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← A era da maravilha genética

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Zeige Revision 43 erzeugt am 03/11/2019 von Raissa Mendes.

  1. Deixem-me começar com Roy Amara.
  2. O argumento de Roy é que a maioria
    das novas tecnologias
  3. tendem inicialmente a ser
    superestimadas quanto a seu impacto
  4. e depois são subestimadas a longo prazo
    porque nos acostumamos com elas.
  5. Os dias de hoje são realmente
    de milagres e maravilhas.

  6. Lembram-se daquela canção
    maravilhosa do Paul Simon?
  7. Há dois versos nela
  8. sobre o que era considerado
    miraculoso naquela época.
  9. A desaceleração das coisas,
    a câmera lenta,
  10. e a chamada de longa distância.
  11. Nossos telefonemas eram
    interrompidos por telefonistas dizendo:
  12. "Chamada de longa distância.
    Você quer desligar?"
  13. Atualmente, não achamos nada de mais
    ligar para o mundo todo.
  14. Bem, algo semelhante
    pode estar acontecendo
  15. com a leitura e a programação da vida.
  16. Mas, antes de analisar isso,

  17. vamos falar sobre telescópios.
  18. Os telescópios foram superestimados
    originalmente quanto a seu impacto.
  19. Este é um dos primeiros
    modelos de Galileu.
  20. As pessoas achavam
    que isso iria destruir toda a religião.
  21. (Risos)

  22. Não estamos prestando
    muita atenção aos telescópios.

  23. Mas, com os telescópios lançados
    há dez anos, como acabamos de ouvir,
  24. se levássemos esse Volkswagen até a Lua,
  25. poderíamos ver as luzes do seu farol lá.
  26. Esse é o tipo de poder de resolução
    que nos permite ver
  27. pequenas partículas de poeira
    flutuando ao redor de sóis distantes.
  28. Imaginem por um instante
  29. que isto fosse um sol
    a 1 bilhão de anos-luz de distância,
  30. e tivéssemos uma pequena partícula
    de poeira na frente dele.
  31. É assim que ocorre
    a detecção de um exoplaneta.
  32. O mais legal é que os telescópios
    que estão sendo lançados agora
  33. nos permitem ver
    uma simples vela acesa na Lua.
  34. Se a separássemos por um prato,
  35. poderíamos ver duas velas
    separadamente a essa distância.
  36. Esse é o tipo de resolução que precisamos

  37. para começar a visualizar
    essa partícula de poeira ao redor do Sol
  38. e ver se ela tem
    uma marca azul-esverdeada.
  39. Se tiver, isso significa
    que a vida é comum no Universo.
  40. Na primeira vez que virmos uma marca
    azul-esverdeada em um planeta distante,
  41. isso significa que há fotossíntese lá,
  42. há água lá,
  43. e as chances de vermos
    o único outro planeta com fotossíntese
  44. são aproximadamente zero.
  45. Esse é um evento que muda o calendário.
  46. Há um antes e um depois
    de estarmos sós no Universo.
  47. Esqueçam a descoberta
    de qualquer continente.
  48. Enquanto pensamos sobre isso,
  49. começamos a poder visualizar
    a maior parte do Universo.
  50. Este é um momento de milagre e maravilha.
  51. E não damos valor a isso.
  52. Algo semelhante está acontecendo na vida.

  53. Estamos ouvindo sobre a vida
    em informações esparsas.
  54. Ouvimos sobre o CRISPR,
    sobre uma tecnologia e outra,
  55. mas o ponto principal da vida
    é que ela acaba sendo um código.
  56. E a vida como código é um conceito
    muito importante, porque significa
  57. que, da mesma maneira que podemos escrever
  58. uma frase em inglês, francês ou chinês,
  59. do mesmo modo que podemos copiar,
  60. editar
  61. e imprimir uma frase,
  62. estamos começando
    a conseguir fazer isso com a vida.
  63. Isso significa que estamos começando
    a aprender a ler essa linguagem,
  64. que, obviamente, é usada por esta laranja.
  65. Como esta laranja executa código?

  66. Não faz isso por uns e zeros,
    como um computador.
  67. Ela fica numa árvore, e um dia faz:
  68. "Tum!"
  69. E isso significa: execute.
  70. AATCAAG: faça pra mim uma pequena raiz.
  71. TCGACC: faça pra mim um pequeno tronco.
  72. GAC: faça pra mim algumas folhas.
    AGC: faça pra mim algumas flores.
  73. Depois, GCAA: faça pra mim
    mais algumas laranjas.
  74. Se eu editar uma frase em inglês
    em um processador de texto,

  75. podemos ir de uma palavra a outra.
  76. Se eu editar algo nesta laranja
  77. e incluir GCAAC,
  78. usando o CRISPR ou uma outra coisa
    de que ouviram falar,
  79. esta laranja se tornará um limão,
  80. uma toranja,
  81. ou uma tangerina.
  82. E, se eu editar uma de mil letras,
  83. você se tornará a pessoa
    sentada ao seu lado hoje.
  84. Tomem mais cuidado onde se sentam.
  85. (Risos)

  86. Acontece que isso
    era muito caro no início.

  87. Era como as chamadas de longa distância.
  88. Mas o custo está caindo 50%
    mais rápido do que a Lei de Moore.
  89. O primeiro genoma completo de US$ 200
    foi anunciado ontem pela Veritas.
  90. Conforme analisamos esses sistemas,
  91. isso não importa, isso não importa,
    isso não importa, e então importa.
  92. Vou mostrar o mapa disso.

  93. Esta é uma grande descoberta.
  94. Existem 23 cromossomos.
  95. Legal.
  96. Vamos agora começar usando
    uma versão de telescópio,
  97. mas, em vez disso,
    vamos usar um microscópio
  98. para ampliar a parte inferior
    desses cromossomos,
  99. que é o cromossomo Y.
  100. Ele tem um terço do tamanho do X,
    é recessivo e mutante.
  101. Mas, vejam:
  102. apenas um macho.
  103. Conforme analisamos isso,
  104. é como se fosse o mapa de um país,
  105. num nível de resolução
    de 400 pares de base.
  106. Então, ampliamos para 550
    e depois para 850,
  107. e começamos a identificar cada vez
    mais genes à medida que ampliamos.
  108. Então, ampliamos para o nível de estado
  109. e podemos começar a dizer
    quem tem leucemia,
  110. como a contraíram, qual tipo de leucemia,
  111. o que mudou de que lugar para qual.
  112. Depois, ampliamos para o nível
    de visualização de rua do Google.
  113. Então, isso é o que acontece
    com o câncer colorretal
  114. de um paciente muito específico
    na resolução letra por letra.
  115. Estamos reunindo informações

  116. e gerando enormes quantidades delas.
  117. Este é um dos maiores
    bancos de dados do planeta
  118. e cresce mais rápido do que podemos
    construir computadores para armazená-los.
  119. Podemos criar alguns mapas
    incríveis com isso.
  120. Querem entender a peste
    e por que uma delas é bubônica,
  121. outra é de um tipo diferente
    e uma é de outro tipo?
  122. Bem, aqui está um mapa da peste.
  123. Algumas delas são totalmente mortais
    para os humanos, outras não.
  124. Notem, a propósito, quando vamos a fundo:
  125. como a peste se compara à tuberculose?
  126. Essa é a diferença entre a tuberculose
    e vários tipos de pestes,
  127. e podemos brincar de detetive com isso,
  128. porque podemos pegar
    um tipo muito específico de cólera
  129. que afetou o Haiti,
  130. e analisar de que país veio,
  131. de qual região,
  132. e provavelmente qual soldado a levou
    daquele país africano para o Haiti.
  133. Vamos reduzir o zoom.

  134. Não é apenas ampliar.
  135. Este é um dos mapas mais legais
    já feitos por seres humanos.
  136. Eles pegaram toda a informação genética
    existente sobre todas as espécies,
  137. e colocaram numa árvore da vida
    em uma única página
  138. que podemos ampliar e reduzir.
  139. Isto é o que veio primeiro,
    como diversificou, como se ramificou,
  140. o tamanho desse genoma,
  141. em uma única página.
  142. É uma espécie de Universo
    da vida na Terra,
  143. constantemente atualizado e preenchido.
  144. Quando analisamos isso,

  145. a mudança muito importante é que
    a antiga biologia costumava ser reativa.
  146. Costumava haver muitos biólogos que tinham
    microscópios com lentes de aumento,
  147. e que saíam para observar animais.
  148. A nova biologia é proativa.
  149. Não apenas observamos, mas fazemos.
  150. É uma mudança muito grande
  151. porque nos permite fazer coisas como esta.
  152. Sei que estão muito animados
    com essa imagem.
  153. (Risos)

  154. Levamos apenas 4 anos
    e US$ 40 milhões para consegui-la.

  155. (Risos)

  156. O que fizemos

  157. foi extrair o código genético
    completo de uma célula...
  158. não um gene, nem dois,
    mas o código genético completo...
  159. criar um código genético totalmente novo,
  160. inseri-lo na célula,
  161. descobrir uma maneira de fazer
    a célula executar esse código
  162. e criar uma espécie completamente nova.
  163. Portanto, essa é a primeira forma
    de vida sintética do mundo.
  164. Então, o que fazemos com isso?

  165. Bem, isso vai mudar o mundo.
  166. Vou lhes dar três tendências a curto prazo
  167. em termos de como isso vai mudar o mundo.
  168. A primeira é que vamos ver
    uma nova revolução industrial.

  169. Na verdade, digo isso literalmente.
  170. Da mesma maneira que Suíça,
    Alemanha e Grã-Bretanha
  171. mudaram o mundo com máquinas
    como a que vemos nesse saguão,
  172. elas criaram poder,
  173. do mesmo modo que o CERN
    está mudando o mundo
  174. pelo uso de novos instrumentos
    e nosso conceito do Universo,
  175. formas de vida programáveis
    também vão mudar o mundo,
  176. porque, já que programamos células
  177. da mesma maneira que programamos
    chips de computador,
  178. quase tudo é possível.
  179. Assim, chips de computador
    podem produzir fotografias,

  180. música, filmes,
  181. cartas de amor, planilhas.
  182. São apenas uns e zeros em circulação.
  183. Se podemos fluir ATCGs pelas células,
  184. esse software cria
    o próprio hardware dele,
  185. o que significa que ele cresce
    muito rapidamente.
  186. Não importa o que aconteça,
  187. se deixarmos o celular ao lado da cama,
    não teremos 1 bilhão deles de manhã.
  188. Mas,
  189. se fizermos isso com organismos vivos,
  190. poderemos criar isso em larga escala.
  191. Uma das coisas que podemos fazer
    é começar a produzir
  192. combustíveis quase neutros em carbono
  193. em escala comercial até 2025,
  194. o que estamos fazendo com a Exxon.
  195. Mas também podemos
    substituir terras agrícolas.
  196. Em vez de ter 100 hectares
  197. para a produção de óleos ou proteínas,
  198. podemos produzi-los nesses tanques
  199. com 10 ou 100 vezes
    a produtividade por hectare.
  200. Ou podemos armazenar informações,
    ou criar todas as vacinas do mundo
  201. nesses três tanques.
  202. Ou podemos armazenar neles a maioria
    das informações contidas no CERN.
  203. O DNA é um dispositivo de armazenamento
    de informações muito poderoso.
  204. Segunda tendência:

  205. estamos começando a ver
    a ascensão da biologia teórica.
  206. Os departamentos de medicina
  207. são um dos lugares
    mais conservadores da Terra.
  208. O modo de ensinar anatomia
    é parecido com o modo de 100 anos atrás:
  209. "Bem-vindo, aluno; aqui está seu cadáver".
  210. As escolas de medicina não são boas
    na criação de novos departamentos,
  211. razão pela qual isto é tão incomum:
  212. Isaac Kohane criou um departamento,
  213. baseado em informática,
    dados e conhecimento,
  214. na Harvard Medical School.
  215. De certo modo,
  216. a biologia está começando
    a obter dados suficientes
  217. para seguir os passos da física,
  218. que costumava ser a física observacional
  219. e os físicos experimentais,
  220. e depois começou a criar
    a biologia teórica.
  221. Bem, é isso que estamos começando a ver
  222. porque temos tantos registros médicos
    e dados sobre as pessoas:
  223. genomas, viromas, microbiomas.
  224. À medida que essa informação se acumula,
  225. podemos começar a fazer previsões.
  226. A terceira tendência é que isso
    está chegando ao consumidor.

  227. Também podemos ter
    nossos genes sequenciados.
  228. Isso está começando a criar
    empresas como a 23andMe,
  229. que vão nos dar
  230. cada vez mais dados,
    não apenas sobre nossos parentes,
  231. mas sobre nós e nosso corpo,
  232. e vão comparar coisas ao longo do tempo,
  233. que vão se tornar bancos
    de dados muito grandes.
  234. Mas também está começando a afetar
    uma série de outras empresas

  235. de maneiras inesperadas.
  236. Geralmente, quando anunciamos algo,
    realmente não queremos que o consumidor
  237. leve o anúncio ao banheiro
    para fazer xixi nele,
  238. a não ser, é claro, que seja a IKEA.
  239. Porque, quando você rasga
    o anúncio da revista e faz xixi nele,
  240. ele fica azul se você estiver grávida.
  241. (Risos)

  242. E você receberá um desconto em seu berço.

  243. (Risos)

  244. Quando digo empoderamento do consumidor,

  245. e isso está se espalhando
    para além da biotecnologia,
  246. na verdade, quero dizer isso mesmo.
  247. Estamos começando agora a produzir,
    na Synthetic Genomics,

  248. impressoras de mesa
  249. que nos permitem desenhar uma célula,
  250. imprimi-la
  251. e executar o programa na célula.
  252. Agora podemos imprimir vacinas
  253. em tempo real quando um avião decola,
  254. e tê-las prontas antes de aterrissar.
  255. Estamos enviando 78
    máquinas dessas este ano.
  256. Isso não é biologia teórica;
    é biologia de impressão.
  257. Vou falar sobre duas
    tendências de longo prazo,

  258. que vão demorar um pouco
    para chegar até vocês.
  259. A primeira é que estamos começando
    a redesenhar espécies.
  260. Já ouviram falar sobre isso, não é?
  261. Estamos redesenhando árvores, flores,
  262. iogurte,
  263. queijo, o que mais vocês desejarem.
  264. Isso, é claro, levanta
    a interessante pergunta:
  265. "Como e quando devemos
    redesenhar os seres humanos?"
  266. Muitos de nós pensam:
  267. "Ah, não, nunca pretendemos
    redesenhar seres humanos",
  268. a não ser, é claro, que seu filho
    tenha a doença de Huntington
  269. e esteja condenado à morte,
  270. ou, a menos que você esteja transmitindo
    um gene da fibrose cística.
  271. Nesse caso, você não só vai
    querer se redesenhar;
  272. como vai querer redesenhar
    seus filhos e os filhos deles.
  273. São debates complicados
    que vão acontecer em tempo real.
  274. Vou lhes dar um exemplo atual.

  275. Um dos debates em curso
    nas academias nacionais hoje
  276. é que temos o poder de colocar
    um estímulo genético em mosquitos
  277. para matar todos
    os que transmitem a malária.
  278. Algumas pessoas dizem:
  279. "Isso vai afetar o meio ambiente
    de maneira extrema.
  280. Não façam isso".
  281. Outras dizem:
  282. "Essa é uma das coisas que matam
    milhões de pessoas anualmente.
  283. Quem é você para me dizer que não posso
    salvar as crianças de meu país?"
  284. Por que esse debate é tão complicado?
  285. Porque assim que liberarmos
    isso no Brasil,
  286. ou no sul da Flórida,
  287. mosquitos não respeitam muros.
  288. Estamos tomando uma decisão mundial
  289. quando colocamos
    um estímulo genético no ar.
  290. Este homem extraordinário
    ganhou um Prêmio Nobel

  291. e, depois disso,
  292. tem se preocupado
  293. sobre como a vida começou neste planeta
  294. e qual a probabilidade
    de que exista em outros lugares.
  295. Ele tem ido até os alunos de pós-graduação
  296. e dito a eles:
  297. "Construam-me a vida,
  298. mas não usem instrumentos
    nem produtos químicos modernos.
  299. Construam-me o que estava aqui
    há 3 bilhões de anos.
  300. Você não podem usar lasers,
    nem isso, nem aquilo".
  301. Ele me deu um frasco
    do que havia construído há três semanas.
  302. O que ele construiu?
  303. Foi basicamente o que parecia ser
    bolhas de sabão feitas de lipídios.
  304. Ele havia construído um precursor do RNA.
  305. Ele teve o precursor do RNA
    absorvido pela célula
  306. e, então, fez as células se dividirem.
  307. Podemos não estar tão longe...
  308. uma década, talvez duas...
  309. de gerar vida começando do zero
  310. a partir de protocomunidades.
  311. Segunda tendência de longo prazo:

  312. estamos vivendo a era digital,
  313. estamos começando a viver
    a era do genoma,
  314. da biologia, do CRISPR
    e da biologia sintética,
  315. e tudo isso vai se unir à era do cérebro.
  316. Estamos chegando ao ponto
  317. em que podemos reconstruir
    a maioria das partes de nosso corpo
  318. e, se quebrarmos um osso
    ou queimarmos a pele,
  319. eles se regeneram.
  320. Estamos começando a aprender
    como regenerar a traqueia
  321. ou a bexiga.
  322. Ambas foram implantadas em seres humanos.
  323. Tony Atala está trabalhando
    em 32 órgãos diferentes.
  324. Mas o núcleo vai ser isso,
  325. porque isso é você,
    e o resto é apenas embalagem.
  326. Ninguém vai viver
    além de 120, 130, 140 anos,
  327. a menos que consertemos isso.
  328. Esse é o desafio mais interessante,
    a próxima fronteira, junto com:
  329. "Qual a prevalência da vida no Universo?"
  330. "De onde viemos?"
  331. e perguntas como essa.
  332. Deixem-me terminar
    com uma suposta citação de Einstein:

  333. [Você pode viver
    como se tudo fosse um milagre...

  334. ou você pode viver
    como se nada fosse um milagre.]
  335. A escolha é sua.

  336. Vocês podem se concentrar
    no ruim, no assustador,
  337. e certamente há muitas
    coisas assustadoras por aí.
  338. Mas usem 10% de seu cérebro
    para se concentrar nisso, talvez 20%,
  339. ou talvez 30%.
  340. Mas lembrem-se:
  341. estamos realmente vivendo
    em uma era de milagres e maravilhas.
  342. Temos sorte de estar vivos hoje
    e ver essas coisas.
  343. Temos sorte de poder interagir com pessoas
  344. como as que estão construindo
    todas as coisas neste auditório.
  345. Obrigado a todos vocês
    por tudo o que fazem.

  346. (Aplausos)