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.
Уявіть, що ви - фермер, який вирощує свиней. Ви живете на маленькій філіппінській фермі, а ваші тварини - єдине джерело прибутку сім'ї, допоки вони здорові. Вам відомо, що будь-коли одна зі свиней може захворіти на грип, свинячий грип. Через тісні загони одна свиня, що чхає та кашляє, спричинить чхання та кашель в іншої свині, аж поки епідемія грипу не захопить усю вашу ферму. Якщо вірус доволі агресивний, здоров'я всього поголів'я у мить похитнеться. Якщо викликати ветеринара, він приїде до вас на ферму і візьме зразки з носів та пащ ваших свиней. Але потім він муситиме повернутися у місто, щоб зробити аналіз зразків у центральній лабораторії. Ви отримаєте результат через два тижні. Двох тижнів може бути цілком достатньо, щоб інфекція розповсюдилася і знищила засоби вашого існування.
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.
Але не обов'язково так має бути. Сьогодні фермери можуть самі зробити цей аналіз - зайти у загін і взяти мазок зі свинячих носів та пащ за допомогою фільтрувального папірця, покласти цей папірець у трубочку і змішати з певними сполуками, які екстрагують генетичний матеріал, взятий із носів та пащ свиней. Не залишаючи ферми, вони беруть краплю генетичного матеріалу і кладуть його у маленький аналізатор, що за розміром менший, ніж коробка для взуття, програмують його на визначення ДНК або РНК вірусу свинячого грипу і протягом години отримують результати, які потім візуалізують. Це можливо, тому що ми живемо в еру персональної ДНК-технології. Кожен з нас може фактично аналізувати ДНК самостійно.
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.
ДНК - це фундаментальна молекула, яка несе генетичні інструкції, що допомагають збудувати все живе. Люди мають ДНК. Свині мають ДНК. Навіть бактерії та деякі віруси мають ДНК. За допомогою генетичних інструкцій, закодованих у ДНК, можна зрозуміти, як наше тіло розвивається, як воно росте та функціонує. І в багатьох випадках та сама інформація може викликати хворобу. Ваша генетична інформація схована у довгій скрученій молекулі, подвійній спіралі ДНК, у якій більше трьох мільярдів літер з початку до кінця. Але рядки, що несуть важливу інформацію, зазвичай дуже короткі - від кількох сотень до декількох тисяч літер завдовжки. Тож коли ми відповідаємо на певне питання за допомогою ДНК, нам, як правило, не треба читати усі три мільярди літер. Це було б схоже на те, коли зголоднівши вночі мусиш продивитися цілу телефонну книгу від обкладинки до обкладинки і зупинятися на кожному рядку просто для того, щоб знайти найближчу піцерію.
(Laughter)
(Сміх)
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?
На щастя, тридцять років тому люди почали винаходити інструменти, що можуть знайти будь-який конкретний фрагмент генетичної інформації. Ці ДНК-аналізатори чудові. Вони можуть знайти будь-який рядок у ДНК. І коли вони знаходять потрібний, проте ДНК все ще дуже маленька, і навкруги неї є ще багато інших ДНК, то наступне, що ці машини роблять - це копіюють потрібний ген, і кожна нова копія накладається на попередню, мільйони, мільйони і мільйони копій, аж допоки ген не починає виділятися на тлі решти, аж допоки ми не можемо його візуалізувати, інтерпретувати, прочитати і зрозуміти, аж допоки ми не зможемо відповісти, чи хвора моя свиня на грип. Або на інші питання, що заховані у нашій власній ДНК: Чи я в групі ризику захворювання на рак? Чи маю я ірландське коріння? Чи той хлопчик - мій син?
(Laughter)
(Сміх)
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.
Можливість копіювати ДНК таким простим методом змінила наш світ. Учені використовують її кожного дня, щоб виявляти і лікувати хвороби, щоб створювати інноваційні ліки, змінювати харчові продукти, оцінювати, чи безпечна наша їжа, чи не заражена вона смертельно небезпечними бактеріями. Навіть судді використовують результати, надані аналізаторами, щоб визначати чиюсь провину на основі ДНК-доказів. Винахідник цієї техніки копіювання ДНК отримав Нобелівську премію з хімії у 1993. Але протягом 30 років можливості генетичного аналізу були заховані у такій собі "вежі зі слонової кістки", або у докторських дисертаціях обмеженого кола науковців. Але кілька компаній у світі працюють над тим, щоб зробити цю технологію доступною для кожної людини, такої як наш фермер, такої як ви.
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.
Я - співзасновник однієї з таких компаній. Три роки тому разом з одним моїм другом, також біологом, Зіком Алваресом Сааведрою, ми вирішили створити персональні ДНК-аналізатори, якими зможе користуватися будь-хто. Ми мали на меті поширити знання про ДНК серед якнайбільшої кількості людей. Ми почали працювати у цокольних приміщеннях домівок. У нас було просте питання: як міг би виглядати світ, у якому кожен міг би аналізувати ДНК? Нам було цікаво настільки, як було би вам, якби ви побачили цю фотографію у 1980-му.
(Laughter)
(Сміх)
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.
Ви б тоді подумали: "Ого! Тепер я можу зателефонувати тітці Гленді прямо з машини і привітати її з днем народження. Я можу телефонувати будь-кому і будь-коли. Це - майбутнє!" Ви б тоді нічого не знали ні про те, що ви зможете зарезервувати столик у кафе для вас і тітки Гленди, щоб відсвяткувати разом. Ані про те, що ви навіть зможете замовити для неї подарунок. Ані про те, що ви зможете "лайкати" тітку Гленду у Фейсбуку. І робити все це, сидячи в туалеті.
(Laughter)
(Сміх)
It is notoriously hard to predict where new technology might take us. And the same is true for personal DNA technology today.
Надзвичайно складно передбачити, куди нас заведуть нові технології. Це сьогодні актуально для персональної ДНК-технології.
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.
Наприклад, я ніколи не міг уявити, що фермер, який вирощує трюфелі, користуватиметься персональними ДНК-аналізаторами. Доктор Пол Томас заробляє на життя вирощуванням трюфелів. Ми бачимо його на цьому фото з першим трюфелем, культивованим у Великій Британії на одній з його ферм. Трюфелі - це делікатес, гриб, який росте на корінні живих дерев. І це дуже рідкісний гриб. Деякі види коштують від 3000 до 7000 або більше доларів за кілограм. Я дізнався від Пола, що для такого фермера ставки можуть бути надто високі. Коли він висаджує нові види трюфелів, він ризикує отримати в результаті фальшивий продукт - трюфелі, що виглядають, як справжні, але насправді є менш якісні. Навіть для натренованого ока, як у Пола, навіть, якщо подивитися у мікроскоп, ці трюфелі можуть видатися справжніми. Тому щоби вирощувати трюфелі найвищої якості, за які боротимуться шеф-кухарі зі всього світу, Пол має використовувати ДНК-аналіз. Хіба це не приголомшливо? Б'юся об заклад, що ви більше не зможете дивитися на різотто із чорним трюфелем, не замислившись про його гени.
(Laughter)
(Сміх)
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.
До того ж, персональні ДНК-аналізатори можуть рятувати людські життя. Професор Ієн Ґудфеллоу - вірусолог Кембриджського університету. Минулого року він відвідав Сьєрра-Леоне. Коли в Африці спалахнула епідемія гарячки Ебола, він швидко зрозумів, що в місцевих лікарів не вистачає основних інструментів, щоб визначати хворобу та боротися із нею. Лікарі мусили чекати на результати аналізів до тижня, що було надто довго для пацієнтів і їхніх сімей. Ієн вирішив перевезти свою лабораторію до міста Макені у Сьєрра-Леоне. Тут ми бачимо Ієна Ґудфеллоу, який намагався розташувати більше 10 тонн устаткування у звичайному наметі, щоби знаходити та розпізнавати, а також секвенувати вірус протягом 24 годин. Але ось сюрприз: те обладнання, що Ієн використовував у своїй лабораторії у Великій Британії, щоб секвенувати і розпізнавати вірус Ебола, просто не працювало в нових умовах. Я маю на увазі спеку 35°C і вологість, більшу ніж 90%. Але замість того Ієн міг би скористатися персональними ДНК-аналізаторами, такими маленькими, щоб їх можна було розмістити навпроти кондиціонера та продовжувати секвенувати вірус і рятувати життя.
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.
Здається, що це доволі екстремальне місце для аналізу ДНК, та давайте перемістимося у більш екстремальне місце: відкритий космос. Поговорімо про аналіз ДНК у космосі. Коли астронавти живуть на борту Міжнародної космічної станції, то облітають планету на висоті у 250 миль. Вони подорожують зі швидкістю 17 000 миль за годину. Уявіть це: ви бачите 15 заходів та сходів сонця кожного дня. Ви також живете в умовах мікрогравітації, ніби плаваєте. І в цих умовах з нашим тілом можуть відбуватися дивні речі. Однією з них є пригнічення імунної системи, що робить астронавтів чутливішими до інфекцій.
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.
Одна 16-річна дівчина, школярка з Нью-Йорка, Анна-Софія Боґураєв, замислилася над тим, чи можуть зміни у ДНК астронавтів бути пов'язані з пригніченням імунної системи, і для участі у науковому конкурсі "Гени у космосі" Анна-Софія спроектувала експеримент, щоб перевірити цю гіпотезу, використовуючи персональний ДНК-аналізатор на борту Міжнародної космічної станції. Тут ви бачите Анну-Софію 8 квітня 2016 року на мисі Канаверал під час запуску її експерименту на Міжнародну космічну станцію. Хмарка диму - це ракета, яка несе експеримент Анни-Софії на Міжнародну космічну станцію, де через три дні астронавт Тім Пік продовжить його в умовах мікрогравітації. Наразі персональні ДНК-аналізатори є на борту Міжнародної космічної станції для моніторингу життєвих умов і захисту життя астронавтів.
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.
16-річна дівчина, що спроектувала ДНК-експеримент задля захисту життя астронавтів, - хтось подумає, що це рідкісне явище, дитина-геній. А для мене це сигнал про щось більше: що ДНК-технологія нарешті доступна для кожного з вас.
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?
Кілька років тому студент коледжу з персональним комп'ютером створив додаток, який сьогодні є соціальною мережею, із числом користувачів, що перевищує мільярд. Невже ми наближаємося до світу, у якому персональні ДНК-аналізатори будуть у кожній домівці?
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.
Я знаю сім'ї, які вже тепер живуть у такій реальності. Родина Деніелзів, наприклад, облаштувала ДНК-лабораторію у підвалі свого заміського будинку в Чикаго. У родині немає докторів наук. Це така ж родина, як і будь-яка інша. Вони просто люблять проводити час разом, займаючись веселими і творчими речами. Удень Браян - працівник у фірмі, що займається приватними інвестиціями. А вечорами та на вихідних він експериментує з ДНК разом із дітьми, яким сім і дев'ять років; і це один зі способів пізнавати світ навколо. Останнього разу, коли я телефонував їм, вони тестували рослини, які виростили самі у своєму садочку. Спочатку із зібраних помідорів зняли шкірку, помістили у пробірку, змішали з хімреактивами, щоб виділити ДНК, а потім скористалися своїм домашнім ДНК-копіювальником, щоби перевірити помідори на наявність ознак генетичної модифікації.
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.
Для родини Деніелзів персональний ДНК-аналізатор - це як набір "Юний хімік" ХХІ століття. Більшість із нас ще не зможе діагностувати спадкові хвороби у раковині на кухні, так само, як не проведе тест на батьківство.
(Laughter)
(Сміх)
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.
Але ми точно досягли такого часу в історії, коли будь-хто зможе працювати з ДНК на своїх кухнях. Ви зможете копіювати, редагувати та аналізувати ДНК, а також добувати з неї важливу інформацію. Саме в такі часи відбуваються серйозні зміни, вони не можуть не відбутися, - зміни, коли революційна потужна технологія, яка раніше була доступна для обраних у вежі зі слонової кістки, зрештою стає досяжною для кожного з нас - від фермера до школяра. Згадайте той час, коли телефони перестали під'єднувати дротом до стіни, або коли великі промислові комп'ютери перетворилися на персональні й увійшли в наші оселі й офіси.
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.
Наслідки революції персонального ДНК-аналізу складно передбачити, але одне я знаю точно: революції не йдуть у зворотньому напрямку, і ДНК-технології вже поширюються зі швидкістю, якої нам не осягнути.
So if you're curious, get up close and personal with DNA -- today. It is in our DNA to be curious.
Тож якщо вам цікаво, познайомтеся із ДНК особисто вже сьогодні. Адже цікавість закладена у нашій ДНК.
(Laughter)
(Сміх)
Thank you.
Дякую.
(Applause)
(Оплески)