Showing Revision 17 created 10/23/2019 by Yolanda Zhang.

1. Títol:
   我们如何使用DNA科技来帮助农民抵抗作物疾病
2. Descripció:

   计算生物学家、TED高级研究员劳拉·博伊金（Laura Boykin）说，全世界有近8亿人依靠木薯生存，但是这个重要的食物来源正受到完全可以预防的病毒攻击。她为我们展示了在东非的农田，她如何与一个多元化的科学家团队合作，帮助农民保持作物健康。通过使用便携式DNA实验室和微型超级计算机，他们不再需要几个月，而是在几小时内就能识别病毒。

3. Speaker:
   劳拉·博伊金
4. 991 0:01 - 0:03
   我早上起床为了两个原因。
5. 3341 0:03 - 0:07
   第一，小规模农民家庭
   需要更多的粮食。
6. 7738 0:08 - 0:13
   2019年，为我们供应粮食的农民们
   还要忍饥受饿，简直不可思议。
7. 13353 0:13 - 0:18
   第二，科学需要更多元化，更包容。
8. 18679 0:19 - 0:22
   如果我们要解决地球上
   最艰难的挑战，
9. 22125 0:22 - 0:26
   如拯救成千上万地瘠民贫
   的粮食短缺，
10. 26482 0:26 - 0:28
    就需要我们所有人的共同努力。
11. 28680 0:29 - 0:31
    我要用最先进的科技，

    ¶

12. 31284 0:31 - 0:35
    和地球上最多元化
    和包容的团队一起，
13. 34601 0:35 - 0:37
    帮助农民们生产更多的粮食。
14. 37545 0:38 - 0:39
    我是一位计算生物学家。
15. 39450 0:39 - 0:43
    你们可能会好奇，那是什么？
    它将如何杜绝饥饿？
16. 42878 0:43 - 0:46
    这么说吧，我喜欢计算机和生物学，
17. 46148 0:46 - 0:49
    于是它们以某种方式结合
    在一起就成了一项工作。
18. 48616 0:49 - 0:50
    （笑声）

    ¶

19. 49723 0:50 - 0:51
    我没有从小

    ¶

20. 51267 0:51 - 0:55
    要成为一个生物学家的故事。
21. 54577 0:55 - 0:58
    事实是，我在大学时是打篮球的。
22. 58585 0:59 - 1:04
    我一部分的经济来源依赖半工半读。
23. 64300 1:04 - 1:06
    突然有一天，
24. 65864 1:06 - 1:09
    我漫步到了宿舍
    旁边的建筑物，
25. 69085 1:09 - 1:12
    那刚好是生物学系。
26. 72347 1:12 - 1:15
    我进去看到了招聘告示板。
27. 75493 1:15 - 1:18
    是的，那是在还没有互联网的时代。
28. 78430 1:18 - 1:20
    我看到了一张明信片大小的卡片，
29. 80461 1:20 - 1:24
    招募人员到植物标本室工作。
30. 84601 1:25 - 1:27
    我赶紧记下联络号码，
31. 86626 1:27 - 1:28
    因为它说"工作时间灵活",
32. 88355 1:28 - 1:32
    我需要那个来配合
    我的篮球时间表。
33. 92204 1:32 - 1:37
    然后我跑去图书馆查
    什么是植物标本室。
34. 96815 1:37 - 1:39
    （笑声）

    ¶

35. 99046 1:39 - 1:40
    原来

    ¶

36. 100379 1:40 - 1:44
    植物标本室是来收藏
    死了，干了的植物。
37. 105379 1:45 - 1:47
    我幸运地被录取了。
38. 107117 1:47 - 1:50
    所以我的第一份科学工作
39. 110347 1:50 - 1:56
    就是花上几个小时
    将枯死的植物粘在纸上。
40. 115706 1:56 - 1:59
    （笑声）

    ¶

41. 119008 1:59 - 2:00
    它是如此的风光啊。

    ¶

42. 120182 2:00 - 2:03
    这就是我如何成为了
    计算生物学家。
43. 124323 2:04 - 2:06
    在那个时候，
44. 125530 2:06 - 2:08
    基因组学和计算学如日方升。
45. 128276 2:08 - 2:11
    毕业后我开始攻读结合
46. 130704 2:11 - 2:14
    生物学和计算机的硕士。
47. 133823 2:14 - 2:15
    当时，

    ¶

48. 134832 2:15 - 2:17
    我在拉斯阿拉莫斯国家实验室
49. 136815 2:17 - 2:19
    理论生物学和生物物理学组工作。
50. 139776 2:20 - 2:24
    就在那里，我初次见证了超级计算机，
51. 143530 2:24 - 2:25
    真是惊为天人。
52. 145840 2:26 - 2:28
    借助超级计算机，
53. 147903 2:28 - 2:32
    也就是数千台联网电脑的力量，
54. 152150 2:32 - 2:38
    我们能够发现流感病毒
    和丙性肝炎的复杂性。
55. 158134 2:38 - 2:40
    正是这时候我看到了利用计算机
56. 160489 2:40 - 2:45
    和生物学相结合来造福人类的力量。
57. 164633 2:45 - 2:47
    我想把这当作终生事业。
58. 168030 2:48 - 2:50
    所以，从1999年开始，
59. 169831 2:50 - 2:53
    我大部分的科学生涯都在
60. 172553 2:53 - 2:54
    非常高科技的实验室里度过，
61. 174506 2:55 - 2:57
    周围都是非常昂贵的设备。
62. 177712 2:58 - 2:59
    很多人问我，

    ¶

63. 179379 2:59 - 3:03
    我为什么，又是如何
    为非洲的农民工作的。
64. 183804 3:04 - 3:06
    由于我的计算技能，
65. 186130 3:06 - 3:11
    在2013年，一个东非科学家小组
66. 190693 3:11 - 3:15
    邀请我加入拯救木薯的队伍。
67. 195766 3:16 - 3:23
    木薯的叶子和根部
    能养活全球8亿人，
68. 203639 3:24 - 3:27
    有5亿人在东非。
69. 206994 3:27 - 3:29
    差不多有十亿人
70. 209025 3:29 - 3:32
    依靠这种植物来供应
    他们每天的卡路里。
71. 212581 3:33 - 3:36
    如果一个小型家庭农场主
    有足够的木薯，
72. 216450 3:36 - 3:39
    她就可以养活她的家人，
73. 218618 3:39 - 3:43
    并在市场上售卖这些木薯，
    换取重要的东西，如学费，
74. 222688 3:43 - 3:45
    医疗费用和储蓄。
75. 225752 3:46 - 3:49
    但是，木薯的种植在非洲受到了冲击。

    ¶

76. 229665 3:50 - 3:54
    粉虱和病毒在摧毁着木薯。
77. 234593 3:55 - 3:57
    粉虱是体型微小的昆虫，
78. 236823 3:57 - 4:00
    以超过600种植物的树叶为食。
79. 239665 4:00 - 4:01
    它们不请自来，
80. 241490 4:01 - 4:03
    有很多种类，
81. 242673 4:03 - 4:05
    具有抗药性，
82. 244966 4:05 - 4:09
    还能传播数百种植物病毒，
83. 249244 4:09 - 4:12
    导致木薯患上棕色条纹病
84. 251792 4:12 - 4:14
    和木薯马赛克病。
85. 254085 4:14 - 4:16
    这会彻底杀死作物。
86. 257038 4:17 - 4:19
    如果没有木薯，
87. 258879 4:19 - 4:23
    那数百万人就没有食物或收入。
88. 264141 4:24 - 4:27
    我去了一趟坦桑尼亚，

    ¶

89. 266641 4:27 - 4:29
    意识到那里的妇女需要一些帮助。
90. 269403 4:29 - 4:34
    这些了不起的，坚强的，
    小型家庭农场主，
91. 273680 4:34 - 4:35
    大多数是妇女，
92. 274972 4:35 - 4:36
    他们的生活苦不堪言。
93. 276744 4:37 - 4:39
    他们没有足够的食物来养活家人，
94. 279204 4:39 - 4:41
    这是一场真正的危机。
95. 281530 4:42 - 4:43
    现实情况是，
96. 283053 4:43 - 4:46
    当雨季来临的时候，她
    们到木薯田里耕种。
97. 286069 4:46 - 4:48
    九个月之后，
98. 287799 4:48 - 4:51
    什么都没有，都是因为
    这些害虫和病原体。
99. 290903 4:51 - 4:53
    我不禁心想，
100. 293085 4:53 - 4:56
     这世界上怎么还有食不果腹的农民呢？
101. 296815 4:57 - 4:59
     所以我决定花一段时间在田里，

     ¶

102. 299159 4:59 - 5:01
     跟着农民和科学家们，
103. 300863 5:01 - 5:03
     看看我是否有帮得上忙的技能。
     
104. 304427 5:04 - 5:07
     当地局势令人震惊。
105. 307307 5:07 - 5:12
     粉虱毁坏树叶为摄取蛋白质，
     
106. 311601 5:12 - 5:15
     病毒摧毁根部为摄取淀粉。
     
107. 315592 5:16 - 5:18
     在整个生长季节过去后，
108. 318061 5:18 - 5:22
     农民将失去整整一年
     的收入和食物，
109. 322195 5:22 - 5:25
     他们的家庭将遭受
     一个漫长的饥饿季节。
110. 325942 5:26 - 5:28
     这完全是可以预防的。
111. 328046 5:28 - 5:29
     如果农民知道
     
112. 329394 5:29 - 5:32
     在她的田里种植什么品种的木薯
113. 332482 5:32 - 5:37
     可以抵抗这些病毒和病原体，
114. 336831 5:37 - 5:39
     她们就会有更多的食物。
115. 338760 5:39 - 5:42
     我们拥有我们需要的所有科技，

     ¶

116. 341619 5:42 - 5:45
     但这些知识和资源
117. 344847 5:45 - 5:48
     在全球的分布非常不均衡。
118. 348712 5:49 - 5:51
     我想强调的是，
119. 351298 5:51 - 5:53
     传统的基因组技术
120. 353174 5:53 - 5:56
     被用于揭露这些害虫和病原体
121. 356061 5:56 - 5:59
     的复杂性——
122. 359147 5:59 - 6:02
     这些技术不是为
     南非撒哈拉地带而设的。
123. 363058 6:03 - 6:05
     它们的花费在一百万美元以上，
124. 365423 6:05 - 6:07
     需要不断的电力供应
125. 367335 6:07 - 6:09
     和专门的技术人员操作。
126. 369970 6:10 - 6:13
     这些机器在非洲大陆上寥寥无几，
127. 372855 6:13 - 6:17
     让许多在前线战斗
     的科学家不得不
128. 377500 6:18 - 6:19
     把样品送到海外。
129. 379523 6:20 - 6:21
     当你把样品送到海外时，
130. 381507 6:22 - 6:24
     样品会降解，花费很昂贵，
131. 384157 6:24 - 6:27
     而且在糟糕的互联网中取回数据
132. 387348 6:27 - 6:29
     几乎是不可能的。
133. 389142 6:29 - 6:33
     所以有时可能需要六个月
     的时间把结果送回农民手里。
134. 393465 6:33 - 6:35
     那时已经太晚了。
135. 395243 6:35 - 6:37
     作物已经被摧毁，
136. 396854 6:37 - 6:40
     造成持续的贫困和更多的饥饿。
137. 401306 6:41 - 6:43
     我们知道我们可以解决这个问题。

     ¶

138. 403989 6:44 - 6:45
     在2017年，
139. 405417 6:45 - 6:50
     我们听说了这个叫做
     Oxford Nanopore MinION 的
140. 410227 6:50 - 6:53
     手持便携式DNA测序仪。
141. 412760 6:53 - 6:57
     它曾在西非抗击埃博拉时功不可没。
142. 416937 6:57 - 6:58
     因此，我们认为：
     
143. 418458 6:58 - 7:02
     为什么不用这个在东非帮助农民呢？
144. 421768 7:02 - 7:06
     于是，我们要做的就是开始着手行动。
145. 426609 7:07 - 7:09
     当时，这项科技非常新颖，
146. 429331 7:09 - 7:12
     许多人怀疑我们能否在
     农地里复制相似的结果。
147. 432879 7:13 - 7:14
     当我们开始这样做时，
     
148. 434220 7:14 - 7:18
     我们有个英国的"合作伙伴"
149. 438125 7:18 - 7:22
     告诉我们，这永远都不会发生在东非，
150. 441776 7:22 - 7:23
     更别说在农田里了。
     
151. 443863 7:24 - 7:26
     因此，我们接受了挑战。
152. 445934 7:26 - 7:32
     这个人甚至和我们打赌
     两瓶最好的香槟，
153. 452411 7:32 - 7:35
     说我们永远不会实现的。
154. 456871 7:37 - 7:38
     三个字：
155. 458474 7:38 - 7:40
     买单吧。
156. 459649 7:40 - 7:42
     （笑声）

     ¶

157. 461847 7:42 - 7:46
     （掌声）

     ¶

158. 466023 7:46 - 7:49
     买单吧，因为我们做到了。

     ¶

159. 468960 7:49 - 7:52
     我们把整个高科技分子实验室
160. 472269 7:52 - 7:56
     带给了坦桑尼亚，肯尼亚
     和乌干达的农民们，
161. 475942 7:56 - 7:58
     我们称它为"树实验室"。
162. 478942 7:59 - 8:00
     那我们做了什么？
     
     
163. 480157 8:00 - 8:03
     首先我们给自己取了一个队名——
164. 482760 8:03 - 8:05
     叫做木薯病毒行动项目。
165. 484958 8:05 - 8:06
     我们制作了一个网站，
166. 486339 8:06 - 8:10
     从基因组学和计算社区中召集支持，
167. 489974 8:10 - 8:12
     然后去农民那里。
168. 492411 8:12 - 8:15
     "树实验室"所需的一切
169. 495244 8:15 - 8:18
     由团队携带着来到这里。
170. 497677 8:18 - 8:22
     所有分子和计算学需要用来
171. 501748 8:22 - 8:25
     诊断植物病理的条件都准备就绪了。
172. 505431 8:25 - 8:28
     实际上，所有这些
     全都在这个舞台上。
173. 509161 8:29 - 8:33
     我们认为，如果我们能
     使数据更贴近问题，

     ¶

174. 512772 8:33 - 8:34
     更贴近农民，
175. 514414 8:34 - 8:38
     我们就能更快地判断
     她的植物出了什么问题。
176. 518169 8:38 - 8:40
     不仅能诊断出问题——
177. 520066 8:40 - 8:41
     还能给她解决方案。
178. 521482 8:41 - 8:43
     解决办法就是，
179. 522831 8:43 - 8:45
     烧掉那片田地，并种上
180. 525478 8:45 - 8:49
     对害虫和病原体具有
     抵抗力的植物品种。
181. 529942 8:50 - 8:54
     所以，我们必须做的第一件事
     是进行DNA提取。
182. 534170 8:54 - 8:57
     我们在这里用的是这台机器，
183. 537050 8:57 - 9:00
     叫做"PDQeX"，
184. 540273 9:00 - 9:04
     代表“死快死快的提取"。
185. 544188 9:04 - 9:06
     (笑声)

     ¶

186. 546260 9:06 - 9:07
     有意思吧。

     ¶

187. 547768 9:08 - 9:10
     我的朋友乔真的很酷。
188. 551394 9:11 - 9:15
     最大的挑战之一是进行DNA提取，
189. 554778 9:15 - 9:18
     它通常需要非常昂贵的设备，
190. 558117 9:18 - 9:20
     需要几个小时。
191. 559545 9:20 - 9:21
     但是有了这台机器，
192. 561061 9:21 - 9:24
     我们在二十分钟内就能完成，
193. 563839 9:24 - 9:25
     而且成本低廉，
194. 565109 9:25 - 9:28
     只需要摩托车的电池供电。
195. 569164 9:29 - 9:34
     我们将提取的DNA存入序列库，

     ¶

196. 574331 9:34 - 9:36
     准备加载到
197. 576134 9:36 - 9:40
     这个便携式手持基因组测序仪中，
198. 580450 9:40 - 9:42
     就是这个装置，
199. 581505 9:42 - 9:45
     然后我们将它连上一台
     微型超级计算机，
200. 585387 9:45 - 9:47
     称为" MinIT"。
201. 587728 9:48 - 9:52
     这两个装置由便携式电池供电。
202. 592569 9:53 - 9:54
     这样一来，我们就能够排除
203. 594466 9:54 - 9:57
     对主要电源和互联网的依赖，
204. 596895 9:57 - 10:01
     这两者是一个小型家庭农场
     运作的局限因素。
205. 601807 10:02 - 10:05
     快速分析数据也可能是个问题。
206. 605033 10:05 - 10:09
     但是，我这位计算生物学家
     的存在派上了用场。
207. 609382 10:09 - 10:12
     所有枯死植物的标本，
208. 611636 10:12 - 10:13
     所有的测量，
209. 613220 10:13 - 10:15
     和所有的计算，
210. 615236 10:15 - 10:19
     终于在现实世界中
     以实时方式派上用场了。
211. 619411 10:19 - 10:22
     我能够定制数据库，
212. 622488 10:22 - 10:27
     在三小时内给农民结果，
213. 627107 10:27 - 10:29
     而不是六个月。
214. 629694 10:30 - 10:37
     （掌声）

     ¶

215. 638085 10:38 - 10:41
     农民们欣喜若狂。

     ¶

216. 641799 10:42 - 10:45
     那么我们又怎么知道
     我们的策略产生了影响呢？
217. 644619 10:45 - 10:47
     "树实验室"之后的九个月，
218. 646643 10:47 - 10:50
     阿莎的收获从每公顷零吨木薯
219. 649897 10:50 - 10:52
     上升到了每公顷40吨木薯。
220. 651929 10:52 - 10:54
     她有足够的粮食养活她的家人，
221. 653752 10:54 - 10:56
     还有多余在市场上售卖，
222. 656466 10:56 - 10:59
     现在，她已经能够为家人盖房子了。
223. 660212 11:00 - 11:01
     是的，太酷了。
224. 661395 11:01 - 11:06
     （掌声）

     ¶

225. 665673 11:06 - 11:08
     那么，我们如何扩展"树实验室"呢？

     ¶

226. 667940 11:08 - 11:09
     事实上，
227. 669344 11:09 - 11:11
     农民在非洲已颇具规模。
228. 671471 11:11 - 11:13
     这些妇女以团体为单位进行劳作，
229. 673384 11:13 - 11:18
     所以帮助阿莎，实际上就
     帮助了她村子里的3000人，
230. 677534 11:18 - 11:21
     因为她分享了结果以及解决方案。
231. 681673 11:22 - 11:26
     我记得我见过的每一个农民。

     ¶

232. 686665 11:27 - 11:30
     他们的痛苦和喜悦
233. 690252 11:30 - 11:32
     深深的刻在我的记忆中。
234. 692958 11:33 - 11:35
     我们的科学是为他们而进行的。
235. 695711 11:36 - 11:41
     "树实验室"是我们在帮助他们
     提升食品安全方面最好的尝试。
236. 701180 11:41 - 11:43
     我从未梦想过
237. 702990 11:43 - 11:46
     我一生中做过最好的科学实验
238. 705958 11:46 - 11:49
     会在东非的毯子上，
239. 709481 11:49 - 11:52
     用最先进的基因组工具包。
240. 712312 11:52 - 11:55
     但我们的团队确实梦想过
241. 714788 11:55 - 11:59
     在三小时内给农民答案，
     而不再需要六个月，
242. 719082 11:59 - 12:01
     然后我们做到了。
243. 720542 12:01 - 12:05
     因为那是科学多元化和包容性的力量。
244. 725156 12:05 - 12:06
     谢谢。

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245. 726331 12:06 - 12:09
     （掌声）

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246. 729506 12:10 - 12:14
     （欢呼声）

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