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.
Tänk dig att du är en grisbonde. Du lever på en liten gård i Filippinerna. Dina djur är din familjs enda inkomstkälla - så länge de är friska. Vilken dag som helst kan en av dina grisar få influensa, svininfluensan. Då de lever trångt, kan en gris hostande och nysande snabbt leda till att nästa gris smittas, tills ett utbrott av svininfluensan har invaderat din gård. Om det är ett nog farligt virus, kan hela flockens hälsa spolieras på ett ögonblick. Om du tillkallar en veterinär, kommer hen att besöka din gård och ta prover från dina grisars trynen och munnar. Men sedan måste de köra tillbaka till stan för att analysera proverna i labbet. Två veckor senare, får du tillbaka provsvaren. Två veckor kan vara precis lagom tid för infektionen att spridas och ta ditt levebröd med sig.
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.
Men det behöver inte vara så här. Idag kan bönderna göra dessa prover själv. De kan hoppa in i inhägnaderna och ta prover på sina grisars trynen och munnar med en bit filterpapper, stoppa det lilla filterpappret i ett litet rör, och blanda det med kemikalier som kommer att extrahera genetiskt material från grisarnas trynen och munnar. Och utan att lämna gården, tar de en droppe av det genetiska materialet och sätter det i en liten analysator, som är mindre än en skokartong, som är programmerad att spåra DNA eller RNA från svininfluensaviruset, och inom en timme få svaret, kunna se resultaten. Den här verkligheten är möjlig eftersom vi idag lever i eran av personlig DNA-teknik. Var och en av oss kan faktiskt testa DNA själv.
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 är den grundläggande molekylen som bär de genetiska instruktioner som hjälper till att bygga allt levande. Människor har DNA. Grisar har DNA. Till och med bakterier och vissa virus har också DNA. De genetiska instruktioner som finns i DNA ger information om hur vi utvecklas, växer, fungerar. Och i många fall kan samma information trigga igång sjukdomar. Er genetiska information finns i en lång, vriden molekyl, DNA:s dubbelhelix, som har över tre miljarder bokstäver, från början till slut. Men de delar som bär på meningsfull information är vanligtvis väldigt korta - från några få dussin till flera tusen bokstäver lång. Så när vi letar efter svaret med hjälp av DNA, behöver vi faktiskt inte läsa alla dessa tre miljarder bokstäver. Det kan liknas vid att bli hungrig på natten och behöva bläddra igenom hela telefonkatalogen från pärm till pärm, med paus vid varje rad, bara för att hitta närmsta pizzeria.
(Laughter)
(Skratt)
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?
Tack och lov, för tre decennier sen, började vi uppfinna verktyg som kan hitta vissa speciella stråk av genetisk information. Dessa DNA-testare är fantastiska. De kan hitta vilket stråk som helst i DNA:t. Men när de väl finner det, är DNA:t fortfarande pyttelitet och omgärdat av massor av annat DNA, det som dessa maskiner då gör, är att kopiera målgenen, och kopiorna staplas ovanpå varandra, miljoner och miljoner och miljoner kopior, tills den genen sticker ut jämfört med de övriga; tills vi kan se det, tolka det, läsa det, förstå det, tills vi kan besvara: Har min gris fått influensa? Eller andra frågor som är begravda i vårt eget DNA: Löper jag risk att få cancer? Har jag irländsk härstamning? Är det barnet min son?
(Laughter)
(Skratt)
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.
Den här förmågan att göra kopior av DNA, lika lätt som det låter, har förändrat vår värld. Forskare använder det varje dag för att spåra och undersöka sjukdomar, för att skapa innovativa mediciner, för att modifiera mat, för att undersöka ifall vår mat är säker eller smittad med dödliga bakterier. Även domare använder utfallet av dessa maskiner i rätten för att avgöra huruvida någon är oskyldig eller skyldig, baserat på DNA-bevis. Uppfinnaren av denna DNA-kopieringsteknik belönades med Nobelpriset i kemi 1993. Men i 30 år, har makten över genetisk analys begränsats till de fina institutionerna, och pamparna inom forskarvärlden. Ett flertal företag runt om i världen arbetar med att göra just denna teknik tillgänglig för vanliga människor som grisbonden, som er.
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.
Jag var med och startade ett av dessa företag. För tre år sedan, tillsammans med en kollega och vän som är biolog, Zeke Alvarez Saavedra, bestämde vi oss för att göra personliga DNA-testare som vem som helst kunde använda. Vårt mål var att föra ut DNA-vetenskapen till fler personer på nya platser. Vi påbörjade arbetet i vår källare. Vi hade en enkel fråga: Hur kunde världen komma att se ut ifall alla kunde analysera DNA? Vi var nyfikna, lika nyfikna som ni skulle varit ifall jag hade visat er den här bilden år 1980.
(Laughter)
(Skratt)
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.
Ni skulla ha tänkt, "Wow! nu kan jag ringa Faster Glenda från bilen och gratulera henne på födelsedagen. Jag kan ringa vem som helst, när som helst. Detta är framtiden." Du hade ingen aning om att du skulle knappa på den för att boka bord så att du och faster Glenda skulle fira tillsammans. Med ett annat tryck, beställde du hennes present. Och ytterligare ett tryck, så "gillar" du faster Glenda på Facebook. Och allt detta medan du sitter på toaletten.
(Laughter)
(Skratt)
It is notoriously hard to predict where new technology might take us. And the same is true for personal DNA technology today.
Det är, som ni vet, svårt att förutse vart ny teknik för oss. Det gäller också för personlig DNA-teknik.
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.
Jag hade till exempel aldrig kunnat föreställa mig att tryffelfarmare, av alla människor, skulle använda personliga DNA-testare. Dr. Paul Thomas är tryffelodlare. Här är en bild på honom, när han håller sin första engelskodlad tryffel, från en av sina odlingar. Tryffel är den här delikatessen som härstammar från svampar som växer på levande träds rötter. Och det är en sällsynt svamp. Vissa arter kan inbringa 3 000, 7 000, eller ännu fler dollar per kilo. Paul har lärt mig att det är mycket som står på spel för en tryffelodlare. När han planterar in ny tryffel på sin farm, finns det alltid risk att det går fel - tryfflar som ser ut och känns som den riktiga sorten, men är av lägre kvalitet. Men även för en person med Pauls tränade öga, även efter undersökningar i mikroskop, kan dessa tryfflar slinka igenom som äkta. Så för att kunna odla tryfflar av högsta kvalitet, de som kockar över hela världen kommer att slåss om, använder Paul DNA-analys. Är det inte fantastiskt? Ni kommer nog inte se på tryffelrisotto på samma sätt igen utan att tänka på dess gener.
(Laughter)
(Skratt)
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.
Men personliga DNA-testare kan också rädda liv. Professor Ian Goodfellow är virolog på University of Cambridge. Förra året reste han till Sierra Leone. När ebolautbrottet startade i Västafrika, insåg han snabbt att läkare där saknade basala verktyg för att bekämpa sjukdomar. Resultaten kunde dröja upp till en vecka - och det är på tok för lång tid för drabbade patienter och deras familjer. Ian bestämde sig att flytta sitt labb till Makeni i Sierra Leone. Här har vi Ian Goodfellow som flyttar mer än 10 ton utrustning till ett tält son han utrustade för att spåra och diagnostisera viruset och sekvensera det inom 24 timmar. Men som en överraskning: Den utrustning som Ian kunde använda i sitt labb i England för att sekvensera och diagnostisera ebola, fungerade helt enkelt inte här. Vi talar om 35 grader Celsius och 90-procentig luftfuktighet. Men istället kunde Ian använda personliga DNA-testare som var små nog att ställas framför luftkonditioneringen för att kunna sekvensera viruset och kunna rädda liv.
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.
Detta kan tyckas vara en extrem plats för DNA-analys, men låt oss gå vidare till en ännu mer extrem miljö: yttre rymden. Låt oss tala om DNA-analys i rymden. När astronauter lever ombord på ISS, så är de i omlopp kring jorden, på 400 kilometers höjd. De färdas i 27 000 kilometer per timme. Se det framför er - du ser 15 soluppgångar och solnedgångar varje dag. Du lever i mikrogravitation, svävande. Under dessa förutsättningar kan våra kroppar bete sig underligt. en av dessa saker är att vårt immunsystem fungerar sämre, vilket gör astronauter mer känsliga för infektioner.
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.
En 16 år gammal flicka, en high school-student från New York, Anna-Sophia Boguraev. undrade ifall förändringar i astronauternas DNA kunde kopplas till det försvagade immunsystemet, och i en vetenskapstävling som heter "Gener i rymden," designade Anna-Sophia ett experiment för att testa den här hypotesen med hjälp av en personlig DNA-testare ombord på ISS. Här ser vi Anna-Sophia i april 2016, på Cape Canaveral, där hon ser sitt experiment ge sig iväg till ISS. Rökmolnet är raketen som tar med sig Anna-Sophias experiment till ISS, och tre dagar senare, utfördes hennes experiment av astronauten Tim Peake - i mikrogravitation. Personliga DNA-testare finns nu ombord på ISS, där de kan hjälpa till att övervaka livsmiljön och skydda astronauternas liv.
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.
Att en 16-åring designade ett DNA-försök för att skydda astronauters liv kan verka ovanligt och verka vara tecken på ett överbegåvat barn. För mig betyder det något större: att DNA-teknik äntligen finns inom räckhåll för var och en av er.
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?
För några år sedan, var det en collegestudent som använde sin persondator för att koda en app, en app som nu är ett socialt nätverk med fler än en miljard användare. Kan vi vara på väg mot en värld där det finns en DNA-testare i varje hem?
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.
Jag känner familjer som redan lever i den verkligheten. Familjen Daniels, till exempel, ordnade ett DNA-labb i källaren till deras förortshem i Chicago. Detta är inte en familj med forskare. Det är en familj som vilken som helst. De gillar bara att vara tillsammans och göra roliga och kreativa saker. På dagtid är Brian chef på ett riskkapitalbolag. På kvällar och helger experimenterar han med DNA tillsammans med sin barn, sju och nio år gamla, som ett sätt att utforska världen. Förra gången jag kontaktade dem, undersökte de hemmaodlade grödor från trädgården. De testade tomater som de hade plockat, genom att ta fruktkött och sätta det i provröret, blanda med kemikalier för att få fram DNA och sedan använda sin hemma-DNA-kopiator för att testa dessa tomater och deras genetiska egenskaper.
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.
För familjen Daniels, är den personliga DNA-testaren som en kemilåda för det 21:a århundradet. De flesta av oss har inte nått punkten där vi diagnostiserar gener hemma på köksbänken eller gör ett "gör-det-själv-faderskapstest".
(Laughter)
(Skratt)
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.
Men vi har absolut nått en punkt i historien där var och en av er faktiskt skulle kunna arbeta praktiskt med DNA i ert kök. Ni skulle kunna kopiera, klistra in och analysera DNA och få fram meningsfull information från det. Och det är i tider som denna, som genomgripande förändringar kommer att hända; stunder när en omvälvande, kraftfull teknik som tidigare varit begränsad till ett fåtal utvalda, till slut kommer inom räckhåll för var och en av oss, från lantbrukare till skolbarn, Tänk på det tillfället när telefoner inte längre var kopplade i väggen med en sladd, eller när datorer lämnade de stora komplexen och tog sig in i era hem eller era kontor.
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.
Efterdyningarna av den personliga DNA-revolutionen är svåra att förutse, men en sak är säker; revolutioner går inte baklänges, och DNA-tekniken sprids redan snabbare än vår fantasi,
So if you're curious, get up close and personal with DNA -- today. It is in our DNA to be curious.
Så ifall du är nyfiken, titta närmare och bekanta dig med DNA redan idag. Det är inprogrammerat i vårt DNA att vara nyfikna.
(Laughter)
(Skratt)
Thank you.
Tack.
(Applause)
(Applåder)