Как применение технологий ДНК может помочь фермерам в борьбе с болезнями сельскохозяйственных культур
-
0:01 - 0:03Я встаю по утрам по двум причинам.
-
0:03 - 0:08Во-первых, небольшим семейным фермерским
хозяйствам требуется больше еды. -
0:08 - 0:13Это безумие, что в 2019 году
кормящие нас фермеры сами голодают. -
0:13 - 0:18Во-вторых, наука должна быть более
разнообразной и всеобъемлющей. -
0:19 - 0:22Для решения сложнейших всемирных проблем,
-
0:22 - 0:26типа нехватки продовольствия для живущих
в крайней нищете миллионов людей, -
0:26 - 0:28потребуется вклад каждого из нас.
-
0:29 - 0:31Я хочу вовлечь новейшие технологии
-
0:31 - 0:35и самые разнообразные
группы учёных по всему миру -
0:35 - 0:37для помощи фермерам
в увеличении урожайности. -
0:38 - 0:39Я занимаюсь вычислительной биологией.
-
0:39 - 0:43Что это, и как это поможет нам
покончить с голодом? -
0:43 - 0:46Мне нравятся компьютеры и биология,
-
0:46 - 0:49и каким-то образом этот союз
стал моей работой. -
0:49 - 0:50(Смех)
-
0:50 - 0:51Не могу сказать,
-
0:51 - 0:55что я с детства хотела стать биологом.
-
0:55 - 0:58По правде говоря, в колледже
я играла в баскетбол. -
0:59 - 1:04И чтобы себя финансово обеспечивать,
мне нужно было совмещать учёбу с работой. -
1:04 - 1:06В один ничем не примечательный день
-
1:06 - 1:09я забрела в здание
неподалёку от своего общежития. -
1:09 - 1:12Так получилось, что это был
биологический корпус. -
1:12 - 1:15Я зашла и посмотрела на доску
объявлений о работе. -
1:15 - 1:18Да, так было до появления интернета.
-
1:18 - 1:20Я увидела объявление размером 7х12 см,
-
1:20 - 1:24приглашающее на работу в гербарии.
-
1:25 - 1:27Я быстро записала номер телефона,
-
1:27 - 1:28так как работа была с гибким графиком,
-
1:28 - 1:32а мне нужно было совмещать работу
с занятиями баскетболом. -
1:32 - 1:37Я побежала в библиотеку, чтобы понять,
что же такое гербарий. -
1:37 - 1:39(Смех)
-
1:39 - 1:40Оказалось,
-
1:40 - 1:44что гербарий — это место, где хранится
коллекция мёртвых, засушенных растений. -
1:45 - 1:47Мне повезло, что я получила эту работу.
-
1:47 - 1:50Итак, моя первая научная работа
-
1:50 - 1:56заключалась в приклеивании на бумагу
часами напролет мёртвых растений. -
1:56 - 1:59(Смех)
-
1:59 - 2:00Просто блеск.
-
2:00 - 2:03Вот так я и стала вычислительным биологом.
-
2:04 - 2:05В это же время
-
2:05 - 2:08начали формироваться геномика
и обработка данных на компьютере. -
2:08 - 2:11Я продолжила учёбу на степень магистра,
-
2:11 - 2:14совмещая биологию и компьютеры.
-
2:14 - 2:15В то время
-
2:15 - 2:17я работала в Лос-Аламосской
национальной лаборатории -
2:17 - 2:20в группе теоретической
биологии и биофизики. -
2:20 - 2:24Там я впервые столкнулась
с суперкомпьютерами, -
2:24 - 2:25и меня это глубоко потрясло.
-
2:26 - 2:28Используя мощь суперкомпьютеров,
-
2:28 - 2:32которые по сути представляют собой
сотни связанных персоналок на стероидах, -
2:32 - 2:38нам удалось распознать сложное
поведение гриппа и гепатита С. -
2:38 - 2:40И вот тогда-то я и увидела всю мощь
-
2:40 - 2:45объединения возможностей вычислительной
техники и биологии на благо человечества. -
2:45 - 2:47Я захотела работать в этой области.
-
2:48 - 2:50Поэтому, начиная с 1999 года,
-
2:50 - 2:53большую часть своей
научной карьеры я провела -
2:53 - 2:54в самых современных лабораториях,
-
2:55 - 2:57оснащённых очень дорогим оборудованием.
-
2:58 - 2:59Многие меня спрашивают,
-
2:59 - 3:03как и почему я начала работать
с фермерами в Африке. -
3:04 - 3:06Так как у меня были хорошие
компьютерные навыки, -
3:06 - 3:11в 2013 году группа учёных
в Восточной Африке -
3:11 - 3:15пригласила меня присоединиться к ним,
чтобы помочь спасти маниок. -
3:16 - 3:23Маниок — это растение, чьи листья и корни
употребляют 800 млн человек во всём мире, -
3:24 - 3:27и 500 млн из них живут в Восточной Африке.
-
3:27 - 3:29Почти миллиард человек
полагается на это растение -
3:29 - 3:32для удовлетворения суточной
потребности в калориях. -
3:33 - 3:36Если у небольшого семейного фермерского
хозяйства будет достаточно маниока, -
3:36 - 3:39этого хватит на то, чтобы прокормить семью
-
3:39 - 3:42и продавать излишки на рынке
для обеспечения насущных нужд: -
3:42 - 3:46школьного образования, медицинских затрат
и даже для накопления сбережений. -
3:46 - 3:49Но маниок в Африке находится под угрозой.
-
3:50 - 3:54Белокрылки и вирусы губят это растение.
-
3:55 - 3:57Белокрылки — это крошечные насекомые,
-
3:57 - 4:00которые поедают листья
более чем 600 растений. -
4:00 - 4:01Они приносят беды.
-
4:01 - 4:03Есть много видов белокрылок.
-
4:03 - 4:05Они становятся устойчивы к пестицидам;
-
4:05 - 4:09они распространяют сотни вирусов растений,
-
4:09 - 4:12которые вызывают побурение
-
4:12 - 4:13и мозаику маниока.
-
4:14 - 4:16Это полностью убивает растение.
-
4:17 - 4:19А если нет маниока,
-
4:19 - 4:23то нет еды и дохода для миллионов людей.
-
4:24 - 4:27Мне хватило одной поездки в Танзанию,
-
4:27 - 4:29чтобы понять —
женщинам-фермерам нужна помощь. -
4:29 - 4:33Этим замечательным, сильным,
небольшим семейным фермерским хозяйствам, -
4:33 - 4:35большинство из которых — женщины,
-
4:35 - 4:36приходится нелегко.
-
4:37 - 4:39У них недостаточно еды,
чтобы прокормить семью. -
4:39 - 4:41Это настоящий кризис.
-
4:42 - 4:43Происходит вот что:
-
4:43 - 4:46они идут и засевают поля
маниоком в сезон дождей. -
4:46 - 4:48Спустя девять месяцев
-
4:48 - 4:51на этих полях нет никакого урожая
из-за вредителей и патогенов. -
4:51 - 4:53И я задумалась,
-
4:53 - 4:56как же может случится голод у фермеров?
-
4:57 - 4:59Я решила посмотреть своими глазами
-
4:59 - 5:02вместе с фермерами и учёными,
что происходит у них прямо там, -
5:02 - 5:04чтобы понять, смогут ли
пригодиться мои навыки. -
5:04 - 5:07Ситуация на местах шокировала.
-
5:07 - 5:12Белокрылки уничтожали листья маниока,
употребляемые в пищу ради белка, -
5:12 - 5:15а вирусы уничтожали корни,
употребляемые в пищу ради крахмала. -
5:16 - 5:18Посевной сезон пройдёт,
-
5:18 - 5:22и фермер потеряет доход
и пищу на целый год. -
5:22 - 5:25Семья будет голодать целый долгий сезон.
-
5:26 - 5:28Но это можно полностью предотвратить.
-
5:28 - 5:30Если бы фермеры только знали,
-
5:30 - 5:32какой сорт маниока нужно выращивать,
-
5:32 - 5:37чтобы он был устойчив
к этим вирусам и патогенам, -
5:37 - 5:39то у них было бы больше урожая.
-
5:39 - 5:42Вся необходимая технология уже есть,
-
5:42 - 5:45но знания и ресурсы
-
5:45 - 5:48неравномерно распределены по миру.
-
5:49 - 5:51Конкретно я имею в виду,
-
5:51 - 5:53что старые геномные технологии,
-
5:53 - 5:56использовавшиеся для решения
сложной проблемы -
5:56 - 5:59с вредителями и патогенами,
-
5:59 - 6:02были непригодны
в условиях тропической Африки. -
6:03 - 6:05Они требуют миллионных вложений,
-
6:05 - 6:07постоянного энергоснабжения
-
6:07 - 6:09и привлечения специалистов.
-
6:10 - 6:13Такого оборудования очень мало,
и оно разбросано по всему континенту, -
6:13 - 6:17не оставляя множеству учёных,
сражаюшихся на передовой, -
6:17 - 6:19другого выбора помимо
отправки образцов за границу. -
6:20 - 6:22А отправленные за границу
образцы портятся, -
6:22 - 6:24стоят уйму денег,
-
6:24 - 6:27и получить результаты обратно
практически нереально -
6:27 - 6:29из-за плохого интернета.
-
6:29 - 6:33Иногда, чтобы фермер узнал результат,
приходится ждать шесть месяцев. -
6:33 - 6:35Но к тому времени уже слишком поздно.
-
6:35 - 6:37Урожай пропал,
-
6:37 - 6:40усугубляя тем самым бедность и голод.
-
6:41 - 6:43Мы знали, что эту проблему решить можно.
-
6:44 - 6:45В 2017 году
-
6:45 - 6:50мы узнали о существовании
портативного секвенатора ДНК — -
6:50 - 6:53Оксфордского нанопорового
секвенатора MinION. -
6:53 - 6:57Его использовали в Западной Африке
во время борьбы с вирусом Эбола. -
6:57 - 6:58Мы подумали,
-
6:58 - 7:02почему бы нам его не применить
для помощи фермерам Восточной Африки? -
7:02 - 7:06И мы начали воплощать в жизнь этот план.
-
7:07 - 7:09В то время это была новая технология,
-
7:09 - 7:13и многие сомневались, что подобное
можно повторить в условиях фермы. -
7:13 - 7:14Когда мы начали,
-
7:14 - 7:18один из наших «доброжелателей»
в Великобритании сказал, -
7:18 - 7:22что мы никогда не сможем применить
этот подход в Восточной Африке, -
7:22 - 7:23не говоря уже о ферме.
-
7:24 - 7:26Но мы приняли вызов.
-
7:26 - 7:32Этот человек даже поспорил на две бутылки
самого лучшего шампанского, -
7:32 - 7:35что у нас никогда ничего не получится.
-
7:37 - 7:38Два слова:
-
7:38 - 7:40ставь шампанское.
-
7:40 - 7:42(Смех)
-
7:42 - 7:46(Аплодисменты)
-
7:46 - 7:49Покупай шампанское, мы этого добились.
-
7:49 - 7:52Мы привезли фермерам
Танзании, Кении и Уганды -
7:52 - 7:56целую высокотехнологичную
молекулярную лабораторию, -
7:56 - 7:58которую назвали Tree Lab.
-
7:59 - 8:00Итак, что же мы сделали?
-
8:00 - 8:03Во-первых, мы назвали нашу команду
-
8:03 - 8:05«Проектом по спасению маниока от вируса».
-
8:05 - 8:06Мы создали вебсайт,
-
8:06 - 8:10заручились поддержкой учёных из областей
геномики и вычислительных технологий -
8:10 - 8:12и, наконец, отправились на фермы.
-
8:12 - 8:15Всё, что нужно для нашей Tree Lab,
-
8:15 - 8:18осуществляется командой на месте.
-
8:18 - 8:22Все молекулярные и вычислительные ресурсы,
-
8:22 - 8:25необходимые для диагностики
больных растений, есть прямо там. -
8:25 - 8:28Всё это даже есть прямо здесь, на сцене.
-
8:29 - 8:32Мы осознали, что чем ближе исходные данные
-
8:32 - 8:34будут к полю и к фермеру,
-
8:34 - 8:38тем быстрее мы сможем сказать,
в чём состоит проблема с растениями. -
8:38 - 8:40И не только сказать,
в чём состоит проблема, -
8:40 - 8:41но и предложить решение.
-
8:41 - 8:43А решение заключается
-
8:43 - 8:45в сжигании поля и посадке сортов растений,
-
8:45 - 8:49устойчивых к пестицидам и патогенам,
которые находятся на поле фермера. -
8:50 - 8:54Первым делом мы извлекли ДНК.
-
8:54 - 8:57Мы использовали вот эту машину.
-
8:57 - 9:00Она называется ВЧБИ,
-
9:00 - 9:04что означает «Весьма
Чертовски Быстрое Извлечение». -
9:04 - 9:06(Смех)
-
9:06 - 9:07Согласна.
-
9:08 - 9:10Мой друг Джо весьма крут.
-
9:11 - 9:15Одной из самых больших
трудностей в извлечении ДНК -
9:15 - 9:18является необходимость использования
дорогостоящего оборудования, -
9:18 - 9:20расчёты на котором длятся часами.
-
9:20 - 9:21Но с этим устройством
-
9:21 - 9:24мы справляемся за 20 минут
-
9:24 - 9:25и очень дёшево.
-
9:25 - 9:28Устройство работает от батареи мотоцикла.
-
9:29 - 9:34С его помощью мы извлекаем ДНК,
создаём из неё библиотеку, -
9:34 - 9:36чтобы загрузить
-
9:36 - 9:40в этот самый портативный
геномный секвенатор, -
9:40 - 9:42который находится вот здесь,
-
9:42 - 9:45и затем подключаем к мини-суперкомпьютеру
-
9:45 - 9:47под названием MiniT.
-
9:48 - 9:52Обе эти штуки подключаются
к портативной батарее. -
9:53 - 9:54Таким образом, мы смогли устранить
-
9:54 - 9:57потребности в энергосети и интернете,
-
9:57 - 10:01являющимися сильными ограничениями
для небольших семейных ферм. -
10:02 - 10:05Быстрый анализ данных также
может быть проблематичен. -
10:05 - 10:08И как раз здесь пригодились
мои познания вычислительного биолога. -
10:09 - 10:11Вся эта клейка засушенных растений,
-
10:12 - 10:13все эти измерения
-
10:13 - 10:15и все эти вычисления
-
10:15 - 10:19наконец-то пригодились в реальном мире
и в реальном времени. -
10:19 - 10:22Я смогла создать
специализированные базы данных, -
10:22 - 10:27с помощью которых мы выдавали
фермерам результаты за три часа -
10:27 - 10:29вместо шести месяцев.
-
10:30 - 10:32(Аплодисменты)
-
10:38 - 10:41Фермеры были вне себя от радости.
-
10:42 - 10:44Как же мы узнаём, что приносим пользу?
-
10:45 - 10:48Девять месяцев спустя после использования
нашей лаборатории Tree Lab -
10:48 - 10:50Аша вместо ноля тонн урожая с гектара
-
10:50 - 10:52собрала 40 тонн с гектара.
-
10:52 - 10:54Ей этого хватило и чтобы кормить семью,
-
10:54 - 10:56и чтобы продавать излишки на рынке.
-
10:56 - 10:59Сейчас она строит дом для своей семьи.
-
11:00 - 11:01Да, это так здорово.
-
11:01 - 11:04(Аплодисменты)
-
11:06 - 11:08Как мы увеличиваем масштаб
работы нашей Tree Lab? -
11:08 - 11:09Дело в том,
-
11:09 - 11:12что фермы уже разрастаются
по всей Африке. -
11:12 - 11:13Эти женщины работают в группах,
-
11:13 - 11:17поэтому помогая Аше, мы помогли
ещё 3 000 жителям её деревни, -
11:18 - 11:21потому что она поделилась с ними
и результатами, и решением проблемы. -
11:22 - 11:26Я помню всех фермеров,
с которыми когда-либо встречалась. -
11:27 - 11:30Их боль и радость
-
11:30 - 11:32запечатлелись в моей памяти.
-
11:33 - 11:35Наша наука — для них.
-
11:36 - 11:41Tree Lab — наша самая удачная попытка
помочь им обеспечить себя продовольствием. -
11:41 - 11:43Я никогда и не мечтала о том,
-
11:43 - 11:46что лучшее научное
достижение в моей жизни -
11:46 - 11:49случится на том самом
покрывале в Восточной Африке -
11:49 - 11:52при помощи высокотехнологичного
геномного оборудования. -
11:52 - 11:55Но наша команда мечтала о том,
-
11:55 - 11:59чтобы дать фермерам ответы
за три часа вместо шести месяцев. -
11:59 - 12:00И мы этого добились.
-
12:01 - 12:05Потому что в этом и состоит преимущество
многообразия и взаимодействия в науке. -
12:05 - 12:06Спасибо.
-
12:06 - 12:09(Аплодисменты)
-
12:10 - 12:14(Одобрительные возгласы)
- Title:
- Как применение технологий ДНК может помочь фермерам в борьбе с болезнями сельскохозяйственных культур
- Speaker:
- Лора Бойкин
- Description:
-
«Жизнь примерно 800 миллионов человек во всём мире зависит от маниока. Но этот важный источник питания находится под угрозой из-за вирусов, от которых можно легко избавиться», — говорит специалист в области вычислительной биологии и выпускник TED Лора Бойкин. Вместе с ней мы отправимся на фермы в Восточной Африке, где она работает с командой учёных из разных областей, чтобы помочь фермерам сохранять здоровый урожай при помощи переносной лаборатории по анализу ДНК и мини-суперкомпьютера, который может опознать вирусы за несколько часов вместо нескольких месяцев.
- Video Language:
- English
- Team:
- closed TED
- Project:
- TEDTalks
- Duration:
- 12:27
Retired user approved Russian subtitles for How we're using DNA tech to help farmers fight crop diseases | ||
Retired user edited Russian subtitles for How we're using DNA tech to help farmers fight crop diseases | ||
Anton Zamaraev accepted Russian subtitles for How we're using DNA tech to help farmers fight crop diseases | ||
Anton Zamaraev edited Russian subtitles for How we're using DNA tech to help farmers fight crop diseases | ||
Anton Zamaraev edited Russian subtitles for How we're using DNA tech to help farmers fight crop diseases | ||
Anton Zamaraev edited Russian subtitles for How we're using DNA tech to help farmers fight crop diseases | ||
Anton Zamaraev edited Russian subtitles for How we're using DNA tech to help farmers fight crop diseases | ||
Anton Zamaraev edited Russian subtitles for How we're using DNA tech to help farmers fight crop diseases |