Como usamos a tecnologia do ADN para ajudar os agricultores a lutar contra as pragas

Quase 800 milhões de pessoas, no mundo inteiro, dependem da mandioca para sobreviverem, mas este alimento fundamental está sob o ataque perfeitamente evitável de vírus, diz a bióloga e TED Senior Fellow Laura Boykin. Laura leva-nos às plantações da África Oriental onde trabalha com uma equipa diversificada de cientistas para ajudar os agricultores a manter saudáveis as culturas usando um laboratório portátil de ADN e um mini supercomputador que identifica vírus em poucas horas, em vez de meses.

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)