור נשיא
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? Do you think it would have helped John McCain?
בעל גנום שמרמז על מחלות לב? תחשבו על זה, זוהי שנת 2016 והמועמדת המובילה מפרסמת לא רק את החזרי המס שלה, אלא גם את הגנום האישי שלה. והוא נראה ממש טוב. ואז היא קוראת למתחרים שלה לעשות את אותו הדבר. נראה לכם שזה לא יקרה? נראה לכם שזה היה עוזר לג'ון מקיין? (צחוק)
(Laughter)
לכמה אנשים בקהל
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.
יש את שם המשפחה שלי - רזניק? תרימו יד. מישהו? אף אחד. בד"כ יש אחד או שניים. אז אבא של אבא שלי היה אחד מעשרת אחי רזניק. הם כולם שנאו זה את זה. וכל אחד הגיע למקום אחר בעולם. אז סביר שאני קשור לכל רזניק שאפגוש, אבל אני לא יודע. אבל דמיינו אם הגנום שלי היה מזוהה, מאוחסן בתוכנה, וכך גם הגנום של בן-דוד שלישי שלי, והיתה תוכנה שהיתה יכולה להשוות את השניים האלה וליצור את הקשרים האלה. לא קשה לדמיין. לחברה שלי יש תוכנה שעושה את זה ממש היום. ודמיינו עוד דבר: שהתוכנה יכולה לבקש רשות משני הצדדים, "האם תרצו להכיר את בן הדוד השלישי שלכם?" ואם שנינו נגיד כן, וואלה! ברוכים הבאים ללינקדין כרומוזומלי.
(Laughter)
(צחוק)
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.
זה בטח דבר טוב, נכון? יש מפגשי שבט גדולים יותר וכאלה. אבל אולי זה גם דבר רע. כמה אבות יש כאן? תרימו ידיים. אוקיי, אז המומחים חושבים ש 1-3% מכם לא באמת האבות של הילד שלכם.
(Laughter)
(צחוק)
Look --
תראו -
(Laughter)
(צחוק)
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 and to influence the genomic revolution that's happening all around you.
הגנומים האלה, 23 הכרומוזומים האלה, הם לא מייצגים בכל דרך את איכות היחסים שלנו או את טבעה של החברה שלנו, לפחות לא כרגע. וכמו כל טכנולוגיה חדשה, זה באמת בידיים של האנושות להשתמש בה לטובת האנושות, או לא. אז אני מאיץ בכולכם לקום ולהקשיב ולהשפיע על המהפכה הגנומית המתרחשת בכל מקום סביבכם. תודה.
Thank you.
(Applause)
(מחיאות כפיים)