Return to Video

Hoe we DNA gebruiken om boeren plantenziekten te helpen bestrijden

  • 0:01 - 0:03
    Twee redenen halen me uit bed.
  • 0:03 - 0:07
    Ten eerste, kleine familieboeren
    hebben meer voedsel nodig.
  • 0:08 - 0:13
    Het is te gek dat in 2019
    de boeren die ons voeden honger lijden.
  • 0:13 - 0:18
    Ten tweede, omdat wetenschap
    meer divers en inclusief moet zijn.
  • 0:19 - 0:22
    Als we de grootste problemen
    op de planeet willen oplossen,
  • 0:22 - 0:23
    zoals voedselonzekerheid
  • 0:23 - 0:26
    voor de miljoenen mensen
    die in extreme armoede leven,
  • 0:26 - 0:28
    hebben we iedereen nodig.
  • 0:29 - 0:31
    Ik wil de nieuwste technologie gebruiken
  • 0:31 - 0:35
    met de meest diverse
    en inclusieve teams op de planeet
  • 0:35 - 0:37
    om landbouwers aan meer voedsel te helpen.
  • 0:38 - 0:39
    Ik ben een computationele bioloog.
  • 0:39 - 0:40
    Ik weet het --
  • 0:40 - 0:43
    wat is dat en hoe gaat dat
    de honger uit de wereld helpen?
  • 0:43 - 0:46
    Simpel gezegd hou ik
    van computers en biologie
  • 0:46 - 0:49
    en op de een of andere manier
    vormt dat samen een beroep.
  • 0:49 - 0:50
    (Gelach)
  • 0:50 - 0:51
    Ik ben niet iemand
  • 0:51 - 0:55
    die al op jonge leeftijd
    bioloog wou worden.
  • 0:55 - 0:58
    De waarheid is dat ik
    op de universiteit basketbal speelde.
  • 0:59 - 1:04
    Om het hoofd boven water te houden
    volgde ik een leerwerktraject.
  • 1:04 - 1:06
    Op een mooie dag
  • 1:06 - 1:09
    liep ik het gebouw
    vlak bij mijn slaapruimte in.
  • 1:09 - 1:12
    Toevallig was dat het biologiegebouw.
  • 1:12 - 1:15
    Ik ging binnen en bekeek
    het bord met werkaanbiedingen.
  • 1:15 - 1:18
    Ja, dit was van voor het internet.
  • 1:18 - 1:20
    Ik zag een fiche
  • 1:20 - 1:24
    die een baan aanbood
    om te werken in het herbarium.
  • 1:25 - 1:27
    Ik noteerde snel het nummer,
  • 1:27 - 1:28
    omdat er ‘flexibele uren’ stond
  • 1:28 - 1:32
    en dat had ik nodig om het in te passen
    in mijn basketbalschema.
  • 1:32 - 1:37
    Ik haastte me naar de bibliotheek
    om te weten wat een herbarium was.
  • 1:37 - 1:39
    (Gelach)
  • 1:39 - 1:40
    Het blijkt
  • 1:40 - 1:44
    dat ze in een herbarium
    dode, gedroogde planten bewaren.
  • 1:45 - 1:47
    Het lukte me om de baan te krijgen.
  • 1:47 - 1:50
    Mijn eerste wetenschappelijke werk
  • 1:50 - 1:56
    bestond in urenlang
    dode planten op papier plakken.
  • 1:56 - 1:59
    (Gelach)
  • 1:59 - 2:00
    Het is zo glamoureus.
  • 2:00 - 2:03
    Zo werd ik computationele bioloog.
  • 2:04 - 2:06
    In die tijd
  • 2:06 - 2:08
    werden genomica en computers volwassen.
  • 2:08 - 2:11
    Ik ging mijn masters doen
  • 2:11 - 2:14
    door combinatie van biologie en computers.
  • 2:14 - 2:15
    Gedurende die tijd
  • 2:15 - 2:17
    werkte ik bij het Los Alamos National Lab
  • 2:17 - 2:20
    in de groep theoretische
    biologie en biofysica.
  • 2:20 - 2:23
    Daar zag ik voor het eerst
    een supercomputer
  • 2:23 - 2:25
    en ik werd erdoor van de sokken geblazen.
  • 2:26 - 2:28
    Met de kracht van supercomputers,
  • 2:28 - 2:32
    in feite duizenden met elkaar
    verbonden pc's op steroïden,
  • 2:32 - 2:38
    konden we de complexiteit
    van griep en hepatitis C ontrafelen.
  • 2:38 - 2:40
    Toen zag ik de kracht
  • 2:40 - 2:45
    van de combinatie van computers
    en biologie voor de mensheid.
  • 2:45 - 2:47
    Daar wilde ik mijn carrière van maken.
  • 2:48 - 2:50
    Daarom vertoef ik sinds 1999
  • 2:50 - 2:53
    het grootste deel
    van mijn wetenschappelijke carrière
  • 2:53 - 2:54
    in high-tech laboratoria,
  • 2:55 - 2:57
    omringd door peperdure apparatuur.
  • 2:58 - 2:59
    Zovelen vragen mij
  • 2:59 - 3:03
    hoe en waarom ik
    voor de boeren in Afrika werk.
  • 3:04 - 3:06
    Vanwege mijn computervaardigheden
  • 3:06 - 3:11
    vroeg in 2013 een team
    van Oost-Afrikaanse wetenschappers me
  • 3:11 - 3:15
    om met het team een oplossing te zoeken
    voor de benarde situatie van cassave.
  • 3:16 - 3:18
    Cassave is een plant
  • 3:18 - 3:23
    waarvan de bladeren en wortels
    wereldwijd 800 miljoen mensen voeden --
  • 3:24 - 3:27
    500 miljoen daarvan in Oost-Afrika.
  • 3:27 - 3:29
    Bijna een miljard mensen
  • 3:29 - 3:32
    doen beroep op deze plant
    voor hun dagelijkse calorieën.
  • 3:33 - 3:36
    Als een kleinschalige familieboerin
    genoeg cassave heeft,
  • 3:36 - 3:39
    kan ze haar gezin voeden
  • 3:39 - 3:43
    en het ook nog verkopen op de markt
    voor belangrijke zaken als schoolgeld,
  • 3:43 - 3:45
    medische kosten en spaargeld.
  • 3:46 - 3:49
    Maar cassave wordt bedreigd in Afrika.
  • 3:50 - 3:54
    Wittevlieg en virussen verwoesten cassave.
  • 3:55 - 3:56
    Wittevlieg zijn kleine insecten
  • 3:56 - 4:00
    die zich voeden met de bladeren
    van meer dan 600 plantensoorten.
  • 4:00 - 4:01
    Ze zijn slecht nieuws.
  • 4:01 - 4:03
    Er bestaan vele soorten.
  • 4:03 - 4:05
    Ze worden resistent
    tegen bestrijdingsmiddelen
  • 4:05 - 4:09
    en ze verspreiden
    honderden plantenvirussen
  • 4:09 - 4:12
    die cassave bruine-streep-ziekte
  • 4:12 - 4:14
    en mozaïek-ziekte geven.
  • 4:14 - 4:16
    Dat doodt de plant.
  • 4:17 - 4:19
    Zonder cassave
  • 4:19 - 4:23
    is er geen voedsel of inkomen
    voor miljoenen mensen.
  • 4:24 - 4:26
    Eén reis naar Tanzania was genoeg
  • 4:26 - 4:29
    om te beseffen dat deze vrouwen
    hulp nodig hebben.
  • 4:29 - 4:34
    Deze verbazingwekkende, sterke,
    kleinschalige familiale boeren,
  • 4:34 - 4:35
    de meerderheid vrouwen,
  • 4:35 - 4:36
    hebben het zwaar.
  • 4:37 - 4:39
    Ze hebben niet genoeg voedsel
    om hun gezin te voeden.
  • 4:39 - 4:41
    Het is een echte crisis.
  • 4:42 - 4:43
    Dit gebeurt er:
  • 4:43 - 4:46
    ze leggen velden van cassave aan
    zodra de regens komen.
  • 4:46 - 4:48
    Negen maanden later
  • 4:48 - 4:49
    is er niets
  • 4:49 - 4:51
    door die plagen en ziekteverwekkers.
  • 4:51 - 4:53
    Ik dacht:
  • 4:53 - 4:56
    hoe kunnen boeren nu honger lijden?
  • 4:57 - 4:59
    Daarom besloot ik er
    wat tijd door te brengen
  • 4:59 - 5:01
    met de boeren en de wetenschappers
  • 5:01 - 5:03
    om te zien of ik hen
    kon helpen met mijn kennis.
  • 5:04 - 5:07
    De situatie ter plaatse is schokkend.
  • 5:07 - 5:12
    De wittevlieg vernietigde de bladeren
    die worden gegeten voor het eiwit
  • 5:12 - 5:15
    en de virussen vernietigden de wortels
    die worden gegeten voor het zetmeel.
  • 5:16 - 5:18
    Een heel groeiseizoen gaat voorbij
  • 5:18 - 5:22
    en de boerin verliest
    een heel jaar van inkomsten en voedsel
  • 5:22 - 5:25
    en de familie zal
    een lange tijd honger lijden.
  • 5:26 - 5:28
    Dat is volledig te voorkomen.
  • 5:28 - 5:29
    Als de boerin wist
  • 5:29 - 5:32
    welke soort cassave
    te planten in haar gebied,
  • 5:32 - 5:37
    een die resistent is
    tegen die virussen en pathogenen,
  • 5:37 - 5:39
    zou ze meer voedsel hebben.
  • 5:39 - 5:42
    We hebben alle nodige technologie,
  • 5:42 - 5:45
    maar de kennis en de middelen
  • 5:45 - 5:48
    zijn niet gelijk verdeeld over de wereld.
  • 5:49 - 5:51
    Wat ik precies bedoel,
  • 5:51 - 5:53
    is dat de oudere genomische technologieën
  • 5:53 - 5:56
    die nodig zijn om
    de complexiteit te ontrafelen
  • 5:56 - 5:58
    van deze plagen en pathogenen --
  • 5:59 - 6:02
    die zijn niet ontworpen
    voor subsaharaans Afrika.
  • 6:03 - 6:05
    Ze kosten meer dan een miljoen dollar,
  • 6:05 - 6:07
    ze hebben een stroomnet nodig
  • 6:07 - 6:09
    en gespecialiseerd menselijk kunnen.
  • 6:10 - 6:13
    Er zijn maar weinig apparaten
    en ze liggen ver verspreid,
  • 6:13 - 6:17
    wat veel wetenschappers
    aan het front geen andere keus laat
  • 6:17 - 6:19
    dan om de monsters
    naar het buitenland te sturen.
  • 6:20 - 6:22
    Als je de monsters
    naar het buitenland stuurt,
  • 6:22 - 6:24
    degraderen ze, kost het een hoop geld
  • 6:24 - 6:27
    en de data via een zwak internet
    proberen terug te krijgen
  • 6:27 - 6:29
    is bijna onmogelijk.
  • 6:29 - 6:31
    Soms duurt het zes maanden
  • 6:31 - 6:33
    om de resultaten
    terug bij de boer te krijgen.
  • 6:33 - 6:35
    En tegen die tijd is het te laat.
  • 6:35 - 6:37
    Het gewas is al weg,
  • 6:37 - 6:40
    wat leidt tot meer armoede en honger.
  • 6:41 - 6:43
    We wisten dat we dit konden oplossen.
  • 6:44 - 6:45
    In 2017
  • 6:45 - 6:50
    hadden we gehoord van deze handheld,
    draagbare DNA-sequenser:
  • 6:50 - 6:53
    de Oxford Nanopore MinION.
  • 6:53 - 6:57
    Hij werd in West-Afrika gebruikt
    om Ebola te bestrijden.
  • 6:57 - 6:58
    We dachten:
  • 6:58 - 7:02
    waarom kunnen we hem in Oost-Afrika
    niet gebruiken om landbouwers te helpen?
  • 7:02 - 7:06
    Dus gingen we het proberen.
  • 7:07 - 7:09
    Toentertijd, omdat de technologie
    nog erg nieuw was,
  • 7:09 - 7:12
    twijfelden velen eraan
    of dat zou werken op de boerderij.
  • 7:13 - 7:14
    Toen we ermee begonnen,
  • 7:14 - 7:18
    zegde één van onze 'medewerkers'
    in het Verenigd Koninkrijk
  • 7:18 - 7:22
    dat dat nooit zou lukken in Oost-Afrika,
  • 7:22 - 7:23
    laat staan op de boerderij.
  • 7:24 - 7:26
    We accepteerden de uitdaging.
  • 7:26 - 7:29
    Deze persoon verwedde zelfs
  • 7:29 - 7:32
    twee flessen van de beste champagne
  • 7:32 - 7:35
    dat we het nooit
    voor elkaar zouden krijgen.
  • 7:37 - 7:38
    Twee woorden:
  • 7:38 - 7:40
    betaal maar.
  • 7:40 - 7:42
    (Gelach)
  • 7:42 - 7:46
    (Applaus)
  • 7:46 - 7:49
    Betalen, omdat het ons lukte.
  • 7:49 - 7:52
    We namen het volledige
    high-tech moleculair lab mee
  • 7:52 - 7:56
    naar de boeren
    in Tanzania, Kenia en Uganda.
  • 7:56 - 7:58
    We noemden het Tree Lab.
  • 7:59 - 8:00
    Wat hebben we gedaan?
  • 8:00 - 8:03
    Eerst gaven we onszelf een teamnaam --
  • 8:03 - 8:05
    het Cassave Virus Action Project.
  • 8:05 - 8:06
    We maakten een website,
  • 8:06 - 8:10
    kregen steun van de genomica-
    en informaticagemeenschappen
  • 8:10 - 8:12
    en gingen op weg naar de boeren.
  • 8:12 - 8:15
    Alle benodigdheden voor onze Tree Lab
  • 8:15 - 8:18
    worden vervoerd door het team hier.
  • 8:18 - 8:22
    Aan alle moleculaire
    en computationele vereisten
  • 8:22 - 8:25
    om zieke planten
    te diagnosticeren is voldaan.
  • 8:25 - 8:28
    Het staat hier nu ook allemaal.
  • 8:29 - 8:32
    We dachten dat als we de gegevens
    dichter bij het probleem
  • 8:32 - 8:34
    en dichter bij de boerin
    konden verzamelen,
  • 8:34 - 8:38
    we haar sneller konden vertellen
    wat er mis was met haar planten.
  • 8:38 - 8:40
    En niet alleen wat er mis was --
  • 8:40 - 8:41
    maar ook de oplossing geven.
  • 8:41 - 8:43
    De oplossing is:
  • 8:43 - 8:45
    verbrand het veld en plant variëteiten
  • 8:45 - 8:49
    die resistent zijn tegen de plagen
    en pathogenen op haar veld.
  • 8:50 - 8:54
    Het eerste wat we deden,
    was een DNA-extractie.
  • 8:54 - 8:57
    We gebruikten dit toestel hier.
  • 8:57 - 9:00
    Het heet een PDQeX,
  • 9:00 - 9:04
    wat staat voor
    'Pretty Damn Quick Extraction'.
  • 9:04 - 9:06
    (Gelach)
  • 9:06 - 9:07
    Ik weet het.
  • 9:08 - 9:10
    Mijn vriend Joe is echt cool.
  • 9:11 - 9:15
    Een van de grootste uitdagingen
    bij het doen van een DNA-extractie
  • 9:15 - 9:18
    is dat het meestal
    zeer dure apparatuur vereist
  • 9:18 - 9:20
    en uren duurt.
  • 9:20 - 9:21
    Maar met deze machine
  • 9:21 - 9:23
    doen we het in 20 minuten
  • 9:23 - 9:25
    tegen een fractie van de kosten.
  • 9:25 - 9:28
    En het loopt op de accu
    van een motorfiets.
  • 9:29 - 9:34
    Dan nemen het DNA-extract
    en verwerken het tot een bibliotheek,
  • 9:34 - 9:36
    maken het klaar
  • 9:36 - 9:40
    voor deze draagbare,
    handheld genomische sequenser,
  • 9:40 - 9:42
    hier,
  • 9:42 - 9:45
    en steken het dan
    in een mini-supercomputer
  • 9:45 - 9:47
    die MinIT heet.
  • 9:48 - 9:52
    Beiden zijn aangesloten
    op een draagbare accu.
  • 9:53 - 9:57
    We hoefden dus geen stroomnet
    en geen internet,
  • 9:57 - 10:01
    twee zeer beperkende factoren
    op een kleinschalige familieboerderij.
  • 10:02 - 10:05
    Snel analyseren van de gegevens
    kan ook een probleem zijn.
  • 10:05 - 10:09
    Maar dit is waar ik van pas kwam
    als computationeel bioloog.
  • 10:09 - 10:12
    Al dat opplakken van dode planten
  • 10:12 - 10:13
    en al dat meten
  • 10:13 - 10:15
    en al dat computeren
  • 10:15 - 10:19
    kwam eindelijk goed van pas
    in de echte wereld, in real time.
  • 10:19 - 10:22
    Ik kon databases op maat maken
  • 10:22 - 10:27
    en we konden de boeren
    in drie uur resultaten geven
  • 10:27 - 10:29
    in plaats van in zes maanden.
  • 10:30 - 10:33
    (Applaus)
  • 10:38 - 10:41
    De boeren waren dolblij.
  • 10:42 - 10:45
    Hoe kunnen we nu weten
    dat we echt invloed we hebben?
  • 10:45 - 10:47
    Negen maanden na onze Tree Lab
  • 10:47 - 10:50
    ging Asha van nul ton per hectare
  • 10:50 - 10:52
    naar 40 ton per hectare.
  • 10:52 - 10:54
    Ze had genoeg om haar gezin te voeden
  • 10:54 - 10:56
    en ze verkocht het op de markt.
  • 10:56 - 10:59
    Ze bouwt nu een huis voor haar familie.
  • 11:00 - 11:01
    Ja, zo cool.
  • 11:01 - 11:06
    (Applaus)
  • 11:06 - 11:08
    Hoe kunnen we Tree Lab nu schalen?
  • 11:08 - 11:09
    Feit is
  • 11:09 - 11:11
    dat boeren in Afrika al geschaald zijn.
  • 11:11 - 11:13
    Deze vrouwen werken in boerengroepen,
  • 11:13 - 11:18
    dus is Asha helpen eigenlijk
    3.000 mensen in haar dorp helpen,
  • 11:18 - 11:21
    want ze deelde de resultaten
    en ook de oplossing.
  • 11:22 - 11:26
    Ik herinner me elke boerin
    die ik ooit heb ontmoet.
  • 11:27 - 11:30
    Hun pijn en hun vreugde
  • 11:30 - 11:32
    zitten geëtst in mijn herinneringen.
  • 11:33 - 11:35
    Onze wetenschap is er voor hen.
  • 11:36 - 11:38
    Tree Lab is onze beste poging
  • 11:38 - 11:41
    om hen te helpen
    aan meer voedselzekerheid.
  • 11:41 - 11:43
    Ik had nooit gedroomd
  • 11:43 - 11:46
    dat de beste wetenschap ooit in mijn leven
  • 11:46 - 11:49
    zou gebeuren op die deken in Oost-Afrika,
  • 11:49 - 11:52
    met die highest-tech genomische gadgets.
  • 11:52 - 11:55
    Maar ons team droomde ervan
  • 11:55 - 11:59
    om de boeren antwoorden te kunnen geven
    in drie uur in plaats van zes maanden,
  • 11:59 - 12:01
    en we deden het.
  • 12:01 - 12:02
    Want dat is de kracht
  • 12:02 - 12:05
    van diversiteit en integratie
    in de wetenschap.
  • 12:05 - 12:06
    Dank je.
  • 12:06 - 12:09
    (Applaus)
  • 12:10 - 12:14
    (Gejuich)
Títol:
Hoe we DNA gebruiken om boeren plantenziekten te helpen bestrijden
Speaker:
Laura Boykin
Descripció:

Bijna 800 miljoen mensen wereldwijd zijn afhankelijk van cassave om te overleven -- maar deze kritieke voedselbron wordt aangevallen door volledig te voorkomen virussen, zegt computationeel bioloog en TED Senior Fellow Laura Boykin. Ze neemt ons mee naar de boerderijen in Oost-Afrika, waar ze werkt met een divers team van wetenschappers om boeren te helpen hun gewassen gezond te houden met behulp van een draagbaar DNA-laboratorium en een mini-supercomputer die virussen binnen enkele uren in plaats van in maanden kunnen identificeren.

more » « less
Video Language:
English
Team:
TED
Projecte:
TEDTalks
Duration:
12:27

Dutch subtitles

Revisions