Cómo usamos la tecnología del ADN para ayudar a los agricultores a combatir las enfermedades en los cultivos

"Casi 800 millones de personas en todo el mundo dependen de la yuca para sobrevivir, pero esta fuente fundamental de alimentos está siendo atacada por virus totalmente prevenibles" dice la bióloga computacional, y miembro senior de TED, Laura Boykin. Nos lleva hasta las granjas del este de África donde trabaja con un equipo heterogéneo de científicos para ayudar a los agricultores a mantener sus cultivos saludables usando un laboratorio portátil de ADN y una mini supercomputadora capaz de identificar virus en horas, en lugar de en meses.

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)