Ladies and gentlemen, I present to you the human genome.
Panie i Panowie, przedstawiam wam ludzki genom.
(Applause)
(Brawa)
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.
Chromosom jeden, u góry od lewej. Na dole od prawej chromosomy płci. Kobiety mają dwie kopie dużego chromosomu X; mężczyźni mają X i oczywiście małą kopię małego Y. Przykro mi, chłopcy, ale odróżnia was tylko jedna maciupeńka rzecz. Więc jeśli się bliżej przyjrzeć temu genomowi, to oczywiście widać podwójną helisę -- kod życia w postaci czterech biochemicznych liter, lub zasad, bo i tak możemy je nazwać: A, C, G oraz T. Ile ich jest w ludzkim genomie? Trzy miliardy. Czy to dużo? Każdy może rzucać wielkimi liczbami. Ale gdybym faktycznie chciał umieścić jedną zasadę na każdym pikselu tego ekranu o rozdzielczości 1280 na 800, potrzebowalibyśmy 3000 ekranów, żeby przyjrzeć się genomowi. Więc to rzeczywiście całkiem dużo.
And perhaps because of its size, a group of people -- all, by the way, with Y chromosomes -- decided they would want to sequence it.
I może ze względu na jego rozmiar grupa ludzi -- tak na marginesie, wszyscy z chromosomem Y - postanowiła przeprowadzić sekwencjonowanie genomu.
(Laughter)
(Śmiech)
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.
Tak więc w sumie 15 lat i jakieś cztery miliardy dolarów później, genom został zsekwencjonowany i opublikowany. Końcową wersję opublikowano w 2003, a prace nad genomem nadal trwają. To wszystko zostało dokonane za pomocą maszyny, która wygląda tak. Jedna zasada kosztuje około dolara -- bardzo powolny sposób działania.
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.
Otóż moi drodzy, jestem tutaj, żeby wam powiedzieć, że świat całkowicie się zmienił, a nikt z was o tym nie wie. Więc teraz robimy tak, bierzemy genom, robimy może 50 jego kopii, tniemy wszystkie te repliki na malutkie 50-zasadowe fragmenty do analizy, a potem je sekwencjonujemy, masowo równolegle. Potem wprowadzamy to do programu komputerowego, ponownie składamy w całość i mówimy wam, o co tu chodzi. Żeby dać wam jakieś pojęcie o tym, jak to wygląda, Human Genome Project: 3 miliardy zasad. Jeden seria na jednej z tych maszyn: 200 miliardów zasad na tydzień. Już tego lata to 200 zmieni się na 600, i nic nie wskazuje na to, żeby to tempo miało zwolnić. Tak więc cena zasady, sekwencjonowania zasady, zmalała 100 milionów razy. To odpowiednik tego, jakbyście zatankowali auto w roku 1998, poczekali do 2011, i teraz możecie pojechać dwa razy na Jowisz tam i z powrotem.
(Laughter)
(Śmiech)
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?
Liczba ludności na świecie, liczba komputerów na świecie archiwa całej literatury medycznej, prawo Moore'a, stary sposób sekwencjonowania, a tutaj wszystkie nowe rzeczy. Ludzie, to jest skala logarytmiczna; rzadko się widzi linie wznoszące się w ten sposób. Tak więc w skali światowej możliwość sekwencjonowania ludzkich genomów wynosi w tym roku jakieś 50 000 do 100 000 ludzkich genomów. Wiemy to na podstawie rozmieszczenia maszyn do sekwencjonowania. Oczekuje się, że liczba ta będzie wzrastać podwójnie, potrójnie a może nawet poczwórnie każdego roku w dającej się przewidzieć przyszłości. Jest zwłaszcza jedno laboratorium, które reprezentuje 20 procent tej wydajności. Jest to Instytut Genomiki w Pekinie. A propos, Chińczycy zdecydowanie wygrywają ten wyścig na nowy księżyc. Co to oznacza dla medycyny?
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.
Jest sobie 37-letnia kobieta. Ma raka piersi w II stopniu zaawansowania i dodatnimi receptorami. Jest leczona chirurgicznie, przy pomocy chemioterapii i radioterapii. Idzie do domu. Dwa lata później wraca z rakiem jajnika w stopniu zaawansowania III C. Niestety, znów leczy się ją chirurgicznie oraz za pomocą chemioterapii. Wraca trzy lata później w wieku 42 lat z bardziej zaawansowanym rakiem jajnika, więcej chemioterapii. Sześć miesięcy później wraca z ostrą białaczką szpikową. Rozwija się u niej niewydolność oddechowa i osiem dni później umiera.
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.
Więc po pierwsze, sposób leczenia tej kobiety już za jedynie 10 lat będzie przypominać upuszczanie krwi. To dzięki temu, że tacy ludzie jak mój kolega, Rick Wilson, z Instytutu Genomu na Uniwersytecie Washington, zdecydowali się przyjrzeć sekcji tej kobiety. On zsekwencjonował, czyli najpierw pobrał komórki skóry, zdrowej skóry, i rakowaty szpik kostny, i zsekwencjonował całe genomy jednych i drugich w ciągu paru tygodni. Nic takiego. Potem porównał te dwa genomy przy pomocy oprogramowania, i to co między innymi odkrył, to delecja, pominięcie 2000 zasad z trzech miliardów zasad w pewnym genie o nazwie TP53. Jeśli ma się taką złośliwą mutację w tym genie, prawdopodobieństwo zachorowania na raka wynosi 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.
Więc niestety, tej kobiecie już nic nie pomoże, ale ma to poważne, czy jeśli wolicie, głębokie implikacje dla jej rodziny. Chodzi mi o to, że jeśli oni mają tę samą mutację, i zrobią ten test genetyczny, i zrozumieją go, mogą wtedy chodzić na regularne badania, i mogą wcześnie wychwycić raka, i potencjalnie mają wtedy szanse na znacznie dłuższe życie.
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.
Pozwólcie, że wam przedstawię bliźniacze rodzeństwo o nazwisku Beery, u których zdiagnozowano porażenie mózgowe, kiedy mieli po dwa latka. Ich mama jest bardzo dzielną kobietą, która nie wierzyła, że objawy pasują do diagnozy, i poprzez heroiczne wysiłki, i mnóstwo szperania w internecie, udało jej się przekonać środowisko lekarskie, że faktycznie mają coś innego. Okazało się, że była to dystonia z dobrą odpowiedzią na L-dopę. Tak więc podano im L-dopę, i poprawiło im się, ale całkiem bezobjawowi nie byli. Pozostały znaczne problemy.
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.
Okazuje się, że ten pan na zdjęciu to Joe Beery, który na swoje szczęście był dyrektorem działu informatyki przedsiębiorstwa o nazwie Life Technologies. To jedna z dwóch firm, które robią ogromne narzędzia do sekwencjonowania całych genomów. Więc pierwsze co zrobił, to dał swoje dzieciaki do sekwencjonowania. Znaleziono u nich serie mutacji w genie o nazwie SPR, który jest odpowiedzialny między innymi za produkcję serotoniny. Więc poza L-dopą podawano dzieciom prekursor serotoniny, i mogą one teraz prowadzić normalne życie. Moi drodzy, to nie mogłoby się zdarzyć bez sekwencjonowania całego genomu. W tamtym czasie -- a było to kilka lat temu -- koszt wynosił 100 000 dolarów. Dzisiaj wynosi 10 000 dolarów. W przyszłym roku wyniesie 1000 dolarów. Rok później będzie to 100 dolarów, plus minus jeden rok. Tak szybko to idzie.
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.
Oto mały Nick -- lubi Batmana i pistolety na wodę. Tak się składa, że Nick ląduje w szpitalu dla dzieci, z brzuszkiem rozdętym jak u ofiary głodu. I to nie dlatego, że nic nie je, tylko dlatego, że kiedy je, jego jelito otwiera się, a kał wlewa się do wnętrzności. Więc jakieś sto operacji później, patrzy na mamę i mówi: „Mamusiu, proszę módl się za mnie. Tak bardzo mnie boli.” Tak się składa, że jego pediatra ma przygotowanie z zakresu genetyki klinicznej, i nie ma pojęcia, co się dzieje, ale mówi: „Dajmy genom tego dzieciaka do sekwencjonowania.” Tak znajdują mutację punktową w genie odpowiedzialnym za kontrolowanie zaprogramowanej śmierci komórki. Mamy więc teorię, że w jego organizmie zachodzi jakaś reakcja immunologiczna na coś, co wchodzi w skład żywności a jest to naturalna reakcja, która powoduje zaprogramowaną śmierć części komórek. Ale gen, który to reguluje jest popsuty. Jest to zatem wskazanie, poza innymi rzeczami oczywiście, do kuracji w postaci przeszczepu szpiku kostnego, którą chłopiec przechodzi. Po dziewięciu miesiącach wyczerpującego dochodzenia do siebie, teraz może zajadać się stekami z sosem A1.
(Laughter)
(Śmiech)
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.
Perspektywa wykorzystania genomu jako powszechnego narzędzia diagnostycznego jest dziś realna. Dzisiaj już tu jest. A co to oznacza dla nas wszystkich, że wszyscy na tej sali mamy szansę pożyć dodatkowe pięć, 10, 20 lat, właśnie dzięki tej jednej rzeczy. Co jest fantastyczną wiadomością, dopóki nie pomyśli się o tym, jaki ślad ludzkość pozostawia na tej planecie i naszych możliwościach podtrzymania produkcji coraz większej ilości żywności. Okazuje się jednak, że ta sama technologia służy również do uprawy nowych odmian kukurydzy, pszenicy, soi i innych roślin uprawnych, które są wysoce odporne na suszę, powódź, szkodniki i pestycydy. Zrozumcie, że tak długo jak utrzymamy wzrost populacji, nadal będziemy musieli uprawiać i jeść żywność modyfikowaną genetycznie, i jest to jedyne stanowisko jakie dziś zajmuję. Chyba że jest ktoś na tej sali, kto chciałby się zgłosić na ochotnika i przestać jeść? Nie ma nikogo. Oto maszyna do pisania,
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.
przez całe dziesięciolecia była podstawowym elementem na każdym biurku. Ten przedmiot zasadniczo wykasował maszynę do pisania. Następnie pojawiły się bardziej powszechne wersje edytora tekstu. Ale ostatecznie to były tylko przerywniki. Dopiero Bob Metcalfe i jego wynalazek Ethernetu, i połączenie tych wszystkich komputerów całkowicie zmieniły wszystko. Nagle mieliśmy Netscape, Yahoo, całą tę bańkę internetową.
(Laughter)
(Śmiech)
Not to worry though, that was quickly rescued by the iPod, Facebook and, indeed, Angry Birds.
Jednak nie ma się co martwić, z pomocą szybko przyszły iPod, Facebook a nawet Angry Birds.
(Laughter)
(Śmiech)
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?
Słuchajcie, oto gdzie dzisiaj jesteśmy. Oto rewolucja genomowa dziś. Tutaj właśnie jesteśmy. Więc chciałbym, żebyście zastanowili się: Co to oznacza, kiedy te punkty nie reprezentują indywidualnych zasad twojego genomu, ale łączą się z genomami na całej planecie? Ostatnio musiałem wykupić ubezpieczenie na życie. Trzeba było zaznaczyć jedną z odpowiedzi: A. Nigdy nie poddałem się testowi genetycznemu, B. Poddałem się takiemu testowi, proszę, i C. Poddałem się, ale nie chcę ujawniać wyników. Na szczęście mogłem wybrać A, i mogę to uczciwie powiedzieć, na wypadek gdyby mój agent ubezpieczeniowy tego słuchał. Ale co by było, gdybym wybrał C? Zastosowanie genomiki dla klientów indywidualnych będzie wzrastać.
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.
Chcesz zobaczyć, czy jesteś genetycznie kompatybilny ze swoją dziewczyną? Jasne. Sekwencjonowanie DNA przy pomocy własnego iPhone'a? Jest do tego aplikacja. (Śmiech)
(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.
Ktoś ma ochotę na masaż genomowy dostosowany do indywidualnych potrzeb? Już istnieje laboratorium, które przeprowadza testy na allele 334 genu AVPR1, tak zwanego genu oszustwa.
(Laughter)
Zatem ci, którzy przyszli tu dziś w towarzystwie swoich partnerów,
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.
po prostu odwróćcie się do nich, pobierzcie im wymaz z ust, wyślijcie próbkę do laboratorium i wtedy będziecie mieć pewność. (Śmiech)
(Laughter)
Czy naprawdę chcecie wybrać prezydenta,
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?
którego genom zapowiada kardiomiopatię? Wyobraźcie sobie, że jest 2016 i wiodący kandydat ujawnia nie tylko zeznania podatkowe za poprzednie cztery lata, ale również swój indywidualny genom. A ten wygląda naprawdę dobrze. Następnie rzuca wyzwanie wszystkich rywalom, żeby zrobili to samo. Myślicie, że nic takiego nie nastąpi? Może myślicie, że to mogło pomóc Johnowi McCain? (Śmiech)
(Laughter)
Ile osób na widowni
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.
nosi takie samo nazwisko jak ja, Resnick? Podnieście ręce. Jest ktoś? Nie ma nikogo. Zwykle jest jedna, dwie osoby. Ojciec mojego ojca był jednym z 10 braci Resnick. Wszyscy się wzajemnie nienawidzili. Każdy z nich osiedlił się w innym miejscu na ziemi. Jest więc prawdopodobne, że jestem spokrewniony z wszystkimi Resnickami, jakich kiedykolwiek spotkałem, ale o tym nie wiem. Ale wyobraźcie sobie, że mój genom został de-identyfikowany i siedzi sobie w oprogramowaniu, a genom kuzyna trzeciego stopnia też tam siedzi, i jest oprogramowanie, które może je oba porównać, i skojarzyć ze sobą. Nie trudno sobie wyobrazić. Moja firma ma oprogramowanie, które już to robi. Więc wyobraźcie sobie jeszcze jedną rzecz: że to oprogramowanie może poprosić obie strony o obopólną zgodę: „Czy chciałbyś poznać swojego kuzyna trzeciego stopnia?” I jeśli obaj mówimy tak, voila! Witamy na chromosomowym Linkedln.
(Laughter)
(Śmiech)
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.
Czyli najprawdopodobniej to fajna sprawa, zgadza się? Mamy większe zjazdy rodzinne i tak dalej. Ale być może to również zły pomysł. Ilu mamy ojców na tej sali? Podnieście ręce. Okay, więc eksperci myślą, że jeden do trzech procent z was nie jest tak naprawdę ojcem swojego dziecka.
(Laughter)
(Śmiech)
Look --
Słuchajcie --
(Laughter)
(Śmiech)
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.
Te genomy, te 23 chromosomy, w żaden sposób nie reprezentują jakości naszych relacji, czy istoty naszego społeczeństwa -- przynajmniej na razie tak nie jest. I jak z każdą nowa technologią, tak naprawdę w rękach ludzkości leży posłużenie się nią dla polepszenia sytuacji ludzkości albo nie. Dlatego namawiam was wszystkich, abyście się obudzili, włączyli, i wpływali na toczącą się wokół rewolucję genomową. Dziękuję.
Thank you.
(Applause)
(Brawa)