تخيّل بأنك مزارع في مزرعة للخنازير. تعيش في مزرعة صغيرة في (الفلبين). حيواناتك هي مصدر الدخل الوحيد لعائلتك -- طالما أنهم بصحة جيدة. أنت تعلم بأنه في أي يوم، قد يلتقط أحد الخنازير فيروس الإنفلونزا، إنفلونزا الخنازير. العيش في أحياء ضيقة، بوجود أحد الخنازير يسعل ويعطس قد يؤدي لاحقاً لسعال وعطاس الخنزير التالي، حتى تتفشى إنفلونزا الخنازير في المزرعة الخاصة بك. اذا كان فيروساً مؤذياً بما يكفي، فإن صحة القطيع قد تذهب بطرفة عين. وإن استدعيت طبيباً بيطرياً، هو أو هي ستزور مزرعتك وتأخذ عينات من أنف وفم الخنازير. ولكن بعد ذلك سيتعين عليهم العودة مرة أخرى للمدينة لفحص العينات في المختبر المركزي. بعد أسبوعين، ستتلقى النتائج. مدة أسبوعين قد تكون كافيةً لتنتشر العدوى، وتسلب منك مصدر رزقك.
Imagine that you're a pig farmer. You live on a small farm in the Philippines. Your animals are your family's sole source of income -- as long as they're healthy. You know that any day, one of your pigs can catch the flu, the swine flu. Living in tight quarters, one pig coughing and sneezing may soon lead to the next pig coughing and sneezing, until an outbreak of swine flu has taken over your farm. If it's a bad enough virus, the health of your herd may be gone in the blink of an eye. If you called in a veterinarian, he or she would visit your farm and take samples from your pigs' noses and mouths. But then they would have to drive back into the city to test those samples in their central lab. Two weeks later, you'd hear back the results. Two weeks may be just enough time for infection to spread and take away your way of life.
لكن ليس من الضروري أن تكون كذلك، بإمكان المزارعين اليوم أخذ العينات بأنفسهم. بإمكانهم الذهاب للحظيرة ومسح أنف وفم الخنزير بورقة ترشيح صغيرة، ووضع تلك الورقة بأنبوب صغير، ومزجها مع بعض المواد الكيميائية التي ستستخلص المادة الجينية من أنف وفم الخنزير. و من دون ترك مزارعهم، بإمكانهم أخذ قطرة من المادة الجينية ووضعها بجهاز تحليل أصغر من علبة الأحذية، وبرمجته لكشف الحمض النووي DNA أو RNA من فيروس إنفلونزا الخنازير، وخلال ساعة واحدة سيحصلون على النتائج، وتصورها. هذا الواقع ممكن لأننا اليوم نعيش في عصر تقنية الحمض النووي الشخصيّ. كل واحد منا يستطيع حقاً فحص الحمض النووي بنفسه.
But it doesn't have to be that way. Today, farmers can take those samples themselves. They can jump right into the pen and swab their pigs' noses and mouths with a little filter paper, place that little filter paper in a tiny tube, and mix it with some chemicals that will extract genetic material from their pigs' noses and mouths. And without leaving their farms, they take a drop of that genetic material and put it into a little analyzer smaller than a shoebox, program it to detect DNA or RNA from the swine flu virus, and within one hour get back the results, visualize the results. This reality is possible because today we're living in the era of personal DNA technology. Every one of us can actually test DNA ourselves.
الحمض النووي هو الجزيء الأساسي الذي يحمل الأوامر الجينية التي تساعد على بناء عالم الأحياء. البشر لديهم حمض نووي. الخنازير لديهم حمض نووي. حتى البكتيريا وبعض الفيروسات لديها حمض نووي أيضاً. الأوامر الجينية المشفّرة في الحمض النووي تخبرنا عن تطور أجسادنا، كيف تنمو وتقوم بوظائفها. وفي كثير من الحالات، تلك المعلومات نفسها قد تطلق المرض. المعلومات الوراثية الخاصة بك تصطف في جزيء طويلٍ وملتوٍ، ألا وهو الحمض النووي الحلزوني المزدوج، الذي يحتوي على أكثر من ثلاثة مليارات حرف، من البداية للنهاية. لكن الخطوط التي تحمل المعلومات ذات القيمة عادةً ما تكون قصيرة جداً -- بضع عشرات إلى آلاف عديدة من الحروف. لذلك عندما نبحث عن إجابةٍ لسؤال مبني على الحمض النووي، نحن في الواقع لسنا بحاجة إلى قراءة كل تلك المليارات الثلاثة من الحروف. ذلك أشبه بشعورك بالجوع ليلاً واضطرارك للتقليب في دليل الهاتف كاملاً من الغلاف إلى الغلاف، والتوقف عند كل خط، فقط للعثور على أقرب مطعم بيتزا.
DNA is the fundamental molecule the carries genetic instructions that help build the living world. Humans have DNA. Pigs have DNA. Even bacteria and some viruses have DNA too. The genetic instructions encoded in DNA inform how our bodies develop, grow, function. And in many cases, that same information can trigger disease. Your genetic information is strung into a long and twisted molecule, the DNA double helix, that has over three billion letters, beginning to end. But the lines that carry meaningful information are usually very short -- a few dozen to several thousand letters long. So when we're looking to answer a question based on DNA, we actually don't need to read all those three billion letters, typically. That would be like getting hungry at night and having to flip through the whole phone book from cover to cover, pausing at every line, just to find the nearest pizza joint.
(ضحك)
(Laughter)
لحسن الحظ، قبل ثلاثة عقود، بدأ البشر باختراع أدوات بإمكانها العثور على أي خط محدد للمعلومات الوراثية. أجهزة الحمض النووي هذه رائعة. تستطيع العثور على أي خط في الحمض النووي. ولكن بمجرد العثور عليه، لا يزال ذلك الحمض النووي صغيراً ومحاطاً بالكثير من الأحماض النووية الأخرى، فإن ما تفعله هذه الأجهزة بعدها هو نسخ الجين المستهدف، وتتراكم نسخةٌ فوق الأخرى، ملايين وملايين وملايين من النسخ، حتى يبرز ذلك الجين من بين البقية؛ حتى يمكننا تصوره، وتفسيره، وقراءته، وفهمه، حتى يمكننا الإجابة: هل خنزيري مصابٌ بالإنفلونزا؟ أو عن أسئلة أخرى مدفونة في الحمض النووي الخاص بنا: هل أنا في خطر الإصابة بالسرطان؟ هل أنا من أصول إيرلندية؟ هل ذلك الطفل ابني؟
Luckily, three decades ago, humans started to invent tools that can find any specific line of genetic information. These DNA machines are wonderful. They can find any line in DNA. But once they find it, that DNA is still tiny, and surrounded by so much other DNA, that what these machines then do is copy the target gene, and one copy piles on top of another, millions and millions and millions of copies, until that gene stands out against the rest; until we can visualize it, interpret it, read it, understand it, until we can answer: Does my pig have the flu? Or other questions buried in our own DNA: Am I at risk of cancer? Am I of Irish descent? Is that child my son?
(ضحك)
(Laughter)
تلك القدرة على عمل نسخ من الحمض النووي، كما تبدو من بساطتها، حولت عالمنا. يستعملها العلماء يومياً لاكتشاف وعلاج المرض، ولإنتاج أدوية مبتكرة، ولتعديل المواد الغذائية، ولتقييم ما إذا كان الطعام آمناً للأكل أو ملوثاً ببكتيريا مميتة. حتى القضاة يقومون باستعمال نتائج تلك الأجهزة في المحكمة ليقرروا ما إذا كان الشخص بريئاً أو مذنباً استناداً إلى أدلة الحمض النووي. مخترع هذه التقنية لنسخ الحمض النووي حصل على جائزة نوبل في الكيمياء عام 1993. ولكن خلال 30 عامً، أصبحت قوة التحليل الجيني مقيّدة في برج عاجي، أو في عمل العلماء عظيمي الشأن من حملة شهادة الدكتوراه. حسنًا، العديد من الشركات حول العالم تعمل على جعل هذه التقنية متاحة لجميع الناس مثل مزارعي الخنازير، مثلكم.
This ability to make copies of DNA, as simple as it sounds, has transformed our world. Scientists use it every day to detect and address disease, to create innovative medicines, to modify foods, to assess whether our food is safe to eat or whether it's contaminated with deadly bacteria. Even judges use the output of these machines in court to decide whether someone is innocent or guilty based on DNA evidence. The inventor of this DNA-copying technique was awarded the Nobel Prize in Chemistry in 1993. But for 30 years, the power of genetic analysis has been confined to the ivory tower, or bigwig PhD scientist work. Well, several companies around the world are working on making this same technology accessible to everyday people like the pig farmer, like you.
أنا شاركت بتأسيس واحدة من هذه الشركات. قبل ثلاثة أعوام، جنبًا إلى جنب مع عالم الأحياء وصديقي، (زيكي الفاريس سافيدرا)، قرّرنا صنع أجهزة حمض نووي شخصية بإمكان أي شخص استعمالها. هدفنا هو إيصال علم الحمض النووي إلى أشخاص أكثر في أماكن جديدة. بدأنا العمل في أقبية منازلنا. كان لدينا تساؤل بسيط: كيف يمكن للعالم أن يبدو لو أن كل شخص بإمكانه تحليل الحمض النووي؟ لقد كنّا فضوليين، فضوليين بقدر فضولكم لو عرضت عليكم هذه الصورة في عام 1980.
I cofounded one of these companies. Three years ago, together with a fellow biologist and friend of mine, Zeke Alvarez Saavedra, we decided to make personal DNA machines that anyone could use. Our goal was to bring DNA science to more people in new places. We started working in our basements. We had a simple question: What could the world look like if everyone could analyze DNA? We were curious, as curious as you would have been if I had shown you this picture in 1980.
(ضحك)
(Laughter)
كنتم ستفكرون، "مذهل! بإمكاني الآن الاتصال بعمتي (غليندا) من السيارة وأن أتمنى لها عيدَ ميلادٍ سعيد. بإمكاني الاتصال بأي شخص، في أي وقت. هذا هو المستقبل!" قليلاً ما تعلمون أنكم، قد تضغطون على ذلك الهاتف للحصول على حجوزات للعشاء لكم ولعمتكم (غليندا) للاحتفال معاً. وبضغطة أخرى، باستطاعتكم طلب هدية لها. وبضغطة أخرى مجدداً، ستقومون بعمل "إعجاب" لعمتكم (غليندا) في الفيسبوك. وكل هذا، وأنتم جالسون في الحمام.
You would have thought, "Wow! I can now call my Aunt Glenda from the car and wish her a happy birthday. I can call anyone, anytime. This is the future!" Little did you know, you would tap on that phone to make dinner reservations for you and Aunt Glenda to celebrate together. With another tap, you'd be ordering her gift. And yet one more tap, and you'd be "liking" Auntie Glenda on Facebook. And all of this, while sitting on the toilet.
(ضحك)
(Laughter)
من الصعب جدًا التنبؤ إلى أين تأخذنا التقنية الجديدة. والفكرة نفسها صحيحة لتقنية الحمض النووي الشخصيّة اليوم.
It is notoriously hard to predict where new technology might take us. And the same is true for personal DNA technology today.
على سبيل المثال، لا يمكنني أبدًا تصور بأن مزارع الكمأة، من بين كل الناس، سيستعمل أجهزة الحمض النووي الشخصيّة. د. (بول توماس) يزرع الكمأة لجمع قوت يومه. نرى صورته هنا، يحمل أول كمأة مزروعة في (المملكة المتحدة) في يديه، في واحدة من مزارعه. الكمأة هي بهذه الرقة التي تنشأ من الفطر الذي ينمو على جذور الأشجار الحية. وهي نوع نادر من الفطر. بعض الأنواع قد يجلب 3000 او 7000 أو دولارات أكثر لكل كيلو جرام. تعلمت من (بول) بأن الرهانات مع مزارع الكمأة قد تكون عاليةً كثيراً. عندما يصدر نباتات كمأة جديدة لتنمو في مزارعه، فهو معرَّضٌ لتهديد انخفاض سعرها -- أن تكون الكمأة تبدو وتشعر بها أنها حقيقية، لكنها أقل جودة. لكن حتى لعينٍ خبيرة مثل (بول)، وحتى برؤيتها تحت المجهر، يمكن لهذه الكمأة أن تتخطى اختبار الوثوقية. لذا ولكي تنمو كمأة بأعلى مواصفات جودة، الكمأة التي سيتعارك كل الطهاة حول العالم لشرائها، على (بول) أن يستخدم تحليل الحمض النووي. أليس ذلك مُبهِراً؟ أراهن على انك لن تنظر أبداً إلى تلك الريزوتو بالكمأة السوداء دون التفكير بجيناتها.
For example, I could never have imagined that a truffle farmer, of all people, would use personal DNA machines. Dr. Paul Thomas grows truffles for a living. We see him pictured here, holding the first UK-cultivated truffle in his hands, on one of his farms. Truffles are this delicacy that stems from a fungus growing on the roots of living trees. And it's a rare fungus. Some species may fetch 3,000, 7,000, or more dollars per kilogram. I learned from Paul that the stakes for a truffle farmer can be really high. When he sources new truffles to grow on his farms, he's exposed to the threat of knockoffs -- truffles that look and feel like the real thing, but they're of lower quality. But even to a trained eye like Paul's, even when looked at under a microscope, these truffles can pass for authentic. So in order to grow the highest quality truffles, the ones that chefs all over the world will fight over, Paul has to use DNA analysis. Isn't that mind-blowing? I bet you will never look at that black truffle risotto again without thinking of its genes.
(ضحك)
(Laughter)
لكن آلات الحمض النووي الشخصية يمكنها أيضاً أن تنقذ أرواح البشر. البروفسور (إيان غودفيلو) هو خبير فيروسات في جامعة (كامبريدج). سافر العام الماضي إلى (سييرا ليون). عندما اجتاح فيروس الإيبولا (إفريقيا الغربية)، أدرك سريعاً أن الأطباء هناك ينقصهم المعدات الأساسية لكشف ومحاربة المرض. قد تستغرق النتائج أسبوعاً وأكثر لتعود -- وهذا زمن طويل جداً للمرضى وعوائلهم التي تعاني من الانتظار. قرر إيان نقل مختبره إلى (ماكيني)، في (سييرا ليون). وهنا نرى (إيان غودفيلو) ينقل ما يزيد عن 10 أطنان من التجهيزات إلى داخل خيمة منبثقة والتي سيوظفها في كشف وتشخيص الفيروس وتسلسله خلال 24 ساعة. لكن هنا المفاجأة: نفس التجهيزات التي كان بإمكان (إيان) استخدامها في مختبره في (المملكة المتحدة) لتسلسل وتشخيص الإيبولا، لن تعمل تحت هذه الظروف. نحن نتحدث عن حرارة 35 درجة سيلسيوس وما يزيد عن 90% نسبة الرطوبة هنا. لكن بدلاً من ذلك، تمكن إيان من استخدام آلات حمض نووي شخصية صغيرة بما يكفي لتوضع أمام وحدة تكييف الهواء لمتابعة تسلسل الفيروس ومتابعة إنقاذ الأرواح.
But personal DNA machines can also save human lives. Professor Ian Goodfellow is a virologist at the University of Cambridge. Last year he traveled to Sierra Leone. When the Ebola outbreak broke out in Western Africa, he quickly realized that doctors there lacked the basic tools to detect and combat disease. Results could take up to a week to come back -- that's way too long for the patients and the families who are suffering. Ian decided to move his lab into Makeni, Sierra Leone. Here we see Ian Goodfellow moving over 10 tons of equipment into a pop-up tent that he would equip to detect and diagnose the virus and sequence it within 24 hours. But here's a surprise: the same equipment that Ian could use at his lab in the UK to sequence and diagnose Ebola, just wouldn't work under these conditions. We're talking 35 Celsius heat and over 90 percent humidity here. But instead, Ian could use personal DNA machines small enough to be placed in front of the air-conditioning unit to keep sequencing the virus and keep saving lives.
قد يبدو هذا مكاناً مبالغاً فيه لتحليل الحمض النووي، لكن لنتابع إلى بيئة أكثر مبالغة: الفضاء الخارجي. فلنتحدث عن تحليل الحمض النووي في الفضاء. عندما يعيش رواد الفضاء على متن محطة الفضاء الدولية، فإنهم يدورون حول الكوكب بارتفاع 250 ميلاً. يسافرون بسرعة 17,000 ميلاً في الساعة. تخيلوا ذلك -- حيث تشاهد الغروب والشروق 15 مرة كل يوم. كما أنك تعيش في حالة انعدام للوزن، عائماً. وتحت هذه الظروف، يمكن لأجسادنا أن تفعل أشياءً غريبة. واحدة من هذه الأشياء أن أنظمتنا المناعية تصبح مكبوتة، مما يجعل رواد الفضاء أكثر ميلاً للإصابة بالعدوى.
This may seem like an extreme place for DNA analysis, but let's move on to an even more extreme environment: outer space. Let's talk about DNA analysis in space. When astronauts live aboard the International Space Station, they're orbiting the planet 250 miles high. They're traveling at 17,000 miles per hour. Picture that -- you're seeing 15 sunsets and sunrises every day. You're also living in microgravity, floating. And under these conditions, our bodies can do funky things. One of these things is that our immune systems get suppressed, making astronauts more prone to infection.
هناك فتاة في عمر السادسة عشر، طالبة ثانوية من (نيويورك)، (آنا-سوفي بوغروف)، استعجبت عما إذا كانت تغيرات الحمض النووي لرواد الفضاء قد تكون على صلة بكبت المناعة هذا، ومن خلال مسابقة علمية تدعى "الجينات في الفضاء،" صممت (آنا-سوفي) اختباراً لتجريب هذه الفرضية باستخدام آلة حمض نووي شخصية على متن محطة الفضاء الدولية. نرى هنا (آنا-سوفيا) في 18 نيسان، عام 2016، في خليج كانافيرال، تشاهد إطلاق اختبارها في المحطة الفضائية الدولية. تلك السحابة الدخانية هي الصاروخ الذي جلب تجربة (أنا-سوفيا) إلى محطة الفضاء الدولية، حيث بعد ثلاثة أيام، نفّذ رائد الفضاء (تيم بيك) تجربتها -- في وضعية انعدام الوزن. إن آلات الحمض النووي الشخصية الآن على متن محطة الفضاء الدولية، حيث بإمكانها المساعدة في مراقبة الشروط الحيوية وحماية أرواح رواد الفضاء.
A 16-year-old girl, a high school student from New York, Anna-Sophia Boguraev, wondered whether changes to the DNA of astronauts could be related to this immune suppression, and through a science competition called "Genes In Space," Anna-Sophia designed an experiment to test this hypothesis using a personal DNA machine aboard the International Space Station. Here we see Anna-Sophia on April 8, 2016, in Cape Canaveral, watching her experiment launch to the International Space Station. That cloud of smoke is the rocket that brought Anna-Sophia's experiment to the International Space Station, where, three days later, astronaut Tim Peake carried out her experiment -- in microgravity. Personal DNA machines are now aboard the International Space Station, where they can help monitor living conditions and protect the lives of astronauts.
فتاة بعمر السادسة عشر تصمم تجربة حمض نووي لحماية أرواح رواد الفضاء قد تبدو شيئاً نادراً، علامة مميزة لطفلة عبقرية. حسناً بالنسبة إلي، ذلك يؤشر إلى شيءٍ أضخم: بأن تقنية الحمض النووي أخيراً وصلت إلى أيدي كل شخص منكم.
A 16-year-old designing a DNA experiment to protect the lives of astronauts may seem like a rarity, the mark of a child genius. Well, to me, it signals something bigger: that DNA technology is finally within the reach of every one of you.
قبل عدة سنوات، تمكن طالب كلّية بواسطة حاسبه الشخصي من برمجة تطبيق، تطبيق هو الآن شبكة اجتماعية بها أكثر من مليار مستخدم. هل يعقل أننا ننتقل إلى عالم فيه جهاز حمض نووي شخصي واحد في كل منزل؟
A few years ago, a college student armed with a personal computer could code an app, an app that is now a social network with more than one billion users. Could we be moving into a world of one personal DNA machine in every home?
أعرف عائلاتٍ يعيشون مسبقاً في هذه الحقيقة. على سبيل المثال عائلة (دانيالز)، أقاموا مختبر حمض نووي في قبو منزلهم الريفي في (شيكاغو). هؤلاء ليسوا عائلةً تتكون من علماء حاملين شهادة الدكتوراه. هذه عائلةٌ مثلها كمثل غيرها. إنهم فقط يحبون قضاء الوقت معاً يستمتعون، ويخترعون الأشياء. يعمل (برايان) في النهار كإداري في شركة حقوقية خاصة. وفي الليل والعطل، يجري اختبارات الحمض النووي جنباً إلى جنب مع أطفاله، ذوي السابعة والتاسعة من العمر، كطريقة لاستكشاف العالم الحي. في آخر مرة اتصلت بهم، كانوا يفحصون المنتجات التي نمت خارج المنزل في حديقتهم الخلفية. كانوا يفحصون البندورة التي اقتطفوها، يأخذون النسيج من غلافها، ويضعونه في أنبوب اختبار، يمزجونه مع مواد كيميائية لاستخلاص الحمض النووي ثم يستخدمون ناسخ الحمض النووي المنزلي ليختبروا خصائص الهندسة الوراثية لتلك البندورة.
I know families who are already living in this reality. The Daniels family, for example, set up a DNA lab in the basement of their suburban Chicago home. This is not a family made of PhD scientists. This is a family like any other. They just like to spend time together doing fun, creative things. By day, Brian is an executive at a private equity firm. At night and on weekends, he experiments with DNA alongside his kids, ages seven and nine, as a way to explore the living world. Last time I called them, they were checking out homegrown produce from the backyard garden. They were testing tomatoes that they had picked, taking the flesh of their skin, putting it in a test tube, mixing it with chemicals to extract DNA and then using their home DNA copier to test those tomatoes for genetically engineered traits.
بالنسبة لعائلة (دانيالز)، يعد جهاز الحمض النووي الشخصي وكأنه المجموعة الكيميائية للقرن الواحد والعشرين. قد لا يكون الكثير منا يقوم بتشخيص الشروط الورائية بعد في أحواض المطابخ أو اختبار الأبوة في المنزل.
For the Daniels family, the personal DNA machine is like the chemistry set for the 21st century. Most of us may not yet be diagnosing genetic conditions in our kitchen sinks or doing at-home paternity testing.
(ضحك)
(Laughter)
لكننا وصلنا حتماً إلى نقطة في التاريخ حيث يمكن لكل واحد منكم فعلاً أن يلتمس الحمض النووي بيديه في المطبخ. يمكنكم نسخ ولصق وتحليل الحمض النووي واستخلاص المعلومات المفيدة منه. وفي أوقاتٍ كهذه فإن التحول العميق متوقعٌ أن يحدث؛ اللحظات التي تصبح فيها تقنية تحوليّة قوية كانت محدودة الاستخدام من قبل قلة قليلة في البرج العاجي قبل ذلك، تصبح أخيراً في متناول أيدي كل شخص فينا، بدءاً من المزارعين وانتهاءً بطلاب المدارس. فكروا بتلك اللحظة التي توقفت الهواتف فيها عن الارتباط بالحائط عن طريق الأسلاك الكهربائية، أو عند ترك الحاسوب مكانه بين مجموعة الحواسيب ليدخل إلى المنزل أو المكتب.
But we've definitely reached a point in history where every one of you could actually get hands-on with DNA in your kitchen. You could copy, paste and analyze DNA and extract meaningful information from it. And it's at times like this that profound transformation is bound to happen; moments when a transformative, powerful technology that was before limited to a select few in the ivory tower, finally becomes within the reach of every one of us, from farmers to schoolchildren. Think about the moment when phones stopped being plugged into the wall by cords, or when computers left the mainframe and entered your home or your office.
قد تكون نتائج ثورة الحمض النووي صعبة التنبؤ، لكن شيئاً واحداً مؤكد: لا تعود الثورات للوراء، وتقنية الحمض النووي تنتشر سلفاً بأسرع مما نتخيل.
The ripples of the personal DNA revolution may be hard to predict, but one thing is certain: revolutions don't go backwards, and DNA technology is already spreading faster than our imagination.
لذا إذا أثارك الفضول، كن قريباً وتعامل شخصياً مع الحمض النووي -- اليوم. إن الفضول أصلاً في حمضنا النووي.
So if you're curious, get up close and personal with DNA -- today. It is in our DNA to be curious.
(ضحك)
(Laughter)
شكراً لكم.
Thank you.
(تصفيق)
(Applause)