-
Títol:
Kako koristimo DNA tehnologiju da pomognemo poljoprivrednicima u borbi protiv bolesti usjeva
-
Descripció:
Gotovo 800 milijuna ljudi širom svijeta ovisi o kasavi za opstanak - ali ovaj kritični izvor hrane napadaju virusi, koji se mogu potpuno spriječiti, kaže računalna biologinja i starija TED suradnica Laura Boykin. Vodi nas na farme u istočnoj Africi gdje radi s raznolikim timom znanstvenika kako bi pomogli poljoprivrednicima održati svoje usjeve zdravima, koristeći prijenosni DNA laboratorij i mini superračunalo, koje može identificirati viruse u satima, umjesto u mjesecima.
-
Speaker:
Laura Boykin
-
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.
-
-
-
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.
-
-
-
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.
-
-
-
Tako sam postala računalna biologinja.
-
Tijekom tog vremena,
-
genomika i računalstvo su napredovali.
-
I nastavila sam raditi svoj magisterij
-
kombinirajući biologiju i računala.
-
-
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.
-
-
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.
-
-
-
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."
-
-
-
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.
-
-
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.
-
-
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.
-
-
-