Return to Video

چطور با استفاده از فناوری DNA به کشاورزان در مبارزه علیه آفات محصول کمک می‌کنیم

  • 0:01 - 0:03
    من به دو دلیل از تخت خواب بلند می‌شوم.
  • 0:03 - 0:07
    اول، کشاورزان خانوادگی
    در مقیاس کوچک به غذای بیشتری نیاز دارند.
  • 0:08 - 0:13
    امسخره است که در ۲۰۱۹ کشاورزانی
    که غذای ما را تهیه می‌کنند گرسنه‌اند.
  • 0:13 - 0:18
    و دوم، نیاز است علم متنوع و جامع باشد.
  • 0:19 - 0:22
    اگر می‌خواهیم سخت ترین چالشهای
    روی زمین را حل کنیم،
  • 0:22 - 0:26
    از جمله امنیت غذایی برای میلیونها
    آدمی که در فقر شدید زندگی می‌کنند،
  • 0:26 - 0:28
    همه باید مشارکت کنیم.
  • 0:29 - 0:31
    من میخواهم با استفاده از آخرین تکنولوژی،
  • 0:31 - 0:35
    به همراه متنوع‌ترین
    و جامع‌ترین تیم‌های روی زمین
  • 0:35 - 0:37
    به کشاورزان برای داشتن
    غذای بیشتر کمک کنم.
  • 0:38 - 0:39
    من زیست شناس محاسباتی هستم.
  • 0:39 - 0:43
    می‌دانم -- رشته‌ام چیست
    و چطور می‌تواند به پایان گرسنگی کمک کند؟
  • 0:43 - 0:46
    اساسا، به کامپیوتر و بیولوژی علاقه دارم
  • 0:46 - 0:49
    و قرار دادن این دو کنار هم
    به نوعی یک شغل محسوب می‌شود.
  • 0:49 - 0:50
    (خنده حضار)
  • 0:50 - 0:51
    من داستانی ندارم
  • 0:51 - 0:55
    از اینکه می‌خواستم از کودکی
    بیولوژیست شوم.
  • 0:55 - 0:58
    حقیقیت این است که من در کالج
    بسکتبال بازی می‌کردم.
  • 0:59 - 1:04
    و بخشی از بسته کمک مالی من این بود
    که به یک شغل نیمه وقت مطالعاتی نیاز داشتم.
  • 1:04 - 1:06
    پس روزی اتفاقی،
  • 1:06 - 1:09
    به نزدیک‌ترین ساختمان نزدیک خوابگاهم رفتم.
  • 1:09 - 1:12
    و بر حسب اتفاق ساختمان زیست شناسی بود.
  • 1:12 - 1:15
    به داخل رفتم و به تابلوی شغلها نگاه کردم.
  • 1:15 - 1:18
    بله، این قبل از اینترنت است.
  • 1:18 - 1:20
    و کارتی سه در پنج دیدم
  • 1:20 - 1:24
    که کار در یک هرباریوم را تبلیغ میکرد.
  • 1:25 - 1:27
    سریع شماره را نوشتم،
  • 1:27 - 1:28
    چون که گفته بود"پاره وقت"،
  • 1:28 - 1:32
    و من نیاز داشتم که
    حول برنامه بسکتبالم کار کنم.
  • 1:32 - 1:37
    به کتابخانه رفتم تا بفهمم هرباریوم چیست.
  • 1:37 - 1:39
    (خنده حضار)
  • 1:39 - 1:40
    و معلوم شد
  • 1:40 - 1:44
    هرباریوم جایی است که گیاهان مرده
    و خشک شده را نگهداری می‌کنند.
  • 1:45 - 1:47
    خوش‌شانس بودم که این شغل را
    گیر آوردم.
  • 1:47 - 1:50
    پس اولین شغل علمی من
  • 1:50 - 1:56
    ساعتها چسباندن گیاهان خشک شده
    به روی کاغذ بود.
  • 1:56 - 1:59
    (خنده ی حضار)
  • 1:59 - 2:00
    خیلی جذاب است.
  • 2:00 - 2:03
    اینطور بود که من بیولوژیست
    محاسباتی شدم.
  • 2:04 - 2:06
    در طول آن زمان،
  • 2:06 - 2:08
    ژنومیک و محاسبات در حال رشد بودند.
  • 2:08 - 2:11
    و من برای کارشناسی ارشدم سراغِ
  • 2:11 - 2:14
    ترکیب زیست و کامپیوتر رفتم.
  • 2:14 - 2:15
    در آن زمان،
  • 2:15 - 2:17
    آزمایشگاه ملی «لس آلاموس»
    کار می‌کردم،
  • 2:17 - 2:19
    در گروه بیولوژی نظری و بیوفیزیک
  • 2:20 - 2:24
    و آنجا بود که برای اولین بار
    با ابرکامپیوترها مواجه شدم.
  • 2:24 - 2:25
    واقعا شگفت‌آور بود.
  • 2:26 - 2:28
    با قدرت ابر کامپیوترها
  • 2:28 - 2:32
    که اساسا هزاران کامپیوتر هستند
    که به هم متصل شده‌اند،
  • 2:32 - 2:38
    توانستیم پرده از پیچیدگی آنفولانزا
    و هپاتیت C برداریم.
  • 2:38 - 2:40
    و در این زمان بود که توانستم قدرت
  • 2:40 - 2:45
    استفاده همزمان بیولوژی
    و کامپیوتر، را برای انسانیت ببینم.
  • 2:45 - 2:47
    و خواستم که این مسیر شغلی من باشد.
  • 2:48 - 2:50
    پس از سال ۱۹۹۹ُ،
  • 2:50 - 2:53
    عمده ی مسیر علمی من
  • 2:53 - 2:54
    در آزمایشگاه‌های خیلی پیشرفته‌ای
  • 2:55 - 2:57
    بوده که با تجهیزات واقعا گران
    احاطه شده است.
  • 2:58 - 2:59
    خیلی‌ها از من می‌پرسند
  • 2:59 - 3:03
    چطور و چرا برای
    کشاورزان در آفریقا کار می‌کنم؟
  • 3:04 - 3:06
    خب، به خاطر توانایی‌های محاسباتی‌ام،
  • 3:06 - 3:11
    در سال ۲۰۱۳ تیمی از دانشمندان آفریقایی
  • 3:11 - 3:15
    از من خواستند تا به گروهی
    برای نجات کاساوا ملحق شوم.
  • 3:16 - 3:23
    برگ‌ها و ریشه‌های کاساوا غذای ۸۰۰
    میلیون نفر در دنیا و غذای ۵۰۰ میلیون نفر
  • 3:24 - 3:27
    را در شرق آفریقا را تامین می‌کند.
  • 3:27 - 3:29
    پس نزدیک یک میلیارد نفر
  • 3:29 - 3:32
    برای تامین انرژی روزانه خویش
    به این گیاه وابسته‌اند.
  • 3:33 - 3:36
    اگر یک کشاورز خرده
    به مقدار کافی کاساوا داشته باشد،
  • 3:36 - 3:39
    می‌تواند غذای خانواده‌اش را تامین کند
  • 3:39 - 3:43
    و آن را در بازار بفروشد
    و خرج امور مهمی مانند قبض مدرسه،
  • 3:43 - 3:45
    هزینه‌های پزشکی را بدهد و پس انداز کند.
  • 3:46 - 3:49
    اما کاساوا در آفریفا در مرض خطر است.
  • 3:50 - 3:54
    مگس‌های سفید و ویروس‌ها
    در حال نابودی کاساوا هستند.
  • 3:55 - 3:57
    مگس‌های سفید حشرات ریزی هستند
  • 3:57 - 4:00
    که از برگ بیش از ۶۰۰ گیاه تغذیه می‌کنند.
  • 4:00 - 4:01
    آنها خبر بد هستند.
  • 4:01 - 4:03
    گونه‌های مختلفی دارند:
  • 4:03 - 4:05
    و مقاوم به آفت‌ کش‌ها شده‌اند:
  • 4:05 - 4:09
    و صدها نوع ویروس گیاهی را منتقل می‌کنند.
  • 4:09 - 4:12
    که باعث بیماری رگه قهوه‌ای می‌شود
  • 4:12 - 4:14
    و همچنین بیماری موزاییک کاساوا.
  • 4:14 - 4:16
    که این یکی گیاه را کامل نابود می‌کند.
  • 4:17 - 4:19
    و اگر کاساوایی نباشد،
  • 4:19 - 4:23
    هیچ غذا یا درآمدی برای میلیون‌ها نفر نیست.
  • 4:24 - 4:27
    باید یک سفر به تانزانیا می‌رفتم
  • 4:27 - 4:29
    تا بفهمم این زنان به کمک نیاز دارند.
  • 4:29 - 4:34
    این خانواده شگفت‌انگیز و قوی
    از خرده کشاورزان،
  • 4:34 - 4:35
    که اکثریت، زن هستند
  • 4:35 - 4:37
    این کار پر زحمت را
    انجام می‌دهند.
  • 4:37 - 4:39
    آنها غذای کافی برای تغذیه خانواده
    خود ندارند
  • 4:39 - 4:41
    و این بحران واقعی است.
  • 4:42 - 4:43
    اتفاقی که می‌افتد این است که
  • 4:43 - 4:46
    آنها هنگام بارش باران بیرون می‌روند
    و گیاه کاساو را می‌کارند.
  • 4:46 - 4:48
    نه ماه بعد،
  • 4:48 - 4:51
    به دلیل این آفات و عوامل بیماری‌زا
    هیچ چیز وجود ندارد.
  • 4:51 - 4:53
    خب با خودم گفتم،
  • 4:53 - 4:56
    چطور می‌شود که کشاورزان گرسنه باشند؟
  • 4:57 - 4:59
    پس تصمیم گرفتم زمانی را روی زمین
  • 4:59 - 5:01
    با کشاورزان و دانشمندان بگذرانم
  • 5:01 - 5:03
    تا ببینم آیا مهارتی دارم
    که بتواند به آنها کمک کند؟
  • 5:04 - 5:07
    زیرا اوضاع تکان‌دهنده است.
  • 5:07 - 5:12
    مگس‌های سفید برگ‌هایی که برای پروتئین‌شان
    مصرف می‌شوند را از بین برده بودند،
  • 5:12 - 5:15
    و ویروس‌ها ریشه‌هایی را که برای نشاسته
    مصرف می‌شوند.
  • 5:16 - 5:18
    و کل فصل رشد خواهد گذشت
  • 5:18 - 5:22
    و کشاورزان یک سال کامل غذا
    و درآمد را از دست خواهند داد،
  • 5:22 - 5:25
    و خانواده از یک فصل طولانی گرسنگی
    رنج خواهد برد.
  • 5:26 - 5:28
    چیزی که کاملا قابل پیش گیری است.
  • 5:28 - 5:29
    اگر کشاورز بداند
  • 5:29 - 5:32
    کدام نوع کاساوا رادر زمین خود بکارد،
  • 5:32 - 5:37
    گونه‌ای که به ویروس‌ها
    و پاتوژن‌ها مقاوم باشد،
  • 5:37 - 5:39
    در نتیجه غذای بیشتری خواهند داشت.
  • 5:39 - 5:42
    ما همه تکنولوژی که لازم هست را داریم،
  • 5:42 - 5:45
    اما دانش و منابع
  • 5:45 - 5:48
    به طور یکسان در جهان پخش نشده است.
  • 5:49 - 5:51
    چیزی که خصوصا منظورم هست این است که
  • 5:51 - 5:53
    تکنولوژی ژنومیک قدیمی‌تری که
  • 5:53 - 5:56
    برای حل پیچیدگی
  • 5:56 - 5:59
    در این آفات و بیماری‌زاها -- مورد
    نیاز است.
  • 5:59 - 6:02
    این تکنولوژی‌ها برای جنوب صحرای آفریقا
    ساخته نشده است.
  • 6:03 - 6:05
    آنها بیش از یک میلیون دلار هزینه دارند:
  • 6:05 - 6:07
    که قدرت ثابت
  • 6:07 - 6:09
    وظرفیت‌های تخصصی انسانی را می‌طلبند.
  • 6:10 - 6:13
    این ماشین‌ها معدود و دور از قاره هستند،
  • 6:13 - 6:17
    طوری که دانشمندانی که در صف اول مبارزه
    هستند گزینه ای جز ارسال
  • 6:18 - 6:19
    نمونه‌ها به آن سوی آب‌ها ندارند.
  • 6:20 - 6:22
    زمانی که نمونه‌ها را به آن طرف مرزها
    ارسال می‌کنید،
  • 6:22 - 6:25
    نمونه‌ها افت کیفیت پیدا می‌کنند
    مقدار زیادی پول خرج می‌شود،
  • 6:25 - 6:27
    و تلاش برای برگرداندن داده‌ها
    با اینترنت ضعیف
  • 6:27 - 6:29
    تقریبا ناممکن است.
  • 6:29 - 6:33
    درنتیجه گاهی جواب دادن به کشاورزها
    می‌تواند ۶ ماه طول بکشد،
  • 6:33 - 6:35
    و تا آن زمان، خیلی دیر شده است.
  • 6:35 - 6:37
    این محصول قبلا از بین رفته است.
  • 6:37 - 6:40
    که موجب گرسنگی و فقر بیشتر می‌شود.
  • 6:41 - 6:43
    ما می‌دانستیم می‌توانیم
    این را درست کنیم.
  • 6:44 - 6:45
    در ۲۰۱۷،
  • 6:45 - 6:50
    ما راجع به روش توالی‌یاب دستی DNA
    شنیده بودیم
  • 6:50 - 6:53
    که نانو منفذ مینیون اکسفورد نامیده می‌شد.
  • 6:53 - 6:57
    در آفریقای غربی برای
    مبارزه با ابولا استفاده می‌شد.
  • 6:57 - 6:58
    خب ما فکر کردیم
  • 6:58 - 7:02
    چرا نتوانیم در آفریقای شرقی
    برای کمک به کشاورزها از آن استفاده کنیم؟
  • 7:02 - 7:06
    بنابراین کاری که کردیم این بود
    این کار را انجام دهیم.
  • 7:07 - 7:09
    در آن زمان، این تکنولوژی خیلی جدید بود،
  • 7:09 - 7:12
    و بسیاری شک داشتند بتوانیم
    در مزرعهٔ‌ها هم از آن استفاده کنیم.
  • 7:13 - 7:15
    زمانی که برای انجام این کار آماده شدیم.
  • 7:15 - 7:18
    یکی از همکاران ما در انگلستان
  • 7:18 - 7:22
    به ما گفت که هرگز در
    شرق آفریقا آن را نخواهیم داشت،
  • 7:22 - 7:23
    چه برسد به یک مزرعه،
  • 7:24 - 7:26
    بنابراین ما این چالش را قبول کردیم.
  • 7:26 - 7:32
    این شخص حتی تا آنجا پیش رفت که
    ۲ تا از بهترین بطری‌های شامپاین را شرط بست
  • 7:32 - 7:35
    که ما هرگزموفق نخواهیم شد.
  • 7:37 - 7:38
    دو کلمه:
  • 7:38 - 7:40
    ما بردیم.
  • 7:40 - 7:42
    (خنده حضار)
  • 7:42 - 7:46
    (تشویق حضار)
  • 7:46 - 7:49
    ما بردیم، چون این کار را کردیم.
  • 7:49 - 7:52
    ما تمام آن آزمایشگاه مولکولی پیشرفته را
  • 7:52 - 7:56
    برای کشاورزان تانزانیا،
    کنیا و اوگاندا بردیم
  • 7:56 - 7:58
    و اسم آن را آزمایشگاه درختی گذاشتیم.
  • 7:59 - 8:00
    خب، ما چه کار کردیم؟
  • 8:00 - 8:03
    اول برای تیممان یک اسم انتخاب کردیم--
  • 8:03 - 8:05
    آن پروژه اقدام کاساوا ویروس نامیده شد.
  • 8:05 - 8:06
    وب سایت ساختیم.
  • 8:06 - 8:10
    حمایت‌هایی از جوامع ژنومیک و محاسباتی
    جلب کردیم.
  • 8:10 - 8:12
    و سپس به سمت کشاورزان رفتیم.
  • 8:12 - 8:15
    هرچیزی که برای آزمایشگاه درختی نیاز بود
  • 8:15 - 8:18
    در اینجا توسط تیمی انجام می‌شود.
  • 8:18 - 8:22
    تمام الزامات مولکولی و محاسیاتی مورد نیاز
  • 8:22 - 8:25
    برای تشخیص گیاه بیمار آنجا است.
  • 8:25 - 8:28
    و در واقع همه این‌ها در این مرحله هستند.
  • 8:29 - 8:33
    ما فهمیدیم اگر بتوانیم داده را
    به مشکل و کشاورز
  • 8:33 - 8:34
    نزدیک‌تر کنیم.
  • 8:34 - 8:38
    سریع‌تر می‌توانیم به او بگوییم
    گیاه چه مشکلی دارد.
  • 8:38 - 8:40
    و نه تنها بگوییم چه مشکلی وجود دارد--
  • 8:40 - 8:41
    راه حل را هم به او بدهیم.
  • 8:41 - 8:43
    و راه حل این است که
  • 8:43 - 8:45
    که گیاهان و گونه‌های گیاهی
  • 8:45 - 8:49
    را که نسبت به آفات و پاتوژن‌های مقاومی که
    او اینجا دارد، بسوزاند.
  • 8:50 - 8:54
    پس اولین کاری که کردیم این بود که باید
    DNA را استخراج می‌کردیم.
  • 8:54 - 8:57
    و از دستگاهی در اینجا استفاده کردیم
  • 8:57 - 9:00
    که PDQEX نامیده می‌شد.
  • 9:00 - 9:04
    مخفف "کاملا استخراج سریع" است.
  • 9:04 - 9:06
    (خنده حضار)
  • 9:06 - 9:07
    می‌دانم.
  • 9:08 - 9:10
    دوست من جو خیلی جالب است.
  • 9:11 - 9:15
    یکی از بزرگ ترین چالش‌ها در انجام
    استخراج DNA این است
  • 9:15 - 9:18
    که معمولا به تجهیزات بسیار گران
    قیمت نیاز دارد.
  • 9:18 - 9:20
    ساعت‌ها طول می‌کشد.
  • 9:20 - 9:21
    اما با این ماشین
  • 9:21 - 9:24
    قادر بوده‌ایم این کار را در عرض
    ۲۰ دقیقه انجام دهیم،
  • 9:24 - 9:25
    تنها کسری از این هزینه.
  • 9:25 - 9:28
    و از یک باتری موتورسیکلت نیرو می‌گیرد.
  • 9:29 - 9:34
    از آنجا، ما DNA را استخراج می‌کنیم و آن
    را در کتابخانه‌ای قرار می‌دهیم
  • 9:34 - 9:36
    تا برای بار گذاری
  • 9:36 - 9:40
    روی توالی‌یاب ژنومی قابل حمل،
    دستی آماده شود
  • 9:40 - 9:42
    که اینجا است.
  • 9:42 - 9:45
    و بعد آن را به یک ابر رایانه
    کوچک وصل می‌کنیم،
  • 9:45 - 9:47
    که مین-آی‌تی نامیده می‌شود.
  • 9:48 - 9:52
    هر دوی این چیزها به یک بسته باتری
    قابل حمل وصل شده‌اند.
  • 9:53 - 9:54
    بنابراین ما قادر به حذف
  • 9:54 - 9:57
    الزامات قدرت اصلی و اینترنت هستیم،
  • 9:57 - 10:01
    که دو عامل محدود کننده در یک
    مزرعه خانوادگی در مقیاس کوچک هستند.
  • 10:02 - 10:05
    تحلیل داده‌ها به سرعت می‌تواند
    مشکل باشد.
  • 10:05 - 10:09
    اما اینجاست که زیست شناس
    محاسباتی بودنم به درد می خورد.
  • 10:09 - 10:12
    نمام آن به گیاهان مرده و
  • 10:12 - 10:13
    و همه آن اندازه گیری‌ها
  • 10:13 - 10:15
    و همه آن محاسبات
  • 10:15 - 10:19
    سرانجام در دنیای واقعی، زمان واقعی
    به دست آمد.
  • 10:19 - 10:22
    من توانستم پایگاه داده‌های سفارشی بسازم
  • 10:22 - 10:27
    و توانستیم نتیجه را در عرض ۳ ساعت
  • 10:27 - 10:29
    به جای ۶ ماه به کشاورزها دهیم.
  • 10:30 - 10:37
    (تشویق)
  • 10:38 - 10:41
    کشاورزان در پوست خود نمی‌گنجیدند.
  • 10:42 - 10:45
    خب، چطور فهمیدیم
    که موثر بوده‌ایم؟
  • 10:45 - 10:47
    نه ماه پس از این که آزمایشگاه درخت ما
  • 10:47 - 10:50
    آشا از صفر تن در هکتار
  • 10:50 - 10:52
    به ۴۰ تن در هر هکتار رسید.
  • 10:52 - 10:54
    علاوه بر غذای کافی برای خانواده‌اش،
  • 10:54 - 10:56
    آن را به بازار عرضه می کرد،
  • 10:56 - 10:59
    و الان در حال ساخت خانه برای
    خانواده‌اش است.
  • 11:00 - 11:01
    بله، خیلی جالب است.
  • 11:01 - 11:06
    (تشویق)
  • 11:06 - 11:08
    حال معیار در آزمایشگاه درخت
    چگونه است؟
  • 11:08 - 11:09
    مساله این است،
  • 11:09 - 11:12
    که کشاورزان در حال حاضر
    در آفریقا مقیاس بندی می‌شوند.
  • 11:12 - 11:14
    این زنان در گروه‌های کشاورزی کار می‌کنند،
  • 11:14 - 11:18
    بنابراین کمک به آشا در واقع
    به ۳۰۰۰ نفردر روستای او کمک کرد،
  • 11:18 - 11:21
    چون او نتیجه
    و همچنین راه حل را به اشتراک گذاشت.
  • 11:22 - 11:26
    من تک تک کشاورزهایی را
    که دیده‌ام به یاد دارم.
  • 11:27 - 11:30
    رنج و شادی آنها
  • 11:30 - 11:32
    در ذهنم حک شده است.
  • 11:33 - 11:35
    دانش ما برای آن‌ها است.
  • 11:36 - 11:41
    آزمایشگاه درخت بهترین تلاش ما برای کمک به
    آنها برای تامین امنیت غذایی بیشتر است.
  • 11:41 - 11:43
    هیچ وقت فکر نمی‌کردم
  • 11:43 - 11:46
    که بهترین علمی که در زندگی‌ام انجام می‌دهم
  • 11:46 - 11:49
    روی آن پتو در شرق آفریقا باشد.
  • 11:49 - 11:52
    با پیشرفته‌ترین ابزارهای تکنولوژی ژنومی.
  • 11:52 - 11:55
    اما تیم ما این رویا را داشت
  • 11:55 - 11:59
    که بتوانیم به کشاورزان در عرض
    سه ساعت عوض شش ماه پاسخ دهیم.
  • 11:59 - 12:01
    و بعد ما انجامش دادیم
  • 12:01 - 12:05
    چون که این قدرت تنوع و فراگیری
    در علوم است.
  • 12:05 - 12:06
    ممنونم.
  • 12:06 - 12:09
    (تشویق)
  • 12:10 - 12:14
    (تحسین حضار)
Title:
چطور با استفاده از فناوری DNA به کشاورزان در مبارزه علیه آفات محصول کمک می‌کنیم
Speaker:
لارا بوکین
Description:

حدود ۸۰۰ میلیون نفر در سراسر دنیا برای بقای حیات خود به کاساوا نیاز دارند -- اما به گفته همیار TED، لار بوکین بیولوژیست محاسباتی، این منبع حیاتی باارزش مورد حمله ویروس‌هایی قرار دارد که تماما قابل جلوگیری هستند. او ما را به مزرعه‌هایی در شرق آفریقا می‌برد که در آنجا به همراه تیم متنوعی از دانشمندان به کشاورزان کمک می‌کند تا محصولات سالم‌تر داشته باشند البته با استفاده از یک آزمایشگاه دی‌ان‌ای قابل حمل و ابرکامپیوتری کوچک تا ویروس‌ها به جای شش ماه طی جند ساعت شناسایی کنند.
more » « less
Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TEDTalks
Duration:
12:27

Persian subtitles

Revisions

Our website uses cookies for analysis purposes.