I get out of bed for two reasons.
One, small-scale family farmers need more food.
It's crazy that in 2019 farmers that feed us are hungry.
And two, science needs to be more diverse and inclusive.
If we're going to solve the toughest challenges on the planet,
like food insecurity for the millions living in extreme poverty,
it's going to take all of us.
I want to use the latest technology
with the most diverse and inclusive teams on the planet
to help farmers have more food.
I'm a computational biologist.
I know -- what is that and how is it going to help end hunger?
Basically, I like computers and biology
and somehow, putting that together is a job.
(Laughter)
I don't have a story
of wanting to be a biologist from a young age.
The truth is, I played basketball in college.
And part of my financial aid package was I needed a work-study job.
So one random day,
I wandered to the nearest building to my dorm room.
And it just so happens it was the biology building.
I went inside and looked at the job board.
Yes, this is pre-the-internet.
And I saw a three-by-five card
advertising a job to work in the herbarium.
I quickly took down the number,
because it said "flexible hours,"
and I needed that to work around my basketball schedule.
I ran to the library to figure out what an herbarium was.
(Laughter)
And it turns out
an herbarium is where they store dead, dried plants.
I was lucky to land the job.
So my first scientific job
was gluing dead plants onto paper for hours on end.
(Laughter)
It's so glamorous.
This is how I became a computational biologist.
During that time,
genomics and computing were coming of age.
And I went on to do my masters
combining biology and computers.
During that time,
I worked at Los Alamos National Lab
in the theoretical biology and biophysics group.
And it was there I had my first encounter with the supercomputer,
and my mind was blown.
With the power of supercomputing,
which is basically thousands of connected PCs on steroids,
we were able to uncover the complexities of influenza and hepatitis C.
And it was during this time that I saw the power
of using computers and biology combined, for humanity.
And I wanted this to be my career path.
So, since 1999,
I've spent the majority of my scientific career
in very high-tech labs,
surrounded by really expensive equipment.
So many ask me
how and why do I work for farmers in Africa.
Well, because of my computing skills,
in 2013, a team of East African scientists
asked me to join the team in the plight to save cassava.
Cassava is a plant whose leaves and roots feed 800 million people globally.
And 500 million in East Africa.
So that's nearly a billion people
relying on this plant for their daily calories.
If a small-scale family farmer has enough cassava,
she can feed her family
and she can sell it at the market for important things like school fees,
medical expenses and savings.
But cassava is under attack in Africa.
Whiteflies and viruses are devastating cassava.
Whiteflies are tiny insects
that feed on the leaves of over 600 plants.
They are bad news.
There are many species;
they become pesticide resistant;
and they transmit hundreds of plant viruses
that cause cassava brown streak disease
and cassava mosaic disease.
This completely kills the plant.
And if there's no cassava,
there's no food or income for millions of people.
It took me one trip to Tanzania
to realize that these women need some help.
These amazing, strong, small-scale family farmers,
the majority women,
are doing it rough.
They don't have enough food to feed their families,
and it's a real crisis.
What happens is
they go out and plant fields of cassava when the rains come.
Nine months later,
there's nothing, because of these pests and pathogens.
And I thought to myself,
how in the world can farmers be hungry?
So I decided to spend some time on the ground
with the farmers and the scientists
to see if I had any skills that could be helpful.
The situation on the ground is shocking.
The whiteflies have destroyed the leaves that are eaten for protein,
and the viruses have destroyed the roots that are eaten for starch.
An entire growing season will pass,
and the farmer will lose an entire year of income and food,
and the family will suffer a long hunger season.
This is completely preventable.
If the farmer knew
what variety of cassava to plant in her field,
that was resistant to those viruses and pathogens,
they would have more food.
We have all the technology we need,
but the knowledge and the resources
are not equally distributed around the globe.
So what I mean specifically is,
the older genomic technologies
that have been required to uncover the complexities
in these pests and pathogens --
these technologies were not made for sub-Saharan Africa.
They cost upwards of a million dollars;
they require constant power
and specialized human capacity.
These machines are few and far between on the continent,
which is leaving many scientists battling on the front lines no choice
but to send the samples overseas.
And when you send the samples overseas,
samples degrade, it costs a lot of money,
and trying to get the data back over weak internet
is nearly impossible.
So sometimes it can take six months to get the results back to the farmer.
And by then, it's too late.
The crop is already gone,
which results in further poverty and more hunger.
We knew we could fix this.
In 2017,
we had heard of this handheld, portable DNA sequencer
called an Oxford Nanopore MinION.
This was being used in West Africa to fight Ebola.
So we thought:
Why can't we use this in East Africa to help farmers?
So, what we did was we set out to do that.
At the time, the technology was very new,
and many doubted we could replicate this on the farm.
When we set out to do this,
one of our "collaborators" in the UK
told us that we would never get that to work in East Africa,
let alone on the farm.
So we accepted the challenge.
This person even went so far as to bet us two of the best bottles of champagne
that we would never get that to work.
Two words:
pay up.
(Laughter)
(Applause)
Pay up, because we did it.
We took the entire high-tech molecular lab
to the farmers of Tanzania, Kenya and Uganda,
and we called it Tree Lab.
So what did we do?
Well, first of all, we gave ourselves a team name --
it's called the Cassava Virus Action Project.
We made a website,
we gathered support from the genomics and computing communities,
and away we went to the farmers.
Everything that we need for our Tree Lab
is being carried by the team here.
All of the molecular and computational requirements needed
to diagnose sick plants is there.
And it's actually all on this stage here as well.
We figured if we could get the data closer to the problem,
and closer to the farmer,
the quicker we could tell her what was wrong with her plant.
And not only tell her what was wrong --
give her the solution.
And the solution is,
burn the field and plant varieties
that are resistant to the pests and pathogens she has in her field.
So the first thing that we did was we had to do a DNA extraction.
And we used this machine here.
It's called a PDQeX,
which stands for "Pretty Damn Quick Extraction."
(Laughter)
I know.
My friend Joe is really cool.
One of the biggest challenges in doing a DNA extraction
is it usually requires very expensive equipment,
and takes hours.
But with this machine,
we've been able to do it in 20 minutes,
at a fraction of the cost.
And this runs off of a motorcycle battery.
From there, we take the DNA extraction and prepare it into a library,
getting it ready to load on
to this portable, handheld genomic sequencer,
which is here,
and then we plug this into a mini supercomputer,
which is called a MinIT.
And both of these things are plugged into a portable battery pack.
So we were able to eliminate
the requirements of main power and internet,
which are two very limiting factors on a small-scale family farm.
Analyzing the data quickly can also be a problem.
But this is where me being a computational biologist came in handy.
All that gluing of dead plants,
and all that measuring,
and all that computing
finally came in handy in a real-world, real-time way.
I was able to make customized databases
and we were able to give the farmers results in three hours
versus six months.
(Applause)
The farmers were overjoyed.
So how do we know that we're having impact?
Nine moths after our Tree Lab,
Asha went from having zero tons per hectare
to 40 tons per hectare.
She had enough to feed her family
and she was selling it at the market,
and she's now building a house for her family.
Yeah, so cool.
(Applause)
So how do we scale Tree Lab?
The thing is,
farmers are scaled already in Africa.
These women work in farmer groups,
so helping Asha actually helped 3,000 people in her village,
because she shared the results and also the solution.
I remember every single farmer I've ever met.
Their pain and their joy
is engraved in my memories.
Our science is for them.
Tree Lab is our best attempt to help them become more food secure.
I never dreamt
that the best science I would ever do in my life
would be on that blanket in East Africa,
with the highest-tech genomic gadgets.
But our team did dream
that we could give farmers answers in three hours versus six months,
and then we did it.
Because that's the power of diversity and inclusion in science.
Thank you.
(Applause)
(Cheers)
أغادر فراشي لسببين.
الأول، أنّ فلاحي العائلات الصغيرة بحاجة للمزيد من الطعام.
أمرٌ جنوني أن في عام 2019 الفلاحين الذين يطعموننا جائعون.
والثاني، العلم بحاجة ليصبح أكثر تنوعًا وشمولًا.
لو كنا سنقوم بحل أصعب التحديات على الكوكب،
مثل نقص الطعام، للملايين الذين يعيشون في فقر مدقع،
سوف يقضي ذلك علينا جميعًا.
أود استخدام أحدث التكنولوجيا
مع أكثر الفرق تنوعًا وشمولًا على الكوكب
لمساعدة الفلاحين للحصول على المزيد من الطعام
أنا عالمة أحياء حسابية.
أنا أعرف -- ماذا يكون ذاك؟ وكيف سيساعد في إنهاء الجوع؟
بشكل أساسي، أحب الكمبيوترات والأحياء
وبشكل ما، وضع كلاهما معًا، يعتبر وظيفة.
(ضحك)
ليس لديّ قصة
عن رغبتي لأصبح عالمة أحياء منذ حداثتي.
الحقيقة أني قد لعبت كرة السلة في الجامعة.
وكان جزء من الدعم المادي حاجتي للعمل والدراسة معاً.
إذن، في يومٍ ما،
تجولت حتى أقرب بناية من غرفة نومي.
وقد حدث أنه كان مبنى الأحياء.
دخلت ونظرت إلى لوحة الوظائف.
أجل، كان ذلك قبل ظهور الإنترنت.
وقد رأيت بطاقة 3*5
تعلن عن وظيفة للعمل في العشبيات.
وبسرعة تناولت الرقم،
لأنه ذكر فيها: "ساعات عمل مرنة"،
وقد كنت بحاجة لذلك لأتجنب جدول تدريباتي لكرة السلة
هرعت إلى المكتبة لأفهم ما هي "العشبيات".
(ضحك)
وقد اتضح لي
"العشبيات" هو المكان الذي يحتفظون فيه بالنباتات الجافة، والميتة.
كنت محظوظة للحصول على الوظيفة.
لذا كانت أول وظيفة علمية لي
لصق النباتات الميتة، على الورق لساعات.
(ضحك)
إنه ساحر جدًا.
هكذا أصبحت عالمة أحياء حسابية.
في تلك الأثناء،
كان علم الجينوم والحوسبة قد انتشر منذ مدة.
وتابعت دراستي للماجستير
في الدمج بين الأحياء والكمبيوترات.
في تلك الأثناء،
عملت في مختبر لوس ألاموس الوطني
في الأحياء النظرية ومجموعة الفيزياء الحيوية.
وهناك كان لقائي الأول مع الكمبيوتر الخارق،
وقد اشتعل عقلي.
بقوة الحوسبة الخارقة،
والتي تعد أساسًا، عبارة عن آلاف الكمبيوترات، متصلة في ستيرويدات،
كنا قادرين على كشف تعقيدات الإنفلونزا، وإلتهاب الكبد الوبائي سي.
وفي تلك الأثناء أمكنني رؤية قوة
استخدام الكمبيوترات والأحياء مجتمعين سويًا، من أجل البشرية.
وأردت أن يكون ذلك مستقبلي المهني.
لذا، منذ العام 1999،
أمضيت معظم عملي العلمي
في مختبرات عالية التقنية،
محاطة بمعدات باهظة جدًا.
إذًا، العديدون يسألوني
كيف، ولماذا أعمل من أجل الفلاحين في أفريقيا.
حسنًا، بسبب مهاراتي الحاسوبية،
في عام 2013، فريق من علماء شرق أفريقيون
طلبوا مني الانضمام إليهم في مهمة إنقاذ الكسافا.
الكسافا هي نبتة، تغذي أوراقها وجذورها 800 مليون شخص، حول العالم.
و500 مليون في شرق أفريقيا.
وهذا ما يقرب من مليار شخص
يعتمدون على تلك النبتة من أجل سعراتهم الحرارية اليومية.
لو أن فلاحة عائلية من طبقة دنيا لديها ما يكفيها من الكسافا،
يمكنها إطعام أسرتها
ويمكنها أن تبيعها في السوق من أجل الأشياء المهمة، مثل مصاريف المدرسة،
المصاريف الطبية، والإدخار.
ولكن الكسافا تتعرض للهجوم في أفريقيا.
الذباب الأبيض، والفيروسات يدمرون الكسافا.
الذباب الأبيض هو حشرة صغيرة جدًا
والتي تتغذى على أكثر من 600 نوع من النباتات
إصابة النباتات بها أمرٌ سيىء.
هناك العديد من الفصائل؛
وقد أضحت مقاومة للمبيدات الحشرية؛
كما أنها تنقل المئات من فيروسات النباتات
والتي تتسبب بمرض الشريط البني
ومرض الفسيفساء.
كلاهما يقتل النبات كليًا.
وإن لم تكن الكسافا متوفرة،
لن يكون هناك طعام متوفر أو دخل ثابت لملايين من الأفراد.
لقد تطلب الأمر مني رحلة واحدة لتانزانيا
لأدرك أن تلك المرأة بحاجة للمساعدة.
هؤلاء الفلاحين البسطاء الرائعين، الأقوياء،
والذين أغلبيتهم من النساء،
يعملون بجهد وتعب.
ليس لديهم ما يكفيهم من الطعام لتغذية عائلاتهم،
وهي أزمة حقيقية.
ما يحدث
أنهم يزرعون حقولاً من الكسافا فور هطول الأمطار.
وبعد 9 أشهر،
لا يحدث أي شيء بسبب تلك الآفات والأمراض.
وقد فكرت،
كيف بحق الله يجوع الفلاحون؟
لذا قررت قضاء بعض الوقت في تلك الأرض
مع الفلاحين والعلماء
لأرى إن كان لدي أية مهارات قد تفيد في ذلك.
الوضع على أرض الواقع صادم.
لقد دمر الذباب الأبيض الأوراق التي تؤكل كبروتين،
ودمرت الفيروسات الجذور التي تؤكل من أجل النشا فيها.
موسم نمو كامل سيمر،
وستخسر الفلاحة عاما كاملا من الدخل والطعام.
وستعاني العائلة من موسم جوع طويل.
هذا أمر يمكن منعه تماماً.
لو عرفت الفلّاحة
أي تنوع من الكسافا لتزرعها في حقلها،
والتي لديها المناعة ضد تلك الفيروسات والآفات،
لكان لديها طعام أكثر.
لدينا جميعًا كل التكنولوجيا التي نحتاجها،
ولكن المعرفة والمصادر
ليست موزعة بعدل حول العالم.
فما أقصده بالتحديد أنّ،
تكنولوجيات علم الجينوم الأقدم
والتي كانت مطلوبة للكشف عن التعقيدات
في تلك الآفات والأمراض:
هذه التكنولوجيات، لم تصمم من أجل الصحراء الجنوبية في أفريقيا.
كلفت الكثير من ملايين الدولارات؛
وطاقة دائمة
وإمكانيات بشرية متخصصة.
تلك الآلات قليلة وبعيدة في القارة،
مما يجعل العديد من العلماء يعملون بدون أي خيار آخر
ما عدا إرسال العينات في الخارج.
وعندما ترسل في الخارج،
تتحلل العينات، مما يكلف الكثير من المال،
ومحاولة استعادة البيانات عبر الإنترنت الضعيف
يكاد يكون مستحيلًا.
حيث في بعض الأحيان يستغرق الأمر ستة أشهر، لإعادة النتائج للفلاح.
وفي ذلك الحين، يكون قد فات الأوان.
يكون المحصول قد فسد بالفعل،
مما ينتج عنه فقر أشدروجوع أكبر.
كنا نعرف أننا بمقدورنا إصلاح ذلك.
في عام 2017،
سمعنا عن ذلك الجهاز بحجم اليد، مقياس تسلسل الحمض النووي المحمول
يسمى بـالإنجليزية: Oxford Nanopore MinION.
كانوا يستخدمونه في غرب أفريقيا لمكافحة الإيبولا.
لذلك لقد فكرنا في التالي:
لماذا لا يمكننا استخدامه في شرق أفريقيا لمساعدة الفلاحين؟
إذن، ما قمنا به كان الترتيب لاستخدامه.
في ذلك الوقت، كانت تلك التكنولوجيا جديدة جدًا،
وقد شكك الكثيرون في قدرتنا على تنفيذ ذلك في المزرعة.
عندما جهزنا لتنفيذ ذلك،
أحد المتعاونين معنا، في المملكة المتحدة
أخبرنا بأنه من المحال إنجاز ذلك في شرق أفريقيا،
فما بالكم بمزرعة.
لذا فقد قبلنا التحدي.
حتى أن ذلك الرجل تمادى في تحديه لمراهنتنا على زجاجتين من أفضل أنواع الشمبانيا
بأننا لن ننجح أبدًا في تنفيذ ذلك.
كلمتان:
ادفع الرهان!
(ضحك)
(تصفيق)
ادفع الرهان، لأننا نجحنا في ذلك.
لقد قمنا بنقل مختبر جزيئات عالي التقنية بأكمله
إلى مزارعين تنزانيا، وكينيا، وأوغندا،
وقد سميناه "مختبر الشجرة".
إذن، ماذا فعلنا؟
حسنًا، بداية، منحنا لفريقنا اسم ...
سميناه "مشروع علاج فيروس الكسافا".
ثم صنعنا موقع إلكتروني،
جمعنا دعم من مجتمعات علم الجينوم والحوسبة،
ثم ذهبنا للفلاحين.
كل ما كنا بحاجة إليه من أجل مختبر الشجرة الخاص بنا
يتم تنفيذه عبر فريقنا هنا.
أتيحت كل معدات الجزيئات، والحوسبة المطلوبة
لتشخيص النباتات المريضة.
وكلها هنا أيضًا على المسرح.
لقد فكرنا بأنه لو تمكنا من جمع البيانات وجعلها قريبة من المشكلة،
وبالقرب من الفلّاحة،
لكان ذلك أسرع لإبلاغها بما حل بنبتتها.
وليس فقط إبلاغها بالخطأ في النبتة...
بل منحها الحل أيضًا.
والحل هو،
إحراق الحقل وزرع النباتات
المقاومة للآفات والأمراض الموجودة في حقلها
لذا كان لزامًا علينا أولًا أن نقوم بعمل استخراج حمض نووي.
وقد استخدمنا تلك الآلة.
وتسمى PDQeX
وهو اختصار لـ "استخراجٍ لعين سريع جميل."
(ضحك)
أعلم ذلك.
صديقي جو لطيف للغاية.
واحدة من أكبر التحديات التي تواجهنا في استخراج الحمض النووي
هي أنه عادة يحتاج إلى معدات باهظة الثمن جدًا،
ويستغرق ساعات.
ولكن بتلك الآلة،
كنا قادرين على تنفيذ ذلك في 20 دقيقة،
بجزء بسيط من التكلفة.
وطاقته تنفذ من بطارية الدراجة الألية.
من ذلك المنطلق، كنا نستخرج الحمض النووي ثم ندرجه في مكتبة،
ونجهزه للتحميل
إلى ذلك الجهاز بحجم اليد، وهو مقياس التسلسل الجينومي المحمول،
الموجود هنا،
ثم نقوم بتوصيل الجهاز إلى كمبيوتر خارق صغير،
والذي يسمى MinIT.
وكلاهما متصل إلى حزمة بطارية محمولة .
لذا، كنا قادرين على التخلي عن
متطلبات الطاقة الرئيسية والإنترنت،
واللذين كانا عاملين محدودين للغاية في مزرعة لعائلة فلاحين محدودة الدخل.
تحليل البيانات بسرعة قد يكون أيضًا مشكلة.
ولكن هنا حيث بدأ دوري كعالمة أحياء حسابية مفيدة.
لصق كل تلك النباتات الميتة،
وأخذ كل تلك القياسات،
وكل تلك الحسابات
أخيرًا أثمرت نتائجها في عالم حقيقي، في الوقت الصحيح.
كنت قادرة على القيام بعمل قاعدة بيانات متخصصة
وأصبحنا قادرين على تقديم النتائج للفلاحين في ثلاث ساعات
مقابل 6 أشهر.
(تصفيق)
غمرت السعادة الفلاحين.
إذن، كيف لنا أن نعرف أننا نبلغ تأثيرًا؟
بعد مرور 9 أشهر، من تأثيث مختبر الشجرة،
بعد أن كانت آشا تحظى بلا شيء لكل هكتار
حصدت 40 طن لكل هكتار.
كان لديها ما يكفي لتطعم عائلتها
وبدأت ببيع النبتة في السوق،
وقد بدأت في بناء بيت لأسرتها الآن.
نعم، أمر لطيف جدًا.
(تصفيق)
إذن، كيف نقوم بجدولة مختبر الشجرة؟
الفكرة هي،
أن الفلاحين مجدولين بالفعل في أفريقيا.
هذه المرأة تعمل في مجموعة من الفلاحين،
لذا، كانت مساعدة آشا في الواقع مساعدة ل 3000 شخص في قريتها،
لأنها شاركت النتائج، وأيضًا الحل.
أنا أذكر كل فلاحة التقيت بها.
ألمهنّ وفرحهنّ
محفورين في ذكرياتي.
علمُنا من أجلهم.
مختبر الشجرة، هو أفضل محاولاتنا لمساعدتهم على تأمين الطعام.
لم أحلم يومًا
بأن أفضل علم قمت به في حياتي
قد يكون على ذلك الدثار في شرق أفريقيا،
بأفضل معدات تكنولوجية في علم الجينوم.
ولكن فريقنا كان يحلم فعلًا
بأن نمنح الفلاحين النتائج في ثلاث ساعات مقابل 6 أشهر
وقد قمنا بذلك.
لأن تلك هي قوة التنوع والشمول في العلم.
شكرًا لكم.
(تصفيق)
(هتافات)
أنا أنهض من السرير صباحا من أجل سببين
أحدها: عائلة فلاحين صغيرة بحاجة إلى المزيد من الطعام
إنه لجنون حيث أننا في سنة 2019، الفلاحون الذين يطعموننا هم جائعون
والسبب الثاني: العلم بحاجة لمزيد من التنوّع والشمولية
إذا كنا نريد حل أصعب التحديات على الكوكب
مثل: سوء تغذية الملايين الذين يعيشون في الفقر المدقع
يجب أن نتعاون جميعا
سأستخدم أحدث التقنيات
مع أكثر الفرق شمولا وتنوعا على الكوكب
من أجل مساعدة الفلاحين ليملكوا طعاما أكثر
أنا بيولوجية حاسوبية
أنا أعلم -- ما هذا ؟؟ وكيف سيساعد في قضية الجوع؟
في الأساس، أنا أحب الحاسوب والبيولوجيا
وبطريقة ما، جمعهما معا هو مهنة
(ضحك)
ليس لدي قصة
حول أنني كنت أريد أن أصبح بيولوجية منذ الصغر
الحقيقة أنني في الجامعة كنت ألعب كرة السلة
وجزء من صفقة مساعداتي المالية هو أنني بحاجة إلى عمل مدرسي
إذن في يوم من الأيام
كنت أتجول في أقرب مبنى لغرفتي
وبالمصادفة كان هذا المبنى مبنى البيولوجيا
دخلت وذهبت لأبحث في لوحة إعلانات العمل
نعم، كان هذا قبل ظهور الانترنت
ورأيت من ثلاثة إلى خمسة بطاقات
إعلانات للعمل في "المعشب"
بسرعة أخذت الرقم
لأنهم قالوا أنها ساعات عمل مرنة
وأنا بحاجة لساعات مرنة حتى أبرمج العمل حول جدول كرة السلة
أسرعت إلى المكتبة لكي أعرف ما هو "المعشب"
(ضحك)
ورجعت
"المعشب" هو حيث يخزنون النباتات الجافة والميتة
أنا محظوظة لحصولي على العمل
إذن أول عمل علمي لي
هوالعمل لساعات من أجل إلصاق نبتة ميتة على ورق
(ضحك)
إنه عمل جد فاتن
وهكذا أصبحت بيولوجية حاسوبية
خلال ذلك الوقت
علم الجينوم والاعلام الآلي يأتيان مع التقدم في العمر
ومضيت قدما من أجل الحصول على الماجيستير
عن طريق المزج بين البيلوجيا والإعلام الآلي
خلال ذلك الوقت
عملت في مخبر لوس ألاموس الوطني
وفي البيولوجيا النظرية ومجموعة الفيزياء الحيوية
وهناك كان لي أول لقاء مع الكمبيوتر العملاق
وعقلي كاد ينفجر
ومع قوة الحاسوب العملاق
والذي هو أساسا آلاف من الحاسوبات متصلة بإستيروييد،
كنا قادرين على اكتشاف تعقيدات الأنفلونزا ومرض التهاب الكبد ج
وخلال ذلك الوقت الذي رأيت فيه قوة
الجمع بين الحاسوب والبيولوجيا من أجل الانسانية
وأردت هذا من أجل مساري المهني
إذن منذ 1990
قضيت أغلبية عملي العلمي
في مخابر عالية التقنية
محاطة بمعدات جد مكلفة
إذن الكثير يسألون
كيف ؟ولماذا ؟ أعمل من أجل الفلاحين في افريقيا
حسن. نظرا لمهاراتي في الإعلام الآلي
في سنة 2013، فريق من علماء شرق افريقيا
سألوني أن أنضم إليهم من أجل إنقاذ "كاسافا"
"كاسافا" هي نبتة جذورها وأوراقها تطعم 800 مليون إنسان في العالم
500 مليون في شرق افريقيا فقط
إذن حوالي مليار إنسان
مرتبطون بهذه النبتة من أجل حريراتهم اليومية
إذا كانت عائلة فلاحين صغيرة لديها ما يكفي من " الكاسافا"
يمكنها أن تأكل
ويمكنها أن تبيعها في السوق من أجل حاجات ضرورية مثل المصاريف المدرسية
مصاريف صحية و ضرورية للنجاة
لكن "كاسافا" هي الآن تتعرض لهجوم
الذباب الأبيض والفيروسات تدمّر "كاسافا"
الذباب الأبيض هو حشرات صغيرة
تتغذى على أوراق 600 نوع من النباتات
إنها أخبار سيئة
هناك الكثير من الأنواع
أصبحت مقاومة للمبيدات الحشرية
وهي تنقل المئات من فيروسات النباتات
وهذا سبب مرض "فيروس البندق"
"فيروس الفسيفساء "
وهذا يقتل النبتة بالكامل
وعندما لا تكون هناك "كاسافا"
لا تكون هناك طعام ولا إيرادات للملايين من الناس
وهذا أخذني في رحلة إلى "تنزانيا"
لأتأكد من هؤلاء النسوة بحاجة إلى البعض من المساعدة
هذه العائلات الفلاحة الصغيرة
أغلبهم نساء
ويؤدون عملهم في ظروف قاسية
ليس لديهم ما يكفي من الطعام لإطعام عائلاتهم
وإنها لأزمة حقيقية
الذي يحصل
إنهم يخرجون إلى حقول الكاسافا عندما يأتي المطر
بعدها بتسعة أشعر
ليس لديهم شيء نظرا لهذه الآفات والأمراض
وفكرت مع نفسي
كيف يحصل في العالم أن الفلاحين هم أنفسهم جائعون ؟
فقررت أن أقضي بعض الوقت في الميدان
مع الفلاحين والعلماء
لأرى إذا كان لديّ أي مهارة يمكنها المساعدة
الوضع في الميدان صادم
الذباب الأبيض دمر الأوراق التي يأكلونها من أجل البروتين
والفيروسات دمرت الجذور التي يأكلونها من أجل النشاء
موسم كامل يمر
والفلاحون يخسرون عاما كاملا من الإيرادات والطعام
والعائلة تعاني من موسم طويل من الجوع
هذا بالكامل يمكن الوقاية منه
إذا علم الفلاح
أي نوع من الكاسافا يزرعها في حقله
هذا يمكنه أن يقاوم هذه الفيروسات ومسببات الأمراض
سيحصلون على مزيد من الطعام
لدينا كامل التكنولوجيا اللازمة
لكن المعرفة والمصادر
ليست موزعة بعدل حول العالم
الذي أقصده بالتحديد
أقدم تقنية للجينوم
والتي هي مطلوبة لاكتشاف تعقيدات
هذه الآفات ومسببات الأمراض
هذه التكنولوجيا لم تصنع من أجل الصحراء الافريقية
إنها تكلف ملايين الدولارات
وتتطلب قوة دائمة
وقدرة إنسانية متخصصة
هذه الآلات قليلة وبعيدة بين القارات
تترك الكثير من العلماء يصارعون على الخطوط الأمامية بلا أي فرصة
من أجل إرسال العينات عبر البحار
وعندما ترسل العينات عبر البحار
العينات قد تتحلل وهذا يكلف الكثير من المال
ثم محاولة الحصول على نتيجة التحاليل عبر انترنت ضعيفة
إنه قريب من المستحيل
أحيانا يمكن أن تأخذ ستة أشهر من أجل أن ترجع نتيجة التحاليل إلى الفلاح
وعندها يكون قد فات الأوان
الغلة قد ذهبت فعلا
وهذا يُنتج المزيد من الفقر والجوع
نحن نعلم أنه يمكننا أن نصلح هذا
في سنة 2017
سمعنا بهذا " منظم DNA المحمول"
يُسمى Oxford Nanopore MinION.
تم استعماله في غرب إفريقيا لمحاربة الإيبولا
لذلك فكرنا
لماذا لا نستعمله في شرق افريقيا لمساعدة الفلاحين؟
إذن، قررنا استعماله
في ذلك الوقت، هذه التكنولوجيا كانت جد جديدة
والكثير شكوا في كوننا يمكن أن نستعمله في المزارع
عندما قررنا ذلك
واحد من بين المتعاونين في المملكة المتحدة
أخبرنا أنه لا يمكننا العمل به في شرق افريقيا
اتركنا في المزرعة
إذن قبلنا التحدي
هذا الشخص ذهب بعيدا وراهننا على زجاجتين من النبيذ
على أننا لا يمكننا أن نعمل بهذا الجهاز
كلمتان
قم بتسديد ثمنهما (الزجاجتان)
(ضحك)
(تصفيق)
قم بتسديد ثمنهما لأننا فعلناها
أخذنا كامل المخبر الجزيئي عالي التقنية
إلى الفلاحين في تنزانيا وكينيا وأوغندا
وسميناه مخبر الشجرة
إذن ماذا فعلنا ؟
حسنا، أولا: أعطينا أنفسنا اسم فريق
سميناه: مشروع عمل فيروس الكاسافا
أنشأنا موقع الكتروني
جمعنا المؤيدين من المنشغلين بالجينوم والإعلام الآلي
وبعيدا ذهبنا إلى الفلاحين
كل شيء نحتاجه في مشروعنا مخبر الشجرة
تم حمله من طرف الفريق هنا
كل شيئ من معدات الجزيئية والإعلام الآلي نحتاجه
ليتم فحص النبتات المصابة
في الواقع كل شيء في هذه المرحلة هنا كما ينبغي
حدّدنا إذا كان بالإمكان أن تكون البيانات قريبة من المشكلة
وقريبة من الفلاح
كلما أسرعنا بإخبار الفلاحة ماهي المشكلة في نبتتها؟
وليس فقط الإخبار بالمشكلة
ولكن أيضا إعطاؤها الحلّ
والحلّ هو:
إحراق الحقل وأنواع النباتات التي ..
.. هي مقاومة للآفات ومسببات الأمراض
إذن أول شيء نقوم به هو استخلاص DNA
نستعمل هذا الجهاز
تُسمى PDQeX
نعني بها : (استخلاص سريع لعين جميل)
(ضحك)
أنا أعرف
صديقي جو فعلا رائع
واحد من أكبر التحدّيات في استخلاص DNA
أنها عادة تستعمل معدات جد مكلفة
وتأخذ ساعات
لكن مع هذا الجهاز
يمكننا فعلها خلال 20 دقيقة
مع جزء بسيط من الكلفة
وهذا الجهاز يعمل ببطارية دراجة نارية
من هنا نأخذ استخلاص DNA و نحضّره للمكتبة
نجعله جاهزا من أجل لتحميله
على هذا الجهاز المحمول يدويا
هنا
ثم نربطه مع حاسوب نصف عملاق
والذي يُسمى MinIT
وكلا الجهازين يتم ربطه مع بطارية محمولة
إذن يمكننا أن نقلل
المعدات المطلوبة للطاقة والانترنت
والتي هي عوامل جد محدودة بالنسبة لعائلة فلاحين صغيرة
تحليل البيانات بسرعة يمكنه أيضا أن يكون مشكلة
وهنا يأتي دوري كوني بيولوجية حاسوبية
كل تلك النباتات الميتة التي ألصقتها
وكل تلك القياسات
وكل ذلك الإعلام الآلي
أخيرا سيأتي دور كل هذه الأشياء المذكورة
كنت قادرة على تحديد البيانات المطلوبة
وكنا قادرين على إعطاء الفلاحين النتائج خلال 3 ساعات
بدلا من ستة أشهر
(تصفيق)
الفلاحون كانوا جدّ سعداء
إذن كيف نعرف أنه كان لنا تأثير؟
9 أشهر بعد مشروعنا مخبر الشجرة
"آشا" انتقلت من صفر طن للهكتار
إلى 40 طن للهكتار
إذن أصبح لها ما يكفي لتطعم عائلتها
وأصبحت تبيع الطعام في السوق
والآن هي تبني بيتا لعائلتها
نعم إنه لرائع
(تصفيق)
إذن كيف نُحسن مشروع مخبر الشجرة؟
الحقيقة هي:
الفلاحون تحسنوا فعلا في افريقيا
وهذه النساء تعملن في مجموعة فلاحين
إذن مساعدة "آشا" في الحقيقة هو مساعدة 3000 شخص في قريتها
لأنها تشارك النتائج وأيضا الحلول
أتذكر كل فلاح التقيت به
ألمه وفرحه
تم دفنهم في ذكرياتي
علمنا هو من أجلهم
مخبر الشجرة هو أفضل محاولة من أجل أن يحسنوا من أمنهم الغذائي
لم أحلم أبدا
أن أفضل عمل علمي قمت به في حياتي
سيكون على هذه البطانية في افريقيا
مع أفضل التقنيات ومعدات الجينوم
حيث قد حلم فريقنا
أن يعطي الفلاحين أجوبة خلال 3 ساعات بدلا من 6 أشهر
ثم فعلناها
هذه هي قوة التنوع والشمول في العلم
شكرا
(تصفيق)
(هتاف)
Έχω δύο λόγους να σηκώνομαι το πρωί από το κρεβάτι.
Ο ένας, στις μικρές οικογενειακές φάρμες οι αγρότισσες χρειάζονται επιπλέον φαγητό.
Είναι τρελό ότι το 2019 οι αγρότισσες που μας θρέφουν, πεινάνε.
Και ο δεύτερος, η επιστήμη πρέπει να είναι πιο ευρεία και ανοιχτή για όλους.
Αν πρόκειται να λύσουμε τις δυσκολότερες προκλήσεις του πλανήτη,
όπως η έλλειψη φαγητού για τα εκατομμύρια που ζουν σε συνθήκες απόλυτης φτώχειας,
χρειάζεται να συνεισφέρουμε όλοι.
Θέλω να εφαρμόζω την πιο σύγχρονη τεχνολογία
με τις πιο ετερόκλητες και ανοιχτές ομάδες στον πλανήτη
για να εξασφαλίσουμε στις αγρότισσες περισσότερο φαγητό.
Είμαι υπολογιστική βιολόγος.
Ξέρω -- τι είναι αυτό και πώς θα βοηθήσει στην εξάλειψη της πείνας;
Βασικά, μου αρέσουν οι υπολογιστές και η βιολογία
και με κάποιον τρόπο, συνδυάζονται σε μια δουλειά,
(Γέλια)
Δεν έχω μια ιστορία
για το πώς ήθελα να γίνω βιολόγος από μικρή.
Η αλήθεια είναι, έπαιζα μπάσκετ στο κολέγιο.
Και μέρος της υποτροφίας μου προέβλεπε να δουλεύω παράλληλα με τις σπουδές.
Έτσι μια μέρα,
κατευθύνθηκα στο κοντινότερο κτήριο από την εστία μου.
Και έτυχε να είναι το τμήμα βιολογίας.
Μπήκα μέσα και κοίταξα τον πίνακα με τις θέσεις εργασίας.
Ναι, μιλάμε για την προ διαδικτύου εποχή.
Και είδα μια ανακοίνωση τρία επί πέντε
που αφορούσε σε μια θέση εργασίας στο φυτολόγιο.
Σημείωσα γρήγορα τον αριθμό,
γιατί έλεγε, «ευέλικτο ωράριο»,
και το χρειαζόμουν αυτό για να συνδυάσω και το πρόγραμμα του μπάσκετ.
Έτρεξα στη βιβλιοθήκη για να βρω τι είναι το φυτολόγιο.
(Γέλια)
Και αποδείχτηκε
ότι το φυτολόγιο είναι το μέρος όπου αποθηκεύουν νεκρά, ξερά φυτά.
Ήμουν τυχερή που βρήκα αυτή τη δουλειά.
Στην πρώτη μου λοιπόν επιστημονική δουλειά
κολλούσα νεκρά φυτά στο χαρτί για ατέλειωτες ώρες.
(Γέλια)
Ήταν τόσο φαντασμαγορικό.
Έτσι έγινα υπολογιστική βιολόγος.
Εκείνο το διάστημα,
η γονιδιωματική και η υπολογιστική εξελίσσονταν.
Και συνέχισα με το μεταπτυχιακό μου
συνδυάζοντας βιολογία και υπολογιστές.
Εκείνο τον καιρό,
εργαζόμουν στο Εθνικό Εργαστήριο του Λος Άλαμος
στην ομάδα θεωρητικής βιολογίας και βιοφυσικής.
Και εκεί για πρώτη φορά ήρθα σε επαφή με τον υπερυπολογιστή,
και τα έχασα.
Με τη δύναμη των υπερυπολογιστών,
που είναι στην ουσία χιλιάδες υπολογιστές συνδεδεμένοι σε στεροειδή,
ανακαλύψαμε τις περιπλοκότητες της γρίπης και της ηπατίτιδας C.
Και τότε είδα τη δύναμη
της συνδυασμένης χρήσης υπολογιστών και βιολογίας, για την ανθρωπότητα.
Και ήθελα να το ακολουθήσω ως καριέρα.
Έτσι, από το 1999,
περνάω το μεγαλύτερο μέρος της επιστημονικής μου καριέρας
σε εργαστήρια πολύ προηγμένης τεχνολογίας,
περιτριγυρισμένη από πολύ ακριβό εξοπλισμό.
Πολλοί με ρωτούν
πώς και γιατί δουλεύω για αγρότισσες στην Αφρική.
Λοιπόν, χάρη στην ειδίκευσή μου στους υπολογιστές,
το 2013, μια ομάδα επιστημόνων από την Ανατολική Αφρική
μου ζήτησε να συμμετάσχω στην ομάδα που μάχεται για τη σωτηρία της κασάβας.
Τα φύλλα και οι ρίζες του φυτού κασάβα θρέφουν 800 εκατομμύρια ανθρώπους,
παγκοσμίως.
Και 500 εκατομμύρια στην Ανατολική Αφρική.
Σχεδόν ένα δισεκατομμύριο άνθρωποι
στηρίζονται σε αυτό το φυτό για τη καθημερινή πρόσληψη θερμίδων.
Αν μια αγρότισσα μιας μικρής οικογενειακής φάρμας έχει αρκετή κασάβα,
μπορεί να θρέψει την οικογένειά της
και να την πουλήσει για σημαντικές ανάγκες όπως τα σχολικά δίδακτρα,
ιατρικά έξοδα και αποταμίευση.
Αλλά η κασάβα στην Αφρική βρίσκεται υπό απειλή.
Οι αλευρωδίδες και οι ιοί καταστρέφουν την κασάβα.
Οι αλευρωδίδες είναι μικροσκοπικά έντομα
που τρέφονται με φύλλα από πάνω από 600 φυτά.
Είναι κακοί οιωνοί.
Υπάρχουν πολλά είδη,
αναπτύσσουν ανθεκτικότητα στα παρασιτοκτόνα,
και μεταδίδουν εκατοντάδες ιούς των φυτών
που προκαλούν στην κασάβα την ασθένεια των καφέ σημαδιών
και την ασθένεια του μωσαϊκού.
Αυτή εξοντώνει ολοκληρωτικά τα φυτά.
Και αν εκλείψει η κασάβα,
θα εκλείψει το φαγητό ή το εισόδημα από εκατομμύρια ανθρώπους.
Χρειάστηκε ένα ταξίδι στην Τανζανία
για να συνειδητοποιήσω ότι οι γυναίκες αυτές θέλουν βοήθεια.
Αυτοί οι καταπληκτικοί, δυνατοί αγρότες από μικρές οικογενειακές φάρμες,
κατά βάσει γυναίκες,
αντιμετωπίζουν πολλές δυσκολίες.
Το φαγητό δεν επαρκεί για τις οικογενειακές ανάγκες
και πρόκειται για μια πραγματική κρίση.
Αυτό που συμβαίνει είναι,
ότι φυτεύουν τα χωράφια με κασάβα όταν πρόκειται να βρέξει.
Εννέα μήνες μετά,
δεν υπάρχει τίποτα, εξαιτίας αυτών των παρασίτων και παθογόνων.
Και σκέφτηκα,
πώς είναι δυνατόν αγρότισσες να πεινάνε;
Αποφάσισα για κάποιο καιρό να βρεθώ δίπλα
στις αγρότισσες και τους επιστήμονες
για να δω αν οι ικανότητές μου μπορούσαν να φανούν χρήσιμες.
Η κατάσταση από κοντά ήταν σοκαριστική.
Οι αλευρωδίδες είχαν καταστρέψει τα φύλλα που είναι πλούσια σε πρωτεΐνες,
και οι ιοί είχαν καταστρέψει τις ρίζες που είναι πηγή αμύλου.
Μια ολόκληρη περίοδος καλλιέργειας θα περάσει
και η αγρότισσα θα χάσει το εισόδημα και το φαγητό ενός έτους
και η οικογένεια θα υποφέρει μια μακρά περίοδο πείνας.
Αυτό μπορεί να αποφευχθεί.
Αν η αγρότισσα ήξερε
ποια ποικιλία κασάβας να φυτεύσει στο χωράφι τους,
που θα ήταν ανθεκτική στους ιούς και τα παθογόνα,
θα είχαν περισσότερο φαγητό.
Διαθέτουμε όλη την αναγκαία τεχνολογία,
αλλά η γνώση και οι πόροι
δεν είναι ισότιμα κατανεμημένοι ανά τον κόσμο.
Αυτό που συγκεκριμένα εννοώ είναι,
οι παλαιότερες γονιδιωματικές τεχνολογίες
που απαιτούνταν για την ανακάλυψη των περίπλοκων χαρακτηριστικών
αυτών των παρασίτων και παθογόνων --
αυτές οι τεχνολογίες δεν προορίζονταν για την Υποσαχάρια Αφρική.
Κοστίζουν πάνω από εκατομμύρια δολάρια,
απαιτούν συνεχή παροχή ενέργειας,
και εξειδικευμένο εργατικό δυναμικό.
Αυτά τα μηχανήματα είναι λίγα και διασκορπισμένα στον πλανήτη,
γεγονός που δεν αφήνει πολλούς επιστήμονες της πρώτης γραμμής με άλλη λύση
από το να στέλνουν τα δείγματα στο εξωτερικό.
Και όταν τα δείγματα στέλνονται στο εξωτερικό,
αλλοιώνονται και το κόστος είναι υψηλό,
και η κοινοποίηση των αποτελεσμάτων με κακή σύνδεση στο διαδίκτυο
είναι σχεδόν αδύνατη.
Συχνά μπορεί να περάσει και εξάμηνο μέχρι να φτάσουν τα αποτελέσματα στην αγρότισσα.
Και τότε είναι πια πολύ αργά.
Η σοδειά έχει ήδη χαθεί,
πράγμα που σημαίνει μεγαλύτερη φτώχεια και πείνα.
Ξέραμε πως μπορούσαμε να το διορθώσουμε αυτό.
Το 2017,
ακούσαμε για αυτό τον εύχρηστο, φορητό διαδοχέα DNA
με το όνομα Oxford Nanopore MiniON.
Αυτό χρησιμοποιούταν στη Δυτική Αφρική για την καταπολέμηση του Έμπολα.
Οπότε σκεφτήκαμε:
Γιατί να μην γίνει χρήση του στην Ανατολική Αφρική
προς όφελος των αγροτών;
Αυτό που κάναμε λοιπόν ήταν ότι βάλαμε σκοπό να το πετύχουμε.
Εκείνον τον καιρό, η τεχνολογία ήταν πολύ καινούρια
και πολλοί αμφέβαλαν ότι θα μπορούσαμε να την εφαρμόσουμε στις φάρμες.
Όταν ξεκινήσαμε να το κάνουμε,
ένας από τους «συνεργάτες» μας στο Ηνωμένο Βασίλειο
μας είπε ότι ποτέ δεν θα λειτουργούσε η τεχνολογία αυτή στην Ανατολική Αφρική,
πόσο μάλλον σε μια φάρμα.
Αποδεχτήκαμε λοιπόν την πρόκληση.
Αυτό το άτομο μάλιστα στοιχημάτισε δύο μπουκάλια από την καλύτερη σαμπάνια
στο ότι δεν θα τα καταφέρναμε ποτέ.
Δύο λέξεις:
τώρα πλήρωνε.
(Γέλια)
(Χειροκρότημα)
Πλήρωνε, γιατί τα καταφέραμε,
Φέραμε ολόκληρο το υψηλής τεχνολογίας μοριακό εργαστήριο
σε αγρότισσες της Τανζανίας, της Κένυας και της Ουγκάντα,
και το ονομάσαμε «Tree Lab».
Τι κάναμε δηλαδή;
Πρώτα, δώσαμε στην ομάδα μας ένα όνομα --
λέγεται, «Cassava Virus Action Project».
Δημιουργήσαμε μια ιστοσελίδα,
συγκεντρώσαμε βοήθεια από κοινότητες γονιδιωματικής και υπολογιστικής,
και φύγαμε για τις αγρότισσες.
Ό,τι χρειαζόμαστε για το Tree Lab
το έχει η ομάδα εδώ μαζί της.
Όλες οι μοριακές και υπολογιστικές προϋποθέσεις που χρειάζονται
για τη διάγνωση άρρωστων φυτών, είναι εκεί.
Και βρίσκονται μάλιστα όλα πάνω στη σκηνή αυτή.
Θεωρήσαμε πως αν μπορούσαμε να φέρουμε τα δεδομένα πιο κοντά στο πρόβλημα
και πιο κοντά στην αγρότισσα,
θα μπορούσαμε γρηγορότερα να της πούμε τι πάει λάθος με τα φυτά της.
Και όχι μόνο να της πούμε τι φταίει --
αλλά να της δώσουμε και λύση.
Και η λύση είναι,
να κάψει το χωράφι και να φυτέψει ποικιλίες
ανθεκτικές στα παράσιτα και τα παθογόνα που έχει στο χωράφι της.
Το πρώτο πράγμα που έπρεπε να κάνουμε ήταν η εξαγωγή DNA.
Και χρησιμοποιήσαμε αυτή τη συσκευή εδώ,
λέγεται ΥΠΓρΕ,
που προέρχεται από το «Υπερβολικά Πολύ Γρήγορη Εξαγωγή».
(Γέλια)
Το ξέρω.
Ο φίλος μου ο Τζο είναι απίστευτος.
Μια από τις μεγαλύτερες προκλήσεις για την εξαγωγή DNA
είναι ότι συνήθως απαιτεί πολύ ακριβό εξοπλισμό,
και παίρνει ώρες.
Αλλά με αυτή τη συσκευή,
μπορέσαμε να το κάνουμε σε 20 λεπτά,
με ελάχιστο κόστος.
Και τροφοδοτείται μάλιστα από τη μπαταρία μιας μοτοσυκλέτας.
Έπειτα, παίρνουμε το ειλημμένο DNA και το ετοιμάζουμε σε μια βιβλιοθήκη,
ώστε να είναι κατάλληλο προς μεταφόρτωση
σε αυτόν τον φορητό, εύχρηστο γονιδιωματικό διαδοχέα,
που βρίσκεται εδώ,
και μετά το συνδέουμε με έναν μίνι υπερυπολογιστή,
που λέγεται MinIT.
Και οι δύο αυτές συσκευές συνδέονται μετά σε μια φορητή μπαταρία.
Έτσι καταφέραμε να απαλλαγούμε
από την ανάγκη για κεντρική παροχή και διαδίκτυο,
που είναι δύο από τους πιο περιοριστικούς παράγοντες σε μικρές οικογενειακές φάρμες.
Η γρήγορη ανάλυση των δεδομένων μπορεί επίσης να αποτελεί πρόβλημα.
Εδώ όμως βοήθησε η ιδιότητά μου ως υπολογιστική βιολόγος.
Όλες αυτές οι επικολλήσεις νεκρών φυτών,
οι μετρήσεις,
όλοι εκείνοι οι υπολογισμοί
τέθηκαν επιτέλους σε εφαρμογή στον πραγματικό κόσμο του σήμερα.
Κατάφερα να δημιουργήσω εξειδικευμένες βάσεις δεδομένων
και μπορέσαμε να δώσουμε στις αγρότισσες τα αποτελέσματα σε διάστημα τριών ωρών,
αντί έξι μηνών.
(Χειροκρότημα)
Οι αγρότισσες κατενθουσιάστηκαν.
Πώς ξέρουμε λοιπόν ότι καταφέραμε όντως κάτι σημαντικό;
Εννέα μήνες μετά το Tree Lab,
η Άσσα από τους μηδέν τόνους σοδειάς ανά εκτάριο
έφτασε τους 40 τόνους ανά εκτάριο.
Είχε αρκετό φαγητό για την οικογένειά της
και για να πουλήσει στην αγορά,
και τώρα χτίζει ένα σπίτι για την οικογένειά της.
Ναι, είναι τόσο τέλειο.
(Χειροκρότημα)
Πώς κλιμακώνουμε το Tree Lab;
Το θέμα είναι,
οι αγρότισσες είναι ήδη συσπειρωμένες στην Αφρική.
Αυτές οι γυναίκες δουλεύουν σε ομάδες,
οπότε βοηθώντας την Άσσα βοηθήσαμε 3.000 άτομα στο χωριό της,
διότι μοιράστηκε τα αποτελέσματα καθώς και τη λύση.
Θυμάμαι μία προς μία τις αγρότισσες που γνώρισα.
Ο πόνος και η χαρά τους
έχουν αποτυπωθεί στη μνήμη μου.
Η επιστήμη μας είναι για αυτές.
Το Tree Lab είναι η καλύτερή μας προσπάθεια να τους διασφαλίσουμε τροφή.
Ποτέ δεν φαντάστηκα,
ότι η καλύτερη επιστημονική δουλειά της ζωής μου
θα ήταν πάνω σε αυτή την κουβέρτα στην Ανατολική Αφρική,
με τα πιο προηγμένα γονιδιωματικά εργαλεία.
Αλλά η ομάδα μας ονειρεύτηκε
την παροχή απαντήσεων στις αγρότισσες σε τρεις ώρες αντί για έξι μήνες,
και τότε το πετύχαμε.
Αυτή είναι η δύναμη της διαφορετικότητας και ενσωμάτωσης στην επιστήμη.
Σας ευχαριστώ.
(Χειροκρότημα)
(Επευφημίες)
Me levanto cada mañana por dos razones.
Uno: las familias de los pequeños agricultores necesitan más comida.
Es una locura que en 2019 los agricultores que nos alimentan pasen hambre.
Y dos, la ciencia necesita ser más diversa e inclusiva.
Si vamos a resolver los desafíos más difíciles del planeta,
como la inseguridad alimentaria
para los millones que viven en pobreza extrema ,
esto nos va a incluir a todos.
Quiero usar la última tecnología
con los equipos más diversos e inclusivos del planeta
para ayudar a que los agricultores tengan más comida.
Soy una bióloga computacional.
Ya lo sé... ¿qué es eso y cómo va a ayudar a acabar con el hambre?
Básicamente, me gustan las computadoras y la biología
y, de alguna manera, combinarlas es un trabajo.
(Risas)
No tengo una historia
de haber querido ser bióloga desde muy joven.
La verdad es que jugaba baloncesto en la universidad.
Y parte de mi paquete de ayuda financiera
requería que estudiara y trabajara a la vez.
Entonces, un día al azar,
me dirigí al edificio más cercano a mi dormitorio.
Y resulta que era el edificio de biología.
Entré y miré la bolsa de trabajo.
Sí, esto fue antes de internet.
Y vi una tarjeta de 3 x 5
que anunciaba un empleo para trabajar en un herbario.
Rápidamente tomé el número,
porque decía "horario flexible",
y necesitaba que se ajustara a mi horario de baloncesto.
Corrí a la biblioteca para averiguar qué era un herbario.
(Risas)
Y resultó que un herbario es donde se almacenan plantas muertas y secas.
Tuve suerte de conseguir el puesto.
Así que mi primer trabajo científico
fue pegar plantas muertas en papel durante horas y horas.
(Risas)
Es muy glamuroso.
Así es como me convertí en bióloga computacional.
Durante esa época,
la genómica y la informática estaban llegando a su madurez.
Y realicé mi máster
que combinaba biología e informática.
Durante ese tiempo,
trabajé en Los Alamos National Lab
en el grupo de biología teórica y biofísica.
Y fue allí donde tuve mi primer encuentro con una supercomputadora,
y me quedé alucinada.
Con el poder de la supercomputación
que son básicamente miles de computadoras conectadas en esteroides,
pudimos descubrir las complejidades de la gripe y de la hepatitis C.
Y fue durante ese tiempo que vi el poder
de usar la informática y la biología combinadas, para la humanidad.
Quería que esta fuera mi carrera profesional.
Así que, desde 1999,
he pasado la mayoría de mi carrera científica
en laboratorios de muy alta tecnología,
rodeada de equipos realmente caros.
Muchos me preguntan
cómo y por qué trabajo para agricultores en África.
Bueno, debido a mis habilidades informáticas,
en 2013, un equipo de científicos del este de África
me pidió que me uniera a ellos en su lucha por salvar la yuca.
La yuca es una planta cuyas hojas y raíces alimentan a unos 800 millones en el mundo.
Y a 500 millones en África Oriental.
Eso es casi mil millones de personas
que confían en esta planta para conseguir sus calorías diarias.
Si una pequeña familia de agricultores tiene suficiente yuca,
puede alimentar a su familia,
y venderla en el mercado para otras cosas importantes como las tasas escolares,
los gastos médicos y los ahorros.
Pero, en África, la yuca está siendo atacada.
Las moscas blancas y los virus están devastando la yuca.
Las moscas blancas son pequeños insectos
que se alimentan de las hojas de más de 600 plantas.
Son malas noticias.
Hay muchas especies,
se vuelven resistentes a los pesticidas,
y transmiten cientos de virus vegetales
que causan la enfermedad de la raya marrón en la yuca
y la enfermedad del mosaico.
Esto mata completamente a la planta.
Y si no hay yuca,
no hay comida ni ingresos para millones de personas.
Me tomó un viaje a Tanzania
para darme cuenta de que estas mujeres necesitan ayuda.
Estos agricultores familiares de pequeña escala, increíbles y fuertes,
la mayoría mujeres,
trabajan duro.
No tienen suficiente comida para sus familias,
y esa es una crisis real.
Lo que ocurre es
que plantan campos de yuca cuando llega la lluvia.
Nueve meses más tarde,
no hay nada, debido a esas plagas y patógenos.
Y pensé para mí misma,
¿cómo es posible que los agricultores estén hambrientos?
Así que decidí pasar algún tiempo en el terreno
con los agricultores y científicos
para ver si tenía alguna habilidad que pudiera ser útil.
La situación en el terreno es impactante.
Las moscas blancas han destruido las hojas que se comen por las proteínas,
y los virus han destruido las raíces que se comen por el almidón.
Pasará toda la temporada de crecimiento,
y el agricultor perderá un año entero de ingresos y comida,
y la familia sufrirá una larga temporada de hambruna.
Esto es completamente prevenible.
Si el agricultor supiera
qué variedad de yuca plantar en su campo,
que sea resistente a esos virus y patógenos,
tendrían más comida.
Tenemos toda la tecnología que necesitamos,
pero el conocimiento y los recursos
no están igualmente distribuidos en todo el planeta.
Lo que quiero decir específicamente es que las tecnologías genómicas antiguas
que se han requerido para descubrir las complejidades
de estas plagas y patógenos,
estas tecnologías no fueron hechas para África subsahariana.
Su coste alcanza un millón de dólares,
necesitan electricidad constante,
y mano de obra especializada.
Estas máquinas son pocas y están lejos del continente,
y a muchos de los científicos que luchan en primera línea no les deja otra opción
que enviar las muestras al extranjero.
Cuando uno envía muestras al extranjero,
estas se degradan, cuesta mucho dinero,
y tratar de recuperar los datos con un internet débil
es casi imposible.
A veces puede llevar seis meses devolver los resultados al agricultor.
Y para entonces, es muy tarde.
El cultivo ya se ha esfumado,
lo que supone una mayor pobreza y más hambre.
Sabíamos que podíamos arreglarlo.
En 2017,
oímos sobre un secuenciador de ADN manual y portátil,
llamado Oxford Nanopore MinION.
Estaba siendo usado en África Occidental para luchar contra el ébola.
Por lo que pensamos:
¿por qué no usarlo en África Oriental para ayudar a los agricultores?
Así que nos propusimos hacer eso.
En ese momento, la tecnología era muy nueva,
y muchos dudaron de que pudiéramos reproducirlo en la granja.
Cuando nos lo propusimos,
uno de nuestros "colaboradores" en Reino Unido
nos dijo que nunca conseguiríamos que eso funcionara en África Oriental,
mucho menos en la granja.
Así que aceptamos el reto.
Esta persona llegó a apostar dos de las mejores botellas de champán
a que nunca conseguiríamos que funcionase.
Una palabra:
paga.
(Risas)
(Aplausos)
Paga, porque lo hicimos.
Llevamos un laboratorio molecular completo de alta tecnología
a los agricultores de Tanzania, Kenia y Uganda,
y lo llamamos Tree Lab.
¿Y qué hicimos?
Bueno, en primer lugar, nos pusimos un nombre de equipo,
se llamó: the Cassava Virus Action Project.
Creamos una página web,
reunimos apoyo de las comunidades de genómicas y de computación,
y fuimos hasta los agricultores.
Todo lo que necesitamos para nuestro Tree Lab
lo lleva el equipo aquí.
Todos los requerimientos moleculares y computacionales necesarios
para diagnosticar plantas enfermas están allí.
Y de hecho, todo está en este escenario también.
Pensamos que si podríamos acercar los datos al problema,
y más cerca del agricultor,
podríamos decirle cuanto antes lo que estaba mal con su planta.
Y no solo decirle qué estaba mal,
sino darle la solución.
Y la solución es
quemar el campo y plantar variedades
que sean resistentes a las plagas y a los patógenos que tiene en su campo.
Lo primero que hicimos fue hacer una extracción de ADN.
Y usamos esta máquina de aquí.
Se llama PDQeX,
que significa (en inglés): "una extracción bastante rápida".
(Risas)
Lo sé.
Mi amigo Joe es realmente genial.
Uno de los mayores retos al hacer una extracción de ADN
es que normalmente requiere un equipo muy caro,
y lleva horas.
Pero con esta máquina,
somos capaces de hacerlo en 20 minutos,
en una fracción del coste.
Y esto funciona con la batería de una motocicleta.
Desde aquí, tomamos la extracción de ADN y preparamos una biblioteca genómica,
lista para cargarla
a este secuenciador genómico portátil,
que está aquí,
y luego lo conectamos a una mini supercomputadora
que se llama MinIT.
Y ambas cosas están conectadas a una batería portátil.
Así pudimos eliminar
los requisitos de corriente eléctrica e internet
que son dos factores muy limitantes en una granja familiar de pequeña escala.
Analizar los datos rápidamente puede ser también un problema.
Pero aquí es donde yo, siendo bióloga computacional, fui útil.
Todo esto de pegar las plantas muertas,
y toda esa medición,
y toda esa computación,
finalmente se volvieron útiles en el mundo real, en tiempo real.
Pude hacer bases de datos personalizadas,
y fuimos capaces de darles los resultados a los agricultores en tres horas
en lugar de seis meses.
(Aplausos)
Los agricultores estaban encantados.
¿Y cómo sabemos que estamos teniendo impacto?
Nueve meses después de Tree Lab,
Asha pasó de tener cero toneladas por hectárea
a 40 toneladas por hectárea.
Tenía suficiente para alimentar a su familia
y estaba vendiéndola en el mercado,
y ahora está construyendo una casa para su familia.
Sí, es muy genial.
(Aplausos)
¿Cómo expandimos Tree Lab?
La cosa es que las agricultoras ya están relacionadas.
Estas mujeres trabajan en grupos,
por lo que ayudar a Asha ayudó a 3000 personas en su aldea,
porque ella compartió los resultados y la solución.
Recuerdo a cada uno de los agricultores que he conocido.
Su dolor y su alegría
están grabados en mis recuerdos.
Nuestra ciencia es por ellos.
Tree Lab es nuestro mejor intento
para ayudarlos a tener mayor seguridad alimentaria.
Nunca soñé
que la mejor ciencia que haría en mi vida
cubriría África Oriental
con los dispositivos geonómicos más tecnológicos.
Nuestro equipo soñó
con poder responder a los agricultores en tres horas en vez en de seis meses,
y lo hicimos.
Porque ese es el poder de la diversidad y de la inclusión en la ciencia.
Gracias.
(Aplausos)
(Vítores)
من به دو دلیل از تخت خواب بلند می‌شوم.
اول، کشاورزان خانوادگی در مقیاس کوچک به غذای بیشتری نیاز دارند.
امسخره است که در ۲۰۱۹ کشاورزانی که غذای ما را تهیه می‌کنند گرسنه‌اند.
و دوم، نیاز است علم متنوع و جامع باشد.
اگر می‌خواهیم سخت ترین چالشهای روی زمین را حل کنیم،
از جمله امنیت غذایی برای میلیونها آدمی که در فقر شدید زندگی می‌کنند،
همه باید مشارکت کنیم.
من میخواهم با استفاده از آخرین تکنولوژی،
به همراه متنوع‌ترین و جامع‌ترین تیم‌های روی زمین
به کشاورزان برای داشتن غذای بیشتر کمک کنم.
من زیست شناس محاسباتی هستم.
می‌دانم -- رشته‌ام چیست و چطور می‌تواند به پایان گرسنگی کمک کند؟
اساسا، به کامپیوتر و بیولوژی علاقه دارم
و قرار دادن این دو کنار هم به نوعی یک شغل محسوب می‌شود.
(خنده حضار)
من داستانی ندارم
از اینکه می‌خواستم از کودکی بیولوژیست شوم.
حقیقیت این است که من در کالج بسکتبال بازی می‌کردم.
و بخشی از بسته کمک مالی من این بود که به یک شغل نیمه وقت مطالعاتی نیاز داشتم.
پس روزی اتفاقی،
به نزدیک‌ترین ساختمان نزدیک خوابگاهم رفتم.
و بر حسب اتفاق ساختمان زیست شناسی بود.
به داخل رفتم و به تابلوی شغلها نگاه کردم.
بله، این قبل از اینترنت است.
و کارتی سه در پنج دیدم
که کار در یک هرباریوم را تبلیغ میکرد.
سریع شماره را نوشتم،
چون که گفته بود"پاره وقت"،
و من نیاز داشتم که حول برنامه بسکتبالم کار کنم.
به کتابخانه رفتم تا بفهمم هرباریوم چیست.
(خنده حضار)
و معلوم شد
هرباریوم جایی است که گیاهان مرده و خشک شده را نگهداری می‌کنند.
خوش‌شانس بودم که این شغل را گیر آوردم.
پس اولین شغل علمی من
ساعتها چسباندن گیاهان خشک شده به روی کاغذ بود.
(خنده ی حضار)
خیلی جذاب است.
اینطور بود که من بیولوژیست محاسباتی شدم.
در طول آن زمان،
ژنومیک و محاسبات در حال رشد بودند.
و من برای کارشناسی ارشدم سراغِ
ترکیب زیست و کامپیوتر رفتم.
در آن زمان،
آزمایشگاه ملی «لس آلاموس» کار می‌کردم،
در گروه بیولوژی نظری و بیوفیزیک
و آنجا بود که برای اولین بار با ابرکامپیوترها مواجه شدم.
واقعا شگفت‌آور بود.
با قدرت ابر کامپیوترها
که اساسا هزاران کامپیوتر هستند که به هم متصل شده‌اند،
توانستیم پرده از پیچیدگی آنفولانزا و هپاتیت C برداریم.
و در این زمان بود که توانستم قدرت
استفاده همزمان بیولوژی و کامپیوتر، را برای انسانیت ببینم.
و خواستم که این مسیر شغلی من باشد.
پس از سال ۱۹۹۹ُ،
عمده ی مسیر علمی من
در آزمایشگاه‌های خیلی پیشرفته‌ای
بوده که با تجهیزات واقعا گران احاطه شده است.
خیلی‌ها از من می‌پرسند
چطور و چرا برای کشاورزان در آفریقا کار می‌کنم؟
خب، به خاطر توانایی‌های محاسباتی‌ام،
در سال ۲۰۱۳ تیمی از دانشمندان آفریقایی
از من خواستند تا به گروهی برای نجات کاساوا ملحق شوم.
برگ‌ها و ریشه‌های کاساوا غذای ۸۰۰ میلیون نفر در دنیا و غذای ۵۰۰ میلیون نفر
را در شرق آفریقا را تامین می‌کند.
پس نزدیک یک میلیارد نفر
برای تامین انرژی روزانه خویش به این گیاه وابسته‌اند.
اگر یک کشاورز خرده به مقدار کافی کاساوا داشته باشد،
می‌تواند غذای خانواده‌اش را تامین کند
و آن را در بازار بفروشد و خرج امور مهمی مانند قبض مدرسه،
هزینه‌های پزشکی را بدهد و پس انداز کند.
اما کاساوا در آفریفا در مرض خطر است.
مگس‌های سفید و ویروس‌ها در حال نابودی کاساوا هستند.
مگس‌های سفید حشرات ریزی هستند
که از برگ بیش از ۶۰۰ گیاه تغذیه می‌کنند.
آنها خبر بد هستند.
گونه‌های مختلفی دارند:
و مقاوم به آفت‌ کش‌ها شده‌اند:
و صدها نوع ویروس گیاهی را منتقل می‌کنند.
که باعث بیماری رگه قهوه‌ای می‌شود
و همچنین بیماری موزاییک کاساوا.
که این یکی گیاه را کامل نابود می‌کند.
و اگر کاساوایی نباشد،
هیچ غذا یا درآمدی برای میلیون‌ها نفر نیست.
باید یک سفر به تانزانیا می‌رفتم
تا بفهمم این زنان به کمک نیاز دارند.
این خانواده شگفت‌انگیز و قوی از خرده کشاورزان،
که اکثریت، زن هستند
این کار پر زحمت را انجام می‌دهند.
آنها غذای کافی برای تغذیه خانواده خود ندارند
و این بحران واقعی است.
اتفاقی که می‌افتد این است که
آنها هنگام بارش باران بیرون می‌روند و گیاه کاساو را می‌کارند.
نه ماه بعد،
به دلیل این آفات و عوامل بیماری‌زا هیچ چیز وجود ندارد.
خب با خودم گفتم،
چطور می‌شود که کشاورزان گرسنه باشند؟
پس تصمیم گرفتم زمانی را روی زمین
با کشاورزان و دانشمندان بگذرانم
تا ببینم آیا مهارتی دارم که بتواند به آنها کمک کند؟
زیرا اوضاع تکان‌دهنده است.
مگس‌های سفید برگ‌هایی که برای پروتئین‌شان مصرف می‌شوند را از بین برده بودند،
و ویروس‌ها ریشه‌هایی را که برای نشاسته مصرف می‌شوند.
و کل فصل رشد خواهد گذشت
و کشاورزان یک سال کامل غذا و درآمد را از دست خواهند داد،
و خانواده از یک فصل طولانی گرسنگی رنج خواهد برد.
چیزی که کاملا قابل پیش گیری است.
اگر کشاورز بداند
کدام نوع کاساوا رادر زمین خود بکارد،
گونه‌ای که به ویروس‌ها و پاتوژن‌ها مقاوم باشد،
در نتیجه غذای بیشتری خواهند داشت.
ما همه تکنولوژی که لازم هست را داریم،
اما دانش و منابع
به طور یکسان در جهان پخش نشده است.
چیزی که خصوصا منظورم هست این است که
تکنولوژی ژنومیک قدیمی‌تری که
برای حل پیچیدگی
در این آفات و بیماری‌زاها -- مورد نیاز است.
این تکنولوژی‌ها برای جنوب صحرای آفریقا ساخته نشده است.
آنها بیش از یک میلیون دلار هزینه دارند:
که قدرت ثابت
وظرفیت‌های تخصصی انسانی را می‌طلبند.
این ماشین‌ها معدود و دور از قاره هستند،
طوری که دانشمندانی که در صف اول مبارزه هستند گزینه ای جز ارسال
نمونه‌ها به آن سوی آب‌ها ندارند.
زمانی که نمونه‌ها را به آن طرف مرزها ارسال می‌کنید،
نمونه‌ها افت کیفیت پیدا می‌کنند مقدار زیادی پول خرج می‌شود،
و تلاش برای برگرداندن داده‌ها با اینترنت ضعیف
تقریبا ناممکن است.
درنتیجه گاهی جواب دادن به کشاورزها می‌تواند ۶ ماه طول بکشد،
و تا آن زمان، خیلی دیر شده است.
این محصول قبلا از بین رفته است.
که موجب گرسنگی و فقر بیشتر می‌شود.
ما می‌دانستیم می‌توانیم این را درست کنیم.
در ۲۰۱۷،
ما راجع به روش توالی‌یاب دستی DNA شنیده بودیم
که نانو منفذ مینیون اکسفورد نامیده می‌شد.
در آفریقای غربی برای مبارزه با ابولا استفاده می‌شد.
خب ما فکر کردیم
چرا نتوانیم در آفریقای شرقی برای کمک به کشاورزها از آن استفاده کنیم؟
بنابراین کاری که کردیم این بود این کار را انجام دهیم.
در آن زمان، این تکنولوژی خیلی جدید بود،
و بسیاری شک داشتند بتوانیم در مزرعهٔ‌ها هم از آن استفاده کنیم.
زمانی که برای انجام این کار آماده شدیم.
یکی از همکاران ما در انگلستان
به ما گفت که هرگز در شرق آفریقا آن را نخواهیم داشت،
چه برسد به یک مزرعه،
بنابراین ما این چالش را قبول کردیم.
این شخص حتی تا آنجا پیش رفت که ۲ تا از بهترین بطری‌های شامپاین را شرط بست
که ما هرگزموفق نخواهیم شد.
دو کلمه:
ما بردیم.
(خنده حضار)
(تشویق حضار)
ما بردیم، چون این کار را کردیم.
ما تمام آن آزمایشگاه مولکولی پیشرفته را
برای کشاورزان تانزانیا، کنیا و اوگاندا بردیم
و اسم آن را آزمایشگاه درختی گذاشتیم.
خب، ما چه کار کردیم؟
اول برای تیممان یک اسم انتخاب کردیم--
آن پروژه اقدام کاساوا ویروس نامیده شد.
وب سایت ساختیم.
حمایت‌هایی از جوامع ژنومیک و محاسباتی جلب کردیم.
و سپس به سمت کشاورزان رفتیم.
هرچیزی که برای آزمایشگاه درختی نیاز بود
در اینجا توسط تیمی انجام می‌شود.
تمام الزامات مولکولی و محاسیاتی مورد نیاز
برای تشخیص گیاه بیمار آنجا است.
و در واقع همه این‌ها در این مرحله هستند.
ما فهمیدیم اگر بتوانیم داده را به مشکل و کشاورز
نزدیک‌تر کنیم.
سریع‌تر می‌توانیم به او بگوییم گیاه چه مشکلی دارد.
و نه تنها بگوییم چه مشکلی وجود دارد--
راه حل را هم به او بدهیم.
و راه حل این است که
که گیاهان و گونه‌های گیاهی
را که نسبت به آفات و پاتوژن‌های مقاومی که او اینجا دارد، بسوزاند.
پس اولین کاری که کردیم این بود که باید DNA را استخراج می‌کردیم.
و از دستگاهی در اینجا استفاده کردیم
که PDQEX نامیده می‌شد.
مخفف "کاملا استخراج سریع" است.
(خنده حضار)
می‌دانم.
دوست من جو خیلی جالب است.
یکی از بزرگ ترین چالش‌ها در انجام استخراج DNA این است
که معمولا به تجهیزات بسیار گران قیمت نیاز دارد.
ساعت‌ها طول می‌کشد.
اما با این ماشین
قادر بوده‌ایم این کار را در عرض ۲۰ دقیقه انجام دهیم،
تنها کسری از این هزینه.
و از یک باتری موتورسیکلت نیرو می‌گیرد.
از آنجا، ما DNA را استخراج می‌کنیم و آن را در کتابخانه‌ای قرار می‌دهیم
تا برای بار گذاری
روی توالی‌یاب ژنومی قابل حمل، دستی آماده شود
که اینجا است.
و بعد آن را به یک ابر رایانه کوچک وصل می‌کنیم،
که مین-آی‌تی نامیده می‌شود.
هر دوی این چیزها به یک بسته باتری قابل حمل وصل شده‌اند.
بنابراین ما قادر به حذف
الزامات قدرت اصلی و اینترنت هستیم،
که دو عامل محدود کننده در یک مزرعه خانوادگی در مقیاس کوچک هستند.
تحلیل داده‌ها به سرعت می‌تواند مشکل باشد.
اما اینجاست که زیست شناس محاسباتی بودنم به درد می خورد.
نمام آن به گیاهان مرده و
و همه آن اندازه گیری‌ها
و همه آن محاسبات
سرانجام در دنیای واقعی، زمان واقعی به دست آمد.
من توانستم پایگاه داده‌های سفارشی بسازم
و توانستیم نتیجه را در عرض ۳ ساعت
به جای ۶ ماه به کشاورزها دهیم.
(تشویق)
کشاورزان در پوست خود نمی‌گنجیدند.
خب، چطور فهمیدیم که موثر بوده‌ایم؟
نه ماه پس از این که آزمایشگاه درخت ما
آشا از صفر تن در هکتار
به ۴۰ تن در هر هکتار رسید.
علاوه بر غذای کافی برای خانواده‌اش،
آن را به بازار عرضه می کرد،
و الان در حال ساخت خانه برای خانواده‌اش است.
بله، خیلی جالب است.
(تشویق)
حال معیار در آزمایشگاه درخت چگونه است؟
مساله این است،
که کشاورزان در حال حاضر در آفریقا مقیاس بندی می‌شوند.
این زنان در گروه‌های کشاورزی کار می‌کنند،
بنابراین کمک به آشا در واقع به ۳۰۰۰ نفردر روستای او کمک کرد،
چون او نتیجه و همچنین راه حل را به اشتراک گذاشت.
من تک تک کشاورزهایی را که دیده‌ام به یاد دارم.
رنج و شادی آنها
در ذهنم حک شده است.
دانش ما برای آن‌ها است.
آزمایشگاه درخت بهترین تلاش ما برای کمک به آنها برای تامین امنیت غذایی بیشتر است.
هیچ وقت فکر نمی‌کردم
که بهترین علمی که در زندگی‌ام انجام می‌دهم
روی آن پتو در شرق آفریقا باشد.
با پیشرفته‌ترین ابزارهای تکنولوژی ژنومی.
اما تیم ما این رویا را داشت
که بتوانیم به کشاورزان در عرض سه ساعت عوض شش ماه پاسخ دهیم.
و بعد ما انجامش دادیم
چون که این قدرت تنوع و فراگیری در علوم است.
ممنونم.
(تشویق)
(تحسین حضار)
Je me lève le matin pour deux raisons.
D’abord, les familles des fermiers ont besoin de plus de nourriture.
C’est fou qu’en 2019 les fermiers qui nous nourrissent soient affamés.
Et ensuite, la science a besoin d’être plus diversifiée et inclusive.
Si on veut réussir les défis les plus difficiles sur la planète,
comme la sécurité alimentaire des millions de personnes les plus pauvres,
nous devons tous et toutes aider.
Je veux utiliser la technologie de pointe
avec les équipes les plus diversifiées et inclusives de la planète
pour aider les fermiers.
Je suis une bio-informaticienne.
Je sais — C’est quoi et comment ça peut aider à mettre fin à la famine ?
En gros, j’aime les ordinateurs et la biologie.
On les met ensemble et on a un métier.
(Rires)
Mon envie d’être biologiste
ne commence pas dès mon enfance.
La vérité est que je jouais au basket à l’université.
Mon programme d’aide financière exigeait que j’aie un emploi étudiant.
Alors un jour,
j’ai marché vers le bâtiment le plus proche de mon dortoir
et il se trouve que c’était le bâtiment de biologie.
J’entre et je regarde le tableau des offres d’emploi.
Oui, c’était avant l’Internet.
Là, je vois une annonce
pour un travail à l’herbier.
Je me dépêche de noter le numéro,
car ça disait « horaires flexibles »
et j’avais besoin de ça pour continuer le basket.
J’ai couru à la bibliothèque pour savoir ce qu’était un herbier.
(Rires)
Et figurez-vous
qu’un herbier, c’est là où l’on entrepose des plantes mortes.
J’ai été chanceuse, j’ai eu le poste.
Ainsi, mon premier travail en sciences
était de coller des plantes mortes sur du papier à longueur de journée.
(Rires)
C’était si prestigieux.
C’est comme ça que je suis devenue bio-informaticienne.
Pendant ce temps,
la génomique et l’informatique avaient fait leur chemin.
J’ai fait ma maîtrise
en jumelant biologie et informatique.
Pendant ce temps,
j’étais au lab national de Los Alamos
travaillant pour le groupe de biophysique.
Là, j’ai vu pour la première fois un superordinateur,
j’étais époustouflée.
Toute la puissance du calcul intensif,
c'est-à-dire des milliers d’ordis dopés aux stéroïdes et connectés,
a servi à comprendre la complexité de l’influenza et l’hépatite C.
C’est à ce moment-là que j’ai compris le potentiel
d’utiliser la biologie et les ordis pour aider le monde.
Je voulais en faire ma carrière.
Donc, depuis 1999,
j’ai passé la plupart de mon parcours scientifique
dans des laboratoires très modernes
entourée d’équipement sophistiqué.
Plusieurs me demandent
comment et pourquoi je travaille pour des fermiers africains.
Eh bien, grâce à mes compétences informatiques,
en 2013, une équipe de scientifiques de l’Afrique de l’Est
m’a demandé de les joindre pour sauver le manioc.
Le manioc nourrit 800 millions de personnes avec ses feuilles et racines.
De même que 500 millions en Afrique de l’Est.
C’est presque un milliard de personnes
qui comptent sur cette plante pour manger.
Si une fermière a suffisamment de manioc,
elle peut nourrir toute sa famille
et en vendre pour utiliser l’argent pour les frais de scolarité,
les frais médicaux, et économiser.
Mais le manioc est en danger en Afrique.
Les mouches blanches et les virus s’attaquent aux plants.
Les mouches blanches sont de petits insectes
qui se nourrissent des feuilles de plus de 600 plantes.
C’est une calamité.
Il y a maintes espèces,
qui deviennent résistantes aux pesticides
et propagent des centaines de virus aux plantes
comme le virus de la mosaïque
et celui de la striure brune.
Tout ça tue la plante.
Et sans manioc,
il n’y a ni nourriture, ni argent pour des millions de personnes.
Il a suffi d'un seul voyage en Tanzanie
pour comprendre que ces femmes avaient besoin d’aide.
Ces incroyables fermières,
la plupart des femmes,
travaillent dur.
Il n’y a pas assez de nourriture pour leur famille,
c’est une véritable crise.
Ce qui arrive,
c’est qu’on plante du manioc pendant la saison des pluies.
Neuf mois plus tard,
il n’y a plus rien à cause des insectes et des pathogènes.
Je me suis dit :
comment ça se fait que les fermiers soient affamés ?
Donc, j’ai passé du temps sur le terrain avec les fermiers et les scientifiques
pour voir si je pouvais aider.
La situation m’a frappée.
Les mouches avaient détruit les feuilles - une source de protéines -
et les virus avaient détruit les racines - source d’amidon.
À la fin de la saison de culture,
un fermier perd un an de revenu et de nourriture
et la famille passe une longue saison sans manger.
On peut empêcher tout ça.
Si le fermier savait
quelle variété de manioc planter,
une qui soit résistante à ces virus et pathogènes,
il aurait plus de nourriture.
On a tout ce qu’il faut,
mais le savoir-faire et les ressources
sont mal distribuées dans le monde.
Ce que je veux dire, c’est que
les vieilles technologies génomiques
qui ont permis de comprendre la complexité
de ces insectes et de ces pathogènes --
ces technologies sont inutilisables en Afrique subsaharienne :
elles coûtent des millions de dollars,
ont besoin d’être toujours alimentées
et nécessite une main-d’œuvre spécialisée.
Ces machines sont peu nombreuses et loin l’une de l’autre,
alors les scientifiques n’ont d’autre choix
que d’envoyer les échantillons à l’étranger.
Et quand ça fait ça,
les échantillons se détériorent, ça coûte de l’argent
et retourner les résultats avec une mauvaise connexion Internet
est presque impossible.
Alors, ça peut prendre jusqu’à six mois avant d’obtenir les résultats.
Et souvent c’est déjà trop tard.
La récolte est déjà passée.
Ce qui crée davantage de pauvreté et de famine.
On pouvait arranger tout ça.
En 2017,
on a entendu parler de ce séquenceur d’ADN portable
nommé Oxford Nanopore MinION.
Il était utilisé en Afrique de l’Ouest pour combattre l’Ebola.
On s'est dit :
pourquoi ne pas l’utiliser en Afrique de l’Est aussi ?
On s’est arrangé pour faire ça.
À ce moment-là, la technologie était récente
et plusieurs doutaient qu’on puisse réussir.
Quand on planifiait ceci,
un de nos « collaborateurs » au Royaume-Uni
nous a dit que ça ne fonctionnerait jamais en Afrique de l’Est,
encore moins dans une ferme.
On a relevé le défi.
La personne a même parié deux bouteilles du meilleur champagne
qu’on ne réussirait jamais.
Une question :
Tu les envoies quand ?
(Rires)
(Applaudissements)
« Tu les envoies quand » parce qu’on a réussi.
On a amené le labo moléculaire
aux fermiers en Tanzanie, au Kenya et en Ouganda
et on l’a appelé le « Lab Arbre ».
Alors, qu’a-t-on fait ?
Avant tout, on s’est donné un nom --
le Projet d’Action contre le Virus du manioc.
On a fait un site Web,
on a du soutien des communautés en génomique et informatique,
et on est allé chez les fermiers.
Tout ce dont notre Lab a besoin,
l’équipe, ici, s’en occupe.
Tout le nécessaire en biomol et en informatique
pour diagnostiquer les plantes malades, est là.
En fait, tout est sur cette scène aussi.
En ayant les données proches du problème,
et proche de la fermière,
on pouvait rapidement lui dire ce qui n’allait pas.
Et pas seulement ça --
on lui donnait une solution.
La solution, c’est
de brûler le terrain et semer des plants
résistants aux pathogènes qu’elle avait.
La première chose qu’on faisait était une extraction d’ADN.
Et on utilisait cette machine-là.
C’est une PDQeX,
ça veut dire « Plus Diligent Que ton Ex »
(Rires)
Je sais.
Mon ami Joe est pas mal cool.
Un de plus grands défis quand on extrait de l’ADN
c’est l’équipement qui coûte cher
et ça prend des heures.
Mais avec cette machine
on peut le faire en 20 minutes,
pour une fraction du prix.
Et c’est alimenté par une batterie de moto.
Avec ça, on prépare l’extraction d’ADN pour la mettre dans une génothèque,
prête à être chargée
dans ce séquenceur portable,
qui est ici.
Après, on le connecte à ce mini superordinateur,
appelé MinIT.
Et tous les deux sont connectés à une batterie portative.
On élimine ainsi la nécessité
d’une source d’alimentation et d’Internet,
deux facteurs limitants pour une famille de fermiers.
L’analyse de données devient aussi un problème.
Et c’est là que moi, bio-informaticienne, j’interviens.
Tout mon temps à coller des plantes mortes,
à mesurer des trucs,
à travailler sur l’ordi
est devenu utile dans le monde réel, en temps réel.
Je faisais des bases de données personnalisées
et on donnait des résultats aux fermiers en trois heures
au lieu de six mois.
(Applaudissements)
Les fermiers étaient fous de joie.
Comment sait-on qu’on est en train de changer la donne ?
Neuf mois après notre passage,
Asha a passé de 0 tonne par hectare
à 40 tonnes par hectare.
Plus qu’assez pour nourrir sa famille
et elle en vendait aussi sur le marché.
En ce moment, Asha construit une maison pour sa famille.
Oui, vraiment super.
(Applaudissements)
Comment faire grandir « Lab Arbre » ?
En fait,
les fermières africaines sont déjà organisées.
Ces femmes travaillent en groupe.
En aidant Asha, on a aidé 3 000 personnes de son village.
C’est possible parce qu’elle a partagé les résultats et la solution.
Je me rappelle chaque fermière que j’ai vue ;
leurs peines et leurs joies
sont gravées dans ma tête.
Notre science est pour elles.
« Lab Arbre » est notre meilleure chance pour la sécurité alimentaire.
Je n’aurais jamais imaginé
que ma plus grande contribution
serait faite sur cette couverture en Afrique de l’Est
avec des gadgets de pointe.
Notre équipe rêvait
de pouvoir donner des résultats en trois heures au lieu de six mois
et on l’a fait.
Parce que c’est ça le pouvoir de la diversité et l’inclusion en science.
Merci.
(Applaudissements)
(Acclamations)
હું બે કારણોસર પથારીમાંથી બહાર નીકળી ગયો છું.
એક, નાના પાયે પરિવારના ખેડુતોને વધુ ખોરાકની જરૂર હોય છે.
આ ઉન્મત છે કે ૨૦૧૯ માં આપણને ખવડાવતા ખેડુતો ભૂખ્યા છે.
અને બીજું ,વૈજ્ઞાનિકને વધુ વૈવિધ્યસભર અને વ્યાપક બનાવવાની જરૂર છે.
જો આપણે ગ્રહ પરના સૌથી મુશ્કેલ પડકારોનો ઉકેલ લાવીશું,
જેમ કે આત્યંતિક ગરીબીમાં જીવતા લાખો લોકો માટે ખોરાકની અસુરક્ષા
તે આપણા બધાને લઈ જશે.
હું નવીનતમ તકનીકનો ઉપયોગ કરવા માંગુ છું
પૃથ્વી પર સૌથી વધુ વૈવિધ્યસભર અને સમાવિષ્ટ ટીમો સાથે
ખેડૂતોને વધુ ખોરાક મળે તે માટે મદદ કરવા.
હું ગણતરીત્મક જીવવિજ્ઞાની છે.
હું જાણું છું - તે શું છેઅને ભૂખને સમાપ્ત કરવામાં કેવીરીતે મદદ કરશે?
મૂળભૂત રીતે, મને કમ્પ્યુટર અને જીવવિજ્ઞાન ગમે છે
અને કોઈક રીતે, તે એક સાથે રાખવું એ એક કામ છે.
(હાસ્ય)
મારી પાસે વાર્તા નથી
નાનપણથી જ જીવવિજ્ઞાની બનવાની ઇચ્છા.
સત્ય એ છે કે, હું કૉલેજ માં બાસ્કેટબોલ રમ્યો હતો.
અને મારા આર્થિક સહાય પેકેજનો એક ભાગ હતો કે મને કામ-ભણતર નોકરી જરૂર હતી.
તેથી એક યાર્દચ્છિક દિવસ,
હું મારા ડોર્મ રૂમની નજીકની બિલ્ડિંગમાં ભટકી ગયો.
અને તેવું થાયું તે જિવવિજ્ઞાન બિલ્ડિંગ હતું.
હું અંદર ગયો અને જોબ બોર્ડ તરફ જોયું.
હા, આ ઇન્ટરનેટ પહેલાનું છે.
અને મેં ત્રણ-પંચમાંશ નું કાર્ડ જોયું
વનસ્પતિ સંગ્રહાલયમાં કામ કરવા માટે નોકરીની જાહેરાત.
મેં ઝડપથી નંબર નોંધી લીધો,
કારણ કે તે કીધું "લવચીક કલાકો,"
અને મને મારા બાસ્કેટબોલના સમયપત્રકની આસપાસ કામ કરવાની જરૂર હતી.
વનસ્પતિ સંગ્રહાલય શું છે તે શોધવા માટે હું લાઇબ્રેરીમાં દોડી ગયો
(હાસ્ય)
અને તે બહાર આવ્યું છે
વનસ્પતિ સંગ્રહાલય તે છે જ્યાં તેઓ મૃત, સૂકા છોડને સંગ્રહિત કરે છે.
હું નોકરીમાં ઉતરવાનો ભાગ્યશાળી હતો.
તેથી મારી પ્રથમ વૈજ્ઞાનિક નોકરી
અંત પર કલાકો સુધી કાગળ પર મૃત છોડને ચોંટાડી રહ્યો હતો.
(હાસ્ય)
તે ખૂબ આકર્ષક છે.
આ રીતે હું ગણતરીત્મક જીવવિજ્ઞાની બન્યો.
તે દરમિયાન,
જિનોમિક્સ અને કમ્પ્યુટિંગની ઉંમર આવી રહી હતી.
અને હું મારા માસ્ટર્સ કરવાનું ચાલુ રાખ્યું
જીવવિજ્ઞાન અને કમ્પ્યુટરનો સંયોજન.
તે દરમિયાન,
મેં લોસ એલામોસ નેશનલ લેબમાંકામ કર્યું
સૈદ્ધાંતિક જીવવિજ્ઞાન અને બાયોફિઝિક્સ જૂથમાં.
અને ત્યાં જ મારો પહેલો સામાનો કમ્પ્યુટર સાથે થયો,
અને મારું મન ઉડાયું.
સુપર કમ્પોટીંગની શક્તિ સાથે,
જે મૂળરૂપે સ્ટેરોઇડ્સ પર હજારો જોડાયેલા પીસી છે,
અમે ફલૂ અને હીપેટાઇટિસ સીની જટિલતાઓને ઉઘાડવામાં સમર્થ હતા.
અને આ સમય દરમિયાન જ મેં શક્તિ જોઈ
માનવતા માટે, કમ્પ્યુટર્સ અને જીવવિજ્ઞાનનો ઉપયોગ કરીને.
અને હું ઇચ્છું છુંકે આ મારીકારકીર્દિનો માર્ગ બને.
તેથી, 1999 થી,
મેં મારી મોટાભાગની વૈજ્ઞાનિક કારકિર્દી પસાર કરી છે
ખૂબ જ હાઇટેક લેબ્સમાં,
ખરેખર મોંઘા સાધનથી ઘેરાયેલા છે.
ઘણા મને પૂછે છે
હું આફ્રિકાના ખેડુતો માટે કેવી રીતે અને શા માટે કામ કરું છું.
સારું, મારી કમ્પ્યુટિંગ કુશળતાને કારણે,
2013 માં, પૂર્વ આફ્રિકન વૈજ્ઞાનિકની એક ટીમ
મને કાસાવા બચાવવા દુર્દશામાં ટીમમાં જોડાવાનું કહ્યું.
કાસાવા એક છોડ છે જેના પાંદડા અને મૂળ વૈશ્વિક સ્તરે 800 મિલિયન લોકોને ખવડાવે છે.
અને પૂર્વ આફ્રિકામાં 500 મિલિયન.
તેથી તે લગભગ એક અબજ લોકો છે
તેમની રોજિંદા કેલરી માટે આ છોડ પર આધાર રાખવો.
જો નાના-નાના કુટુંબના ખેડૂત પાસે પૂરતો કસાવા હોય,
તે તેના પરિવારને ખવડાવી શકે છે
અને તેણી સ્કૂલ ફી જેવી મહત્વપૂર્ણ બાબતો માટે બજારમાં વેચી શકે છે,
તબીબી ખર્ચ અને બચત.
પરંતુ આફ્રિકામાં કાસાવા પર હુમલો થઈ રહ્યો છે.
વ્હાઇટફ્લાઇઝ અને વાયરસ વિનાશક કાસાવા છે.
વ્હાઇટફ્લાઇઝ નાના જંતુઓ છે
જે 600 થી વધુ છોડના પાંદડા ખવડાવે છે.
તેઓ ખરાબ સમાચાર છે.
ત્યાં ઘણી જાતો છે;
તેઓ જંતુનાશક પ્રતિરોધક બને છે;
અને તેઓ સેંકડો પ્લાન્ટ વાયરસ ફેલાવે છે
જે કાસાવા બ્રાઉન સ્ટ્રીક રોગનું કારણ છે
અને કાસાવા મોઝેક રોગ.
આ છોડને સંપૂર્ણપણે મારે છે.
અને જો ત્યાં કાસાવા નથી,
લાખો લોકો માટે ખોરાક કે આવક નથી.
તે મને તાંઝાનિયાની એક સફરમાં લઈ ગયો
એ સમજવા માટે કે આ સ્ત્રીઓને થોડી સહાયની જરૂર છે.
આ આશ્ચર્યજનક, મજબૂત, નાના પાયે પરિવારના ખેડુતો,
બહુમતી મહિલાઓ,
તે રફ કરી રહ્યા છે.
તેમની પાસે તેમનાપરિવારોને ખવડાવવા પૂરતો ખોરાક નથી,
અને તે એક વાસ્તવિક કટોકટી છે.
જે થાય છે તે છે
વરસાદપડે ત્યારે તેઓ બહાર જાય છે અને કાસાવાના ખેતરોરોપતા હોય છે.
નવ મહિના પછી,
આ જીવાતો અને પેથોજેન્સને લીધે કંઈ નથી.
અને મેં મારી જાતને વિચાર્યું,
કેવીરીતે વિશ્વમાંખેડુતો ભૂખ્યા હોઈ શકે છે?
તેથી મેં થોડો સમય જમીનપર પસાર કરવાનો નિર્ણય કર્યો
ખેડૂતો અને વૈજ્ઞાનિકોસાથે
મારી પાસે કોઈ કુશળતા છે જે સહાયરૂપ થઈ શકે તે જોવા માટે.
જમીન પર પરિસ્થિતિ આઘાતજનક છે.
વ્હાઇટફ્લાઇસે પ્રોટીન માટે ખાતા પાંદડાઓનો નાશ કર્યો છે,
અને વાયરસ સ્ટાર્ચ માટે ખાવામાં આવતા મૂળને નાશ પામે છે.
સંપૂર્ણ વધતી મોસમ પસાર થશે,
અને ખેડૂત આખું વર્ષ આવક અને ખોરાક ગુમાવશે,
અને કુટુંબ લાંબી ભૂખની પીડાનો ભોગ બનશે.
આ સંપૂર્ણપણે નિવારણકારક છે.
જો ખેડૂત જાણતો હોત
તેના ખેતરમાં કયા પ્રકારના કાસાવા રોપવા,
તે વાયરસ અને પેથોજેન્સ સામે પ્રતિરોધક હતું,
તેઓ વધુ ખોરાક હશે.
અમારી પાસે અમારી પાસેની બધી તકનીક છે,
પરંતુ જ્ઞાન અને સંસાધનો
સમગ્ર વિશ્વમાં સમાનરૂપે વિતરિત નથી.
તેથી મારો વિશેષ અર્થ એ છે કે,
જૂની જીનોમિક તકનીકો
જે મુશ્કેલીઓનો પર્દાફાશ કરવા માટે જરૂરી છે
આ જીવાતો અને પેથોજેન્સમાં -
આ તકનીકો પેટા સહારન આફ્રિકા માટે બનાવવામાં આવી ન હતી.
તેમની કિંમત એક મિલિયન ડોલરથી ઉપર છે;
તેમને સતત શક્તિની જરૂર પડે છે
અને વિશેષ માનવ ક્ષમતા.
આ મશીનો ખંડમાં ઘણા ઓછા છે,
જે ઘણા વૈજ્ઞાનીકો આગળની લાઇનો પર લડતા કોઈ વિકલ્પ નથી
પરંતુ વિદેશોમાં નમૂનાઓ મોકલવા.
અને જ્યારે તમે નમૂનાઓ વિદેશમાં મોકલો છો,
નમૂનાઓ ભંગાર થાય છે, તેના પર ઘણા પૈસા ખર્ચ થાય છે,
અને નબળા ઇન્ટરનેટ પર ડેટા પાછો મેળવવાનો પ્રયાસ કરી રહ્યા છીએ
લગભગ અશક્ય છે.
તો ક્યારેક ખેડૂતને પરિણામો પાછા આવવામાં છ મહિનાનો સમય લાગી શકે છે.
અને તે પછી, તે ખૂબ મોડું થઈ ગયું છે.
પાક પહેલેથી જ ગયો,
જે આગળ ગરીબી અને વધુ ભૂખમરો પરિણમે છે.
અમે જાણતા હતા કે અમે આને ઠીક કરી શકીશું.
2017 માં,
અમે આ હેન્ડહેલ્ડ,પોર્ટેબલ ડીએનએ સિક્વેન્સર વિશે સાંભળ્યું હતું
જેને ઓક્સફર્ડ નેનોપોર મિનિઅન કહે છે.
પશ્ચિમ આફ્રિકામાં ઇબોલા સામે લડવા માટે તેનો ઉપયોગ કરવામાં આવી રહ્યો હતો.
તેથી અમે વિચાર્યું:
અમે પૂર્વ આફ્રિકામાં આનો ઉપયોગ ખેડૂતોની સહાય માટે કેમ કરી શકતા નથી?
તેથી, અમે જે કર્યું તે અમે તે કરવા માટે નીકળ્યા.
તે સમયે, તકનીકી ખૂબ નવી હતી,
અને ઘણા લોકોને શંકા હતી કે અમે આને ખેતરમાં નકલ કરી શકીએ.
જ્યારેઅમેકરવામાટે નીકળીએ છીએ
યુકેમાં અમારા એક "સહયોગી"
અમને કહ્યું કે અમે પૂર્વ આફ્રિકામાં કામ કરવાનું ક્યારેય મેળવીશું નહીં,
ફાર્મ પર એકલા દો.
તેથી અમે પડકાર સ્વીકાર્યો.
આ વ્યક્તિએ શેમ્પેઇનની બે શ્રેષ્ઠ બોટલમાંથી અમને શરત લગાવી હતી
કે અમે તે કામ કરવા માટે ક્યારેય નહીં મળે.
બે શબ્દો:
ચૂકવણી.
(હાસ્ય)
(તાળીઓ)
ચૂકવણી કરો, કારણ કે અમે તે કર્યું છે.
અમે આખી હાઇટેક મોલેક્યુલર લેબ લીધી
તાંઝાનિયા, કેન્યા અને યુગાન્ડાના ખેડૂતોને,
અને અમે તેને ટ્રી લેબ કહીએ છીએ.
તો આપણે શું કર્યું?
સારું, સૌ પ્રથમ, અમે પોતાને એક ટીમ નામ આપ્યું -
તેને કસાવા વાયરસ એક્શન પ્રોજેક્ટ કહે છે.
અમે એક વેબસાઇટ બનાવી,
અમે જીનોમિક્સ અને કમ્પ્યુટિંગ સમુદાયો પાસેથી સમર્થન એકત્રિત કર્યું,
અને દૂર અમે ખેડૂતો પાસે ગયા.
બધું કે જે અમનેઅમારી ટ્રીલેબ માટે જરૂરી છે
ટીમ દ્વારા અહીં વહન કરવામાં આવે છે.
બધી પરમાણુ અને ગણતરીની આવશ્યકતાઓ
બીમાર છોડ નિદાન કરવા માટે છે.
અને તે ખરેખર આ તબક્કે અહીં પણ છે.
અમને લાગ્યું કે જો આપણે સમસ્યાની નજીક ડેટા મેળવી શકીએ,
અને ખેડૂતની નજીક,
તેના પ્લાન્ટમાં શું ખોટું છે તે અમે તેને ઝડપથી કહી શકીએ.
અને તેણીને ખોટું શું હતું તે જ નહીં -
તેણીને સોલ્યુશન આપો.
અને સોલ્યુશન છે,
ક્ષેત્ર અને છોડની જાતો બાળી નાખો
જે તેના ક્ષેત્રમાં રહેલા જીવાતો અને પેથોજેન્સ સામે પ્રતિરોધક છે
તેથી પ્રથમ વસ્તુ જે આપણે કરી તે હતી કે અમારે ડીએનએ નિષ્કર્ષણ કરવું પડ્યું.
અને અમે આ મશીનનો અહીં ઉપયોગ કર્યો છે.
તેને PDQeX કહેવામાં આવે છે,
જેનો અર્થ છે "પ્રીટિ ડેમન ક્વિક એક્સ્ટ્રેક્શન."
(હાસ્ય)
હું જાણું છું.
મારો મિત્ર જ ખરેખર સરસ છે.
ડીએનએ નિષ્કર્ષણ કરવામાં સૌથી મોટો પડકાર છે
શું તેને સામાન્ય રીતે ખૂબ જ ખર્ચાળ ઉપકરણોની જરૂર હોય છે,
અને કલાકો લે છે.
પરંતુ આ મશીન સાથે,
અમે તેને 20 મિનિટમાં કરી શક્યા છે,
કિંમત અપૂર્ણાંક પર.
અને આ મોટરસાયકલની બેટરીથી ચાલે છે.
ત્યાંથી, અમે ડીએનએ નિષ્કર્ષણ લઈએ છીએ અને તેને પુસ્તકાલયમાં તૈયાર કરીએ છીએ,
તેને લોડ કરવા માટે તૈયાર થઈ રહ્યું છે
આ પોર્ટેબલ, હેન્ડહેલ્ડ જિનોમિક સિક્વેન્સર,
જે અહીં છે,
અને પછી અમે આને મિનિ સુપર કમ્પ્યુટરમાં પ્લગ કરીએ છીએ,
જેને મીન આઈટી કહેવામાં આવે છે.
અને આ બંને બાબતોને પોર્ટેબલ બેટરી પેકમાં પ્લગ કરવામાં આવી છે.
તેથી અમે દૂર કરવામાં સક્ષમ હતા
મુખ્ય શક્તિ અને ઇન્ટરનેટની આવશ્યકતાઓ,
જે નાના પાયે કૌટુંબિક ફાર્મમાં બે ખૂબ મર્યાદિત પરિબળો છે.
ડેટાનું ઝડપથી વિશ્લેષણ કરવું પણ એક સમસ્યા હોઈ શકે છે.
પરંતુ આ તે છે જ્યાં હું એક કોમ્પ્યુટેશનલ બાયોલોજિસ્ટ હોવાના કામમાં આવ્યો.
તે બધા મૃત છોડને ચોટાડે છે.
અને તે બધા માપવા,
અને તે બધા કમ્પ્યુટિંગ
છેવટે વાસ્તવિક-વિશ્વ, રીઅલ-ટાઇમ રીતે હાથમાં આવ્યું.
હું વૈવિધ્યપૂર્ણ ડેટાબેસેસ બનાવવા માટે સક્ષમ હતો
અને અમે ત્રણ કલાકમાં ખેડૂતોને પરિણામો આપી શક્યા
વિરુદ્ધ છ મહિના.
(તાળીઓ)
ખેડુતો ખુશ થયા હતા.
તો આપણે કેવી રીતે જાણીએ કે આપણે અસર કરી રહ્યા છીએ?
અમારા વૃક્ષ લેબ પછી નવ મહિના,
આશાનું હેકટર શૂન્ય ટન હોવાથી
પ્રતિ હેક્ટર 40 ટન.
તેણીપાસેતેનાપરિવારને ખવડાવવાપૂરતુંહતું
અને તે બજારમાં વેચી રહી હતી,
અને હવે તે તેના પરિવાર માટે મકાન બનાવી રહી છે.
હા, ખૂબ સરસ.
(તાળીઓ)
તો કેવી રીતે આપણે વૃક્ષ લેબને માપીએ?
વાત એ છે કે
આફ્રિકામાં પહેલેથીજ ખેડુતોનો નાશ કર્યો છે.
આ મહિલાઓ ખેડૂત જૂથોમાં કામ કરે છે,
તેથી આશાને મદદ કરી તેના ગામના 3,000 લોકોને ખરેખર મદદ કરી,
કારણ કે તેણીએ પરિણામો અને સમાધાન પણ શેર કર્યા.
મને યાદ છેકે હું એકે-એક ખેડૂતને મળ્યો છું
તેમની પીડા અને તેમનો આનંદ
મારી યાદોમાં કોતરેલી છે.
અમારું વિજ્ .ાન તેમના માટે છે.
તેમને વધુ ખોરાક સુરક્ષિત બનવામાં મદદ કરવા માટે વૃક્ષ લેબનો અમારો શ્રેષ્ઠ પ્રયાસ છે.
મેં કલ્પના પણ નથી કરી
મારા જીવનમાં હું ક્યારેય કરી શકું તે શ્રેષ્ઠ વિજ્ઞાન
પૂર્વી આફ્રિકાના તે ધાબળ ઉપર હશે,
ઉચ્ચતમ તકનીકી જિનોમિક ગેજેટ્સ સાથે.
પરંતુ અમારી ટીમે સપનું જોયું
કે અમે છ મહિનાની તુલનામાં ત્રણ કલાકમાં ખેડૂતોને જવાબ આપી શકીએ,
અને પછી અમે તે કર્યું.
કારણ કે તે વિજ્ઞાનનિ વિવિધતા અને સમાવેશની શક્તિ છે.
આભાર.
(તાળીઓ)
(ચિયર્સ)
Ustajem iz kreveta radi dva razloga.
Prvi, mali obiteljski poljoprivrednici trebaju više hrane.
Suludo je da su u 2019. poljoprivrednici, koji nas hrane, gladni.
I drugi, znanost mora biti raznolikija i sveobuhvatnija.
Ako ćemo rješavati najteže izazove na planeti,
kao nesigurnost oko hrane za milijune koji žive u ekstremnom siromaštvu,
bit ćemo potrebni svi.
Želim iskoristiti najnoviju tehnologiju
s najraznolikijim i sveobuhvatnim timovima na planetu
kako bismo pomogli poljoprivrednicima da imaju više hrane.
Ja sam računalna biologinja.
Znam - što je to i kako će to zaustaviti glad?
U osnovi, volim računala i biologiju
i nekako, stavljajući to zajedno, je posao.
(Smijeh)
Nemam priču
o tome kako sam htjela biti biolog od malih nogu.
Istina je, igrala sam košarku na fakultetu.
I dio mog paketa financijske pomoći bio je da sam trebala studentski posao.
Tako jednog slučajnog dana,
odšetala sam do zgrade najbliže mojoj studentskoj sobi.
I tako se dogodilo da je to bila zgrada biologije.
Ušla sam unutra i pogledala oglasnu ploču za poslove.
Da, to je prije interneta.
I vidjela sam tri puta pet karticu
koja oglašava posao za rad u herbariju.
I brzo sam zapisala broj,
jer je pisalo "fleksibilno radno vrijeme,"
i to mi je trebalo da uskladim s mojim rasporedom košarke.
Otrčala sam u knjižnicu da istražim što je herbarij.
(Smijeh)
I ispada
da u herbarij pohranjuju mrtve, osušene biljke.
Imala sam sreće dobiti posao.
Dakle, moj prvi znanstveni posao
bio je lijepljenje mrtvih biljaka na papir satima.
(Smijeh)
Tako je glamurozno.
Tako sam postala računalna biologinja.
Tijekom tog vremena,
genomika i računalstvo su napredovali.
I nastavila sam raditi svoj magisterij
kombinirajući biologiju i računala.
Tijekom tog vremena,
radila sam u Los Alamos Nacionalnom laboratoriju
u grupi teorijske biologije i biofizike.
I tamo sam imala svoj prvi susret sa superračunalom,
i ostala sam bez teksta.
Sa snagom superračunalstva,
što su u osnovi tisuće spojenih osobnih računala na steroidima,
bili smo u mogućnosti otkriti složenosti influence i hepatitisa C.
I bilo je tijekom tog vremena da sam otkrila moć
kombinirane upotrebe računala i biologije, za čovječanstvo.
I htjela sam da to bude put moje karijere.
Dakle, od 1999. godine
većinu svoje znanstvene karijere sam provela
u tehnološki vrhunskim laboratorijima,
okružena veoma skupom opremom.
Tako me mnogi pitaju
kako i zašto radim za poljoprivrednike u Africi.
Pa, radi mojih računalskih sposobnosti,
2013. godine, tim istočnoafričkih znanstvenika
zamolio me da se pridružim timu u stanju spašavanja kasave.
Kasava je biljka čiji listovi i korijenje hrane 800 milijuna ljudi globalno.
I 500 milijuna u istočnoj Africi.
Dakle, to je skoro milijarda ljudi
koji se oslanjanju na tu biljku za dnevne kalorije.
Ako mala obiteljska poljoprivrednica ima dosta kasave,
ona može prehraniti svoju obitelj
i može je prodati na tržnici za važne stvari poput školarina,
liječničke troškove i ušteđevinu.
Ali kasava je pod napadom u Africi.
Bijele muhe i virusi su porazni za kasavu.
Bijele muhe su sitni insekti
koji se hrane lišćem više od 600 biljaka.
Loša su vijest.
Postoji mnogo vrsta;
postanu otporne na pesticide
i prenose stotine biljnih virusa
koji uzrokuju na kasavi bolest smeđe pruge
i mozaičnu bolest.
Ovo potpuno ubija biljku.
Ako nema kasave,
nema hrane ili prihoda za milijune ljudi.
Trebao mi je jedan put u Tanzaniju
da shvatim da ove žene trebaju pomoć.
Ovi nevjerojatni, jaki, mali obiteljski poljoprivrednici,
većinom žene,
rade teško.
Nemaju dovoljno hrane da prehrane svoje obitelji
i to je prava kriza.
Što se događa je
izađu i sade polja kasave kada dođe kiša.
Devet mjeseci poslije,
nema ničega, zbog ovih štetočina i patogena.
I pomislih,
kako pobogu mogu poljoprivrednici biti gladni?
Tako sam odlučila provesti neko vrijeme na tlu
s poljoprivrednicima i znanstvenicima
da vidim imam li bilokakve vještine koje bi mogle pomoći.
Situacija na tlu je bila šokantna.
Bijele muhe su uništile listove koji se jedu radi proteina,
i virusi su uništili korijenje koje se jede radi škroba.
Proći će čitava sezona rasta
i poljoprivrednici će izgubiti cijelu godinu prihoda i hrane,
a obitelj će patiti od duge sezone gladi.
Ovo se može potpuno spriječiti.
Ako bi poljoprivrednica znala
koju vrstu kasave posaditi na svom polju,
koja je otporna na te viruse i patogene,
imali bi više hrane.
Imamo svu tehnologiju koja nam je potrebna,
ali znanje i resursi
nisu jednoliko raspoređeni širom svijeta.
Dakle, ono što konkretno mislim je,
starije genomske tehnologije
koje su bile tražene otkriti složenosti
u ovim štetočinama i patogenima -
ove tehnologije nisu bile napravljene za podsaharsku Afriku.
One koštaju više od milijun dolara;
zahtijevaju stalno napajanje
i specijalizirani ljudski kapacitet.
Ovi uređaji su rijetki na kontinentu,
što ostavlja mnoge znanstvenike da se bore na frontovima bez izbora
nego da šalju uzorke u inozemstvo.
I kada pošaljete uzorke u inozemstvo,
uzorci se razgrade, košta puno novca
i pokušavati vratiti podatke preko slabog interneta
je gotovo nemoguće.
Pa ponekad treba šest mjeseci kako bi rezultati došli do poljoprivrednika.
A do tada je prekasno.
Usjev je već propao,
što rezultira daljnjim siromaštvom i više gladi.
Znali smo da to možemo popraviti.
2017. godine
čuli smo za ovaj ručni, prijenosni DNA sekvenator
zvan Oxford Nanopore MinION.
Ovo se bilo koristilo u zapadnoj Africi u borbi protiv ebole.
Pa smo pomislili:
zašto to ne možemo koristiti da pomognemo poljoprivrednicima u istočnoj Africi?
Dakle, što smo učinili, odlučili smo se na to.
U to vrijeme, tehnologija je bila vrlo nova
i mnogi su sumnjali da možemo ovo ponoviti na farmi.
Kad smo se odlučili za to,
jedan od naših "suradnika" u UK
rekao nam je da nam to nikada neće funkcionirati u istočnoj Africi,
a kamoli na farmi.
Pa smo prihvatili izazov.
Ta osoba je čak otišla toliko daleko da se kladila s nama
u dvije najbolje boce šampanjca da nam to nikada neće proraditi.
Dvije riječi:
plati nam.
(Smijeh)
(Pljesak)
Plati nam, jer smo to i učinili.
Cijeli visokotehnološki molekularni laboratorij smo odnijeli
poljoprivrednicima Tanzanije, Kenije i Ugande,
nazvali smo ga Stablo laboratorijem.
Dakle, što smo napravili?
Dakle, kao prvo, dali smo sebi timsko ime --
zove se Akcijski Projekt Virusa Kasave.
Napravili smo web stranicu,
skupili smo podršku genomike i računalnih zajednica,
i otišli smo k poljoprivrednicima.
Sve što trebamo za naš Stablo laboratorij
održava tim ovdje.
Svi molekularni i računalski zahtjevi potrebni
za dijagnosticiranje oboljelih biljaka su tamo.
I zapravo je sve i na ovoj pozornici ovdje.
Skužili smo da ako podatke približimo problemu
i bliže poljoprivrednici,
brže joj možemo reći što nije bilo u redu s njenom biljkom.
I ne samo joj reći što nije bilo u redu --
dati joj riješenje.
I riješenje je
spaliti polje i posaditi sorte
koje su otporne na štetočine i patogene koje ima u svom polju.
Dakle, prvo što smo učinili, morali smo ekstrahirati DNA.
I koristili smo ovaj uređaj ovdje.
Zove se PVBeX,
što znači "Poprilično Vraški Brza Ekstrakcija."
(Smijeh)
Znam.
Moj prijatelj Joe je stvarno super.
Jedan od najvećih izazova u izvođenju ekstrakcije DNA
je što zahtijeva vrlo skupu opremu
i traje satima.
Ali ovim uređajem
uspjeli smo to izvesti u 20 minuta,
uz puno manji trošak.
I pokreće ga baterija za motocikle.
Odatle, uzmemo DNA ekstrakciju i pripremimo je u knjižnicu,
spremajući je za učitavanje
na ovaj prijenosni, ručni sekvencer genoma
koji je ovdje,
i onda uključimo ovo u mini superračunalo,
koji se zove MinIT.
I obje ove stvari su priključene na prijenosni baterijski sustav.
Tako da smo uspjeli ukloniti
potrebe za glavnom strujom i internetom,
koji su dva vrlo ograničavajuća faktora na maloj obiteljskoj farmi.
Brza analiza podataka također može biti problem.
Ali tu je korisno to što sam računalska biologinja.
Sve to lijepljenje mrtvih biljaka,
sva ta mjerenja,
svo to računalstvo
napokon je korisno u stvarnom svijetu, u stvarnom vremenu.
Uspjela sam napraviti prilagođene baze podataka
i uspjeli smo dati rezultate poljoprivrednicima u tri sata
u usporedbi sa šest mjeseci.
(Pljesak)
Poljoprivrednici su bili presretni.
Pa kako znamo da imamo utjecaja?
Devet mjeseci nakon našeg Stablo laboratorija,
Asha je od imajući nula tona po hektaru
došla do 40 tona po hektaru.
Imala je dosta da prehrani svoju obitelj
i prodavala ju je na tržnici,
a sad gradi kuću za svoju obitelj.
Da, tako super.
(Pljesak)
Pa kako procjenjujemo Stablo laboratorij?
Stvar je,
poljoprivrednice su već procijenjene u Africi.
Ove žene rade u zemljoradničkim skupinama
pa pomažući Ashi zapravo je pomognuto 3,000 ljudi u njenom selu,
jer je podijelila rezultate i rješenje.
Sjećam se svake poljoprivrednice koju sam upoznala.
Njihova bol i njihova radost urezane su u moja sjećanja.
Naša znanost je za njih.
Stablo laboratorij je naš najbolji pokušaj
da im pomognemo da budu osigurani hranom.
Nikada nisam sanjala
da je najbolja znanost koju ću ikada napraviti u svom životu
biti na pokrivaču u istočnoj Africi,
uz visokotehnološki napredne genomske uređaje.
Ali naš tim je sanjao
da možemo poljoprivrednicama dati odgovore u tri sata, a ne u šest mjeseci,
i tada smo to učinili.
Jer to je moć raznolikosti i uključivanja u znanost.
Hvala vam.
(Pljesak)
(Klicanje)
Két ok miatt kelek fel.
Az egyik az, hogy a háztáji gazdaságokban nincs elég étel.
Őrület, hogy 2019-ben a gazdák, akik etetnek minket, éhezzenek.
A másik: a tudománynak szerteágazóbbnak és kapcsolódóbbnak kellene lennie.
Ha meg akarjuk oldani a legsúlyosabb problémákat a Földön,
mint amilyen a mélyszegénységben élők millióinak élelmiszer-ellátása,
ahhoz mindannyian kelleni fogunk.
Én a legújabb technológiákat szeretném használni
a legkülönfélébb és leginkább érintett csoportokkal a bolygón,
hogy a gazdáknak több étel jusson.
Bioinformatikus vagyok.
Tudom – mit jelent ez, és hogyan segíthet véget vetni az éhínségnek?
Alapból szeretem az informatikát és a biológiát,
és valahogyan ezek együtt egy foglalkozást alkotnak.
(Nevetés)
Nincs arról történetem,
hogy már kiskoromban is biológus akartam lenni.
Az igazság az, hogy az egyetemen kosaraztam,
és az ösztöndíjamhoz kellett egy tanulmányi munka.
Tehát az egyik napon
bementem a kollégiumhoz legközelebbi épületbe,
és hogy-hogy nem, ez a biológia épülete volt.
Ahogy bementem, ránéztem a munkalehetőségekre.
Igen, ezek még az internet előtti idők voltak.
Láttam egy kisebb álláshirdetést
a herbáriumban.
Gyorsan leírtam a számot,
mert azt írták: "rugalmas munkaidő", és erre volt szükségem,
hogy össze tudjam egyeztetni a kosárlabdás beosztásommal.
Elfutottam a könyvtárba, hogy megtudjam, mi az a herbárium.
(Nevetés)
Mint kiderült, A herbárium az a hely,
ahol élettelen, szárított növényeket tárolnak.
Szerencsére megkaptam az állást.
Így az első tudományos munkám
holt növények papírra ragasztása volt hosszú-hosszú órákon át.
(Nevetés)
Olyan elbűvölő!
Így lettem bioinformatikus.
Miközben tanultam,
a genetika és az informatika nagyon sokat fejlődtek,
és én a mesterdiplomámat
a kettő kombinációjából szereztem.
Ezalatt
a Los Alamos Nemzeti Laborban dolgoztam,
az elméleti biológia és biofizika csoportokban.
Itt találkoztam először szuperszámítógépekkel,
és ez teljesen lenyűgözött.
A szuperszámítógépek adta lehetőségekkel –
melyek igazából összekapcsolt gépek ezrei szteroidokon –
fel tudtuk tárni az influenza és a hepatitis C összetettségét.
Ekkoriban eszméltem rá az emberek számára
a biológia és a számítógépek együttes használatában rejlő lehetőségekre.
Ezt tűztem ki a karrierem irányvonalául.
Tehát 1999 óta
tudományos karrierem nagy részét
modern laboratóriumokban töltöttem,
drága felszereléssel körülvéve.
Sokan azt kérdezik,
hogyan és miért dolgozom afrikai gazdáknak?
Hát, mert a programozói képességeim miatt
2013-ban egy kelet-afrikai kutatócsoport felkért,
hogy csatlakozzak hozzájuk a maniókáért folyó küzdelemben.
A manióka egy növény, levele és gyökere 800 millió embert táplál a világon,
további 500 milliót Kelet-Afrikában.
Szóval közel egymilliárd embernek
függ ettől a növénytől a napi betevője.
Ha egy családi farmnak van elég maniókája,
akkor el tudja látni a családot,
és még el is tud adni belőle, hogy olyan fontos dolgokra is fussa,
mint az iskoláztatás, az egészségügyi kiadások illetve a megtakarítás.
De a maniókát Afrikában veszély fenyegeti.
Molytetűk és különböző vírusok pusztítják a növényt.
A liszteskék apró rovarok,
Melyek több mint 600 növény levelével táplálkoznak.
Ez rossz hír.
Több olyan faj is van
amely ellenállóvá válik a rovarirtókkal szemben,
és növényi vírusok százait terjesztik,
melyek a manióka barnacsíkos fertőzéséért
és a manióka mozaik betegségéért felelősek.
Ez teljesen elpusztítja a növényt.
Ha nincs manióka,
emberek millióinak nincs élelme és jövedelme.
Egy Tanzániába tett út elég volt,
hogy ráeszméljek, ezeknek az asszonyoknak segítség kell.
Ezek a csodás, erőteljes háztáji gazdák –
többségük nő –
nagyon rosszul élnek.
Nincs elég élelmük családjuk ellátásához,
és ez egy valódi válsághelyzet.
Az történik,
hogy kimennek és elültetik a maniókát, amikor jön az eső.
Kilenc hónappal később
nincs ott semmi, a kártevők és a kórokozók miatt.
Azt gondoltam,
hogy a csudába lehetnek a farmerek éhesek?
Ezért döntöttem úgy,
eltöltök egy kis időt a gazdákkal és a tudósokkal,
hogy kiderüljön, tudok-e valamit segíteni.
A gazdák helyzete sokkoló.
A liszteskék elpusztították a leveleket a fehérjéért,
a vírusok pedig a gyökereket a keményítőért.
Egy teljes ültetési időszak telik majd el,
és a gazdák az egész éves jövedelmüket és élelmüket elveszítik,
a család pedig hosszantartóan éhezik majd.
Ez abszolút megelőzhető.
Ha egy gazda tudná,
milyen maniókát ültessen el a földjén,
ami ellenáll a vírusoknak és kórokozóknak,
akkor több élelmük lenne.
Megvan az összes ehhez szükséges eszközünk,
de a tudás és a források
nem egyenlően oszlanak el a bolygón.
Pontosabban azt értem ezalatt,
hogy a régebbi genetikai technológiák,
amelyek e kártevők és kórokozók
felépítésének feltárásához voltak szükségesek –
nem Fekete-Afrika körülményeire lettek tervezve.
Több mint egymillió dollárba kerülnek,
folyamatos energiaellátásra szorulnak,
és szaktudást igényelnek.
Ezekből a gépekből kevés van és távolabb a kontinensen,
ami arra késztet sok első vonalban harcoló tudóst,
hogy tengerentúlra küldje a mintákat.
És ha mintákat tengerentúlra küldik,
elroncsolódnak, sokba is kerül,
az információ visszanyerése pedig a gyenge interneten át
szinte teljesen lehetetlen.
Olykor hat hónapig is tart, hogy a gazdák megkapják az eredményeket.
Addigra már túl késő.
A termés elveszett,
még több embert hagyva szegénységben és éhínségben.
Mi tudtuk, hogy meg tudjuk oldani ezt.
2017-ben hallottunk
egy kézi, hordozható DNS szekvenálóról,
amit "Oxford Nanopore MinION"-nak hívnak.
Ezt használták Nyugat-Afrikában az ebola elleni harcban.
Így azt gondoltuk, miért ne használhatnánk ezt Kelet-Afrikában is,
hogy segítsünk a gazdáknak?
Tehát ezt tűztük ki célunknak.
Akkor ez a technológia még elég újnak számított,
és sokan kételkedtek benne, hogy a farmokon is beválna.
Amikor ezt elterveztük,
az egyik "munkatársunk" az Egyesült Királyságban azt mondta,
soha nem tudnánk elérni, hogy működjön Kelet-Afrikában,
hát még a farmokon.
De mi elfogadtuk a kihívást.
Ez az illető odáig ment, hogy fogadott két üvegben a legjobb pezsgőből,
hogy nem fog sikerülni.
Két szó:
fizess ki.
(Nevetés)
(Taps)
Fizess ki, mert sikerült.
Elvittük az egész modern molekuláris labort
a tanzániai, kenyai és ugandai farmereknek,
és elneveztük a Fa Labornak.
Szóval, mit is csináltunk?
Hát, először is elneveztük a csapatunkat –
ez lett a Manióka Vírus Akció Projekt.
Csináltunk egy weboldalt,
megszereztük genetikai és programozói közösségek támogatását,
és elmentünk a farmerekhez.
Mindent, ami a Fa Laborhoz szükséges,
ez a csapat hozott ide.
A összes molekuláris és programozói munkához szükséges eszközt,
hogy diagnosztizáljuk az itteni beteg növényeket.
Egyébként minden itt van most is a színpadon.
Rájöttünk, hogy ha közelebb visszük az adatokat
a problémához és a farmerekhez,
gyorsabban megmondhatjuk, mi a baja a növénynek.
És nem csak, hogy mi a baja,
hanem a megoldást is.
A megoldás az, hogy leégetjük a földeket,
és olyan növényeket ültetünk,
amelyek rezisztensek az ottani kártevőkkel és kórokozókkal szemben.
Az első, amit tettünk, a DNS kivonása volt.
Ezt az eszközt használtuk itt.
PDQeX-nek hívják, rövidítése
az "Igazán Nagyon Gyors Kivonás"-nak.
(Nevetés)
Tudom.
Joe barátom elég menő.
Az egyik legnagyobb kihívás a DNS kivonásában,
hogy általában nagyon drága eszközök kellenek hozzá,
és órákba telik.
De ezzel a géppel
20 perc alatt elvégezzük ezt,
Az ár töredékéért.
Egy motor akkumulátora működteti.
Aztán fogjuk a kivont DNS-t, és előkészítjük egy könyvtárba,
felkészítjük a feltöltését
erre a hordozható kézi genetikai szekvenálóba,
amit itt van,
és utána bekötjük egy kicsi szuperszámítógépbe,
ennek MinIT a neve.
Mindkettőt bedugjuk egy hordozható akkumulátordobozba.
Tehát képesek voltunk függetlenedni
az elektromos hálózat és az internet követelményétől,
ami a két legfőbb korlátozó tényező egy háztáji gazdálkodásnál.
Az adatok gyors feldolgozása szintén probléma lehet.
De itt jövök be én, mint bioinformatikus a képbe.
A sok holt növény ragasztgatása,
a sok méregetés,
és az összes programozás
végre kapóra jött a való világban, itt és most.
Személyre szabott adatbázisokat tudtam készíteni,
így képesek voltunk az eredményeket három órán belül megmondani a farmereknek
az eddigi hat hónap helyett.
(Taps)
A farmerek el voltak ragadtatva.
De honnan tudjuk, hogy ami teszünk, annak hatása van?
Kilenc hónappal a Fa Laborunk után
Asha 0 tonna/hektár terméstől,
40 tonna/hektár termésig jutott.
Volt elég, hogy etesse a családját,
és hogy eladjon belőle a piacon,
és most már házat épít családjának.
Ja, ez elég menő.
(Taps)
De hogyan terjeszkedjünk tovább?
Nos, a farmerek már
terjesztik Afrikában.
Ezek a nők farmercsoportokban dolgoznak,
tehát Asha segítése valójában 3000 embert segített a falujában,
mert megosztotta az eredményeket és a megoldást is.
Emlékszem minden egyes farmerre, akit megismertem.
Fájdalmuk és örömük
bevésődött emlékeimbe.
A tudományunk értük van.
A Fa Labor legnagyszerűbb próbálkozásunk élelmiszer-ellátásuk biztosítására.
Nem is álmodtam volna,
hogy tudományos munkásságom legjavát
Kelet-Afrika síkságain végzem majd
a legmodernebb genetikai felszerelésekkel.
De a csapatunk megálmodta,
hogyan segíthetünk a gazdáknak hat hónap helyett három óra alatt,
és aztán véghez is vittük.
Mert ez a tudományok sokféleségében és kapcsolódásaikban rejlő erő.
Köszönöm.
(Taps)
(Éljenzés)
Ada 2 alasan yang membuat saya bangkit.
Pertama, keluarga petani skala kecil membutuhkan lebih banyak pangan.
Tragisnya pada 2019 petani kelaparan, padahal mereka yang memberi kita makan.
Kedua, ilmu pengetahuan harus lebih beragam dan terbuka.
Jika kita ingin mengatasi tantangan tersulit di planet bumi,
seperti kerawanan pangan pada jutaan orang yang hidup di bawah garis kemiskinan,
hal ini akan melibatkan peran kita semua.
Saya ingin menggunakan teknologi terbaru,
bekerja sama dengan tim paling beragam dan paling terbuka di dunia
untuk meningkatkan persediaan pangan petani.
Saya adalah ahli biologi komputasi.
Saya mempelajari bencana kelaparan dan cara mengatasinya.
Pada dasarnya, saya menyukai ilmu komputer dan biologi
dan menggabungkan kedua bidang itu sebagai pekerjaan
(Tertawa)
Saya tidak pernah bercita-cita
menjadi seorang ahli biologi waktu berusia muda.
Pada saat itu, saya senang bermain bola basket di kampus.
Untuk mencukupi paket bantuan keuangan, saya harus bekerja paruh waktu.
Jadi pada suatu hari,
saya berkeliling ke gedung yang terdekat dengan asrama
dan secara kebetulan saya sampai di gedung biologi.
Saya masuk ke dalam dan melihat papan lowongan kerja.
Ya, waktu itu adalah zaman pra-internet.
Saya melihat papan berukuran 3 x 5
yang mengiklankan sebuah lowongan kerja di laboratorium herbarium.
Saya segera mencatat lowongan itu,
karena jam kerjanya yang fleksibel,
dan bisa saya lakukan di sela-sela jadwal bola basket.
Saya berlari ke perpustakaan untuk mencari informasi tentang herbarium.
(Tertawa)
Ternyata
herbarium adalah tempat menyimpan tanaman yang kering dan mati.
Saya berhasil mendapat pekerjaan itu.
Jadi pekerjaan ilmiah pertama saya
adalah mengelem tanaman mati di atas kertas sepanjang hari.
(Tertawa)
Ini sungguh menarik.
Inilah cerita awal saya menjadi seorang ahli biologi komputasi.
Pada waktu itu,
genom dan komputasi sudah dikenal luas.
Lalu saya melanjutkan ke jenjang pascasarjana,
menggabungkan ilmu biologi dan komputer.
Pada saat itu,
saya bekerja di Lab Nasional Los Alamos,
di kelompok teori biologi dan biofisika
dan di sanalah saya pertama kali mengenal superkomputer,
yang membuat saya kagum.
Dengan kecepatan hitung superkomputer,
yang intinya adalah ribuan komputer pribadi yang tersambung dengan steroid,
kami berhasil menemukan kerumitan penyakit flu dan hepatitis C.
Saat itu saya melihat keunggulan
penggunaan kombinasi komputer dan biologi untuk kemanusiaan
dan memilih bidang ini sebagai jalan karier saya.
Jadi, sejak tahun 1999,
saya menghabiskan sebagian besar waktu sebagai ilmuwan
di laboratorium berteknologi mutakhir,
yang dilengkapi dengan alat-alat sangat mahal.
Banyak orang ingin mengetahui
cara dan alasan saya bekerja untuk para petani di Afrika.
Jadi, karena keahlian komputer yang saya miliki,
pada tahun 2013, tim peneliti Afrika Timur
meminta saya bergabung di dalam tim untuk menyelamatkan tanaman singkong.
Daun dan umbi singkong dimakan oleh 800 juta orang di seluruh dunia
[800 juta orang bergantung pada singkong untuk kalori harian mereka]
dan 500 juta orang di Afrika Timur.
Jadi, hampir 1 juta manusia
bergantung pada tanaman ini untuk memenuhi kalori sehari-hari.
Jika keluarga petani skala kecil memiliki cukup banyak tanaman singkong,
mereka dapat memberi makan keluarga
dan menjualnya ke pasar untuk membayar pos penting seperti biaya sekolah,
biaya kesehatan dan tabungan.
Namun, tanaman singkong di Afrika terserang hama.
Kutu putih (kebul) dan virus menyerang tanaman singkong.
Kutu putih adalah serangga kecil
yang memakan daun lebih dari 600 jenis tanaman.
Keberadaan mereka adalah berita buruk.
Memiliki banyak spesies;
kutu putih resistan terhadap pestisida;
dan menularkan ratusan virus tanaman
yang mengakibatkan penyakit bercak coklat
dan penyakit mozaik pada tanaman singkong.
Penyakit ini benar-benar mematikan.
Jika tidak ada singkong,
tidak akan ada makanan dan penghasilan untuk jutaan manusia.
Saya melakukan perjalanan ke Tanzania
karena saya sadar para wanita di sana memerlukan bantuan.
Keluarga para petani skala kecil yang tangguh dan luar biasa ini,
mayoritas petani perempuan,
menjalani hidup dengan tangguh.
Mereka tidak bisa memenuhi kebutuhan pangan keluarga
dan ini adalah krisis nyata.
Kenyataan yang terjadi adalah
mereka pergi ke lahan dan menanam singkong di musim hujan.
Sembilan bulan kemudian,
tidak ada yang dapat dipanen, karena serangan hama dan patogen.
Saya berpikir,
mengapa petani bisa menderita kelaparan?
Jadi saya putuskan untuk menghabiskan waktu di lapangan
bersama para petani dan peneliti
untuk membantu mereka dengan keahlian yang saya miliki.
Situasi di lapangan sungguh mengejutkan.
Kutu putih merusak bagian daun yang mengandung protein,
dan virus merusak bagian umbi yang mengandung pati singkong.
Ketika musim tanam berakhir,
para petani kehilangan pendapatan dan makanan sepanjang tahun,
dan keluarga akan menderita bencana kelaparan yang panjang.
Hal ini sesungguhnya dapat dicegah.
Jika petani mengetahui
varietas singkong yang cocok ditanam di lahan,
yang tahan terhadap serangan virus dan patogen tersebut,
mereka akan memiliki lebih banyak cadangan makanan.
Kita mempunyai semua teknologi yang dibutuhkan,
tetapi pengetahuan dan sumber daya
belum tersebar secara merata ke seluruh dunia.
Jadi maksud saya adalah
teknologi genom terdahulu
yang dibutuhkan untuk meneliti kerumitan
hama dan patogen ini
tidak cocok untuk Afrika sub-Sahara.
Teknologi itu berharga jutaan dollar;
membutuhkan tenaga listrik yang stabil
dan sumber daya manusia yang cakap.
Mesin ini masih sangat langka,
sehingga banyak ilmuwan harus bertarung di garis terdepan tanpa pilihan,
hanya mengirimkan sampel ke luar negeri.
Ketika sampel dikirim ke luar negeri,
sampel akan rusak sehingga menimbulkan banyak biaya.
Pengembalian data menggunakan jaringan internet yang lambat
tidak mungkin dilakukan.
Terkadang diperlukan waktu 6 bulan untuk mengirimkan hasil ke petani.
Ketika itu terjadi, semua sudah terlambat.
Tanaman singkong telah mati,
akibatnya kemiskinan dan kelaparan semakin memburuk.
Kami yakin bisa mengatasi hal ini.
Di tahun 2017,
kami mendengar tentang peranti genggam portabel pengurut (sekuens) DNA
yaitu "Oxford Nanopore MinION".
Peranti ini sudah digunakan di Afrika Barat untuk memerangi Ebola.
Kami berpikir:
Mengapa tidak menggunakannya untuk petani di Afrika Timur?
Jadi, kami memutuskan untuk menggunakan peranti itu.
Pada waktu itu, teknologi tersebut masih baru
dan banyak yang meragukan kemampuan kami menggunakan peranti ini di lahan.
Ketika memulai proyek ini,
salah satu peneliti dari Inggris
meragukan kemampuan kami mengatasi masalah di Afrika Timur dengan peranti ini
apalagi di lahan pertanian.
Kami menerima tantangan ini.
Peneliti tersebut bahkan bertaruh dengan kami, dengan dua botol sampanye terbaik,
bahwa kami tidak akan berhasil.
Dua kata:
terbayar lunas.
(Tertawa)
(Tepuk Tangan)
Terbayar lunas, karena kami berhasil.
Kami menyediakan laboratorium molekuler portabel dengan teknologi mutakhir
untuk para petani di Tanzania, Kenya dan Uganda,
yang kami beri nama "Tree Lab".
Apa yang kami lakukan?
Pertama, kami memberi nama tim -
yaitu "Cassava Virus Action Project".
Kami membuat situs web,
mencari dukungan dari komunitas genom dan komputasi,
dan mulai mendatangi para petani.
Segala sesuatu yang kami butuhkan untuk "Tree Lab"
dibawa oleh tim.
Semua kebutuhan molekuler dan komputasi yang diperlukan
untuk mendiagnosa tanaman sakit juga dibawa oleh mereka.
Semuanya ada di dalam laboratorium portabel ini.
Jika kami bisa mengambil data langsung dari lokasi tempat terjadinya masalah
dan lebih dekat dengan petani,
semakin cepat kami menemukan masalah yang terjadi pada tanaman mereka.
Kami bukan hanya memberitahukan masalah
tetapi juga memberikan solusi.
Solusinya adalah,
membakar lahan dan menanam varietas
yang tahan terhadap serangan hama dan patogen yang ada di lahan.
Jadi langkah pertama adalah melakukan ekstraksi DNA,
menggunakan mesin yang tampak di layar.
Mesin ini disebut PDQeX,
kepanjangan dari "Pretty Damn Quick Extraction (Ekstraksi Super Kilat)."
(Tertawa)
Menarik bukan?
Teman saya, Joe, memang luar biasa.
Salah satu tantangan terbesar dalam melakukan ekstraksi DNA
adalah kebutuhan peralatan yang sangat mahal
dan perlu waktu berjam-jam.
Tetapi dengan mesin ini,
kami hanya butuh waktu 20 menit,
dengan biaya yang rendah
dan mesin ini hanya menggunakan aki motor.
Kemudian, kami mengambil ekstraksi DNA, menyiapkan pustaka genomik,
menyiapkan ekstraksi untuk dimasukkan
ke dalam peranti genggam portabel pengurut (sekuens) genom,
seperti tampak di sini,
kemudian kita sambung dengan sebuah superkomputer mini,
yang disebut "MinIT".
Kedua alat dihubungkan dengan perangkat pengisi daya portabel,
sehingga kami berhasil mengurangi
kebutuhan listrik utama dan internet,
yang merupakan 2 faktor penghambat di lahan petani skala kecil.
Menganalisis data secara cepat juga sulit dilakukan.
Namun, kasus ini menunjukkan pentingnya seorang ahli biologi komputasi.
Semua kegiatan penempelan tanaman mati
dan pengukuran,
serta keahlian komputasi
pada akhirnya bermanfaat di dunia nyata dan waktu nyata.
Saya berhasil membuat pangkalan data tersuai
dan memberikan hasilnya ke petani hanya dalam waktu 3 jam,
tidak sampai 6 bulan.
(Tepuk tangan )
Para petani sangat gembira.
Apakah kontribusi yang kami berikan benar-benar membantu?
Sembilan bulan setelah kegiatan di "Tree Lab",
petani bernama Asha berhasil meningkatkan hasil panen dari 0 ton per hektar
menjadi 40 ton per hektar.
Dia mampu memberi makan keluarganya
dan berhasil menjual hasil panen ke pasar.
Saat ini, dia sedang membangun rumah bagi keluarganya.
Ya, sungguh luar biasa.
(Tepuk tangan)
Bagaimana kami mengukur keberhasilan "Tree Lab"?
Tolok ukurnya adalah,
para petani di Afrika.
Para wanita ini bekerja dalam kelompok tani.
Menolong Asha berarti membantu 3000 orang di desanya,
karena dia membagikan hasil panen beserta cara mengatasi masalah.
Saya masih ingat setiap petani yang pernah saya temui.
Kesedihan dan kegembiraan mereka
terukir dalam ingatan saya.
Ilmu pengetahuan kami berguna untuk mereka.
"Tree Lab" adalah usaha terbaik kami untuk memenuhi ketahanan pangan petani.
Saya tidak pernah bermimpi
berhasil memberikan kontribusi ilmu pengetahuan terbaik
di wilayah Afrika Timur,
didukung oleh peranti genom dengan teknologi termutakhir.
Namun, tim kami bermimpi
dapat memberikan solusi bagi petani hanya dalam waktu 3 jam, bukan 6 bulan,
dan kami berhasil melakukannya.
Itulah manfaat keberagaman dan keterbukaan dalam ilmu pengetahuan.
Terima kasih.
(Tepuk tangan)
Due sono i motivi che mi fanno alzare dal letto.
Uno è che i piccoli contadini hanno bisogno di più cibo.
È pazzesco: nel 2019 chi ci dà da mangiare soffre la fame.
E l'altro è che la scienza deve essere più diversificata e inclusiva.
Se vogliamo vincere le sfide più complesse per il nostro pianeta,
come l'insicurezza alimentare di milioni di persone in povertà estrema,
tutti dobbiamo impegnarci.
Io voglio usare la tecnologia più avanzata
e lavorare con i team più diversificati e inclusivi sul pianeta
per dare più cibo ai contadini.
Sono una biologa computazionale.
Cosa significa? Cosa c'entra con la lotta alla fame?
In pratica mi piacciono i computer e la biologia
e, in qualche modo, le due cose messe insieme fanno un lavoro.
(Risate)
La mia non è la storia
di qualcuno che ha sempre voluto fare questo lavoro.
In realtà al college giocavo a basket.
E la mia borsa di studio prevedeva che contribuissi lavorando.
Così, un giorno qualunque
mi diressi all'edificio più vicino al mio studentato.
Era la facoltà di biologia.
Entrai e guardai la bacheca degli annunci di lavoro -
sì, era prima di internet -
e trovai un avviso
per un lavoro nell'erbario.
Mi annotai subito il numero
perché si parlava di "orario flessibile"
ed era quello che mi serviva per poter seguire gli allenamenti di basket.
Corsi in biblioteca a cercare il significato di erbario.
(Risate)
E scoprii
che l'erbario è il posto dove si tengono le piante morte, secche.
Ebbi la fortuna di ottenere il lavoro.
Il mio primo lavoro in ambito scientifico
consisteva nell'incollare piante secche sulla carta per ore ed ore.
(Risate)
Entusiasmante.
Ed è così che sono diventata una biologa computazionale.
A quel tempo
la genomica e l'uso del computer iniziavano a diffondersi.
E io decisi di proseguire gli studi
combinando la biologia e i computer.
In quel periodo
lavoravo al Los Alamos National Lab,
nel gruppo di biologia teorica e biofisica.
E lì feci il mio primo incontro con il supercomputer
e fu incredibile.
Con il supercomputing,
che consiste, in sostanza, nel collegare migliaia di PC all'ennesima potenza,
riuscimmo a svelare la complessa natura dell'influenza e dell'epatite C.
E fu allora che compresi il potere
di usare i computer e la biologia insieme a favore dell'umanità.
E decisi che questo sarebbe stato il mio lavoro.
Così, dal 1999,
ho trascorso la maggior parte della mia carriera scientifica
in laboratori hi-tech,
circondata da costosissime strumentazioni.
Molti mi chiedono
come e perché lavori per gli agricoltori africani.
Ebbene, grazie alle mie competenze informatiche
nel 2013 un team di scienziati dell'Africa orientale
mi ha chiesto di unirmi a loro nella lotta per salvare la manioca.
La manioca è una pianta delle cui foglie e radici si cibano 800 milioni di persone,
di cui 500 milioni nell'Africa orientale.
Si tratta di quasi un miliardo di persone
che assumono le calorie quotidiane grazie a questa pianta.
Se una contadina ha una quantità sufficiente di manioca
può dare da mangiare alla sua famiglia
e vendere la manioca al mercato per pagare cose importanti come la scuola,
le spese mediche e per risparmiare.
Ma la manioca è sotto attacco in Africa.
Le mosche bianche e i virus stanno devastando la manioca.
Le mosche bianche sono piccoli insetti
che si cibano delle foglie di oltre 600 piante.
Sono una brutta cosa.
Ce ne sono molte specie,
diventano resistenti ai pesticidi
e trasmettono centinaia di virus delle piante
che causano la cosiddetta "cassava brown streak disease"
e il virus del mosaico della manioca.
Questi virus distruggono la pianta.
E se non c'è manioca,
non c'è cibo né reddito per milioni di persone.
Mi ci è voluto un viaggio in Tanzania
per capire che queste donne hanno bisogno di aiuto.
I piccoli agricoltori, persone incredibili, fortissime,
per la maggior parte donne,
vivono nella difficoltà.
Non hanno cibo a sufficienza per sfamare la famiglia
ed è una vera e propria crisi.
Quello che succede è che
quando arrivano le piogge piantano la manioca nei campi.
E nove mesi dopo
non c'è niente a causa di questi parassiti e agenti patogeni.
E ho pensato:
com'è possibile che i contadini soffrano la fame?
Così ho deciso di trascorrere del tempo sul posto
con le contadine e gli scienziati
per vedere se potevo fare qualcosa per aiutare.
La situazione sul posto è scioccante.
Le mosche bianche hanno distrutto le foglie per mangiarne le proteine
e i virus hanno distrutto le radici per mangiarne l'amido.
Un'intera stagione di crescita passerà
e le contadine perderanno un anno intero di reddito e cibo
e tutta la famiglia soffrirà a lungo la fame.
Tutto questo si può evitare.
Se le contadine sapessero
quale varietà di manioca piantare nei loro campi
che sia resistente a quei virus e agenti patogeni,
avrebbero più cibo.
Abbiamo tutta la tecnologia che ci serve
ma le conoscenze e le risorse
non sono distribuite equamente nel mondo.
Nello specifico intendo dire che
le tecnologie più vecchie della genomica
necessarie per capire come sono fatti
questi parassiti e agenti patogeni
non sono state sviluppate per l'Africa sub sahariana.
Costano dal milione di dollari in su,
necessitano di elettricità costante
e di personale specializzato.
Questi macchinari scarseggiano sul continente
e quindi gli scienziati che lottano in prima linea non hanno scelta:
devono inviare i campioni oltreoceano.
E inviandoli oltreoceano
i campioni si deteriorano, la spedizione costa
e cercare di rimandare i dati mediante connessioni internet deboli
è quasi impossibile.
A volte passano sei mesi prima che i contadini ricevano i risultati
e a quel punto è troppo tardi.
Il raccolto è già perso
e la povertà e la fame aumentano.
Sapevamo di poter risolvere il problema.
Nel 2017
avevamo sentito parlare di questo sequenziatore di DNA tascabile,
il MinION di Oxford Nanopore,
che veniva usato nell'Africa occidentale per combattere l'ebola.
E pensammo:
perché non usarlo nell'Africa orientale per aiutare le contadine?
Così decidemmo di fare questo.
In quel momento questa tecnologia era appena nata
e molti dubitavano che potessimo replicarla in agricoltura.
Quando decidemmo di farlo,
uno dei nostri "collaboratori" nel Regno Unito
ci disse che non saremmo mai riusciti a farla funzionare in Africa orientale
e tanto meno nell'agricoltura.
Accettammo la sfida.
Questa persona scommise persino due delle migliori bottiglie di champagne
che non ce l'avremmo mai fatta.
Due parole:
paga pegno.
(Risate)
(Applausi)
Paga pegno, perché ce l'abbiamo fatta.
Abbiamo portato l'intero laboratorio molecolare hi-tech
ai contadini di Tanzania, Kenya e Uganda
e l'abbiamo chiamato Tree Lab.
E cos'abbiamo fatto?
Innanzitutto, ci siamo dati un nome:
Cassava Virus Action Project.
Abbiamo creato un sito web,
raccolto il sostegno delle comunità della genomica e del computing
e siamo andati dalle contadine.
Tutto quello che ci serve per il Tree Lab
viene portato dal team che vedete qui.
Tutti gli strumenti molecolari e di computing necessari
per diagnosticare le malattie nelle piante sono lì.
E in realtà sono anche su questo palco.
Abbiamo pensato che avvicinando i dati al problema
e alle contadine
avremmo potuto dire loro più velocemente quale fosse il problema della pianta.
E non solo questo,
ma anche dare la soluzione.
E la soluzione è
bruciare il campo e piantare delle varietà
che siano resistenti ai parassiti e agenti patogeni che ci sono nel campo.
Per prima cosa dovevamo estrarre del DNA.
E per farlo abbiamo usato questo strumento
si chiama PDQeX,
che sta per "Pretty Damn Quick Extraction" (estrazione dannatamente veloce).
(Risate)
Bello, no?
Il mio amico Joe è proprio forte.
Una delle sfide maggiori nell'estrazione del DNA
sta nel fatto che di solito richiede strumenti molto costosi
e che ci vogliono ore.
Ma con questo strumento
siamo riusciti a farla in 20 minuti
a un costo molto più basso.
E basta una batteria da moto.
Con questo strumento estraiamo il DNA e lo mettiamo in un catalogo
dove viene preparato per il caricamento
su questo sequenziatore genomico portatile,
che è qui,
e poi colleghiamo questo a un mini supercomputer
che si chiama MinIT.
Ed entrambe queste cose sono collegate a una batteria portatile.
Così siamo riusciti a fare a meno
dell'elettricità e di internet,
che sono due fattori molto limitanti per una piccola attività agricola.
Anche analizzare i dati velocemente può essere problematico.
Proprio qui il mio lavoro di biologa computazionale è tornato utile.
Tutto quell'incollare piante morte,
tutto quel misurare
e usare il computer
finalmente si è rivelato utile nel mondo reale.
Sono riuscita a creare banche dati personalizzate
e siamo stati in grado di dare i risultati alle contadine in tre ore
anziché in sei mesi.
(Applausi)
Le contadine scoppiavano di gioia.
Come facciamo a sapere di aver fatto la differenza?
Nove mesi dopo la creazione del Tree Lab,
Asha è passata da zero tonnellate per ettaro
a 40 tonnellate per ettaro.
Aveva abbastanza raccolto da sfamare la sua famiglia
e poteva vendere il resto al mercato
e adesso sta costruendo una casa per la sua famiglia.
Sì, fantastico.
(Applausi)
E come aumentare l'impatto del Tree Lab?
Il fatto è che
l'impatto è automaticamente moltiplicato.
Queste donne lavorano in gruppi
e quindi aiutando Asha abbiamo aiutato 3000 persone nel suo villaggio
perché lei ha condiviso con loro i risultati e anche la soluzione.
Ricordo ogni singola contadina che ho incontrato.
La loro sofferenza e la loro gioia
sono scolpite nella mia memoria.
La nostra scienza è per loro.
Tree Lab è il nostro migliore tentativo di aumentare la loro sicurezza alimentare.
Non ho mai sognato
che il mio lavoro scientifico più importante
l'avrei fatto su quella coperta nell'Africa dell'est
con le tecnologie più avanzate della genomica.
Ma il nostro team sì che sognava
di poter dare delle risposte ai contadini in tre ore invece che in sei mesi.
E ce l'abbiamo fatta.
Perché questo è il potere della diversità e dell'inclusione nella scienza.
Grazie.
(Applausi)
(Acclamazioni)
私は２つの理由があって ベッドから起き出します
１つめは 家族経営の小さな農家たちが もっと多くの食糧を必要としているからです
この2019年に 我々に食糧を供給する 農家たちが飢えているなんて おかしな話です
２つめは 科学が多様性と包含性を 必要としているからです
この地球上で特に解決が困難な問題―
例えば極度の貧困に生きる多くの人々の 食糧問題を解決しようとするならば
我々みんなの力が必要でしょう
私は最新の技術を活用して
世界で一番多様性を持ち 包含的なチームと共に
農家がもっと食糧を得られるよう 助けたいのです
私は計算生物学者です
疑問ですよね それはどんな仕事でどう飢餓を解決するのか？
私は元々コンピューターと 生物学が好きだったんですが
どうやら それを合わせると 仕事になるんですね
（笑）
子供の頃から
生物学者になりたかったと いうわけではありませんでした
実際のところ 大学では バスケットボールの選手だったんです
さらに 学費援助プログラムが提供する 仕事を必要としていました
だから 思い立ったある日
宿舎から一番近い建物に行ってみたのです
そうすると そこがたまたま 生物学棟だったんですね
中に入って仕事の掲示板を見てみました
そう インターネットのまだ無い時代です
そして小さなカードに載っている
「ハーバリウム」での仕事を見つけたんです
私は素早くその電話番号をメモしました
「勤務時間自由」とあって
バスケットの空き時間に働くには その必要があったんです
図書館に駆け込んで 「ハーバリウム」が何か調べました
（笑）
そして「ハーバリウム」は
枯れた植物の乾燥標本を 収蔵する場所だと知りました
私は運よくその仕事を得ました
だから 私の初めての科学的な仕事は
枯れた植物をひたすら 紙に糊付けすることだったのです
（笑）
わくわくしますね
こうして私は計算生物学者になったのでした
そうこうしている間に
ゲノム科学と計算科学の時代となり
私は修士課程に進み
生物学とコンピューターを組み合わせました
その間 私は
ロスアラモス国立研究所の
理論生物学と生物物理学の グループで働いていました
そして そこで初めて スーパーコンピューターに出会って
心を奪われたのです
スーパーコンピューターというのは
簡単に言うとPCを数千個くっつけて 高速化したものですが
それを使うとインフルエンザや C型肝炎の複雑な様相を解明できます
そこでの経験によって
コンピューターと生物学の組み合わせが 人類に役立つ力を持つことを知りました
それで その道で 生きていきたいと思ったのです
1999年から
私は科学者としてのキャリアのほとんどを
高価な装置に囲まれた
ハイテク研究室で過ごしてきました
だから よくこう聞かれるんです
「なぜ そしてどんなふうにして アフリカの農家のために働いているのですか」
そうですね 私には コンピュータ技術があったので
2013年のことでしたが ある東アフリカの科学者チームから
キャッサバを守るのに苦労しているので チームに加わってほしいと頼まれたのです
キャッサバは植物で その葉と根が 世界中で８億の人々の食糧となっています
そして そのうち５億が 東アフリカの人々です
約10億の人々が
日々必要な栄養分を この植物に頼っているのです
もし小規模な家族経営の農家に 十分なキャッサバがあれば
家族を養うことができますし
市場で売ることで 学校の授業料 医療費そして貯金など
重要な費用にあてることもできます
しかし キャッサバは アフリカで 危機にさらされています
コナジラミやウィルスが キャッサバに打撃を与えているのです
コナジラミは小さな昆虫で
600種類以上の植物の葉を食べます
それは悪い知らせです
この虫には多くの種があり
殺虫剤に耐性を持つようになり
そして 植物の病気の原因となる 何百ものウィルスを仲介し
キャッサバ褐色条斑病や
キャッサバモザイク病をおこすのです
それらは植物を完全に駄目にします
そして キャッサバが無くなれば
何百万もの人々の 食糧も収入も 無くなってしまうのです
一度タンザニアに行っただけで
そこの女性たちには 助けが必要なことが分かりました
驚異的で力強い 小規模な家族経営の農家たち―
その多くは女性ですが
大変な苦労をしています
家族を十分に養うだけの食糧がなく
本当に危機的状況です
こんな様子です
雨期になったら 畑にキャッサバを植えます
９ヵ月後
何も収穫はありません 害虫や病気のせいです
私は考えてみました
一体全体 農家が飢えるなんて そんなことがあっていいのか？
そして決めたのです しばらく 現地に行って
農家や科学者たちと共に過ごし
私の持つ技術が 役に立つか試してみようと
現地の状況は衝撃的でした
コナジラミがタンパク質を含む葉を 駄目にしてしまい
ウィルスがデンプンを含む根を 駄目にしてしまっていました
作物の育つ時期は 終わろうとしていて
農家は１年分の収入と食糧を 棒に振ることになり
その後長期間の飢餓に 陥ることになるでしょう
これは完全に予防可能です
もし農家が
畑にどの種類のキャッサバを植えれば
ウィルスや病原菌に 耐えられるかを知っていれば
より多くの食糧を得られるでしょう
我々は必要な技術をすべて持っています
しかし知識や資源は
世界中に均等に分配されている わけではありません
この場合 具体的に言うと
既存のゲノム技術です
害虫や病原菌の複雑な世界を 解明するために
これが使われてきました
でも この技術はサハラ以南の アフリカ向けではありません
これには100万ドル以上もかかるんです
安定的な電源供給も必要ですし
専門知識をもつ人も必要です
アフリカ大陸には この装置は ごく少数しかないので
現地で懸命に活動している 多くの科学者たちは
試料を海外便で送るしかありません
海外便で送られた試料は
劣化してしまいますし 費用もかさみます
そして貧弱なインターネット経由では 分析結果を返してもらうのは
ほとんど不可能です
だから分析結果を農家に伝えるのに ６ヵ月もかかることがあります
それでは遅すぎます
既に作物は駄目になっていて
さらなる貧困と飢餓が続くのです
我々は何とか出来ると分かっていました
2017年のこと
手のひらサイズのポータブル DNA分析器のことを知りました
「Oxford Nanopore MinION」です
これはエボラ出血熱に対処するために 西アフリカで使われていました
我々は考えました
東アフリカの農家を救うために これを使えないわけがないと
それで 実行しました
当時まだこの技術は目新しいもので
農場でもこれが役立つのか 多くの人々は疑っていました
これを始めた当初
あるイギリスの「協力者」は
東アフリカでそれを うまく使うのは不可能だろう
ましてや農場でなんて と言いました
我々は挑戦を受けて立ちました
この人は最高級のシャンパンを ２本賭けさえしたんですよ
我々が絶対成功しない方にね
一言いいですか
ちゃんと買ってきてね
（笑）
（拍手）
買ってよ だって成功しましたからね
我々はハイテク分子生物学実験室を丸ごと
タンザニアやケニア ウガンダの 農家のところまで持っていき
それを「樹の実験室」と名付けました
それで何をしたか？
まずはチームに名前を付けました
「キャッサバ・ウィルス対処プロジェクト」
ウェブサイトも作りました
ゲノム科学と計算科学の分野から 協力者を募集し
遠く離れた農家の元へ とんだのです
「樹の実験室」に必要なものはすべて
このように チームが運びます
病気の植物を分子生物学的に 診断するために必要なものや
そのための計算能力要求を すべて満たすものが そろっています
そして実はそれらすべてが このステージ上にもあります
こうして分かったのは 問題の現場や農家に
より近いところで データを得られれば
作物の問題点を より迅速に 農家に伝えられるということです
そして何が問題か伝えるだけではなく
解決策の提供もできることです
解決策とは
畑を焼くこと そして
畑にいる害虫や病原体に強い種類の 作物を植えることです
まず手始めにDNA抽出を しなければいけませんでした
それにはこの装置を使いました
「PDQeX」と言います
「やけに速い抽出機」の略です
（笑）
可笑しいですよね
ジョーは私の仲間ですが ホントにすごいんです
DNA抽出において 特に難しいのは
通常それには高価な装置が必要で
何時間もかかることです
しかし この装置を使えば
20分間で処理することができますし
コストも何分の１かです
しかもこれはバイクのバッテリーで動作します
こうして DNA抽出物をとりだして ライブラリを作る準備をします
装置に装填できるようにします
ポータブルで 手のひらサイズの ゲノム塩基配列解析器にです
こちらですね
そしてそれをこの ミニスーパーコンピューターに接続します
「MinIT」と呼ばれています
どちらの装置もポータブルの バッテリーに接続されます
こうして電源とインターネットは
必要でなくなりました
この２つは 小規模な家族経営の農場では 用意するのがたいへん難しい物です
データを素早く解析することも課題です
しかし その分野では 計算生物学者の私が お役に立てます
枯れた植物を糊付けした経験
そして測定の経験
さらにコンピュータの知識
それらが現実世界で 直接 役に立つ時がやってきたのです
私が特製のデータベースを作り
我々は３時間で 農家に 結果を伝えることができました
６ヵ月ではなくて
（拍手）
農家たちは大喜びしました
効果があったのが どうして分かったかって？
「樹の実験室」から９ヵ月の後
アシャの収穫量は ヘクタール当たり０トンから
40トンになったのです
家族に食べさせるのに十分足りましたし
市場で売りもしました
そしていま彼女は 家族と住む家を建てています
いいですね
（拍手）
「樹の実験室」の規模を拡大するには？
実は
アフリカの農家経営は 既に一定規模に達しています
女性たちはグループで農作をしているので
アシャを手助けすることは その村の３千人を手助けすることでした
彼女が分析結果や解決策を 皆にも教えたからです
私が会った農家の一人ひとりが 目に浮かびます
彼らの苦しみ そして喜びは
私の記憶に刻み込まれています
我々の科学は彼らのためにあります
彼らの食糧確保の向上を手助けするうえで 「樹の実験室」は最善の試みです
私は思ってもいませんでした
私の人生最良の科学が
東アフリカの毛布の上で
最新鋭のゲノム分析装置を使って なされるなんて
しかし我々のチームは夢見ていました
６ヵ月ではなくて３時間で 農家の人たちに答えを与えられたらって
そして我々はやりとげました
なぜならそれこそが 科学における 多様性と包含性の力だからです
ありがとう
（拍手）
（歓声）
저는 두 가지 목표를 위해 일합니다.
하나는 소규모 가족 농부들에게 식량이 더 필요하다는 사실입니다.
2019년에도 사람을 먹여 살리는 농부들이 굶주린다는 건 믿기 어렵죠.
두 번째는 과학이 더욱더 폭넓고 다양해져야 한다는 사실입니다.
지구에서 가장 어려운 문제를 풀고자 한다면
가령 극심하게 가난한 수백만의 사람이 겪는 식량 부족을 해결하려면
과학자 모두가 나서야 하기 때문입니다.
저는 최신 기술 뿐만 아니라
세계에서 가장 폭넓고 다양한 팀과 함께
농부들이 더 많은 식량을 생산하게끔 돕고 싶습니다.
저는 컴퓨터 생물학자입니다.
네, 그게 대체 무엇이고 어떻게 굶주림을 해결할 수 있을까요?
기본적으로 저는 컴퓨터와 생물학을 좋아하고
어쩌다 보니 직업으로 그 둘을 합치게 되었습니다.
(웃음)
어릴 적부터
생물학자가 되겠다고 마음먹은 것은 아니었습니다.
사실은 대학에서 농구를 했습니다.
당시 받던 재정 지원 프로그램의 일환으로 근로 장학생 직업이 필요했습니다.
그러던 어느 날,
전 기숙사 가장 근처에 있던 건물에서 서성이고 있었습니다.
그리고 그 건물이 우연하게도 생물학관 건물이었습니다.
안으로 들어가 구인란을 뒤져 보았습니다.
네, 아직 인터넷이 없던 시절이었습니다.
그리고 조그마한 카드에
식물 표본실에 일거리가 있다는 광고를 봤습니다.
재빨리 거기 있던 번호를 적었고
카드에 “시간 조절 가능”이라 쓰여 있었기 때문에
제 농구 시간표에 맞추기에 좋겠다고 생각했습니다.
당장 도서관으로 달려가 도대체 식물표본실이 뭔지부터 찾아봤습니다.
(웃음)
그리고 알고 보니
식물표본실은 죽고 말라붙은 식물을 저장하는 장소였습니다.
운 좋게도 직업을 얻었습니다.
저의 첫 번째 과학자로서의 일은
죽은 식물을 몇 시간이고 종이 위에 붙이는 일이었습니다.
(웃음)
굉장히 화려하지요.
제가 컴퓨터 생물학자가 된 계기입니다.
당시는
유전체학과 컴퓨팅이 막 성숙하던 시기였습니다.
때문에 저는 석사 학위로
생물학과 컴퓨터를 조합했습니다.
그 동안,
로스앨러모스 국립 연구소에서
이론생물학과 생물물리학 팀에서 일했습니다.
그곳에서 저는 처음으로 슈퍼컴퓨터를 접했고
굉장히 놀랐습니다.
슈퍼컴퓨터는 기본적으로
근육 강화제를 복용하는 수 천대의 컴퓨터를 하나로 연결한 것 같았고
그 능력을 이용해 인플루엔자와 C형 간염의 복잡한 특징을 분석할 수 있었습니다.
그 시기 저는 정말 강력한 힘과
컴퓨터와 생물학의 조합이 인류에게 기여할 수 있는 가능성을 보았습니다.
그래서 그 길이 저의 진로로 이어지길 원했습니다.
1999년부터
저는 제 과학자 커리어 대부분을
고성능 첨단 기술 연구실에서
엄청나게 비싼 장비에 둘러싸여 보냈습니다.
정말 많은 분이 묻습니다.
어쩌다가 아프리카의 농부들을 위해 일하게 되었는지
그건 저의 컴퓨팅 기술 때문입니다.
2013년 동아프리카 과학자팀에서
카사바를 살리는 데 곤경을 겪고 있다고 팀과 함께 일하자고 제안했습니다.
카사바는 잎사귀와 뿌리로 지구상 약 8억에 해당하는 인구를 먹여 살리는 식물입니다.
그리고 그 중 5억 명은 동아프리카 사람입니다.
따라서 거의 10억 명의 인구가
하루하루 살기 위한 에너지원으로 그 식물이 필요합니다.
소규모 농부 가족이 카사바를 충분히 수확하면
어머니가 가족에게 먹이고
남은 건 장터에 팔아 학비처럼 중요한 데 사용하고
의료비를 대거나 저축을 할 수 있습니다.
하지만 아프리카에서 카사바가 공격 받고 있습니다.
가루이와 바이러스가 카사바에 엄청난 손상을 가합니다.
가루이는 아주 작은 곤충으로
600종류가 넘는 식물의 잎을 먹어 치웁니다.
몹시 나쁜 소식이죠.
다양한 종이 있는 데다가
살충제에 면역이 생기고
수백 가지나 되는 식물 바이러스를 옮겨
카사바 갈색줄병과
카사바 모자이크병을 일으킵니다.
이 질병은 카사바를 완전히 죽입니다.
그리고 카사바가 없으면
수백만의 사람이 굶고 빈곤해집니다.
탄자니아에 한 번 가는 것으로도,
이 여인들에게 정말로 도움이 필요하다는 걸 느낄 수 있었죠.
이 놀랍고 강인한, 소규모 농부 가족은
대부분 여성이고
무척 힘들게 살고 있었습니다.
가족을 먹일 식량이 충분하지 않아서
심각한 위기를 겪고 있었습니다.
무슨 일이 벌어지냐 하면
비가 오면 밖으로 나가 들판에 카사바를 심습니다.
하지만 아홉 달이 지났는데
병충해와 병원균이 쓸고 지나가 아무것도 남은 게 없습니다.
이런 생각이 들었습니다.
세상에 어떻게 농부들이 굶을 수 있는 거야?
그래서 현장에서 문제를 들춰 보기로 했습니다.
농부와 과학자들과 함께
제 능력으로 어떻게 하면 도와줄 수 있을지 고민했습니다.
상황은 충격적이었습니다.
가루이가 단백질을 섭취하기 위해 잎을 파괴하고
바이러스는 탄수화물을 얻기 위해 뿌리를 파괴하고 있었습니다.
카사바의 성장기가 모두 지나
농부들은 그 해를 나기 위한 수입과 식량을 모조리 잃고
온 가족이 긴 보릿고개 내내 굶주립니다.
충분히 예방할 수 있는 사태입니다.
만약 농부가
어떤 종류의 카사바를 땅에 심어야 하는지 알고
그 종류의 카사바가 바이러스와 병원균에 저항한다면
충분히 더 많은 식량을 얻을 수 있습니다.
우리에겐 필요한 모든 기술이 있습니다.
하지만 지식과 자원은
전 세계에 균등하게 분배되지 않습니다.
저에게 구체적으로 필요했던 것은
병충해와 병원균의 특성을
분석하는데 필요한 기존에 이미 개발된
유전체 기술이었는데
이 기술은 사하라 사막 이남 아프리카 지역에서 사용하도록 만든 건 아니었습니다.
가격이 백만 달러를 넘는 데다가
지속해서 전력을 공급해야 하고
전문가가 필요했습니다.
장치가 극히 드물고 다른 대륙에 있어서
현장에서 고생하는 많은 과학자가 바다 너머로
샘플을 보내는 수밖에 없었습니다.
그리고 샘플을 바다 너머로 보내면
샘플의 상태가 안 좋아지고 비용도 많이 드는 데다가
연구 데이터를 아프리카의 취약한 인터넷 회선으로 받기가
거의 불가능했습니다.
때문에 연구 결과를 받아 농부에게 알려주는 데 여섯 달이 걸릴 수 있습니다.
그리고 그때쯤이면 상황은 너무 늦습니다.
농작물이 이미 죽어
큰 궁핍과 굶주림만 남습니다.
이 문제를 풀 수 있다는 걸 알고 있었습니다.
2017년
손바닥만한 휴대용 DNA 염기서열분석기가 나왔다는 소식을 들었습니다.
옥스포드 나노포어 미니언 (Oxford Nanopore MinION)이란 장치였습니다.
서아프리카에서 에볼라 바이러스에 대항하는 데 이 장치를 사용했습니다.
저희는 생각했습니다.
동아프리카 농부를 돕는 데 이 장치를 사용해보면 어떨까?
그래서 시도해보기로 했습니다.
당시 굉장히 신기술이었고
많은 사람이 그 장치를 농장용으로 개량하기 힘들 거라 생각했습니다.
심지어 우리와 함께 일하던
영국의 "협력자" 한 분이
농장용으로 개량하기는 고사하고 동아프리카에서 쓰지도 못할 거라
장담한 적이 있었죠.
저희는 도전을 받아들였습니다.
그분은 상당히 값진 샴페인을 무려 두 병이나 거셨습니다.
저희가 절대로 해내지 못한다는 데 말이죠.
두 마디만 하겠습니다.
샴페인 가져오세요.
(웃음)
(박수)
가져오세요. 우리가 해냈으니까요.
첨단 분자 연구소 하나를 통째로
탄자니아와 케냐 그리고 우간다의 농부에게 선보였고
그걸 트리 연구소(Tree lab)라 이름 붙였습니다.
그걸로 뭘 했을까요?
가장 먼저, 우리 팀에 이름을 붙였습니다.
카사바 바이러스 액션 프로젝트입니다.
홈페이지를 만들고
유전체학과 컴퓨팅 커뮤니티로부터 도움을 받아
그 도움을 농부들에게 전했습니다.
트리 연구소에서 필요로한 모든 자료를
현지에서 조달하고 있습니다.
바이러스에 시달리는 식물을 분석하기 위해 필요한 모든 표본과
컴퓨터 계산에 필요한 자료가 여기 있었습니다.
이게 현 단계에서 실질적으로 필요한 전부였습니다.
우리가 만약 문제에 인접한 자료를 얻고
농부에게 인접한 자료를 얻을 수 있다면
나무에 어떤 문제가 있는지 더 빨리 말해 줄 수 있으리라 판단했습니다.
무엇이 문제인지 말해줄 뿐만 아니라
대책까지도 알려줄 수 있으리라 생각했습니다.
그 대책은
병에 시달리는 들판을 불태워버리고 변종들을 심어서
들판에 있는 병충해와 병원균에 저항하게끔 하는 것이었습니다.
그래서 먼저 DNA 추출을 해야 했습니다.
추출을 위해 이 장치를 사용했습니다.
이건 피디큐이엑스(PDQeX)라는 장치로
‘엄청 겁나 빠른 추출' (Pretty Damn Quick Extraction)의 약자입니다.
(웃음)
그래요.
제 친구 조는 정말 쿨하죠.
DNA를 추출하는데 가장 큰 난관 하나는
추출에 일반적으로 굉장히 비싼 장비가 필요하고
시간이 많이 든다는 점입니다.
하지만 이 장치를 사용해서
20분 안에 하게 되었고,
비용도 일부분밖에 들지 않았습니다.
게다가 이 장치는 오토바이 배터리로 작동합니다.
여기서 우리는 DNA 추출기를 가지고 도서관에 가져가
손바닥 크기의 휴대용
유전자 염기서열분석기로 전송할 준비를 합니다.
여기 있죠.
그리고 소형 슈퍼컴퓨터에 연결하는데
이 컴퓨터는 미닛(MinIT)이라 합니다.
그리고 장치를 모두 휴대용 배터리 팩에 연결합니다.
이렇게 휴대용 배터리로 연결해야
주 전력과 인터넷 없이도 진행할 수 있는데
소규모 가족 농장에서는 전력과 인터넷을 안정적으로 사용하기 어렵기 때문입니다.
정보를 빠르게 분석하는 것은 되려 문제를 야기할 수 있습니다.
하지만 여기에 컴퓨터 생물학자인 저의 역할이 유용해지죠.
죽은 식물을 풀로 붙이고
그 모든 걸 측정하고
컴퓨터로 계산하는 이 모든 일에서 시작해
비로소 이렇게 실제 세계와 현재에 필요한 능력을 발휘합니다.
제 능력으로 데이터베이스를 현지 상황에 맞춰
농부들에게 필요한 정보를 제공하는 데 여섯 달을
세 시간으로 단축할 수 있었습니다.
(박수)
농부들은 무척 기뻐했습니다.
우리가 농부들에게 제공한 결과는 어떻게 확인 할 수 있었을까요?
트리 연구소를 세우고 아홉 달 뒤
아샤라는 농부는 약 만 제곱미터에서 하나도 수확하지 못하던 카사바를
40톤이나 수확했습니다.
그녀는 가족을 먹이고
시장에 팔기 충분한 식량을 수확해
이제 가족을 위한 집을 짓고 있습니다.
맞아요, 굉장히 멋지죠.
(박수)
트리 연구소를 어떻게 더 넓게 적용할 수 있을까요?
재미있는 점은
아프리카 농부들이 이미 이걸 하고 있다는 점입니다.
이 여인들은 농부 집단으로 일을 하며
결과물뿐 아니라 해결책도 공유했기 때문에
아샤를 돕는 것은 실제로 마을의 3,000명을 돕는 것과 같았죠.
저는 제가 만난 농부를 한 분 한 분 다 기억합니다.
그 고통과 기쁨을
제 마음속에 새겼습니다.
우리의 과학은 그들을 위한 것입니다.
트리 연구소는 농부들의 식량 문제를 해결하기 위해 저희가 노력한 최선의 시도였습니다.
꿈에도 생각해 보지 못했습니다.
제 인생에서 가장 발전된 과학으로
동아프리카의 넓은 땅에 나가
최첨단 유전체 장치를 사용하게 될 것이라 말이죠.
하지만 우리 팀은
농부들에게 해결책을 여섯 달이 아닌 세 시간 만에 제공하겠다는 꿈을 꿨고,
해냈습니다.
그것이 바로 과학을 폭넓고 다양하게 사용할 때 나오는 힘입니다.
감사합니다.
(박수)
(갈채)
Twee redenen halen me uit bed.
Ten eerste, kleine familieboeren hebben meer voedsel nodig.
Het is te gek dat in 2019 de boeren die ons voeden honger lijden.
Ten tweede, omdat wetenschap meer divers en inclusief moet zijn.
Als we de grootste problemen op de planeet willen oplossen,
zoals voedselonzekerheid
voor de miljoenen mensen die in extreme armoede leven,
hebben we iedereen nodig.
Ik wil de nieuwste technologie gebruiken
met de meest diverse en inclusieve teams op de planeet
om landbouwers aan meer voedsel te helpen.
Ik ben een computationele bioloog.
Ik weet het --
wat is dat en hoe gaat dat de honger uit de wereld helpen?
Simpel gezegd hou ik van computers en biologie
en op de een of andere manier vormt dat samen een beroep.
(Gelach)
Ik ben niet iemand
die al op jonge leeftijd bioloog wou worden.
De waarheid is dat ik op de universiteit basketbal speelde.
Om het hoofd boven water te houden volgde ik een leerwerktraject.
Op een mooie dag
liep ik het gebouw vlak bij mijn slaapruimte in.
Toevallig was dat het biologiegebouw.
Ik ging binnen en bekeek het bord met werkaanbiedingen.
Ja, dit was van voor het internet.
Ik zag een fiche
die een baan aanbood om te werken in het herbarium.
Ik noteerde snel het nummer,
omdat er ‘flexibele uren’ stond
en dat had ik nodig om het in te passen in mijn basketbalschema.
Ik haastte me naar de bibliotheek om te weten wat een herbarium was.
(Gelach)
Het blijkt
dat ze in een herbarium dode, gedroogde planten bewaren.
Het lukte me om de baan te krijgen.
Mijn eerste wetenschappelijke werk
bestond in urenlang dode planten op papier plakken.
(Gelach)
Het is zo glamoureus.
Zo werd ik computationele bioloog.
In die tijd
werden genomica en computers volwassen.
Ik ging mijn masters doen
door combinatie van biologie en computers.
Gedurende die tijd
werkte ik bij het Los Alamos National Lab
in de groep theoretische biologie en biofysica.
Daar zag ik voor het eerst een supercomputer
en ik werd erdoor van de sokken geblazen.
Met de kracht van supercomputers,
in feite duizenden met elkaar verbonden pc's op steroïden,
konden we de complexiteit van griep en hepatitis C ontrafelen.
Toen zag ik de kracht
van de combinatie van computers en biologie voor de mensheid.
Daar wilde ik mijn carrière van maken.
Daarom vertoef ik sinds 1999
het grootste deel van mijn wetenschappelijke carrière
in high-tech laboratoria,
omringd door peperdure apparatuur.
Zovelen vragen mij
hoe en waarom ik voor de boeren in Afrika werk.
Vanwege mijn computervaardigheden
vroeg in 2013 een team van Oost-Afrikaanse wetenschappers me
om met het team een oplossing te zoeken voor de benarde situatie van cassave.
Cassave is een plant
waarvan de bladeren en wortels wereldwijd 800 miljoen mensen voeden --
500 miljoen daarvan in Oost-Afrika.
Bijna een miljard mensen
doen beroep op deze plant voor hun dagelijkse calorieën.
Als een kleinschalige familieboerin genoeg cassave heeft,
kan ze haar gezin voeden
en het ook nog verkopen op de markt voor belangrijke zaken als schoolgeld,
medische kosten en spaargeld.
Maar cassave wordt bedreigd in Afrika.
Wittevlieg en virussen verwoesten cassave.
Wittevlieg zijn kleine insecten
die zich voeden met de bladeren van meer dan 600 plantensoorten.
Ze zijn slecht nieuws.
Er bestaan vele soorten.
Ze worden resistent tegen bestrijdingsmiddelen
en ze verspreiden honderden plantenvirussen
die cassave bruine-streep-ziekte
en mozaïek-ziekte geven.
Dat doodt de plant.
Zonder cassave
is er geen voedsel of inkomen voor miljoenen mensen.
Eén reis naar Tanzania was genoeg
om te beseffen dat deze vrouwen hulp nodig hebben.
Deze verbazingwekkende, sterke, kleinschalige familiale boeren,
de meerderheid vrouwen,
hebben het zwaar.
Ze hebben niet genoeg voedsel om hun gezin te voeden.
Het is een echte crisis.
Dit gebeurt er:
ze leggen velden van cassave aan zodra de regens komen.
Negen maanden later
is er niets
door die plagen en ziekteverwekkers.
Ik dacht:
hoe kunnen boeren nu honger lijden?
Daarom besloot ik er wat tijd door te brengen
met de boeren en de wetenschappers
om te zien of ik hen kon helpen met mijn kennis.
De situatie ter plaatse is schokkend.
De wittevlieg vernietigde de bladeren die worden gegeten voor het eiwit
en de virussen vernietigden de wortels die worden gegeten voor het zetmeel.
Een heel groeiseizoen gaat voorbij
en de boerin verliest een heel jaar van inkomsten en voedsel
en de familie zal een lange tijd honger lijden.
Dat is volledig te voorkomen.
Als de boerin wist
welke soort cassave te planten in haar gebied,
een die resistent is tegen die virussen en pathogenen,
zou ze meer voedsel hebben.
We hebben alle nodige technologie,
maar de kennis en de middelen
zijn niet gelijk verdeeld over de wereld.
Wat ik precies bedoel,
is dat de oudere genomische technologieën
die nodig zijn om de complexiteit te ontrafelen
van deze plagen en pathogenen --
die zijn niet ontworpen voor subsaharaans Afrika.
Ze kosten meer dan een miljoen dollar,
ze hebben een stroomnet nodig
en gespecialiseerd menselijk kunnen.
Er zijn maar weinig apparaten en ze liggen ver verspreid,
wat veel wetenschappers aan het front geen andere keus laat
dan om de monsters naar het buitenland te sturen.
Als je de monsters naar het buitenland stuurt,
degraderen ze, kost het een hoop geld
en de data via een zwak internet proberen terug te krijgen
is bijna onmogelijk.
Soms duurt het zes maanden
om de resultaten terug bij de boer te krijgen.
En tegen die tijd is het te laat.
Het gewas is al weg,
wat leidt tot meer armoede en honger.
We wisten dat we dit konden oplossen.
In 2017
hadden we gehoord van deze handheld, draagbare DNA-sequenser:
de Oxford Nanopore MinION.
Hij werd in West-Afrika gebruikt om Ebola te bestrijden.
We dachten:
waarom kunnen we hem in Oost-Afrika niet gebruiken om landbouwers te helpen?
Dus gingen we het proberen.
Toentertijd, omdat de technologie nog erg nieuw was,
twijfelden velen eraan of dat zou werken op de boerderij.
Toen we ermee begonnen,
zegde één van onze 'medewerkers' in het Verenigd Koninkrijk
dat dat nooit zou lukken in Oost-Afrika,
laat staan op de boerderij.
We accepteerden de uitdaging.
Deze persoon verwedde zelfs
twee flessen van de beste champagne
dat we het nooit voor elkaar zouden krijgen.
Twee woorden:
betaal maar.
(Gelach)
(Applaus)
Betalen, omdat het ons lukte.
We namen het volledige high-tech moleculair lab mee
naar de boeren in Tanzania, Kenia en Uganda.
We noemden het Tree Lab.
Wat hebben we gedaan?
Eerst gaven we onszelf een teamnaam --
het Cassave Virus Action Project.
We maakten een website,
kregen steun van de genomica- en informaticagemeenschappen
en gingen op weg naar de boeren.
Alle benodigdheden voor onze Tree Lab
worden vervoerd door het team hier.
Aan alle moleculaire en computationele vereisten
om zieke planten te diagnosticeren is voldaan.
Het staat hier nu ook allemaal.
We dachten dat als we de gegevens dichter bij het probleem
en dichter bij de boerin konden verzamelen,
we haar sneller konden vertellen wat er mis was met haar planten.
En niet alleen wat er mis was --
maar ook de oplossing geven.
De oplossing is:
verbrand het veld en plant variëteiten
die resistent zijn tegen de plagen en pathogenen op haar veld.
Het eerste wat we deden, was een DNA-extractie.
We gebruikten dit toestel hier.
Het heet een PDQeX,
wat staat voor 'Pretty Damn Quick Extraction'.
(Gelach)
Ik weet het.
Mijn vriend Joe is echt cool.
Een van de grootste uitdagingen bij het doen van een DNA-extractie
is dat het meestal zeer dure apparatuur vereist
en uren duurt.
Maar met deze machine
doen we het in 20 minuten
tegen een fractie van de kosten.
En het loopt op de accu van een motorfiets.
Dan nemen het DNA-extract en verwerken het tot een bibliotheek,
maken het klaar
voor deze draagbare, handheld genomische sequenser,
hier,
en steken het dan in een mini-supercomputer
die MinIT heet.
Beiden zijn aangesloten op een draagbare accu.
We hoefden dus geen stroomnet en geen internet,
twee zeer beperkende factoren op een kleinschalige familieboerderij.
Snel analyseren van de gegevens kan ook een probleem zijn.
Maar dit is waar ik van pas kwam als computationeel bioloog.
Al dat opplakken van dode planten
en al dat meten
en al dat computeren
kwam eindelijk goed van pas in de echte wereld, in real time.
Ik kon databases op maat maken
en we konden de boeren in drie uur resultaten geven
in plaats van in zes maanden.
(Applaus)
De boeren waren dolblij.
Hoe kunnen we nu weten dat we echt invloed we hebben?
Negen maanden na onze Tree Lab
ging Asha van nul ton per hectare
naar 40 ton per hectare.
Ze had genoeg om haar gezin te voeden
en ze verkocht het op de markt.
Ze bouwt nu een huis voor haar familie.
Ja, zo cool.
(Applaus)
Hoe kunnen we Tree Lab nu schalen?
Feit is
dat boeren in Afrika al geschaald zijn.
Deze vrouwen werken in boerengroepen,
dus is Asha helpen eigenlijk 3.000 mensen in haar dorp helpen,
want ze deelde de resultaten en ook de oplossing.
Ik herinner me elke boerin die ik ooit heb ontmoet.
Hun pijn en hun vreugde
zitten geëtst in mijn herinneringen.
Onze wetenschap is er voor hen.
Tree Lab is onze beste poging
om hen te helpen aan meer voedselzekerheid.
Ik had nooit gedroomd
dat de beste wetenschap ooit in mijn leven
zou gebeuren op die deken in Oost-Afrika,
met die highest-tech genomische gadgets.
Maar ons team droomde ervan
om de boeren antwoorden te kunnen geven in drie uur in plaats van zes maanden,
en we deden het.
Want dat is de kracht
van diversiteit en integratie in de wetenschap.
Dank je.
(Applaus)
(Gejuich)
Eu levanto-me da cama por dois motivos.
1. Os pequenos agricultores familiares precisam de mais alimento.
É de loucos que, em 2019, os agricultores que nos alimentam tenham fome.
2. A ciência precisa de ser mais diversificada e inclusiva.
Se vamos resolver os problemas mais complicados do mundo,
como a falta de comida para os milhões que vivem na extrema pobreza,
isso irá precisar de todos nós.
Eu quero usar a tecnologia de ponta,
com as equipas mais diversificadas e inclusivas do mundo
para ajudar os agricultores a terem mais comida.
Sou bióloga informática.
O que vem a ser isso? Como é que vai ajudar a acabar a fome?
Resumidamente, gosto de computadores e de biologia,
e a união das duas coisas resulta numa profissão.
(Risos)
Eu não tenho uma história
de querer ser bióloga desde criança.
A verdade é que joguei basquete na faculdade
E parte da minha bolsa estudantil dizia que eu precisava de um estágio.
Então num dia, por acaso,
fui de passeio até ao prédio mais próximo do meu dormitório.
Acontece que era o prédio da biologia.
Entrei e olhei para o quadro de ofertas de emprego.
Sim, isso foi antes da Internet.
Então vi um papel 3x5,
anunciando um trabalho no herbário.
Imediatamente anotei o número,
porque dizia "horário flexível"
e eu precisava de trabalhar nos intervalos do horário do basquete.
Corri até a biblioteca para descobrir o que era um herbário.
(Risos)
Então descobri que um herbário
é onde armazenavam plantas mortas, secas.
Tive sorte em conseguir o trabalho.
Então, o meu primeiro trabalho científico
foi colar plantas mortas num papel durante horas a fio.
(Risos)
É uma maravilha!
Foi assim que me tornei numa bióloga informática.
Nessa época,
o genoma e a informática estavam a atingir a maturidade
e eu comecei o meu mestrado
combinando a biologia e os computadores.
Nessa época, trabalhei no Laboratório Nacional de Los Alamos,
no grupo de biologia teórica e biofísica
e foi ali que tive o primeiro encontro com o supercomputador
e a minha mente explodiu.
Com a potência do supercomputador
que é basicamente milhares de computadores conectados em esteroides
pudemos desvendar as complexidades da gripe e da hepatite C.
E foi nessa época que eu vi o poder
de usar computadores e biologia combinados, para a humanidade
e quis que fosse esse o caminho para a minha carreira.
Então, desde 1999,
passei a maior parte da minha carreira científica
em laboratórios de alta tecnologia,
rodeada de equipamentos muito caros.
Muita gente me pergunta
como e porquê eu trabalho para agricultores em África.
Bem, graças às minhas competências com computadores
em 2013, um grupo de cientistas do leste africano
pediram-me para participar da equipa na luta para salvar a mandioca.
A mandioca é uma planta cujas folhas e raízes
alimentam 800 milhões de pessoas, a nível mundial.
E 500 milhões estão no leste africano.
São quase mil milhões de pessoas
que dependem desta planta para as suas calorias diárias.
Se uma pequena plantação familiar tiver mandioca suficiente,
pode alimentar a família
e vender no mercado para gastar em coisas importantes
como despesas escolares, gastos médicos e poupanças.
Mas a mandioca está a ser atacada em África.
As moscas brancas e os vírus estão a devastar a mandioca.
As moscas brancas são pequenos insetos
que se alimentam das folhas de mais de 600 plantas.
São uma calamidade.
Há muitas espécies
que se tornam resistentes aos inseticidas
e transmitem centenas de vírus de plantas
que causam a doença da mancha castanha
e a doença do mosaico na mandioca
que matam totalmente a planta.
Quando não há mandioca,
não há comida nem receitas para milhões de pessoas.
Bastou-me uma viagem à Tanzânia
para perceber que estas mulheres precisam de ajuda.
Estes pequenos agricultores familiares maravilhosos e fortes,
na sua maioria mulheres,
estão a sofrer com esta situação.
Não têm comida suficiente para alimentar a família
e é uma verdadeira crise.
O que acontece é que eles plantam a mandioca
quando chega a chuva.
Nove meses depois, não têm nada,
por causa das pragas e das doenças.
E eu pensei:
"Como é possível um agricultor passar fome?"
Então, decidi passar um tempo no terreno
com os agricultores e os cientistas
para ver se eu tinha qualquer competência que pudesse ser útil.
A situação no terreno é chocante.
As moscas brancas destruíram as folhas que são fontes de proteína
e os vírus destruíram as raízes que são fontes de amido.
No final da estação de crescimento,
o agricultor vai perder um ano inteiro de receitas e de alimento
e a família vai sofrer uma grande temporada de fome.
É possível impedir esta situação.
Se os agricultores soubessem
qual a variedade de mandioca a plantar no seu terreno
que fosse resistente a esses vírus e agentes patogénicos,
teriam mais comida.
Nós temos toda a tecnologia necessária
mas o conhecimento e os recursos
não estão distribuídos de forma igual pelo planeta
O que eu quero dizer
é que as tecnologias genómicas antigas
que eram necessárias
para descobrir as complexidades dessas pragas e doenças
— essas tecnologias não foram feitas para a África subsaariana.
Custam mais de um milhão de dólares
e necessitam de energia permanente
e de competência humana especializada.
Essas máquinas são poucas e muito afastadas por todo o continente,
o que obriga muitos cientistas que lutam nas linhas da frente
a enviarem as amostras por mar.
Quando se enviam amostras por mar,
as amostras degradam-se, sai muito caro,
e tentar obter os resultados com uma Internet fraca
é quase impossível.
Às vezes pode demorar seis meses até o agricultor obter os resultados.
E nessa altura, é tarde demais,
as culturas já morreram,
o que resulta em mais pobreza e mais fome.
Nós sabíamos que podíamos resolver isso.
Em 2017,
ouvimos falar do sequenciador portátil de ADN,
chamado Oxford Nanopore MinION,
que estava a ser usado na África Ocidental para combater o Ébola.
Então pensámos:
"Porque não usar isto no leste africano para ajudar os agricultores?"
Então, preparámo-nos para isso.
Naquela época, a tecnologia era muito recente
e muitos duvidaram que pudéssemos aplicá-la na agricultura.
Quando decidimos fazer isso,
um dos nossos colaboradores no Reino Unido
disse que nunca conseguiríamos usar isso no leste africano
quanto mais na agricultura.
Mas nós aceitámos o desafio.
Essa pessoa até chegou a apostar connosco duas garrafas do melhor champagne
em como nunca conseguiríamos pôr aquilo a funcionar.
Duas palavras:
Ele pagou.
(Risos)
(Aplausos)
Pagou, porque conseguimos.
Levámos todo o nosso laboratório molecular, de alta tecnologia,
para os agricultores da Tanzânia, do Quénia e do Uganda
e chamámos-lhe Laboratório da Árvore.
O que é que fizemos?
Primeiro, arranjámos um nome para a equipa,
chama-se Grupo de Ação do Vírus da Mandioca.
Criámos um "site".
Conseguimos apoio das comunidades genómicas e informáticas
e fomos ter com os agricultores.
Tudo aquilo de que precisamos para o nosso Laboratório da Árvore
é transportado por esta equipa.
Todos os requisitos moleculares e informáticos necessários
para diagnosticar plantas doentes está lá,
tal como está tudo aqui, também, neste palco.
Descobrimos que, se pudéssemos levar os dados para perto do problema
e para perto dos agricultores,
poderíamos dizer mais depressa o que havia de errado com as plantas.
E não só dizer o que havia de errado,
mas também qual a solução.
E a solução é queimar a plantação e as variedades da planta
que são resistentes às pragas e às doenças que eles têm nos seus terrenos.
Então a primeira coisa que fizemos foi realizar uma extração de ADN.
Utilizámos esta máquina aqui
que se chama DReX
que significa "Extração Diabolicamente Rápida".
(Risos)
Eu sei,
o meu amigo Joe é muito giro.
Um dos maiores desafios em realizar uma extração de ADN
é que normalmente precisa de equipamento muito caro
e demora horas.
Mas com aquela máquina,
conseguimos extrai-lo em 20 minutos
por uma fração do custo
e funciona com uma bateria de motociclo.
A partir daí, preparamos o ADN extraído para o meter numa biblioteca genómica,
pronta para ser carregada neste sequenciador portátil,
que está aqui,
e que depois é ligado a um mini supercomputador
que se chama MinIT.
Estas duas coisas são conectadas numa bateria portátil.
Assim, conseguimos eliminar
os requisitos de alimentação de energia e Internet
que são dois fatores muito limitativos numa pequena plantação familiar.
Analisar os dados rapidamente também pode ser um problema.
Mas é aí que eu, como bióloga informática, faço o meu trabalho.
Todas aquelas colagens de plantas mortas,
todas aquelas medições,
e todo aquele trabalho informático
finalmente deram jeito no mundo real, em tempo real.
Consegui fazer bancos de dados personalizados
e conseguimos dar resultados aos agricultores em três horas,
em vez de seis meses.
(Aplausos)
Os agricultores ficaram encantados.
Então, como sabemos que estamos a ter impacto?
Nove meses depois do Laboratório da Árvore
Asha passou de zero toneladas por hectare
para 40 toneladas por hectare.
Ela teve o suficiente para alimentar a família
e também para vender no mercado
e agora ela está a construir uma casa para a família.
Pois é, muito bom.
(Aplausos)
Como expandir o Laboratório da Árvore?
Na verdade, os agricultores africanos já se organizaram.
Essas mulheres trabalham em grupos de agricultores.
Assim, ao ajudar Asha, estamos a ajudar 3000 pessoas da sua aldeia
porque ela partilhou os resultados e também a solução.
Eu lembro-me de cada uma das agricultoras que conheci:
o seu sofrimento e a sua alegria
estão marcados na minha memória
A nossa ciência é para eles.
O Laboratório da Árvore é a nossa melhor tentativa
de os ajudar a terem maior segurança alimentar.
Eu nunca imaginei
que a melhor ciência que eu faria em toda a minha vida
seria naquela região do leste africano
com aparelhos de genoma mais avançados.
Mas a nossa equipa sonhou
que podíamos responder aos agricultores em três horas em vez de seis meses
e conseguimos.
Porque é esse o poder da diversidade e da inclusão na ciência.
Obrigada.
(Aplausos)
Eu me levanto da cama por dois motivos.
Primeiro, pequenos agricultores familiares precisam de mais comida.
É uma loucura que em 2019, agricultores que nos alimentam passem fome.
E segundo, a ciência precisa ser mais diversificada e inclusiva.
Se vamos resolver os problemas mais difíceis do planeta,
como insegurança alimentar para os milhões que vivem em extrema pobreza,
isso dependerá de todos nós.
Quero usar a tecnologia mais recente
com as equipes mais diversas e inclusivas do planeta
para ajudar agricultores a ter mais comida.
Sou bióloga computacional.
Mas o que é isso e como vai ajudar a acabar com a fome?
Basicamente, gosto de computadores e biologia
e, de alguma forma, juntar os dois vira um trabalho.
(Risos)
Não tenho uma história
de querer ser bióloga desde pequena.
A verdade é que joguei basquete na faculdade.
E, como parte do financiamento estudantil, eu trabalhava um período no campus.
Um belo dia,
andei até o prédio mais próximo do meu dormitório.
E acontece que era o prédio da biologia.
Entrei e vi o quadro de vagas de emprego.
Isso mesmo, ainda não havia a internet.
E vi um pequeno anúncio de uma vaga para trabalhar no herbário.
Rapidamente anotei o telefone,
porque dizia "horário flexível",
e eu precisava disso para conciliar com a agenda do basquete.
Corri para a biblioteca para descobrir o que era um herbário.
(Risos)
E descobri
que é onde armazenam plantas mortas e secas.
Tive sorte de conseguir o emprego.
Minha primeira tarefa científica
foi colar plantas mortas no papel por horas a fio.
(Risos)
É tão fascinante.
Foi assim que me tornei bióloga computacional.
Naquela época,
genômica e computação estavam amadurecendo.
E resolvi fazer meu mestrado
combinando biologia e computação.
Nessa época, trabalhei no Laboratório Nacional de Los Alamos,
no grupo teórico de biologia e biofísica.
E foi lá que tive meu primeiro encontro com um supercomputador,
e aquilo me impactou.
Com o poder da supercomputação.
que é basicamente milhares de PCs conectados e anabolizados,
fomos capazes de desvendar as complexidades da gripe e da hepatite C.
E foi nessa época que vi o poder
de usar computadores e biologia combinados, em prol da humanidade.
E eu queria que essa fosse minha carreira.
Desde 1999,
passei a maior parte da minha carreira científica
em laboratórios de alta tecnologia,
cercada por equipamentos extremamente caros.
Muitos me perguntam
como e por que trabalho para agricultores na África.
Por causa das minhas habilidades de computação,
em 2013, uma equipe de cientistas da África Oriental
me pediu para me juntar a eles na luta para salvar a mandioca,
uma planta cujas folhas e raízes alimentam 800 milhões de pessoas no mundo,
sendo 500 milhões na África Oriental.
Isso é quase um bilhão de pessoas
contando com esta planta para consumo diário.
Se uma pequena agricultora familiar tiver mandioca o bastante,
ela pode alimentar sua família
e vender outra parte para custear coisas importantes como mensalidades escolares,
despesas médicas ou uma poupança.
Mas a mandioca está sob ataque na África.
Moscas brancas e vírus estão devastando a mandioca.
Moscas brancas são insetos minúsculos
que se alimentam das folhas de mais de 600 plantas.
Elas são más notícias.
Existem várias espécies;
elas se tornaram resistentes a pesticidas;
e transmitem centenas de vírus de plantas
que causam doenças na mandioca chamadas listrado marrom
e mosaico africano.
Elas matam a planta completamente.
E se não há mandioca,
não há comida ou renda para milhões de pessoas.
Bastou uma viagem à Tanzânia
para perceber que essas mulheres precisavam de ajuda.
Esses fortes e incríveis pequenos agricultores familiares,
a maioria mulheres,
passavam por dificuldades.
Não têm comida o bastante para a família deles,
o que é uma verdadeira crise.
Acontece é que eles plantam lavouras de mandioca quando as chuvas chegam.
Nove meses depois,
não produzem nada, por causa dessas pragas e patógenos.
Então, eu pensei:
"Como é possível agricultores passarem fome?"
Decidi passar algum tempo no local
com os agricultores e cientistas
para ver se eu tinha alguma técnica que pudesse ser útil.
A situação no local é alarmante.
As moscas brancas destruíram as folhas que são consumidas por sua proteína,
e os vírus destruíram as raízes que são consumidas por seu amido.
Todo um ciclo de cultivo passará
e o agricultor perderá um ano inteiro de renda e comida,
e a família sofrerá uma longa temporada de fome.
Isso é completamente evitável.
Se a agricultora soubesse
qual variedade de mandioca plantar em suas terras,
que fosse resistente a esses vírus e patógenos,
ela teria mais comida.
Temos toda a tecnologia de que precisamos,
mas o conhecimento e os recursos
não estão distribuídos igualmente pelo mundo.
O que quero dizer especificamente é:
as tecnologias genômicas mais antigas
que foram necessárias para descobrir as complexidades
nessas pragas e patógenos,
não foram criadas para a África subsaariana.
Elas custam mais de US$ 1 milhão;
exigem alimentação constante de energia
e recursos humanos especializados.
São poucas máquinas e estão espalhadas pelo continente,
o que deixa muitos cientistas que lutam na linha de frente sem escolha,
a não ser enviar amostras para o exterior.
E, ao fazerem isso, as amostras se degradam, o que custa muito dinheiro,
e tentar recuperar os dados através da internet precária
é quase impossível.
Às vezes, pode levar seis meses para que os resultados retornem ao agricultor.
E daí, é tarde demais.
A colheita já foi perdida,
o que resulta em mais fome e pobreza.
Sabíamos que poderíamos resolver isso.
Em 2017,
ouvimos falar deste sequenciador de DNA portátil
chamado Oxford Nanopore MinION.
Estava sendo usado na África Ocidental para combater o Ebola.
Então pensamos:
"Por que não usá-lo na África Oriental para ajudar agricultores?"
Então, nos prepararmos para fazer isso.
Na época, a tecnologia era muito nova,
e muitos duvidavam que pudéssemos replicar isso numa fazenda.
Quando decidimos fazê-lo,
um dos nossos "parceiros" no Reino Unido
nos disse que nunca conseguiríamos fazer isso funcionar na África Oriental,
muito menos numa fazenda.
Aceitamos o desafio.
Essa pessoa chegou ao ponto de apostar duas garrafas do melhor champanhe
que nunca conseguiríamos que isso funcionasse.
Duas palavras:
pague logo.
(Risos)
(Aplausos)
Pague logo, porque conseguimos.
Levamos todo o laboratório molecular de alta tecnologia
aos agricultores da Tanzânia, do Quênia e de Uganda,
e o chamamos de Tree Lab.
E o que nós fizemos?
Primeiro, criamos um nome para a equipe:
Cassava Virus Action Project.
Criamos um site,
conseguimos apoio das comunidades da genômica e da computação,
e depois fomos até os agricultores.
Tudo o que precisamos para o nosso Tree Lab
está sendo levado por essa equipe aqui.
Todos os requisitos moleculares e computacionais necessários
para diagnosticar plantas doentes estão ali.
E tudo está, na verdade, neste palco também.
Pensamos que se pudéssemos levar os dados perto do problema,
e perto do agricultor,
poderíamos dizer a ele mais rápido o que estava errado em sua lavoura.
E não somente dizer o que está errado,
mas dar a solução.
E a solução é:
queime tudo e plante variedades
resistentes às pragas e patógenos que detectamos em sua lavoura.
A primeira coisa que fizemos foi extrair o DNA.
Usamos essa máquina aqui.
É chamada de PDQeX,
sigla de "Extração pra lá de rápida".
(Risos)
Eu sei.
Meu amigo Joe é muito legal.
Um dos maiores desafios na extração de DNA
é que geralmente requer equipamento muito caro,
e leva horas.
Mas com essa máquina,
conseguimos fazer isso em 20 minutos,
por uma fração do custo.
E funciona com uma bateria de motocicleta.
A partir daí, pegamos o DNA extraído e o organizamos em um acervo,
deixando-o pronto para alimentar
este sequenciador genômico portátil,
este aqui,
e depois o conectamos a um minisupercomputador,
chamado de MinIT.
E os dois são conectados a uma bateria portátil.
Conseguimos eliminar a necessidade de internet e de energia convencional,
que são dois fatores muito limitantes na agricultura familiar.
Analisar os dados rapidamente também pode ser um problema.
Mas foi bem aí que valeu eu ser bióloga computacional.
Toda aquela colagem de plantas mortas,
e toda aquela medição e computação,
finalmente foi muito útil, em tempo real.
Pude criar bancos de dados personalizados
e conseguimos dar resultados aos agricultores em três horas
em vez de seis meses.
(Aplausos)
Os agricultores ficaram extremamente felizes.
E como saber se estamos gerando impacto?
Nove meses depois da chegada do Tree Lab,
Asha passou de zero toneladas por hectare
para 40 toneladas por hectare.
Teve comida suficiente para a família
e estava vendendo uma parte no mercado,
e agora ela está construindo uma casa para a família.
(Aplausos)
E como dimensionamos o Tree Lab?
O fato é
que os agricultores estão adaptados na África.
Essas mulheres trabalham em grupos,
por isso, ajudarmos à Asha significou ajudar 3 mil pessoas em sua aldeia,
porque ela compartilhou os resultados e também a solução.
Lembro-me de todos os agricultores que conheci.
Sua dor e sua alegria
estão gravadas em minha memória.
Nossa ciência é para eles.
O Tree Lab é nossa melhor tentativa de ajudá-los a ter segurança alimentar.
Nunca sonhei
que a melhor ciência que eu faria na vida
seria naquele cobertor na África Oriental,
com os dispositivos genômicos da mais alta tecnologia.
Mas nossa equipe sonhou
em dar respostas aos agricultores em três horas em vez de seis meses,
e conseguimos.
Esse é o poder da diversidade e da inclusão na ciência.
Obrigada.
(Aplausos) (Vivas)
Я встаю по утрам по двум причинам.
Во-первых, небольшим семейным фермерским хозяйствам требуется больше еды.
Это безумие, что в 2019 году кормящие нас фермеры сами голодают.
Во-вторых, наука должна быть более разнообразной и всеобъемлющей.
Для решения сложнейших всемирных проблем,
типа нехватки продовольствия для живущих в крайней нищете миллионов людей,
потребуется вклад каждого из нас.
Я хочу вовлечь новейшие технологии
и самые разнообразные группы учёных по всему миру
для помощи фермерам в увеличении урожайности.
Я занимаюсь вычислительной биологией.
Что это, и как это поможет нам покончить с голодом?
Мне нравятся компьютеры и биология,
и каким-то образом этот союз стал моей работой.
(Смех)
Не могу сказать,
что я с детства хотела стать биологом.
По правде говоря, в колледже я играла в баскетбол.
И чтобы себя финансово обеспечивать, мне нужно было совмещать учёбу с работой.
В один ничем не примечательный день
я забрела в здание неподалёку от своего общежития.
Так получилось, что это был биологический корпус.
Я зашла и посмотрела на доску объявлений о работе.
Да, так было до появления интернета.
Я увидела объявление размером 7х12 см,
приглашающее на работу в гербарии.
Я быстро записала номер телефона,
так как работа была с гибким графиком,
а мне нужно было совмещать работу с занятиями баскетболом.
Я побежала в библиотеку, чтобы понять, что же такое гербарий.
(Смех)
Оказалось,
что гербарий — это место, где хранится коллекция мёртвых, засушенных растений.
Мне повезло, что я получила эту работу.
Итак, моя первая научная работа
заключалась в приклеивании на бумагу часами напролет мёртвых растений.
(Смех)
Просто блеск.
Вот так я и стала вычислительным биологом.
В это же время
начали формироваться геномика и обработка данных на компьютере.
Я продолжила учёбу на степень магистра,
совмещая биологию и компьютеры.
В то время
я работала в Лос-Аламосской национальной лаборатории
в группе теоретической биологии и биофизики.
Там я впервые столкнулась с суперкомпьютерами,
и меня это глубоко потрясло.
Используя мощь суперкомпьютеров,
которые по сути представляют собой сотни связанных персоналок на стероидах,
нам удалось распознать сложное поведение гриппа и гепатита С.
И вот тогда-то я и увидела всю мощь
объединения возможностей вычислительной техники и биологии на благо человечества.
Я захотела работать в этой области.
Поэтому, начиная с 1999 года,
большую часть своей научной карьеры я провела
в самых современных лабораториях,
оснащённых очень дорогим оборудованием.
Многие меня спрашивают,
как и почему я начала работать с фермерами в Африке.
Так как у меня были хорошие компьютерные навыки,
в 2013 году группа учёных в Восточной Африке
пригласила меня присоединиться к ним, чтобы помочь спасти маниок.
Маниок — это растение, чьи листья и корни употребляют 800 млн человек во всём мире,
и 500 млн из них живут в Восточной Африке.
Почти миллиард человек полагается на это растение
для удовлетворения суточной потребности в калориях.
Если у небольшого семейного фермерского хозяйства будет достаточно маниока,
этого хватит на то, чтобы прокормить семью
и продавать излишки на рынке для обеспечения насущных нужд:
школьного образования, медицинских затрат и даже для накопления сбережений.
Но маниок в Африке находится под угрозой.
Белокрылки и вирусы губят это растение.
Белокрылки — это крошечные насекомые,
которые поедают листья более чем 600 растений.
Они приносят беды.
Есть много видов белокрылок.
Они становятся устойчивы к пестицидам;
они распространяют сотни вирусов растений,
которые вызывают побурение
и мозаику маниока.
Это полностью убивает растение.
А если нет маниока,
то нет еды и дохода для миллионов людей.
Мне хватило одной поездки в Танзанию,
чтобы понять — женщинам-фермерам нужна помощь.
Этим замечательным, сильным, небольшим семейным фермерским хозяйствам,
большинство из которых — женщины,
приходится нелегко.
У них недостаточно еды, чтобы прокормить семью.
Это настоящий кризис.
Происходит вот что:
они идут и засевают поля маниоком в сезон дождей.
Спустя девять месяцев
на этих полях нет никакого урожая из-за вредителей и патогенов.
И я задумалась,
как же может случится голод у фермеров?
Я решила посмотреть своими глазами
вместе с фермерами и учёными, что происходит у них прямо там,
чтобы понять, смогут ли пригодиться мои навыки.
Ситуация на местах шокировала.
Белокрылки уничтожали листья маниока, употребляемые в пищу ради белка,
а вирусы уничтожали корни, употребляемые в пищу ради крахмала.
Посевной сезон пройдёт,
и фермер потеряет доход и пищу на целый год.
Семья будет голодать целый долгий сезон.
Но это можно полностью предотвратить.
Если бы фермеры только знали,
какой сорт маниока нужно выращивать,
чтобы он был устойчив к этим вирусам и патогенам,
то у них было бы больше урожая.
Вся необходимая технология уже есть,
но знания и ресурсы
неравномерно распределены по миру.
Конкретно я имею в виду,
что старые геномные технологии,
использовавшиеся для решения сложной проблемы
с вредителями и патогенами,
были непригодны в условиях тропической Африки.
Они требуют миллионных вложений,
постоянного энергоснабжения
и привлечения специалистов.
Такого оборудования очень мало, и оно разбросано по всему континенту,
не оставляя множеству учёных, сражаюшихся на передовой,
другого выбора помимо отправки образцов за границу.
А отправленные за границу образцы портятся,
стоят уйму денег,
и получить результаты обратно практически нереально
из-за плохого интернета.
Иногда, чтобы фермер узнал результат, приходится ждать шесть месяцев.
Но к тому времени уже слишком поздно.
Урожай пропал,
усугубляя тем самым бедность и голод.
Мы знали, что эту проблему решить можно.
В 2017 году
мы узнали о существовании портативного секвенатора ДНК —
Оксфордского нанопорового секвенатора MinION.
Его использовали в Западной Африке во время борьбы с вирусом Эбола.
Мы подумали,
почему бы нам его не применить для помощи фермерам Восточной Африки?
И мы начали воплощать в жизнь этот план.
В то время это была новая технология,
и многие сомневались, что подобное можно повторить в условиях фермы.
Когда мы начали,
один из наших «доброжелателей» в Великобритании сказал,
что мы никогда не сможем применить этот подход в Восточной Африке,
не говоря уже о ферме.
Но мы приняли вызов.
Этот человек даже поспорил на две бутылки самого лучшего шампанского,
что у нас никогда ничего не получится.
Два слова:
ставь шампанское.
(Смех)
(Аплодисменты)
Покупай шампанское, мы этого добились.
Мы привезли фермерам Танзании, Кении и Уганды
целую высокотехнологичную молекулярную лабораторию,
которую назвали Tree Lab.
Итак, что же мы сделали?
Во-первых, мы назвали нашу команду
«Проектом по спасению маниока от вируса».
Мы создали вебсайт,
заручились поддержкой учёных из областей геномики и вычислительных технологий
и, наконец, отправились на фермы.
Всё, что нужно для нашей Tree Lab,
осуществляется командой на месте.
Все молекулярные и вычислительные ресурсы,
необходимые для диагностики больных растений, есть прямо там.
Всё это даже есть прямо здесь, на сцене.
Мы осознали, что чем ближе исходные данные
будут к полю и к фермеру,
тем быстрее мы сможем сказать, в чём состоит проблема с растениями.
И не только сказать, в чём состоит проблема,
но и предложить решение.
А решение заключается
в сжигании поля и посадке сортов растений,
устойчивых к пестицидам и патогенам, которые находятся на поле фермера.
Первым делом мы извлекли ДНК.
Мы использовали вот эту машину.
Она называется ВЧБИ,
что означает «Весьма Чертовски Быстрое Извлечение».
(Смех)
Согласна.
Мой друг Джо весьма крут.
Одной из самых больших трудностей в извлечении ДНК
является необходимость использования дорогостоящего оборудования,
расчёты на котором длятся часами.
Но с этим устройством
мы справляемся за 20 минут
и очень дёшево.
Устройство работает от батареи мотоцикла.
С его помощью мы извлекаем ДНК, создаём из неё библиотеку,
чтобы загрузить
в этот самый портативный геномный секвенатор,
который находится вот здесь,
и затем подключаем к мини-суперкомпьютеру
под названием MiniT.
Обе эти штуки подключаются к портативной батарее.
Таким образом, мы смогли устранить
потребности в энергосети и интернете,
являющимися сильными ограничениями для небольших семейных ферм.
Быстрый анализ данных также может быть проблематичен.
И как раз здесь пригодились мои познания вычислительного биолога.
Вся эта клейка засушенных растений,
все эти измерения
и все эти вычисления
наконец-то пригодились в реальном мире и в реальном времени.
Я смогла создать специализированные базы данных,
с помощью которых мы выдавали фермерам результаты за три часа
вместо шести месяцев.
(Аплодисменты)
Фермеры были вне себя от радости.
Как же мы узнаём, что приносим пользу?
Девять месяцев спустя после использования нашей лаборатории Tree Lab
Аша вместо ноля тонн урожая с гектара
собрала 40 тонн с гектара.
Ей этого хватило и чтобы кормить семью,
и чтобы продавать излишки на рынке.
Сейчас она строит дом для своей семьи.
Да, это так здорово.
(Аплодисменты)
Как мы увеличиваем масштаб работы нашей Tree Lab?
Дело в том,
что фермы уже разрастаются по всей Африке.
Эти женщины работают в группах,
поэтому помогая Аше, мы помогли ещё 3 000 жителям её деревни,
потому что она поделилась с ними и результатами, и решением проблемы.
Я помню всех фермеров, с которыми когда-либо встречалась.
Их боль и радость
запечатлелись в моей памяти.
Наша наука — для них.
Tree Lab — наша самая удачная попытка помочь им обеспечить себя продовольствием.
Я никогда и не мечтала о том,
что лучшее научное достижение в моей жизни
случится на том самом покрывале в Восточной Африке
при помощи высокотехнологичного геномного оборудования.
Но наша команда мечтала о том,
чтобы дать фермерам ответы за три часа вместо шести месяцев.
И мы этого добились.
Потому что в этом и состоит преимущество многообразия и взаимодействия в науке.
Спасибо.
(Аплодисменты)
(Одобрительные возгласы)
Yataktan iki sebepten dolayı kalkarım.
Birincisi, küçük çaplı aile çiftçileri daha çok besine ihtiyaç duyduğu için.
2019'da bizi besleyen çiftçilerin aç olması çılgınca.
İkincisi bilimin daha çeşitli ve kapsayıcı olması gerektiği için.
Ağır bir fakirlik içinde yaşayan milyonların besin güvencesi gibi
gezegen üzerindeki en zor sorunu çözeceksek,
bu konuda hepimizin bir şeyler yapması gerekecek.
Gezegendeki en kapsamlı ekiplerle birlikte
çiftçilerin daha çok yiyeceğe ulaşması için
en yeni teknolojiyi kullanmak istiyorum.
Ben bir işlemsel biyoloğum.
Biliyorum-- Bu nedir ve bize açlığı bitirmemizde nasıl yardımcı olacak?
Aslında bilgisayarları ve biyolojiyi severim
ve bir şekilde, bunları bir araya getirmek bir meslek.
(Gülme sesleri)
Küçük yaştan itibaren biyolog olmayı isteme
gibi bir hikayem yok.
Gerçek şu ki üniversitede basketbol oynadım.
Mali destek paketimin parçası, çalışarak öğreneceğim bir işe ihtiyacım olmasıydı.
Ve bir gün,
yurt odama en yakın binaya doğru yol aldım.
Tesadüfe bakın ki bu biyoloji binasıydı.
İçeri girdim ve iş ilanlarına baktım.
Evet, bu internet öncesi dönemdi.
Ve bir dizin kartında
herbaryumda çalışılacak bir iş ilanı gördüm.
Numarayı hızlıca not aldım,
çünkü ilanda "esnek saatler" yazıyordu.
Buna, basketbol programımla uyumlu olması için ihtiyacım vardı.
Bir herbaryumun ne olduğunu anlamak için kütüphaneye koştum.
(Gülme sesleri)
Meğerse
herbaryum, ölü ve kurumuş bitkileri sakladıkları yermiş.
İşi kaptığım için şanslıydım.
Yani, benim ilk bilimsel işim
ölü bitkileri saatlerce durmaksızın kağıtlara yapıştırmaktı.
(Gülme sesleri)
Bu çok büyüleyici.
İşte böyle işlemsel biyolog oldum.
O zamanlar,
genomik ve programlama giderek gelişiyordu.
Ben de yüksek lisansıma
biyolojiyi ve bilgisayarları birleştirerek devam ettim.
O sırada,
Los Alamos Ulusal Laboratuvarı'nda
teorik biyoloji ve biyofizik grubunda çalıştım.
İşte orada ilk defa bir süper bilgisayarla tanıştım
ve resmen beynim durdu.
Steroitler üzerinde birbirine bağlı binlerce bilgisayardan oluşan
süper bilgisayarların gücüyle,
grip ve hepatit C'nin karmaşıklıklarını ortaya çıkarabiliyorduk.
İşte bu süre boyunca, insanlık için bilgisayarları ve biyolojiyi
birleştirmenin gücünü gördüm.
Ve bunun kariyer yolum olmasını istedim.
Böylelikle 1999'dan beri,
bilimsel kariyerimin çoğunu
oldukça pahalı ekipmanlarla donatılmış
ileri teknoloji laboratuvarlarda geçirdim.
Birçok kişi bana
nasıl ve neden Afrika'daki çiftçiler için çalıştığımı soruyor.
Bilgisayar becerilerimden dolayı,
2013'te Doğu Afrikalı bilim insanlarından oluşan bir ekip
manyokları kötü durumundan kurtarmak için ekiplerine katılmamı istedi.
Manyok, kökleri ve yapraklarıyla dünya çapında 800 milyon insanı,
Doğu Afrika'da ise 500 milyon insanı doyuran bir bitki.
Yani neredeyse 1 milyara yakın insan,
günlük kalorilerini bu bitkiden sağlıyor.
Eğer küçük çaplı bir aile çiftçisi yeterli manyoğa sahipse
ailesini besleyebilir
ve okul ihtiyaçları, sağlık giderleri ve birikim için
bunu pazarda satabilir.
Ama manyok, Afrika'da bir saldırı altında.
Beyaz sinekler ve virüsler, manyoğu tahrip ediyor.
Beyaz sinekler, 600'den fazla bitkinin yapraklarıyla
beslenen küçük böceklerdir.
Bunlar kötü haberler.
Birçok tür var;
böcek ilaçlarına dirençli hâle geliyorlar
ve manyok kahverengi çizgili hastalığı ile
manyok mozaik hastalığına sebep olan
yüzlerce bitki virüsünü bulaştırıyorlar.
Bu, bitkiyi tamamen öldürüyor.
Eğer hiç manyok olmazsa,
milyonlarca insanın yiyeceği ve geliri de olmaz.
Bu kadınların biraz yardıma ihtiyacı olduğunu fark etmem
Tanzanya'ya yaptığım bir geziyle oldu.
Çoğunluğu kadın olan
bu inanılmaz, güçlü, küçük çaplı aile çiftçileri
bu işi zorluklarla yapıyorlardı.
Ailelerini beslemek için yeterli yiyeceğe sahip değillerdi
ve bu ciddi bir kriz.
Olan şey şu ki yağmur mevsimi geldiğinde
gidip tarlalara manyok ekiyorlar.
Dokuz ay sonra,
bu haşereler ve patojenler yüzünden ortada hiçbir şey yok.
Kendi kendime düşündüm,
nasıl olur da çiftçiler aç kalabilir?
Böylece yardımcı olabileceğim herhangi bir becerim varsa
diye görmek için çiftçiler ve bilim insanları ile
bölgede biraz zaman geçirmeye karar verdim.
Bölgedeki durum şok ediciydi.
Beyaz sinekler proteini için yenilen yaprakları,
virüsler ise nişastası için yenilen kökleri tahrip etmişlerdi.
Koskoca bir üreme mevsimi geçecek,
çiftçiler koskoca bir yıllık gelir ve yiyeceği kaybedecek
ve aile uzun bir açlık sezonu acı çekecek.
Bu tamamen önlenebilir.
Eğer çiftçi tarlasına
bu virüs ve patojenlere dirençli olacak
hangi tür manyok ekmesi gerektiğini bilseydi
daha fazla yiyeceği olabilirdi.
Gereken tüm teknolojiye sahibiz;
fakat bilgi ve kaynaklar,
dünya geneline eşit şekilde dağıtılmıyor.
Yani özellikle söylemek istediğim şey,
bu böcek zararlıları ve patojenlerdeki
karmaşıklıkları ortaya çıkarmak için gerekli
eski genomik teknolojilerinin
Sahraaltı Afrika için yapılmadığı.
Milyonlarca dolardan fazlasına mal oluyorlar.
Devamlı enerji ve uzmanlaşmış insan gücüne ihtiyaçları var.
Bu makineler, Afrika'da oldukça nadir bulunuyor.
Dolayısıyla ön saflarda savaşan bu bilim insanlarına
örnekleri denizaşırı göndermek dışında başka şans bırakmıyor.
Örnekleri denizaşırı gönderdiğinizde ise
çözünüyorlar ve çok fazla paraya mal oluyorlar.
Zayıf bir internet üzerinden verileri geri getirmeye çalışmak
neredeyse imkansız.
Bazen sonuçları çiftçiye ulaştırmak altı ay sürüyor.
Sonrasında ise artık çok geç.
Ekin çoktan tükenmiş,
bu da daha fazla fakirlik ve açlıkla sonuçlanıyor.
Bunu düzeltebileceğimizi biliyorduk.
2017'de,
Oxford Nanopor MinION isimli
bu elde taşınabilir, portatif DNA dizileyiciyi duymuştuk.
Bu makine Batı Afrika'da ebolayla savaşmak için kullanıldı.
Düşündük ki,
neden bunu Doğu Afrika'daki çiftçilere yardım etmek için kullanmıyoruz?
Yaptığımız şey bunu gerçekleştirmek için yola koyulmaktı.
O zamanlar bu teknoloji henüz çok yeniydi
ve birçoğu, aynısını çiftlikte yapabileceğimizden şüphe etti.
Bunu yapmaya koyulduğumuzda
Birleşik Krallık'taki ortaklarımızdan biri
bırakın çiftliği, Doğu Afrika'da bile bunu asla çalıştıramayacağımızı söyledi.
Biz de bu meydan okumayı kabul ettik.
Hatta bu kişi, makineyi asla çalıştıramayacağımıza dair
en iyisinden 2 şişe şampanyasına bizimle bahse girecek kadar ileri gitti.
2 kelime:
şampanya zamanı.
(Gülme sesleri)
(Alkışlar)
Evet, çünkü başardık.
Yüksek teknoloji moleküler laboratuvarın tamamını
Tanzanya, Kenya ve Uganda'daki çiftçilere götürdük
ve buna "Ağaç Laboratuvarı" adını verdik.
Peki ne yaptık?
Öncelikle kendimize bir ekip adı verdik:
"Manyok Virüsü Eylem Projesi"
Bir internet sitesi yaptık.
Genomik ve programlama topluluklarından destek topladık
ve uzaktaki çiftçilere gittik.
Ağaç Laboratuvarı'mız için gereken her şey
buradaki ekip tarafından taşındı.
Hasta bitkileri teşhis etmek için ihtiyaç duyulan
tüm moleküler ve işlemsel gereksinimler orada.
Aslında hepsi aynı zamanda sahnede.
Şunu fark ettik ki probleme ve çiftçiye
ne kadar yakın veri elde edebilirsek
bitkisindeki sorunu ona daha hızlı söyleyebiliriz.
Sadece sorunu söylemekle kalmıyor,
çözüm de sunuyoruz.
Çözüm ise tarlasını
ve tarlasındaki böceklere
ve patojenlere dirençli bitki türlerini yakmak.
Öncelikle DNA izolasyonu yapmak zorundaydık.
Bu makineyi burada kullandık.
kısaca PDQeX diyoruz ama ''Acayip Hızlı Çıkarma'' anlamında.
(Gülme sesleri)
Biliyorum.
Arkadaşım Joe oldukça havalı.
DNA izolasyonu yapmadaki en büyük zorluklardan biri
genellikle çok pahalı ekipmanlar gerektirmesi
ve saatler sürmesi.
Ama bu makineyle
bunu 20 dakikada maliyetinin çok altında yapabiliyoruz.
Bir motorsiklet bataryasıyla çalışıyor.
Oradan DNA özünü alıp bir DNA kütüphanesine hazırlıyoruz,
buradaki portatif elde taşınır genomik dizileyiciye
yüklemeye hazır hale getiriyoruz.
Sonra bunu küçük bir süper bilgisayara takıyoruz,
buna da MinIT deniyor.
Bunların her ikisi de portatif bir batarya kutusuna bağlı.
Böylece bir küçük çaplı aile çiftliğindeki
en kısıtlayıcı 2 faktör olan
temel güç ve internet gereksinimlerini ortadan kaldırabiliyorduk.
Verileri hızlıca analiz etmek de bir sorun olabilir.
Ama bu benim bir işlemsel biyolog olmamın işe yaradığı bir nokta.
Tüm o ölü bitkileri yapıştırmak,
ölçüm yapmak
ve programlamak
sonunda gerçek dünyada gerçek zamanlı olarak bir işe yaradı.
Kişiselleştirilmiş veritabanı yapabiliyordum
ve sonuçları çiftçilere altı ay yerine üç saat içinde verebiliyorduk.
(Alkışlar)
Çiftçiler çok sevinçliydi.
Peki bir etkimiz olduğunu nasıl biliyoruz?
Ağaç Laboratuvarı'ndan dokuz ay sonra
Asha hektar başına hiç mahsül alamazken
kırk ton almaya başladı.
Ailesini doyuracak kadarına sahipti
ve bunu pazarda satıyordu.
Şimdi ise ailesi için bir ev inşa ediyor.
Evet, harika.
(Alkışlar)
Peki Ağaç Laboratuvarı'nı nasıl ölçeklendiririz?
Durum şu ki
Afrika'da çiftçiler zaten ölçeklenmiş.
Bu kadınlar çiftçi grubunda çalışıyor.
Asha'ya yardım etmek aslında köydeki 3000 kişiye yardım etti
çünkü Asha sonuçları ve aynı zamanda çözümü de paylaştı.
Tanıştığım her bir çiftçiyi hatırlıyorum.
Acıları ve neşeleri
hafızama kazındı.
Bilimimiz onlar için.
Ağaç Laboratuvarı onlara daha fazla yiyeceği korumada
yardım etmek için en iyi girişimimiz.
Hayatımda en iyi bilimi, en ileri teknoloji genomik aletlerle
Doğu Afrika'nın bu kısmında yapacağımı asla hayal etmezdim.
Ama ekibimiz
çiftçilere altı aydansa üç saat içinde cevap verebilmeyi hayal etti
ve bunu başardık.
Çünkü bu bilimdeki farklılık ve kapsamanın gücü.
Teşekkürler.
(Alkışlar)
(Tezahüratlar)
Có hai lý do khiến tôi thức dậy mỗi ngày.
Một là, nông dân quy mô gia đình nhỏ cần nhiều lương thực hơn.
Thật điên rồ khi năm 2019, nông dân nuôi chúng ta lại bị đói.
Và hai, khoa học cần đa dạng và toàn diện hơn.
Nếu chúng ta định giải quyết các thách thức khó nhất trên hành tinh,
như lương thực không ổn định cho hàng triệu người sống trong nghèo khổ,
đòi hỏi chúng ta phải chung tay.
Tôi muốn dùng công nghệ tiên tiến nhất
cùng các đội đa dạng và toàn diện trên hành tinh
để giúp nông dân có nhiều lương thực hơn.
Tôi là nhà sinh học tính toán.
Tôi biết -- đó là gì và nó sẽ giúp cắt đứt cơn đói ra sao?
Về cơ bản, tôi thích máy tính và sinh học
và gọi chung là một công việc.
(Cười)
Tôi không có câu chuyện
về việc mong muốn trở thành nhà sinh học từ lúc còn trẻ.
Thật ra tôi đã chơi bóng rổ ở trường đại học.
Và một phần trong gói hỗ trợ tài chính là tôi cần công việc vừa học vừa làm.
Và một ngày nọ,
tôi lang thang tới toà nhà gần nhất gần phòng ký túc của mình.
Và thật tình cờ, đây là toà nhà sinh học.
Tôi bước vào và thấy bảng tin việc làm.
Dĩ nhiên là trước khi có Internet.
Và tôi đã thấy thẻ mục lục
quảng cáo việc làm trong phòng mẫu cây.
Tôi nhanh chóng ghi lại con số,
vì có đề cập "giờ linh hoạt",
và tôi cần việc làm ngoài lịch chơi bóng rổ của mình.
Tôi chạy vào thư viện để tìm hiểu phòng mẫu cây là gì.
(Cười)
Và hoá ra là
phòng mẫu cây là nơi họ trữ các cây trồng đã chết và khô héo.
Tôi thật may mắn khi nhận việc này.
Công việc khoa học đầu tiên của tôi
là dán cây chết vào tờ giấy suốt nhiều giờ liền.
(Cười)
Thật là hấp dẫn.
Đây là cách tôi trở thành nhà sinh học tính toán.
Trong lúc đó,
công nghệ gen và máy tính đang thịnh hành.
Và tôi làm nghiên cứu thạc sĩ
về việc kết hợp sinh học và máy tính.
Trong suốt thời gian đó,
tôi làm tại phòng lab Los Alamos
về sinh học lý thuyết và nhóm vật lý sinh học.
Và đó là lần đầu tiên tôi biết tới với siêu máy tính,
và tâm trí tôi lâng lâng.
Với sức mạnh của siêu máy tính,
cơ bản là hàng ngàn PC được kết nối trên steroid,
chúng tôi có thể khám phá sự phức tạp của cúm và viêm gan C.
Và trong suốt thời gian này tôi thấy sức mạnh
của việc kết hợp máy tính và sinh học, vì nhân loại.
Và tôi muốn đây là con đường sự nghiệp của tôi.
Từ năm 1999,
tôi dành phần lớn sự nghiệp khoa học của mình
trong các phòng lab công nghệ cao,
quanh quẩn thiết bị vô cùng đắt đỏ.
Nhiều người hỏi tôi
làm cách nào và tại sao tôi làm việc vì nông dân ở Châu Phi.
Vì các kỹ năng máy tính của tôi,
năm 2013, một đội các nhà khoa học người Đông Phi
đề nghị tôi gia nhập đội để cứu lấy cây sắn.
Sắn là cây trồng có lá và rễ nuôi 800 triệu người trên toàn cầu.
Và 500 triệu người ở Đông Phi.
Gần một tỷ người
phụ thuộc vào cây trồng này cho lượng calories hàng ngày.
Nếu một hộ nông dân nhỏ có đủ sắn,
cô ấy có thể nuôi gia đình
và cô ấy có thể bán nó ở chợ để đổi những thứ quan trọng như học phí,
chi phí y tế và tiết kiệm.
Nhưng sắn lại gặp nguy hiểm tại Châu Phi.
Bướm trắng và virus đang tàn phá sắn.
Bướm trắng là loài côn trùng nhỏ
ăn lá của hơn 600 cây trồng.
Đây là tin xấu.
Có nhiều loài
trở nên kháng thuốc trừ sâu;
và chúng truyền hàng trăm virus thực vật
gây ra bệnh sọc nâu ở sắn
và bệnh khảm sắn.
Điều này giết chết hẳn loài cây trồng.
Và nếu không có sắn,
sẽ không có lương thực hay thu nhập cho hàng triệu người.
Trong chuyến đi tới Tanzania
tôi nhận ra những người phụ nữ này cần sự giúp đỡ.
Những hộ nông dân quy mô nhỏ tuyệt vời và mạnh mẽ,
đa phần là phụ nữ,
đang làm việc chăm chỉ.
Họ không đủ lương thực để nuôi gia đình,
và đó là khủng hoảng thật sự.
Chuyện xảy ra là
họ ra ngoài và trồng sắn khi mưa tới.
Chín tháng sau,
không có gì xảy ra, vì sâu và mầm bệnh.
Và tôi tự nghĩ,
làm cách nào mà nông dân có thể chịu đói?
Vì vậy tôi quyết định dành thời gian trải nghiệm
cùng nông dân và các nhà khoa học
để tìm hiểu liệu có cách nào giúp được hay không.
Tình hình trên mặt đất đúng là gây sốc.
Bướm trắng đã tàn phá những lá cây mà chúng ăn để lấy protein,
và virus tàn phá rễ để ăn tinh bột.
Cả một vụ mùa đang phát triển trôi qua,
và nông dân sẽ mất thu nhập và lương thực cả năm,
và gia đình sẽ phải chịu cơn đói dài.
Chuyện này có thể ngăn ngừa triệt để.
Nếu nông dân biết
trồng đa dạng các loại sắn trên cánh đồng của mình,
có thể chống lại virus và mầm bệnh,
họ sẽ có nhiều lương thực hơn.
Chúng tôi có mọi công nghệ chúng tôi cần,
nhưng kiến thức và nguồn tài nguyên
không phân phối đồng đều khắp toàn cầu.
Tôi muốn đề cập cụ thể là,
công nghệ gen cũ kỹ
có nhiệm vụ khám phá sự phức tạp
liên quan sâu và mầm bệnh --
những công nghệ này không dùng cho tiểu Saharan Châu Phi.
Chúng trị giá hơn một triệu đô la;
chúng cần năng lượng liên tục,
năng lực chuyên môn của con người.
Những chiếc máy này rất ít thấy trên lục địa,
khiến cho các nhà khoa học đấu tranh trong chiến tuyến không có lựa chọn
ngoài việc phải gửi các mẫu ra nước ngoài.
Và khi bạn gửi các mẫu ra nước ngoài,
mẫu xuống cấp, tốn rất nhiều tiền,
và cố gắng lấy dữ liệu về qua mạng yếu
gần như là không thể.
Có lúc mất sáu tháng để lấy các kết quả về cho nông dân.
Vậy thì quá trễ rồi.
Mùa vụ đã qua rồi,
dẫn đến tình trạng nghèo hơn và đói hơn.
Chúng tôi biết mình có thể thay đổi được.
Năm 2017,
chúng tôi nghe về dụng cụ cầm tay, giải trình tự DNA di động
gọi là Oxford Nanopore MinION.
Thiết bị này được dùng ở Tây Phi để chống lại Ebola.
Chúng tôi nghĩ:
Sao chúng tôi không thể dùng nó để giúp nông dân ở Đông Phi?
Chúng tôi đã làm là chúng tôi bắt tay thực hiện.
Vào lúc đó, công nghệ còn rất mới,
nhiều nghi ngờ chúng tôi có thể nhân rộng trên nông trại.
Khi chúng tôi tiến hành,
một trong các những cộng tác viên ở Anh
nói rằng chúng tôi chưa từng làm việc đó ở Đông Phi,
tự mình làm ở nông trại.
Chúng tôi chấp nhận thử thách.
Người này thậm chí cá với chúng tôi hai chai sâm banh thượng hạng
là chúng tôi không thể làm được.
Hai từ:
thanh toán.
(Cười)
(Vỗ tay)
Thanh toán đi, vì chúng tôi đã làm được.
Chúng tôi đưa phòng lab phân tử công nghệ cao
cho nông dân ở Tanzania, Kenya và Uganda,
và chúng tôi gọi nó là phòng lab cây.
Chúng tôi đã làm gì?
Trước tiên, chúng tôi đặt tên cho đội mình --
tên là dự án hành động virus sắn.
Chúng tôi đã tạo trang web,
chúng tôi nhập sự hỗ trợ từ bộ gen và cộng đồng máy tính,
và chúng tôi tới chỗ bác nông dân.
Mọi thứ chúng ta cần cho phòng lab cây
được đồng đội đưa qua đây.
Tất cả các phân tử và yêu cầu tính toán cần thiết
để chẩn đoán cây bị bệnh đều ở đây.
Và thật sự là có trên sân khấu này luôn.
Chúng tôi biết chúng tôi có thể lấy dữ liệu gần hơn với vấn đề,
và gần hơn với nông dân,
có thể nói cô ấy biết điều gì xảy ra với cây trồng nhanh hơn.
Không chỉ nói cô ấy biết chuyện xảy ra
mà còn cho cô ấy giải pháp.
Và giải pháp là,
đốt cánh đồng và trồng đa dạng
chống lại sâu và mầm bệnh có trên cánh đồng của mình.
Điều đầu tiên chúng tôi đã làm là chúng tôi phải chiết xuất DNA.
Và chúng tôi dùng máy này ở đây.
Được gọi là PDQeX,
viết tắt của "Chiết xuất khá nhanh."
(Cười)
Tôi biết.
Bạn tôi, Joe rất là ngầu.
Một trong các thách thức lớn nhất trong chiết xuất DNA
thường cần thiết bị rất đắt tiền,
và mất nhiều thời gian.
Nhưng với chiếc máy này,
chúng tôi có thể làm trong 20 phút,
với một phần của chi phí.
Và nó dùng hết pin của xe máy.
Từ đây, chúng tôi chiết xuất DNA và chuẩn bị đưa vào thư viện,
chuẩn bị để tải vào
máy lập trình gen cầm tay di động này,
ngay tại đây,
khi chúng tôi cắm cái này vào siêu máy tính mini,
được gọi là MinIT.
Tất cả được cắm vào bộ pin di động.
Chúng tôi có thể loại bỏ
yêu cầu nguồn năng lượng chủ yếu và mạng Internet,
có hai nhân tố rất hạn chế trong nông trại gia đình quy mô nhỏ.
Phân tích dữ liệu nhanh cũng là một rắc rối.
Đây là nơi nhà sinh học tính toán như tôi là cần thiết.
Tất cả việc dán cây chết,
và tất cả việc đo lường,
và tính toán
đều rất cần thiết trong thế giới thực, theo cách thực tế.
Tôi có thể tạo cơ sở dữ liệu tuỳ chỉnh
và chúng tôi có thể đưa kết quả cho nông dân trong ba tiếng
thay vì sáu tháng.
(Vỗ tay)
Nông dân phấn khích quá mức.
Làm sao chúng tôi biết mình đang tác động?
Chín tháng sau dự án,
Asha đi từ việc có không tấn một héc ta
tới 40 tấn một héc ta.
Cô ấy có đủ để nuôi gia đình
và cô ấy đang bán tại chợ,
và giờ cô ấy đang xây nhà cho gia đình mình.
Vâng, thật tuyệt.
(Vỗ tay)
Làm sao để quy hoạch phòng lab cây trồng?
Chuyện là,
các nông dân đã được thu nhỏ ở Châu Phi.
Phụ nữ làm việc trong nhóm nông dân,
giúp Asha nghĩa là giúp 3000 người ở làng của cô ấy,
vì cô ấy đã chia sẻ kết quả và cũng là giải pháp.
Tôi nhớ từng người nông dân mà tôi gặp.
Nỗi đau và niềm vui của họ
được khắc sâu vào ký ức tôi.
Khoa học của chúng tôi dành cho họ.
Phòng lab cây trồng là nỗ lực lớn nhất để giúp họ có an toàn thực phẩm hơn.
Tôi chưa từng mơ
ngành khoa học tốt nhất tôi từng thực hiện trong đời
sẽ chiếm ưu thế ở Đông Phi,
với các thiết bị công nghệ gen tốt nhất.
Nhưng đồng đội của chúng tôi đã mơ
chúng tôi tìm đáp án cho nông dân trong ba tiếng so với sáu tháng,
và chúng tôi đã làm được.
Vì đó là sức mạnh của sự đa dạng và toàn diện trong khoa học.
Cảm ơn.
(Vỗ tay)
(Chúc mừng)
我早上起床为了两个原因。
第一，小规模农民家庭 需要更多的粮食。
2019年，为我们供应粮食的农民们 还要忍饥受饿，简直不可思议。
第二，科学需要更多元化，更包容。
如果我们要解决地球上 最艰难的挑战，
如拯救成千上万地瘠民贫 的粮食短缺，
就需要我们所有人的共同努力。
我要用最先进的科技，
和地球上最多元化 和包容的团队一起，
帮助农民们生产更多的粮食。
我是一位计算生物学家。
你们可能会好奇，那是什么？ 它将如何杜绝饥饿？
这么说吧，我喜欢计算机和生物学，
于是它们以某种方式结合 在一起就成了一项工作。
（笑声）
我没有从小
要成为一个生物学家的故事。
事实是，我在大学时是打篮球的。
我一部分的经济来源依赖半工半读。
突然有一天，
我漫步到了宿舍 旁边的建筑物，
那刚好是生物学系。
我进去看到了招聘告示板。
是的，那是在还没有互联网的时代。
我看到了一张明信片大小的卡片，
招募人员到植物标本室工作。
我赶紧记下联络号码，
因为它说"工作时间灵活",
我需要那个来配合 我的篮球时间表。
然后我跑去图书馆查 什么是植物标本室。
（笑声）
原来
植物标本室是来收藏 死了，干了的植物。
我幸运地被录取了。
所以我的第一份科学工作
就是花上几个小时 将枯死的植物粘在纸上。
（笑声）
它是如此的风光啊。
这就是我如何成为了 计算生物学家。
在那个时候，
基因组学和计算学如日方升。
毕业后我开始攻读结合
生物学和计算机的硕士。
当时，
我在拉斯阿拉莫斯国家实验室
理论生物学和生物物理学组工作。
就在那里，我初次见证了超级计算机，
真是惊为天人。
借助超级计算机，
也就是数千台联网电脑的力量，
我们能够发现流感病毒 和丙性肝炎的复杂性。
正是这时候我看到了利用计算机
和生物学相结合来造福人类的力量。
我想把这当作终生事业。
所以，从1999年开始，
我大部分的科学生涯都在
非常高科技的实验室里度过，
周围都是非常昂贵的设备。
很多人问我，
我为什么，又是如何 为非洲的农民工作的。
由于我的计算技能，
在2013年，一个东非科学家小组
邀请我加入拯救木薯的队伍。
木薯的叶子和根部 能养活全球8亿人，
有5亿人在东非。
差不多有十亿人
依靠这种植物来供应 他们每天的卡路里。
如果一个小型家庭农场主 有足够的木薯，
她就可以养活她的家人，
并在市场上售卖这些木薯， 换取重要的东西，如学费，
医疗费用和储蓄。
但是，木薯的种植在非洲受到了冲击。
粉虱和病毒在摧毁着木薯。
粉虱是体型微小的昆虫，
以超过600种植物的树叶为食。
它们不请自来，
有很多种类，
具有抗药性，
还能传播数百种植物病毒，
导致木薯患上棕色条纹病
和木薯马赛克病。
这会彻底杀死作物。
如果没有木薯，
那数百万人就没有食物或收入。
我去了一趟坦桑尼亚，
意识到那里的妇女需要一些帮助。
这些了不起的，坚强的， 小型家庭农场主，
大多数是妇女，
他们的生活苦不堪言。
他们没有足够的食物来养活家人，
这是一场真正的危机。
现实情况是，
当雨季来临的时候，她 们到木薯田里耕种。
九个月之后，
什么都没有，都是因为 这些害虫和病原体。
我不禁心想，
这世界上怎么还有食不果腹的农民呢？
所以我决定花一段时间在田里，
跟着农民和科学家们，
看看我是否有帮得上忙的技能。
当地局势令人震惊。
粉虱毁坏树叶为摄取蛋白质，
病毒摧毁根部为摄取淀粉。
在整个生长季节过去后，
农民将失去整整一年 的收入和食物，
他们的家庭将遭受 一个漫长的饥饿季节。
这完全是可以预防的。
如果农民知道
在她的田里种植什么品种的木薯
可以抵抗这些病毒和病原体，
她们就会有更多的食物。
我们拥有我们需要的所有科技，
但这些知识和资源
在全球的分布非常不均衡。
我想强调的是，
传统的基因组技术
被用于揭露这些害虫和病原体
的复杂性——
这些技术不是为 南非撒哈拉地带而设的。
它们的花费在一百万美元以上，
需要不断的电力供应
和专门的技术人员操作。
这些机器在非洲大陆上寥寥无几，
让许多在前线战斗 的科学家不得不
把样品送到海外。
当你把样品送到海外时，
样品会降解，花费很昂贵，
而且在糟糕的互联网中取回数据
几乎是不可能的。
所以有时可能需要六个月 的时间把结果送回农民手里。
那时已经太晚了。
作物已经被摧毁，
造成持续的贫困和更多的饥饿。
我们知道我们可以解决这个问题。
在2017年，
我们听说了这个叫做 Oxford Nanopore MinION 的
手持便携式DNA测序仪。
它曾在西非抗击埃博拉时功不可没。
因此，我们认为：
为什么不用这个在东非帮助农民呢？
于是，我们要做的就是开始着手行动。
当时，这项科技非常新颖，
许多人怀疑我们能否在 农地里复制相似的结果。
当我们开始这样做时，
我们有个英国的"合作伙伴"
告诉我们，这永远都不会发生在东非，
更别说在农田里了。
因此，我们接受了挑战。
这个人甚至和我们打赌 两瓶最好的香槟，
说我们永远不会实现的。
三个字：
买单吧。
（笑声）
（掌声）
买单吧，因为我们做到了。
我们把整个高科技分子实验室
带给了坦桑尼亚，肯尼亚 和乌干达的农民们，
我们称它为"树实验室"。
那我们做了什么？
首先我们给自己取了一个队名——
叫做木薯病毒行动项目。
我们制作了一个网站，
从基因组学和计算社区中召集支持，
然后去农民那里。
"树实验室"所需的一切
由团队携带着来到这里。
所有分子和计算学需要用来
诊断植物病理的条件都准备就绪了。
实际上，所有这些 全都在这个舞台上。
我们认为，如果我们能 使数据更贴近问题，
更贴近农民，
我们就能更快地判断 她的植物出了什么问题。
不仅能诊断出问题——
还能给她解决方案。
解决办法就是，
烧掉那片田地，并种上
对害虫和病原体具有 抵抗力的植物品种。
所以，我们必须做的第一件事 是进行DNA提取。
我们在这里用的是这台机器，
叫做"PDQeX"，
代表“死快死快的提取"。
(笑声)
有意思吧。
我的朋友乔真的很酷。
最大的挑战之一是进行DNA提取，
它通常需要非常昂贵的设备，
需要几个小时。
但是有了这台机器，
我们在二十分钟内就能完成，
而且成本低廉，
只需要摩托车的电池供电。
我们将提取的DNA存入序列库，
准备加载到
这个便携式手持基因组测序仪中，
就是这个装置，
然后我们将它连上一台 微型超级计算机，
称为" MinIT"。
这两个装置由便携式电池供电。
这样一来，我们就能够排除
对主要电源和互联网的依赖，
这两者是一个小型家庭农场 运作的局限因素。
快速分析数据也可能是个问题。
但是，我这位计算生物学家 的存在派上了用场。
所有枯死植物的标本，
所有的测量，
和所有的计算，
终于在现实世界中 以实时方式派上用场了。
我能够定制数据库，
在三小时内给农民结果，
而不是六个月。
（掌声）
农民们欣喜若狂。
那么我们又怎么知道 我们的策略产生了影响呢？
"树实验室"之后的九个月，
阿莎的收获从每公顷零吨木薯
上升到了每公顷40吨木薯。
她有足够的粮食养活她的家人，
还有多余在市场上售卖，
现在，她已经能够为家人盖房子了。
是的，太酷了。
（掌声）
那么，我们如何扩展"树实验室"呢？
事实上，
农民在非洲已颇具规模。
这些妇女以团体为单位进行劳作，
所以帮助阿莎，实际上就 帮助了她村子里的3000人，
因为她分享了结果以及解决方案。
我记得我见过的每一个农民。
他们的痛苦和喜悦
深深的刻在我的记忆中。
我们的科学是为他们而进行的。
"树实验室"是我们在帮助他们 提升食品安全方面最好的尝试。
我从未梦想过
我一生中做过最好的科学实验
会在东非的毯子上，
用最先进的基因组工具包。
但我们的团队确实梦想过
在三小时内给农民答案， 而不再需要六个月，
然后我们做到了。
因为那是科学多元化和包容性的力量。
谢谢。
（掌声）
（欢呼声）
我起床的理由有兩個。
第一，小規模家庭小農 需要更多食物。
很不可思議的是，在 2019 年，
供給我們食物的農夫竟會餓肚子。
第二，科學必須要 更多元化、能包容。
如果我們要解決 地球上最困難的難題，
比如數百萬生活極度貧困的窮人 要面對「糧食不安全」的問題，
就需要大家同心協力。
我想要用最新的技術，
加上地球上最多元化、 最具包容性的團隊，
來協助農夫取得更多食物。
我是計算生物學家。
我知道——那是什麼？ 又能如何協助終結飢餓問題？
基本上，我喜歡電腦和生物學，
而不知怎麼的， 兩者結合就成了一種工作。
（笑聲）
我並沒有那種從小就立志 成為生物學家的故事。
事實是，我在大學打籃球。
而我的財務支助方案包括 我需要一個可以半工半讀的工作。
某一天，
我晃到了離我宿舍最近的大樓。
剛好那是生物學大樓。
我走進去，去看工作看板。
是的，這是在網路出現之前。
我看到一張三乘五的名片，
在廣告植物標本室裡的工作。
我馬上記下電話，
因為上面寫著「彈性時間」， 那就能配合我的籃球時間表了。
我跑去圖書館，去查 「植物標本室」是什麼意思。
（笑聲）
結果發現，
植物標本室就是存放 死亡、乾燥植物的地方。
我很幸運被錄用了。
於是，我的第一個科學工作
是把死掉的植物黏在紙上， 且要連續做數個小時。
（笑聲）
好吸引人。
我就這樣變成了計算生物學家。
在那時，
基因組學和電腦計算還在成熟中。
我繼續攻讀碩士，
把生物和電腦結合起來。
那時，我在洛斯阿拉莫斯 國家實驗室的
理論生物學及生物物理學組工作。
我在那裡和超級電腦初次相遇，
它讓我嘆為觀止。
超級電腦的運算力基本上等同於
數千台個人電腦連結在一起 且狂飆起來的運算力，
有了它，我們就能揭開流行性感冒 和 C 型肝炎的複雜面紗。
此時，我看到把電腦和生物學結合
能為人類產生多大的力量。
我希望我的職涯能走上這條路。
所以，從 1999 年起，
我把我科學職涯的大部分時間
花在滿是昂貴設備的 超高科技實驗室中。
許多人問我，
我為什麼／如何為非洲的農夫努力。
因為我的電腦計算技能，
2013 年，一個由東非 科學家組成的團隊
請我加入他們，去拯救木薯。
木薯這種植物的葉子和根
是全球八億人的食物。
以及東非五億人。
所以那是約十億人
要仰賴這種植物來補充每日熱量。
如果小規模家庭小農有足夠木薯，
她就可以讓家人溫飽，
且她可以在市場上銷售， 以支付重要的費用
如學費、醫療費，以及存錢。
但在非洲，木薯正受到攻擊。
粉蝨和病毒在蹂躪木薯。
粉蝨是一種小昆蟲，
以六百多種植物的樹葉為食。
牠們是壞消息。
品種很多；
牠們演變成能抵抗殺蟲劑；
且牠們會傳播數百種植物病毒，
造成木薯褐斑條紋病
以及木薯花葉病。
這些病會讓植物完全死亡。
如果沒有木薯，
數百萬人就沒有食物或收入。
我去了一趟坦尚尼亞，
便了解到這些女子需要協助。
這些很了不起又堅強的 小規模家庭小農
多半是女性。
過得很辛苦。
她們沒有足夠食物可以給家人吃，
這是真正的危機。
發生的狀況是
雨季來時，他們到 外面的木薯田去種木薯。
九個月後，
因為這些害蟲和病原體， 導致什麼都沒有。
我心想，
農人怎麼可能會餓肚子？
我決定要花些時間到實地去， 和農人及科學家一起努力，
看看我有沒有什麼技能 可以幫得上忙。
實地的情況很驚人。
粉蝨吃樹葉以取得蛋白質， 卻因此摧毀了樹葉，
病毒則為了澱粉去吃根部， 因而摧毀了根部。
整個生長季就要過了，
而小農會失去整年的收入和食物，
全家要撐過難受又漫長的飢餓季。
這完全是可以預防的。
如果小農知道
她的田裡要種哪一種木薯
可以抵抗那些病毒和病原體，
就能有更多食物。
我們擁有所有必要的技術，
但知識和資源
在全球的分佈並不平均。
所以，我確切的意思是，
較老式基因組技術
是可以解開這些害蟲和病原體
造成的複雜問題——
但這些技術並不是為 撒哈拉以南非洲所開發的。
它們的成本可能要上百萬美元；
它們需要穩定的供電
和專門的人類能力。
在非洲大陸上，這些機器非常稀有，
讓在前線打仗的科學家別無選擇，
只能把樣本送到海外。
當樣本被送到海外，
樣本就會衰變，會花更高的成本，
且，試圖透過很弱的網路
把資料取回，也近乎不可能。
有時，可能要花六個月 才能把結果拿回來給小農。
那時就已經太遲了。
作物已經死光了，
因而造成更嚴重的貧窮 和更多人挨餓。
我們知道我們能解決這個問題。
2017 年，
我們聽說有一種手持式 可攜帶的 DNA 定序儀，
就是 Oxford Nanopore 生技公司的 MinION。
過去，這種定序儀在西非 被用來對抗伊波拉。
於是，我們心想：
我們為什麼不在東非 用它來協助小農？
我們便決定要這麼做。
當時，這項技術非常新，
許多人懷疑我們能否將 同樣的做法搬到農田上。
當我們打算這麼做時，
我們其中一位英國的「合作夥伴」
告訴我們：我們永遠不可能 在東非實現這個做法，
更不用說在農田上了。
於是，我們接受了挑戰。
這個人甚至賭上
兩瓶最棒的香檳，
賭我們做不到。
三個字：
交出來。
（笑聲）
（掌聲）
交出來，因為我們做到了。
我們把整個高科技分子實驗室
帶給坦尚尼亞、肯亞、 烏干達的小農，
我們稱它為「樹木實驗室」。
我們做了什麼？
首先，我們先幫我們的團隊命名——
叫做木薯病毒行動計畫。
我們架了網站，
我們從基因組和電腦計算 等領域收集支援協助，
接著我們便出發前往小農那裡。
樹木實驗室需要的一切，
都由照片上的團隊來運送。
診斷生病植物所必要的
分子及計算必需品， 通通都在這裡了。
其實，也就是舞台上的這些。
我們認為，如果我們 能讓資料更接近問題，
更接近小農，
我們就能更快告訴她們， 她們的植物是怎麼回事。
不僅是告訴她們問題——
還有解決方案。
解決方案就是，
燒掉農田，改種植不同品種，
且是能抵抗她們農田中 那些害蟲及病原體的品種。
所以，我們做的 第一件事就是提取 DNA。
我們用這一台機器。
它叫做 PDQeX，
即「么壽快的抽取」的縮寫。
（笑聲）
我知道。
我朋友喬真的很酷。
抽取 DNA 最大的挑戰之一，
就是會需要非常昂貴的設備，
且要花上數小時。
但有了這台機器，
我們只要二十分鐘就能做到，
成本少很多。
用摩托車的電池就能讓它運轉。
接著，我們會把抽取出來的 DNA 準備好放到一個文庫中，
讓它能夠被載入到
這個手持式可攜帶基因組定序儀中，
就在這裡，接著，
我們把它插入到 一台迷你超級電腦中，
叫做 MinIT。
這兩樣東西都插在 一個攜帶式電池組上面。
這樣我們就能不需要
主電源和網路。
這兩個因子在小規模 家庭農田裡是非常受限的。
快速分析資料也是個問題。
但，我這個計算生物學家 此時就可以派上用場了。
黏了這麼多死亡的植物，
做了這麼多測量，
做了這麼多計算，
終於，在真實世界中 即時派得上用場了。
我能夠做出客製化的資料庫，
我們能在三小時內把結果交給小農，
而不用六個月。
（掌聲）
小農都太高興了。
所以，我們怎麼知道 我們有影響力？
在樹木實驗室成立後九個月，
艾夏每公頃的產量本來是零公噸，
變成了四十公噸。
她有足夠食物給家人吃，
且能在市場中賣，
現在她在為她的家人建造一間房子。
是的，非常酷。
（掌聲）
我們要如何把樹木實驗室做大？
重點是，
在非洲，小農的規模已經變大了。
這些女子在小農團體中工作，
所以，協助艾夏其實就是 協助了她村中的三千人，
因為她會分享結果 和解決方案給他們。
我記得我見過的每一位小農。
她們的痛苦和她們的喜悅
都深深烙印在我的記憶中。
我們的科學是為她們做的。
樹木實驗室是我們做過最棒的嘗試，
協助她們處理糧食不安全的問題。
我從來沒有夢想過，
我一生中做過最棒的科學，
會是在東非的那張毯子上，
用高科技基因組裝置做的科學。
但，我們的團隊確實夢想過
要把答案給小農的時間 從六個月縮短到三小時，
我們也做到了。
因為科學的多元性和包容性 就有這樣的力量。
謝謝。
（掌聲）
（歡呼）