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.
תדמיינו שאתם מגדלי חזירים. אתם חיים בחווה קטנה בפיליפינים. החיות שלכם הם מקור הפרנסה היחידי של המשפחה שלכם -- כל זמן שהם בריאים. אתם יודעים שבכל יום, אחד החזירים שלכם יכול לתפוס את השפעת, שפעת החזירים. במגורים הצפופים, חזיר אחד שמשתעל ומתעטש יכול להוביל מהר לחזיר הבא שמשתעל ומתעטש, עד שהתפרצות של שפעת החזירים משתלטת לכם על החווה. אם זה וירוס גרוע מספיק, בריאות העדר שלכם יכולה להיעלם לפני שתנידו עפעף. אם תקראו לוטרינר, הוא או היא יבקרו בחווה שלכם ויקחו דוגמיות מהאפים והפיות של החזירים שלכם. אבל אז הם יצטרכו לנסוע בחזרה אל העיר לבדוק את הדוגמיות האלו במעבדה המרכזית. שבועיים לאחר מכן תקבלו את התוצאות. שבועיים יכולים להיות בדיוק מספיק זמן לזיהום בשביל להתפשט ולקחת את פרנסתכם.
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.
אבל זה לא חייב להיות כך. היום, חקלאים יכולים לקחת את הדוגמיות האלו בעצמם. הם יכולים לקפוץ ישר לתוך הדיר ולקחת משטח מהאף והפה של החזירים עם נייר פילטר קטן, לשים את נייר הפילטר הקטן ב;מבחנה, ולערבב עם כימיקלים מסוימים שיפיקו חומר גנטי מהאף והפה של החזירים. ובלי לעזוב את החווה שלהם, הם לוקחים חלק מהחומר הגנטי הזה ושמים את זה בתוך מכשיר אנליזה, קטן יותר מקופסת נעליים, ולתכנת אותו כדי לגלות DNA או RNA של וירוס שפעת החזירים, ובתוך שעה אחת להחזיר תוצאות, להראות את התוצאות. המציאות הזו היא אפשרית כי היום אנחנו חיים בעידן של טכנולוגיית DNA אישית. כל אחד מאיתנו יכול למעשה לבדוק DNA בעצמנו.
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.
DNA הוא המולקולה הבסיסית שנושאת הוראות גנטיות שעוזרות לבנות את עולם החי. לבני אדם יש DNA. לחזירים יש DNA. אפילו לחיידקים ולוירוסים מסוימים יש DNA. ההוראות הגנטיות המקודדות ב-DNA מכוונות איך הגוף שלנו מתפתח, גדל, מתפקד. ובהרבה מקרים, אותו המידע יכול לעורר מחלה. המידע הגנטי שלכם חרוז לתוך מולקולה ארוכה ומסובבת, הסליל הכפול של ה-DNA, שיש בו מעל 3 מיליארד אותיות, מההתחלה ועד הסוף. אבל השורות שנושאות מידע משמעותי הן בדרך כלל מאוד קצרות -- אורך של בין כמה עשרות לכמה אלפי אותיות. אז כשאנחנו מנסים לענות על שאלה על פי DNA, אנחנו למעשה לא צריכים לקרוא את כל שלושת מיליארד האותיות, בדרך כלל. זה יהיה כמו להיות רעבים בלילה ולעבור על כל ספר הטלפונים מקצה לקצה, ולעצור בכל שורה, רק בשביל למצוא את הפיצרייה הקרובה ביותר.
(Laughter)
(צחוק)
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?
למזלנו, לפני שלושה עשורים, בני האדם התחילו להמציא כלים שיכולים למצוא כל שורה ספציפית של מידע גנטי. מכונות ה-DNA האלו הן נפלאות. הן יכולות למצוא כל שורה ב-DNA. אבל ברגע שהן מצאו את זה, ה-DNA הזה עדיין קטן, ומוקף בכל כך הרבה DNA אחר, שמה שהמכונות האלו עושות אחרי זה זה להעתיק את גן המטרה, ועותק אחד מתווסף לעותק הבא, מיליוני ומיליוני ומיליוני עותקים, עד שהגן הזה בולט מעל כל השאר; עד שאנחנו יכולים לדמות את זה, לפרש את זה, לקרוא את זה, להבין את זה, עד שאנחנו יכולים לענות: האם לחזיר שלי יש שפעת? או שאלות אחרות שקבורות בתוך ה-DNA שלנו: האם אני בקבוצת סיכון לסרטן? האם אני ממוצא אירי? האם הילד הזה הוא הבן שלי?
(Laughter)
(צחוק)
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.
היכולת הזו לייצר העתקים של DNA, פשוטו כמשמעו, שינתה את העולם שלנו. מדענים משתמשים בזה בכל יום לאבחן ולטפל במחלות. ליצור תרופות חדשניות, לשפר מאכלים, להעריך האם האוכל שלנו בטוח לאכילה או שאולי הוא נגוע בחיידקים קטלניים. אפילו שופטים משתמשים בתוצר של המכשירים האלו בבית משפט בשביל להחליט אם מישהו חף מפשע או אשם על בסיס ראיית DNA. וממציא טכניקת העתקת ה-DNA הזו קיבל את פרס הנובל בכימיה ב-1993. אבל במשך 30 שנה, הכח של ניתוח גנטי היה שמור במגדל השן, או בעבודה חשובה של דוקטורנטים. אז כמה חברות מסביב לעולם עובדות על להפוך את הטכנולוגיה הזו לנגישה לאנשים רגילים כמו מגדל החזירים, כמוכם.
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.
אני הייתי שותף להקמה של חברה שכזו, לפני שלוש שנים, ביחד עם עמית לתחום הביולוגיה וחבר אישי, זיק אלבארז סאאודרה, החלטנו לייצר מכשירי DNA אישיים שכל אחד יוכל להשתמש. המטרה שלנו הייתה להביא את מדע ה-DNA ליותר אנשים במקומות חדשים. התחלנו לעבוד במרתפים שלנו. הייתה לנו שאלה פשוטה: איך העולם יכול להיראות אם כולם היו יכולים לבחון DNA? היינו סקרנים, סקרנים כמו שאתם הייתם אם הייתי מראה לכם את התמונה הזו ב-1980.
(Laughter)
(צחוק)
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.
הייתם חושבים - "וואו! "אני עכשיו יכול להתקשר לדודה שלי גלנדה מהמכונית "ולאחל לה יום הולדת שמח. "אני יכול להתקשר לכל אחד, בכל זמן. "זה העתיד!" לא הייתם יכולים לדעת, שבהקשה על הטלפון הזה תזמינו מקום לארוחת ערב בשבילכם ובשביל דודה גלנדה בשביל לחגוג ביחד. בהקשה נוספת, תזמינו את המתנה שלה. ובהקשה אחת נוספת, ואתם תעשו "לייק" לדודה גלנדה בפייסבוק. וכל זה בזמן שאתם יושבים בשירותים.
(Laughter)
(צחוק)
It is notoriously hard to predict where new technology might take us. And the same is true for personal DNA technology today.
זה ידוע לשמצה שקשה לחזות לאן טכנולוגיה חדשה יכולה לקחת אותנו. ואותו דבר נכון לגבי מכשיר DNA אישי היום.
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.
לדוגמה, אני לעולם לא הייתי יכול לנחש שחוואי כמהין, מכל האנשים, ישתמש במכשירי DNA אישיים. ד"ר פול תומאס מגדל כמהין לפרנסתו. אנחנו רואים אותו מצולם כאן, מחזיק בידיו את הכמהין המבוייתת הראשונה בבריטניה, באחת מחוותיו. כמהין הן מעדן שגדל מפטרייה הגדלה על שורשיהם של עצים חיים. וזו פטרייה נדירה. מינים מסוימים יכולים להגיע ל-3,000, 7,000 או יותר דולרים לקילוגרם. אני למדתי מפול שהסיכון של חוואי כמהין יכול להיות גבוה מאוד. בעוד הוא משקיע בגידול כמהין חדשות בחוות שלו, הוא חשוף לרמאות -- כמהין שנראות ומרגישות כמו הדבר האמיתי, אבל הן מאיכות נמוכה יותר. אבל אפילו לעין מיומנת כמו של פול, אפילו כשמסתכלים עליה במיקרוסקופ, הכמהין האלו יכולות לעבור כאותנטיות. אז על מנת לגדל כמהין באיכות הגבוהה ביותר, אלו שהשפים בכל רחבי העולם יילחמו עליהן, פול חייב להשתמש באבחון DNA. זה לא מדהים? אני מתערב איתכם שלעולם לא תסתכלו על הריזוטו כמהין שחור הזה שוב בלי לחשוב על הגנים שלו.
(Laughter)
(צחוק)
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.
אבל מכשירי DNA אישיים יכולים גם להציל חיי אדם. פרופסור איאן גודפלואו הוא וירולוג באוניברסיטת קיימברידג'. שנה שעברה הוא נסע לסיירה ליאון. כשהתרחשה התפרצות האבולה באפריקה המערבית, הוא הבין מהר שלרופאים שם היה חסר ציוד בסיסי על מנת לאבחן ולהלחם במחלה. תוצאות יכולות לקחת עד שבוע כדי לחזור - זה הרבה יותר מדי זמן לחולים ולבני משפחתם הסובלים. איאן החליט להעביר את המעבדה שלו למאקני, סיירה ליאון. כאן אנו רואים את איאן גודפלואו מעביר יותר מ-10 טון של ציוד לאוהל מתקפל שהוא יצייד כדי לגלות ולאבחן את הוירוס ולרצף אותו בתוך 24 שעות. אבל הנה הפתעה: הציוד שאיאן יכול להשתמש בו במעבדה שלו בבריטניה לרצף ולאבחן אבולה, לא עבד בתנאים האלו. אנחנו מדברים על 35 מעלות צלזיוס של חום ויותר מ-90 אחוזי לחות כאן. אבל במקום זאת, איאן יכול להשתמש במכשירי DNA אישיים שקטנים מספיק בשביל לעמוד מול המזגן, להמשיך לרצף את הוירוס, ולהמשיך להציל חיים.
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.
זה אולי נראה כמו מקום קיצוני לאבחון DNA, אבל בואו נמשיך לסביבה אפילו יותר קיצונית: החלל החיצון. בואו נדבר על אבחון DNA בחלל. כשאסטרונאוטים חיים על סיפון תחנת החלל הבינלאומית, הם סובבים סביב כדור הארץ בגובה של 400 קילומטר. הם נעים במהירות של 27,400 קמ"ש. תדמיינו את זה – אתם רואים 15 שקיעות וזריחות ביום. אתם גם חיים במיקרוגרביטציה, צפים. ובתנאים האלו, הגוף שלנו יכול לעשות דברים מוזרים. אחד הדברים האלו הוא שמערכת החיסון שלנו מדוכאת, מה שגורם לאסטרונאוטים להיות בסיכון מוגבר לזיהומים.
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.
נערה בת 16, תלמידת תיכון מניו יורק, אנה-סופיה בוגוראייב, תהתה האם שינויים ב-DNA של אסטרונאוטים יכולים להיות קשורים לדיכוי החיסוני הזה, ובתחרות המדע "גנים בחלל", אנה-סופיה עיצבה ניסוי כדי לבדוק את ההשערה הזו בעזרת מכשיר DNA אישי על סיפון תחנת החלל הבינלאומית. כאן אנחנו רואים את אנה-סופיה ב-8 באפריל, 2016, בקייפ קנברל, צופה בניסוי שלה משוגר לתחנת החלל הבינלאומית. ענן העשן הזה הוא הטיל שהביא את הניסוי של אנה-סופיה לתחנת החלל הבינלאומית, היכן ששלושה ימים לאחר מכן, האסטרונאוט טים פיק ביצע את הניסוי שלה - במיקרוגרביטציה. מכשירי DNA אישיים נמצאים עכשיו בתחנת החלל הבינלאומית, שם הם יכולים לסייע בבקרה על תנאי המחייה ולשמור על חיי האסטרונאוטים.
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.
בת 16 שעיצבה ניסוי DNA על מנת להגן על חייהם של האסטרונאוטים אולי נראה כמו מקרה נדיר, אות לילדה גאונה. ובכן, בעיניי, זה מסמל משהו גדול יותר: שטכנולוגיית ה-DNA נמצאת סוף סוף בהישג ידו של כל אחד מכם.
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?
לפני מספר שנים, סטודנט במכללה בעזרת מחשב אישי היה יכול לתכנת יישום, יישום שהוא עכשיו רשת חברתית עם יותר ממיליארד משתמשים. האם יכול להיות שאנו עוברים לעולם שיש בו מכשיר DNA אישי אחד בכל בית?
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.
אני מכיר משפחות שכבר חיות במציאות הזו. משפחת דניאלס, לדוגמא, העמידה מעבדת DNA במרתף ביתם בפרברי שיקגו. זו לא משפחה שמורכבת ממדענים ודוקטורים. זו משפחה כמו כל משפחה אחרת. הם פשוט אוהבים לבלות את זמנם בעשייה של דברים כיפיים ויצירתיים. במהלך היום, בריאן הוא בכיר בחברת השקעות פרטית. בלילות ובסופי שבוע הוא עושה ניסויים ב-DNA לצד ילדיו, בני שבע ותשע, כדרך לחקור את עולם החי. בפעם האחרונה שהתקשרתי אליהם, הם בדקו תוצרת חקלאית ביתית מחצר ביתם. הם בחנו עגבניות שהם קטפו, לקחו חתיכה מהעור שלהן והכניסו למבחנה, עירבבו את זה עם כימיקלים כדי להפיק DNA ואז השתמשו במכונת שכפול ה-DNA הביתית שלהם על מנת לבחון את העגבניות האלו לתכונות מהונדסות גנטית.
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.
בשביל משפחת דניאלס, מכשיר ה-DNA האישי הוא כמו ערכת כימיה של המאה ה-21. רובנו אולי לא נאבחן מצבים גנטיים בכיור המטבח שלנו או נעשה בדיקת אבהות ביתית.
(Laughter)
(צחוק)
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.
אבל בהחלט הגענו לנקודה בהיסטוריה שבה כל אחד מכם יכול להתנסות מעשית עם DNA במטבח שלכם. תוכלו להעתיק, להדביק ולבחון DNA ולהפיק מידע משמעותי ממנו. ובזמנים כאלו שינוי מהותי חייב לקרות; רגעים שטכנולוגיה עוצמתית הגורמת לשינוי שהיתה לפני כן מוגבלת לאנשים בודדים במגדל השן, סוף סוף הופכת להיות בהישג יד של כל אחד מאיתנו, מחקלאים לילדי בית ספר. תחשבו על הרגע שטלפונים הפסיקו להיות מחוברים לקיר בכבל, או שמחשבים הפסיקו להיות מחשב מרכזי ונכנסו לבית או למשרד שלכם.
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.
את גלי מהפכת ה-DNA האישי אולי קשה לחזות, אבל דבר אחד בטוח: מהפכות לא חוזרות אחורה, וטכנולוגיית ה-DNA כבר מתפרשת מהר יותר ממה שאנחנו יכולים לדמיין.
So if you're curious, get up close and personal with DNA -- today. It is in our DNA to be curious.
אז אם אתם סקרנים, תבואו לחקור מקרוב DNA – עוד היום. זה ב-DNA שלנו להיות סקרנים.
(Laughter)
(צחוק)
Thank you.
תודה רבה.
(Applause)
(מחיאות כפיים)