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.
Wyobraź sobie, że jesteś hodowcą świń. Mieszkasz na małej farmie na Filipinach. Te zwierzęta są jedynym źródłem dochodu twojej rodziny, o ile są zdrowe. Wiesz, że pewnego dnia jedna ze świń może złapać grypę, świńską grypę. Żyjąc w ciasnej chlewni, kaszląca i kichająca świnia szybko może zarazić inne świnie, aż dojdzie do wybuchu epidemii świńskiej grypy na farmie. Jeśli będzie to złośliwy wirus, trzoda może zachorować w mgnieniu oka. Jeśli wezwałeś weterynarza, może on pobrać próbki z nozdrzy i ryjów świń. Później będzie musiał wrócić do miasta, żeby zbadać je w laboratorium. Po dwóch tygodniach otrzymasz wyniki. W ciągu dwóch tygodni infekcja może się rozprzestrzenić i pozbawić cię źródła dochodu.
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.
Ale nie musi tak być. Dzisiaj farmerzy mogą sami pobierać próbki. Mogą wskoczyć do zagrody, pobrać wymaz z nozdrzy i ryjów świń za pomocą bibuły filtracyjnej, umieścić go w tubce, i wymieszać z chemikaliami, które wyodrębnią materiał genetyczny pobrany od tych świń. Nie opuszczając farmy, biorą kroplę materiału genetycznego i umieszczają w analizatorze mniejszym od pudełka na buty, programują go na wykrycie DNA lub RNA z wirusa świńskiej grypy i w ciągu godziny otrzymują wyniki. To jest możliwe, bo żyjemy obecnie w erze technologii samodzielnego pobierania DNA. Każdy z nas może sam zbadać DNA.
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 jest podstawową molekułą, niosącą informacje genetyczne, które pomagają zbudować wszystko, co żyje. Ludzie mają DNA. Świnie mają DNA. Nawet bakterie i niektóre wirusy mają DNA. Informacja genetyczna zakodowana w DNA określa, jak nasz organizm rozwija się, rośnie, funkcjonuje. W wielu przypadkach ta informacja może wskazywać na chorobę. Informacja genetyczna układa się w długą i skręconą molekułę, podwójną helisę DNA, która ma ponad trzy miliardy liter na całej długości. Ale linie niosące istotną informację są zazwyczaj bardzo krótkie, kilkadziesiąt do kilku tysięcy liter. Gdy na podstawie DNA chcemy odpowiedzieć na jakieś pytanie, zwykle nie musimy czytać wszystkich trzech miliardów liter. Przecież gdy zgłodniejemy wieczorem nie przeglądamy całej książki telefonicznej od początku do końca, zatrzymując się przy każdej linijce, żeby znaleźć najbliższą pizzerię.
(Laughter)
(Śmiech)
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?
Na szczęście trzydzieści lat temu ludzie zaczęli tworzyć narzędzia, które mogą pomóc w znalezieniu każdej informacji genetycznej. Te maszyny do badania DNA są wspaniałe. Mogą wyszukać każdą linię w DNA. Ale gdy już to zrobią, DNA jest maleńkie i otoczone innymi DNA, więc maszyny kopiują docelowy gen i układają jedną kopię na drugą, miliony kopii, aż ten gen wyróżni się od pozostałych, aż będzie można wykonać jego wizualizację, zinterpretować go, przeczytać i zrozumieć, by móc odpowiedzieć na pytanie: Czy moja świnia ma grypę? Lub na inne pytania odnośnie naszego własnego DNA. Czy jestem w grupie ryzyka zachorowania na raka? Czy jestem irlandzkiego pochodzenia? Czy to jest mój syn?
(Laughter)
(Śmiech)
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.
Ta prosta metoda kopiowania DNA zmienia nasz świat. Naukowcy używają jej codziennie do wykrywania i określania chorób, do tworzenia innowacyjnych leków, do modyfikowania żywności, do określania, czy żywność jest bezpieczna, czy może skażona zabójczą bakterią. Nawet sędziowie korzystają z wyników tych maszyn, by w oparciu o wyniki badań DNA zadecydować, czy ktoś jest winny, czy nie. Wynalazca techniki kopiowania DNA otrzymał w 1993 roku Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii. Przez ostatnie 30 lat potęga analizy genetycznej była zamknięta w wieży z kości słoniowej, przeznaczona tylko dla ścisłego grona naukowców. Kilka firm na całym świecie pracuje nad udostępnieniem tej techniki zwykłym ludziom, jak hodowcy świń, czy jak wy.
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.
Jestem współzałożycielem jednej z takich firm. Trzy lata temu ja i mój przyjaciel, biolog, Zeke Alvarez Saavedra, postanowiliśmy stworzyć maszyny do samodzielnego badania DNA, z których każdy mógłby korzystać. Naszym celem było upowszechnienie wiedzy o badaniach DNA. Na początku pracowaliśmy w swoich piwnicach. Zadawaliśmy sobie proste pytanie. Jak wyglądałby świat, gdyby każdy z nas mógł analizować DNA? Byliśmy ciekawi, tak, jak wy bylibyście, gdybym pokazał wam to zdjęcie w 1980 roku.
(Laughter)
(Śmiech)
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.
Pomyślelibyście "Wow! Mogę teraz zadzwonić do ciotki Glendy z samochodu i złożyć jej życzenia urodzinowe. Mogę dzwonić do kogo chcę i kiedy chcę. To jest przyszłość!". Nie wiedzieliście, że klikniecie w telefon, żeby zarezerwować kolację dla was i ciotki Glendy, żebyście mogli razem świętować. Innym kliknięciem zamówicie dla niej prezent. A jeszcze innym, polubicie ciotkę Glendę na Facebooku. A zrobicie to siedząc na ubikacji.
(Laughter)
(Śmiech)
It is notoriously hard to predict where new technology might take us. And the same is true for personal DNA technology today.
Zazwyczaj ciężko jest przewidzieć, czy nowa technologia nas zachwyci. Tak samo jest obecnie z technologią samodzielnych badań DNA.
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.
Na przykład, nigdy nie przypuszczałbym, że to właśnie hodowca trufli, użyje maszyn do samodzielnego badania DNA. Dr Paul Thomas zajmuje się uprawą trufli. Widzimy go na zdjęciu na swojej farmie z pierwszą truflą wyhodowaną w Wielkiej Brytanii. Trufle to delikatne grzyby rosnące na korzeniach żywych drzew. To rzadki rodzaj grzybów. Niektóre gatunki osiągają cenę od 3000 do 7000 dolarów lub więcej za kilogram. Dowiedziałem się od Paula, że hodowla trufli może być bardzo ryzykowna. Gdy hodowca poszukuje nowych trufli do uprawy, jest narażony na ryzyko wyhodowania podróbek, trufli, które wyglądają jak te właściwe, ale są mniej wartościowe. Nawet dla wprawnego oka Paula, gdy patrzy pod mikroskopem, trufle te można uznać za prawdziwe. Żeby uprawiać trufle najlepszej jakości, te, o które zabijają się szefowie kuchni na całym świecie, Paul musi korzystać z analizy DNA. Czy to nie jest fantastyczne? Założę się, że już nigdy nie spojrzycie na risotto z czarnymi truflami, nie myśląc o ich genach.
(Laughter)
(Śmiech)
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.
Maszyny do samodzielnego badania DNA mogą też uratować ludzkie życie. Profesor Ian Goodfellow jest wirusologiem na Uniwersytecie Cambridge. W zeszłym roku wyjechał do Sierra Leone. Gdy wybuchła epidemia Eboli w zachodniej Afryce, uświadomił sobie, że tamtejszym lekarzom brakuje podstawowych narzędzi do wykrywania i walki z chorobami. Na wyniki badań trzeba czekać nawet tydzień, to zdecydowanie za długo dla cierpiących pacjentów i ich rodzin. Ian przeniósł swoje laboratorium do Makeni w Sierra Leone. Oto Ian Goodfellow przenoszący do składanego namiotu ponad dziesięciotonowy sprzęt, do wykrywania i diagnozy wirusa, i odczytywania jego sekwencji w ciągu 24 godzin. Ale pojawił się problem, ten sam sprzęt, z którego Ian korzysta w Wielkiej Brytanii do sekwencjonowania i diagnozy Eboli, nie działał w tamtych warunkach. Mówimy tu o 35°C i ponad 90% wilgotności. Zamiast tego, Ian mógł użyć maszyn do samodzielnego badania DNA, tak małych, że zmieściły się przy urządzeniu do klimatyzacji, maszyn do sekwencjonowania wirusa i ratowania ludzkiego życia.
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.
Może to niezbyt odpowiednie miejsce do analizy DNA, ale co powiecie na jeszcze bardziej ekstremalne środowisko, przestrzeń kosmiczną. Porozmawiajmy o analizie DNA w kosmosie. Gdy astronauci żyją na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, okrążają planetę na wysokości 400 km. Podróżują z prędkością około 28800 km na godzinę. Wyobraźcie sobie, że widzicie wschód i zachód słońca 15 razy dziennie. Żyjecie również w mikrograwitacji, unosząc się w powietrzu. W takich warunkach nasz organizm może zachowywać się dziwnie. Na przykład, układ immunologiczny słabnie, przez co astronauci są bardziej podatni na infekcje.
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.
Pewna szesnastolatka, licealistka z Nowego Jorku, Anna-Sophia Boguraev, zastanawiała się, czy zmiany w DNA astronautów mogłyby być powiązane z ich słabnącą odpornością. Anna-Sophia wzięła udział w konkursie naukowym "Geny w kosmosie" i wykonała doświadczenie, by przetestować tę hipotezę, korzystając z maszyny do samodzielnego badania DNA w kosmosie. Widzimy Annę-Sophię 8 kwietnia 2016 roku na Przylądku Canaveral, obserwującą, jak jej eksperyment rusza na Międzynarodową Stację Kosmiczną. Ta chmura dymu to rakieta, z eksperymentem Anny-Sophii lecącym na Międzynarodową Stację Kosmiczną, gdzie trzy dni później astronauta Tim Peake przeprowadził jej doświadczenie w mikrograwitacji. Maszyny do samodzielnego badania DNA są teraz na pokładzie Stacji Kosmicznej, gdzie pomagają monitorować warunki życia i chronią życie astronautów.
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.
Szesnastolatka wykonująca eksperyment z DNA, by chronić życie astronautów, to rzadkość, znak geniuszu. Dla mnie oznacza to coś więcej, że technologia badań DNA jest już w zasięgu każdego człowieka.
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?
Kilka lat temu student ze swojego osobistego komputera mógł zaprogramować aplikację, która teraz zrzesza ponad miliard użytkowników. Czy wchodzimy w świat, maszyn do samodzielnego badania DNA obecnych w każdym domu?
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.
Niektóre rodziny już tak żyją. Na przykład rodzina Danielów zamontowała laboratorium DNA w piwnicy ich domu na obrzeżach Chicago. Nie jest to rodzina naukowców z tytułem doktora. To zwyczajna rodzina, która lubi wspólnie spędzać czas, robiąc fajne, kreatywne rzeczy. W ciągu dnia Brian jest dyrektorem prywatnej firmy inwestycyjnej. Wieczorami i w weekendy eksperymentuje z DNA, razem ze swoimi dziećmi w wieku 7 i 9 lat, badając świat żywych organizmów. Kiedy ostatnio dzwoniłem do nich, sprawdzali warzywa wyhodowane w ich przydomowym ogródku. Testowali zebrane pomidory, ściągając miąższ ze skórki, umieszczając go w probówce, mieszając z chemikaliami, by wyodrębnić DNA i korzystając z domowej kopiarki DNA, badali te pomidory, szukając śladów inżynierii genetycznej.
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.
Dla rodziny Danielów maszyna do samodzielnego badania DNA jest jak zestaw chemika XXI wieku. Na razie nie diagnozujemy uwarunkowań genetycznych przy zlewie w kuchni ani nie robimy domowych testów na ojcostwo.
(Laughter)
(Śmiech)
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.
Ale z pewnością dożyliśmy czasów, kiedy każdy mógłby mieć w kuchni praktyczny zestaw do badań DNA. Można by kopiować, wklejać i analizować DNA i wyodrębniać z niego właściwą informację. W obecnych czasach musi nastąpić gruntowna zmiana, podczas której transformatywna potężna technologia, która była zamknięta w wieży z kości słoniowej, w końcu dotrze do każdego z nas, od hodowców po uczniów. Wspomnijcie czasy, kiedy telefony uwolniono z kabla podpiętego do ściany lub kiedy komputery typu mainframe zastąpiono komputerami osobistymi.
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.
Trudno przewidzieć, co przyniesie rewolucja samodzielnego badania DNA, ale pewne jest, że rewolucja nie cofnie się, a technologia DNA rozprzestrzenia się szybciej niż sobie wyobrażamy.
So if you're curious, get up close and personal with DNA -- today. It is in our DNA to be curious.
Jeśli cię to zainteresowało, poznaj bliżej DNA - jeszcze dziś. Ciekawość mamy w genach.
(Laughter)
(Śmiech)
Thank you.
Dziękuję.
(Applause)
(Brawa)