Ik begin met Roy Amara.
Roy beweert dat de meeste nieuwe technologieën
eerst meestal worden overschat
wat hun impact aangaat,
en op de lange termijn onderschat
omdat we eraan wennen.
Dit zijn echt ‘days of miracle and wonder’.
Herinneren jullie je die prachtige song van Paul Simon nog?
Twee dingen zaten erin.
Wat werd toen als zo miraculeus beschouwd?
Dingen vertragen -- slow motion --
en lange-afstandsgesprekken.
Want je werd onderbroken door operators die je vroegen:
"Een lange-afstandsgesprek. Wilt u inhaken?"
En nu bellen we als vanzelfsprekend de hele wereld rond.
Nou, zo kan het ook gaan
met het uitlezen en programmeren van leven.
Maar voordat ik dat uitleg,
gaan we het nog even hebben over telescopen.
Telescopen werden oorspronkelijk overschat qua impact.
Dit is één van de eerste modellen van Galileo.
Mensen dachten dat het alle religie om zeep zou helpen.
(Gelach)
Zoveel aandacht besteden we nu ook weer niet aan telescopen.
De telescopen die 10 jaar geleden gelanceerd werden?
Stel dat je een Volkswagen naar de maan vloog,
dan kon je de lampen van die Volkswagen ermee zien oplichten op de maan.
Met dat soort resolutie kun je kleine stofdeeltjes
rond verre zonnen zien rondzweven.
Stel je even voor dat dit een zon is op een miljard lichtjaar van ons vandaan,
en je zou er een klein stofje voor zien passeren.
Zo gaat het bij het detecteren van een exoplaneet.
En het leuke is dat de telescopen die nu worden gelanceerd
je toelaten om één enkele kaars op de maan te zien branden.
En van elkaar gescheiden door één bord
kun je op die afstand twee kaarsen afzonderlijk zien.
Dat is de resolutie die je nodig hebt
om dat kleine stofje te kunnen zien
als het voor de zon passeert
en of het er blauwgroen uitziet.
Want blauwgroen betekent
dat leven normaal is in het universum.
Stel dat je dat blauwgroen zou zien op een verre planeet,
dan betekent dat dat er daar fotosynthese is
en water
en de kans dat je net de enige andere planeet met fotosynthese zag,
is zowat nul.
Dat zou pas een ingrijpende gebeurtenis zijn.
Er is een vóór en een na aan het uniek zijn:
vergeet de ontdekking van continenten maar.
Als je erover nadenkt,
kunnen we nu pas het gros van het universum in beeld brengen.
En dat is een tijd van mirakels en verwondering.
Toch staan we er niet bij stil.
Iets dergelijks gebeurt met het leven.
We horen over leven in stukjes en beetjes.
We horen over CRISPR
en over allerlei technologieën.
Maar de basis van het leven blijkt code te zijn.
En het leven als code is een heel belangrijk concept,
omdat het betekent dat net zoals je een zin kunt schrijven
in het Engels, het Frans of het Chinees,
net zoals je een zin kunt kopiëren
of een zin kunt bewerken
of een zin kunt afdrukken,
kun je dat beginnen te doen met leven.
Het betekent dat we beginnen te leren hoe je deze taal kunt lezen.
Dat is natuurlijk de taal die deze sinaasappel gebruikt.
Hoe voert die sinaasappel nu code uit?
Niet met enen en nullen zoals een computer.
Hij hangt aan een boom en op een dag doet hij dit:
plof!
En dat betekent: uitvoeren.
AATCAAG: maak me een beetje wortel.
TCGACC: maak me een beetje stam.
GAC: maak me wat bladeren. AGC: maak me wat bloemen.
En dan GCAA: maak me wat meer sinaasappels.
Als ik een Engelse zin bewerk op een tekstverwerker,
dan doe je dat woord na woord.
Als ik iets wijzig in deze sinaasappel
en er GCAAC in zet met behulp van CRISPR of iets anders waar je van hebt gehoord,
dan wordt deze sinaasappel een citroen,
een pompelmoes
of een mandarijn.
Bewerk ik één op duizend van jouw letters,
dan word jij de persoon die vandaag naast je zit.
Let dus op waar je gaat zitten.
(Gelach)
Dit gedoe was in het begin erg duur.
Net als interlokale gesprekken vroeger.
Maar de kosten ervan dalen 50% sneller dan volgens de wet van Moore.
Het eerste volledige genoom onder de $200 werd gisteren voorgesteld door Veritas.
En deze systemen evolueren van onbelangrijk, onbelangrijk, onbelangrijk,
plots naar belangrijk.
Ik geef even een overzicht ervan.
Dit is een grote ontdekking.
Er zijn 23 chromosomen.
Cool.
We doen het zoals met de telescoop, maar in plaats van een telescoop
gebruiken we nu een microscoop om in te zoomen
op een minderwaardig chromosoom:
het Y-chromosoom.
Het is driemaal kleiner dan een X, het is recessief en mutant.
Maar tja,
het is maar een mannetje.
En als je dit soort dingen bekijkt,
zie je hier een soort landschapsoverzicht
bij een resolutieniveau van 400 baseparen,
en dan zoom je in tot 550, en dan tot 850;
je kunt meer en meer genen identificeren naarmate je inzoomt.
Dan zoom je in op het landschap
en begin je te zien wie leukemie heeft,
hoe ze leukemie kregen, welke soort leukemie het is,
wat van plaats verschoof van waar naar waar.
En dan zoom je in tot Google Street View-niveau.
Dit gebeurt er als je colorectale kanker hebt
bij een zeer specifieke patiënt en een letter-voor-letterresolutie.
We verzamelen dus informatie
en genereren daarmee enorme hoeveelheden informatie.
Dit is een van de grootste databases op de planeet
en we kunnen de snelheid waarmee ze groeit niet bijhouden op vlak van opslagruimte.
Je kunt er fantastische kaarten mee maken.
Je wil de pest begrijpen
en waarom de ene pest builenpest is en de ander een andere soort,
en nog een ander weer een andere soort?
Wel hier zie je een kaart van de pest.
Sommige zijn dodelijk voor de mens,
andere niet.
En als je het onderzoek verderzet,
hoe is dit dan te vergelijken met tuberculose?
Dit is het verschil tussen tuberculose en verschillende soorten pest.
Je kunt detective spelen met dit spul.
Je neemt bijvoorbeeld een specifieke soort cholera,
degene die Haïti trof,
en je kunt uitvissen uit welk land ze kwam,
uit welke regio ze kwam,
en waarschijnlijk ook welke soldaat ze meebracht
van dat Afrikaanse land naar Haïti.
Zoom uit.
Het is niet alleen inzoomen.
Dit is één van de coolste kaarten ooit door de mens gemaakt.
Ze namen alle genetische informatie die beschikbaar is van alle soorten
en maakten een stamboom van het leven op één enkele pagina,
waarop je kunt in- en uitzoomen.
Dit kwam eerst, hoe het diversifieerde, hoe het vertakte, hoe groot is dat genoom;
allemaal op één pagina.
Een soort universum van leven op aarde,
dat voortdurend bijgewerkt en aangevuld wordt.
Als je dit soort dingen ziet,
is de echt belangrijke verandering dat de oude biologie reactief was.
Je had een heleboel biologen die met microscopen
en vergrootglazen naar dieren zaten te kijken.
De nieuwe biologie is proactief.
Je observeert niet alleen dingen, je maakt dingen.
En dat is een echt grote verandering,
omdat het ons in staat stelt om dit soort dingen te doen.
Ik weet dat jullie dit beeld geweldig vinden.
(Gelach)
Het kostte ons slechts vier jaar en 40 miljoen dollar om het te maken.
(Gelach)
En vervolgens
namen we de volledige genetische code van een cel --
niet één of twee genen, maar de volledige genetische code van een cel --
maakten een geheel nieuwe genetische code,
voegden ze in in de cel,
bedachten een manier om de cel die code te laten uitvoeren
en bouwden zo een geheel nieuwe soort.
Dit is dus 's werelds eerste synthetische levensvorm.
Wat doe je ermee?
Dit spul gaat de wereld veranderen.
Ik geef jullie drie korte-termijntrends
van hoe dit de wereld gaat veranderen.
De eerste is dat we een nieuwe industriële revolutie gaan zien.
En dat bedoel ik letterlijk.
Net zoals Zwitserland, Duitsland en Groot-Brittannië de wereld veranderden
met machines zoals die in de lobby,
en energie opwekten --
net zoals CERN de wereld verandert,
met nieuwe instrumenten en ons idee van het universum --
zo zullen programmeerbare levensvormen de wereld ook veranderen,
want van zodra je cellen kunt programmeren
op dezelfde manier als je je computerchip programmeert,
dan kun je bijna alles maken.
Je computerchip kan foto's maken,
en muziek, en film,
ook liefdesbrieven en spreadsheets.
Gewoon enen en nullen die erin rondvliegen.
Als je nucleotiden door cellen kunt laten stromen,
dan maakt deze software zijn eigen hardware,
wat betekent dat het snel zal opschalen.
Wat er ook gebeurt,
als je je mobiele telefoon naast je bed legt,
zal je ‘s morgens geen miljard mobiele telefoons hebben.
Maar ...
met levende organismen
kan dat op zeer grote schaal.
Zo kun je bijvoorbeeld zo goed als koolstofneutrale brandstoffen produceren
op commerciële schaal tegen 2025.
En dat doen we bij Exxon.
Maar je kunt ook besparen op landbouwgrond.
In plaats van 100 hectare om oliën of eiwitten te maken,
kun je ze maken in bassins
met 10 of 100 keer meer productiviteit per hectare.
Of je kunt informatie opslaan
of alle nodige vaccins ter wereld maken in die drie bassins.
Of je kunt bijna alle informatie van CERN opslaan in die drie bassins.
DNA is een zeer krachtig middel voor informatieopslag.
Ten tweede:
theoretische biologie is aan een opmars bezig.
Medische instituten behoren tot de meest conservatieve plekken op aarde.
De manier waarop ze anatomie onderwijzen,
is vergelijkbaar met hoe ze het 100 jaar geleden deden.
"Welkom, student. Hier is je kadaver."
Medische scholen zijn niet goed in het creëren van nieuwe afdelingen,
daarom is dit zo ongewoon.
Isaac Kohane richtte een afdeling op
op basis van informatica, gegevens, kennis
aan de Harvard Medical School.
Wat je eigenlijk ziet gebeuren,
is dat de biologie over genoeg gegevens beschikt
om in het voetspoor van de fysica te treden.
Vroeger had je waarnemingsfysica
en experimentele fysica,
en daarnaast ontstond de theoretische biologie.
En die is aan een opmars bezig,
want je hebt zo veel medische dossiers
en zo veel gegevens over mensen:
je kent hun genomen, hun viromen en hun microbiomen.
Naarmate deze informatie zich opstapelt,
kun je voorspellingen gaan doen.
Ten derde geraakt dit allemaal tot bij de consument.
Ook jij kunt je genen laten sequenceren.
Vandaar bedrijven als 23andMe.
Bedrijven als 23andMe zullen je meer en meer en meer data verschaffen,
niet alleen over je familieleden,
maar ook over jou en je lichaam
en het zal dingen vergelijken, ook doorheen de tijd.
Dat zullen zeer grote databases worden.
Maar het zal ook een reeks andere bedrijven beïnvloeden
op onverwachte manieren.
Normalerwijze als je iets adverteert, wil je niet dat de consument
in de badkamer op je advertentie gaat plassen.
Tenzij je IKEA bent, natuurlijk.
Want als je dit uit een tijdschrift scheurt en erop plast,
zal het blauw worden als je zwanger bent.
(Gelach)
En dan geven ze je een korting op de wieg.
(Gelach)
Als het gaat over empowerment van de consument,
en dit gaat verder dan Biotech,
bedoel ik eigenlijk dat.
We produceren nu bij Synthetic Genomics
desktopprinters
die je toelaten om een cel te ontwerpen,
een cel af te drukken,
het programma van de cel uit te voeren.
We kunnen nu vaccins printen
in real-time als een vliegtuig opstijgt en voordat het landt.
We leveren dit jaar 78 van deze machines.
Dit is geen theoretische biologie. Dit is afdrukbiologie.
Ik wil het hebben over twee lange-termijntrends
die eraan komen over een langere periode.
De eerste is dat we soorten gaan herontwerpen.
Daar heb je toch al van gehoord, niet?
We herontwerpen bomen. We herontwerpen bloemen.
We herontwerpen yoghurt,
kaas, alles wat je maar wilt.
En dat brengt ons natuurlijk bij de interessante vraag:
hoe en wanneer moeten we de mens herontwerpen?
Velen denken: Ach nee, mensen herontwerpen, dat nooit.
Tenzij je kind het Huntington-gen heeft
en ten dode opgeschreven is.
Of, tenzij je een gen voor cystische fibrose kunt doorgeven,
en dan wil je niet alleen jezelf herontwerpen,
maar ook je kinderen en kleinkinderen.
Dit zijn ingewikkelde debatten en die komen eraan.
Ik geef een actueel voorbeeld.
Eén van de debatten vandaag bij de National Academies
gaat erover dat je een ‘gene drive’ in muggen kunt zetten
waarmee je alle malariamuggen doodt.
Sommige mensen zeggen:
"Dat gaat het milieu extreem beïnvloeden, doe het niet."
Anderen zeggen:
"Dit is iets dat miljoenen mensen per jaar doodt.
Wie ben jij om mij te vertellen dat ik de kinderen in mijn land niet mag redden?"
Waarom is dit debat zo ingewikkeld?
Omdat zodra je ze loslaat in Brazilië
of in Zuid-Florida --
muggen respecteren geen muren.
Je neemt een beslissing voor de hele wereld
als je een gene drive loslaat.
Deze prachtige man won een Nobelprijs
en sinds het winnen van de Nobelprijs breekt hij zich het hoofd
over hoe het leven begon op deze planeet
en hoe groot de kans is dat het voorkomt op andere plaatsen.
Daarom richtte hij zich tot zijn promovendi
en vroeg hen:
"Bouw me leven, maar zonder moderne chemicaliën of instrumenten.
Bouw me dingen die er drie miljard jaar geleden waren.
Zonder lasers. Ook niet dit of dat."
Hij gaf me een flesje van wat hij ongeveer drie weken geleden maakte.
Wat is het?
Hij maakte iets dat leek op zeepbellen van lipiden.
Hij bouwde een voorloper van RNA.
Hij liet de voorloper van het RNA geabsorbeerd worden door de cel
en dan liet hij de cellen zich delen.
Misschien zijn we niet zo ver --
een decennium, misschien twee decennia --
van het genereren van leven vanaf nul
uit proto-gemeenschappen.
Tweede trend op de lange termijn:
we hebben geleefd en leven nog in het digitale tijdperk --
nu beginnen we te leven in het tijdperk van het genoom en biologie
en CRISPR en synthetische biologie --
en dat allemaal gaat samen uitmonden in het tijdperk van de hersenen.
We komen op het punt dat we het gros van onze lichaamsdelen kunnen reconstrueren,
net zoals een gebroken bot of brandwonden zich kunnen herstellen.
We beginnen te leren hoe we onze luchtpijpen
of onze blazen terug kunnen laten groeien.
Deze beide zijn al geïmplanteerd bij mensen.
Tony Atala werkt aan 32 verschillende organen.
Maar dit is de hoofdzaak,
want jij bent je hersenen en de rest is gewoon verpakking.
Niemand gaat langer dan 120, 130, 140 jaar leven
tenzij we dit oplossen.
Dat is de interessantste uitdaging.
Dat is de volgende grens, samen met:
"Hoe algemeen is het leven in het heelal?"
"Waar komen we vandaan?"
en dat soort vragen.
Laat mij dit eindigen met een apocrief citaat van Einstein.
[Je kunt leven alsof alles een wonder is
of je kunt leven alsof niets een wonder is.]
Aan jou de keuze.
Je kunt je richten op het slechte, op het enge,
en er bestaan zeker een hoop enge dingen.
Gebruik 10 procent van je hersenen om je daarop te focussen,
of misschien 20 of 30 procent.
Maar vergeet niet
dat we echt leven in een tijdperk van ‘miracle and wonder’.
We hebben het geluk vandaag te leven, om dit soort dingen te zien.
We hebben het geluk te kunnen praten met mensen
zoals degenen in deze zaal die al die dingen maken.
Dus dank aan jullie allen voor alles wat jullie doen.
(Applaus)