Ladies and gentlemen, I present to you the human genome.
Signore e signori, vi presento il genoma umano.
(Applause)
(Applausi)
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.
Cromosoma uno in alto a sinistra. Cromosomi sessuali in basso a destra. Le donne hanno due coppie di quel grande cromosoma X; gli uomini un X e, naturalmente, quella piccola coppia di Y. Scusate uomini, è solo un minuscolo dettaglio che vi rende differenti. Quindi, se ingrandiamo questo genoma, quello che notiamo è, ovviamente, la sua struttura a doppia elica, il codice della vita ben spiegato con queste quattro lettere biochimiche che chiamiamo basi: A, C, G e T. Quante ce ne sono nel genoma umano? Tre miliardi. Un grande numero? Beh, tutti sono capaci di pronunciare grandi numeri. Ma di fatto, se dovessimo posizionare una base su ogni pixel di questo schermo a risoluzione 1280x800 avremmo bisogno di 3000 schermi per dare uno sguardo al genoma. Quindi, è abbastanza grande.
And perhaps because of its size, a group of people -- all, by the way, with Y chromosomes -- decided they would want to sequence it.
E forse proprio per le sue dimensioni, un gruppo di persone, tutte tra l'altro con cromosomi Y, decisero di volerlo sequenziare.
(Laughter)
(Risate)
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.
15 anni e circa quattro miliardi di dollari dopo il genoma venne sequenziato e pubblicato. Nel 2003 venne pubblicata la versione finale, alla quale continuano a lavorare. Il tutto venne eseguito su un apparecchio simile a questo. Costa all'incirca un dollaro per base, un modo piuttosto lento di procedere.
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.
Ebbene gente, io sono qui per dirvi che il mondo è completamente cambiato e nessuno di voi ne è al corrente. Quello che facciamo ora è prendere un genoma, farne forse 50 copie, tagliare tali copie in piccole letture a 50 basi e quindi sequenziarle, in modo massivo parallelo. Poi trasportiamo il tutto in un software, lo riassembliamo e vi raccontiamo qual è la storia. Solo per darvi un'idea di come questo appare, parliamo del Progetto Genoma Umano: 3 gigabasi, ok. Una eseguita su uno di questi software: 200 gigabasi in una settimana. E quel 200 diventerà 600 quest'estate, e non c'è segno del rallentamento di tale ritmo. Perciò, il prezzo di una base, del suo sequenziamento, è sceso di 100 milioni di volte. Ciò equivale all'aver fatto il pieno dell'auto nel 1998, aver atteso fino al 2011 e poter ora fare due viaggi andata e ritorno su Giove.
(Laughter)
(Risate)
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?
Popolazione mondiale, postazioni PC l'archivio dell'intera letteratura medica, la legge di Moore, il vecchio metodo di sequenziamento, e qui tutto il nuovo materiale. Ragazzi, questa è una scala logaritmica. Normalmente non si vedono linee crescere in questo modo. La capacità mondiale di sequenziamento del genoma umano si attesta quest'anno tra i 50.000 e i 100.000 genomi umani. Lo sappiamo in base alle macchine che vengono posizionate. Ed è previsto un aumento del doppio, triplo o forse quadruplo, anno dopo anno, nell'immediato futuro. Di fatto, c'è un laboratorio in particolare che copre il 20 per cento di tutta la capacità. Si chiama Istituto di Genomica di Pechino. I cinesi, tra parentesi, stanno assolutamente vincendo questa corsa alla nuova Luna. Cosa significa tutto ciò per la medicina?
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.
Prendiamo una donna di 37 anni, con un tumore al seno al secondo stadio con recettori estrogenici positivi. Viene sottoposta a chirurgia, chemioterapia e radiazioni. Ritorna a casa. Due anni dopo, si ripresenta con un carcinoma ovarico al terzo stadio C. Sfortunatamente, viene curata nuovamente con chirurgia e chemioterapia. Tre anni dopo, all'età di 42 anni, si ritrova con altro tumore ovarico e subisce altra chemioterapia. Sei mesi più tardi le viene riscontrata una leucemia mieloide acuta. Cade in insufficienza respiratoria e muore otto giorni dopo.
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.
Prima osservazione, il trattamento a cui è stata sottoposta in meno di 10 anni sembrerà una carneficina. Questo perché persone come il mio collega, Rick Wilson, del Genome Institute at Washington University, hanno deciso di dare un occhio al cadavere della donna. Hanno sequenziato, preso delle cellule della pelle, pelle sana, e del midollo osseo canceroso, e sequenziato tutti i genomi di tali cellule in un paio di settimane, un gioco da ragazzi. Quindi hanno comparato i due genomi con un software e hanno scoperto, tra le altre cose, una delezione, una delezione a 2000 basi, tra tre miliardi di basi, in un particolare gene chiamato TP53. Quando è presente tale deleterea mutazione del gene la possibilità di sviluppare un tumore è del 90%.
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.
Perciò, in questo caso, sfortunatamente, ciò non aiuta la donna, ma ha gravi, profonde se vogliamo, implicazioni per la sua famiglia. Ciò che voglio dire è che se essi presentano la stessa mutazione, e sottoponendosi a questo test genetico ne trovano conferma, allora possono sottoporsi a controlli regolari, scoprire il tumore prima e potenzialmente vivere una vita significativamente più lunga.
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.
Lasciate che vi presenti ora i gemelli Beery, ai quali fu diagnosticata una paralisi cerebrale all'età di due anni. La loro mamma è una donna molto coraggiosa che non credeva che i sintomi corrispondessero a quella malattia e attraverso sforzi sovrumani e molta ricerca in Internet fu in grado di convincere la comunità medica che, in realtà, avevano qualcos'altro. Ciò che avevano era distonia Dopa-sensibile. Gli somministrarono L-Dopa e i sintomi registrarono un miglioramento, tuttavia non erano completamente asintomatici. Rimanevano problemi significativi.
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.
Risulta che il gentiluomo in questa foto è un signore chiamato Joe Beery, abbastanza fortunato da essere il CIO (Chief Information Officer) di una azienda chiamata Life Technologies, una delle due aziende produttrici di questi enormi strumenti per il sequenziamento dell'intero genoma. Perciò, decise di far sequenziare il genoma dei suoi figli. Furono scoperte una serie di mutazioni in un gene chiamato SPR, responsabile, tra le altre cose, della produzione di serotonina. Così, oltre a L-Dopa, venne somministrato ai bimbi un precursore della serotonina, e ora sono perfettamente normali. Ragazzi, questo non sarebbe mai successo senza il sequenziamento dell'intero genoma. A quel tempo, parlo di alcuni anni fa, costò $ 100.000. Oggi costa $ 10.000. Il prossimo anno costerà $ 1.000. L'anno successivo $ 100, anno più anno meno. Questa è la velocità alla quale si sta muovendo.
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.
Ora parliamo del piccolo Nick. Gli piacciono Batman e le pistole ad acqua. Risulta che Nick si presenta all'ospedale pediatrico con una pancia gonfia come quella delle vittime della fame. Ma qui non si tratta di denutrizione, succede che quando mangia il suo intestino basicamente si apre e le feci si riversano nello stomaco. Dopo un centinaio di interventi chirurgici, Nick guarda sua madre e le dice: "Mamma, per favore prega per me. Il dolore è troppo grande". Si dà il caso che il suo pediatra ha una formazione in genetica clinica, così, pur non avendo la minima idea di cosa stia succedendo, dice: "Facciamo sequenziare il genoma del bambino". Quello che trovano è una mutazione in un singolo punto, in un gene responsabile del controllo della morte cellulare programmata. Perciò la teoria è che il bimbo presenta delle reazioni immunologiche a quello che succede al cibo essenzialmente e ciò è una reazione naturale, che causa della morte cellulare programmata. Il gene che regola tale aspetto, però, non funziona. Ciò evidenzia la necessità, tra le altre cose, ovviamente, di un trapianto di midollo osseo, al quale Nick viene sottoposto. Dopo nove mesi di faticosa guarigione, ora il bambino può mangiare bistecche con salsa A.1.
(Laughter)
(Risate)
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.
La possibilità di utilizzare il genoma come metodo di diagnosi universale dipende oggi da noi. Il presente è qui. Quello che significa per tutti noi è che tutti i presenti in questa stanza, potremmo vivere 5, 10, 20 anni in più solo grazie a questo piccolo elemento. Una storia incredibile, se non si pensa all'effetto dell'attività umana sul pianeta e alla nostra abilità di mantenere elevata la produzione alimentare. Ed ecco che si scopre che la stessa identica tecnologia viene utilizzata anche per coltivare nuove linee di granturco, frumento, soia e altre colture altamente resistenti a siccità, inondazioni, animali nocivi e pesticidi. È evidente che, finché continueremo a far crescere la popolazione, dovremmo continuare a coltivare e mangiare cibi geneticamente modificati, questa è l'unica posizione assumibile al momento. A meno che non ci sia qualcuno tra il pubblico che si offra come volontario per smettere di mangiare. Nessuno, nemmeno uno. Questa è una macchina da scrivere,
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.
la base di ogni computer da tavolo per decenni. E di fatto, la macchina da scrivere fu essenzialmente cancellata da quest'ultimo. Poi, comparvero versioni più generali di programmi di videoscrittura. Ma in sostanza fu uno sconvolgimento su sconvolgimento. Ci fu l'invenzione dell'Ethernet da parte di Bob Metcalfe e la possibilità di connettere i computer, cosa che fondamentalmente cambiò tutto. E all'improvviso comparvero Netscape e Yahoo e assistemmo al fiorire del fenomeno dei siti Web.
(Laughter)
(Risate)
Not to worry though, that was quickly rescued by the iPod, Facebook and, indeed, Angry Birds.
Niente di cui preoccuparsi comunque, il tutto fu velocemente salvato dall'iPod, da Facebook e da Angry Birds.
(Laughter)
(Risate)
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?
Oggi siamo arrivati a questo punto. Questa è la rivoluzione genomica attualmente. Siamo arrivati fin qui. Perciò, quello che vorrei consideraste è: che cosa succede quando questi punti non rappresentano le basi del vostro genoma, ma si collegano a genomi di tutto il pianeta? Recentemente ho dovuto stipulare un'assicurazione sulla vita. Mi è stato richiesto di rispondere a questo: A. Non sono mai stato sottoposto ad un test genetico, B. Sono stato sottoposto ad uno, eccolo e C. Sono stato sottoposto ad uno ma non ne voglio parlare. Fortunatamente, ho potuto contrassegnare l'opzione A e in tutta onestà. Lo dico nel caso in cui il mio agente assicurativo mi stesse ascoltando. Ma cosa sarebbe successo se avessi risposto C? Le richieste di sequenziazione del genoma da parte dei privati fioriranno.
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.
Volete scoprire se siete geneticamente compatibili con la vostra fidanzata? Nessun problema. Sequenziazione del DNA sull'iPhone? C'è un'applicazione per questo. (Risate)
(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.
Qualcuno vuole un massaggio genomico personalizzato? Esiste già un laboratorio che testa l'allele 334 del gene AVPR1, il così chiamato gene del tradimento.
(Laughter)
Se siete qui oggi con la vostra dolce metà
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.
giratevi e pulitegli la bocca con un bastoncino cotonato, quindi inviatelo al laboratorio e avrete una risposta certa. (Risate)
(Laughter)
Volete davvero eleggere un presidente
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?
il cui genoma lascia intravedere una cardiomiopatia? Ora pensate a questo: è il 2016 e la candidata di spicco rende pubblica non solo la dichiarazione dei reditti ma anche il suo genoma, che risulta essere un ottimo genoma. Poi sfida i suoi avversari a fare lo stesso. Pensate che ciò non accadrà? Pensate che questo avrebbe potuto aiutare John McCain? (Risate)
(Laughter)
Quanti tra il pubblico
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.
hanno il mio stesso cognome, Resnick? Alzate la mano. Qualcuno? Nessuno. Normalmente ce ne sono uno o due. Il padre di mio padre era uno di dieci fratelli Resnick. Tutti si odiavano tra di loro. E tutti si trasferirono in differenti parti del pianeta. È probabile che sia imparentato con ogni Resnick che ho conosciuto, ma non lo so. Immaginate se il mio genoma venisse reso anonimo, tenuto a riposo nel software insieme al genoma di un cugino di terzo grado e ci fosse un software in grado di compararli e fare questa associazione. Non è difficile da immaginare. La mia azienda possiede software di questo genere. Immaginate anche un'altra cosa: che quel software fosse capace di chiedere ad entrambe le parti un mutuo consenso, "Vorresti conoscere tuo cugino di terzo grado?" E se entrambi rispondono di sì è fatta! Benvenuti al LinkedIn cromosomico.
(Laughter)
(Risate)
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.
Probabilmente tutto ciò è positivo, giusto? Ci saranno riunioni familiari più grandi e via dicendo. Ma forse ha anche degli aspetti negativi. Quanti padri ci sono in sala? Alzate le mani. Ok, gli esperti pensano che una percentuale tra l'1 e il 3% non è il padre biologico dei propri figli.
(Laughter)
(Risate)
Look --
Pensate,
(Laughter)
(Risate)
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.
questi genomi, questi 23 cromosomi, non rappresentano in nessun modo la qualità delle nostre relazioni o la natura della nostra società, non ancora per lo meno. E come per ogni nuova tecnologia, è veramente nelle mani dell'uomo adottarla o meno per il il bene dell'umanità. Per questo vi esorto a tenere gli occhi aperti e rimanere sintonizzati per influenzare la rivoluzione genomica che è in atto intorno a voi. Grazie
Thank you.
(Applause)
(Applausi)